KR101304277B1 - 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 - Google Patents
수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101304277B1 KR101304277B1 KR1020127032983A KR20127032983A KR101304277B1 KR 101304277 B1 KR101304277 B1 KR 101304277B1 KR 1020127032983 A KR1020127032983 A KR 1020127032983A KR 20127032983 A KR20127032983 A KR 20127032983A KR 101304277 B1 KR101304277 B1 KR 101304277B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- joint
- link
- axis
- manipulator
- tool
- Prior art date
Links
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 title description 24
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 220
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims abstract description 151
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 24
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims description 5
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 25
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 80
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 61
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 33
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 32
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 26
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 17
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 10
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 6
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 6
- 241001416181 Axis axis Species 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000002432 robotic surgery Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 210000002310 elbow joint Anatomy 0.000 description 2
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 2
- 241001631457 Cannula Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003601 intercostal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012978 minimally invasive surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/37—Master-slave robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/71—Manipulators operated by drive cable mechanisms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/77—Manipulators with motion or force scaling
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J3/00—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1689—Teleoperation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/302—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body cavities, e.g. within abdominal or thoracic cavities
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
- A61B2090/065—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39135—For multiple manipulators operating at same time, avoid collision
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39212—Select between autonomous or teleoperation control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39322—Force and position control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
- G05B2219/40184—Compliant teleoperation, operator controls motion, system controls contact, force
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45117—Medical, radio surgery manipulator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Robotics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
원격로봇의, 원격 수술의, 및 /또는 수술 로봇 장치, 시스템 및 방법은, 관련된 수술 엔드 이펙터 보다 공간 내에서 더 큰 자유도를 가지는 수술 로봇 링크기구를 채택한다. 프로세서는, 상기 툴의 입구 부위의 주위로의 피봇을 포함하는 툴 운동을 연산한다. 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 설정의 범위를 따라 운동할 수 있는 링크기구는 충돌을 막는 설정을 향하도록 구동될 수 있다. 또한, 개선된 로봇 링크기구와 그 이용을 위한 방법이 제공된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 인용
해당사항 없음
연방정부가 지원한 연구나 개발에 의해 이루어진 발명에 대한 권리선언
해당사항 없음
본원발명은 일반적으로는, 의료, 원격수술, 원격출석(telepresence), 원격로봇 및/또는 로봇장치, 시스템 및 방법과 관련된다. 실시예에서, 본원발명은, 충분한 자유도를 가지는 수술 로봇 시스템을 제공하여, 내부의 수술 부위 내에서의 원하는 운동과 최소침습 수술 입구(minimally invasive surgical aperture) 주위로의 피봇 운동 모두를 제공한다. 또한, 관련 실시예에서, 본원발명은, 로봇 시스템의 셋업(set-up) 및/또는 제어를 위하여 사용될 수 있는 시스템, 방법 및 장치를 제공한다.
최소침습 진단기술은, 진단이나 수술과정 동안 손상되는 조직의 양을 줄이도록 의도되어 있다. 최소침습 수술은, 환자의 회복시간, 불편함 및 수술의 유해한 부작용을 감소시킬 수 있다. 미국에서 매년 수행되는 많은 수술이 최소침습 방식으로 시행될 수도 있지만, 부분적으로는 현재의 최소침습 수술 도구 및 그 사용을 숙달함에 있어서의 어려움 때문에 현재의 수술 중 오직 제한된 비율만이 상기 개량된 기술을 사용한다.
최소침습 로봇 시스템은, 최근에 의사의 솜씨(dexterity)를 향상시키고, 종래의 최소침습 수술에서의 일부의 한계를 회피하기 위하여 개발되었다. 로봇 수술에서, 의사는 직접 손으로 수술도구를 잡고서 움직이기 보다는, 수술도구를 조작하기 위하여 (주-종속 서보기구(master-slave servomechanims) 등의) 일정한 유형의 로봇 제어를 이용한다. 상기 의사는 내부 수술부위의 이미지에 의해 관찰할 수 있어서, 의사가 조직의 취급을 지시하는 것을 돕는다. 디스플레이 상에서 2차원 또는 3차원 이미지를 관찰하는 동안, 상기 의사는 주 제어 입력장치를 조작함으로써 수술과정을 시행하는데, 상기 입력장치는 로봇기구의 운동을 제어한다. 상기 로봇 수술기구는, 상기 환자의 수술부위에 있는 조직을 취급하거나, 종종 개방수술을 위한 접근방식과 관련된 외상을 취급하기 위하여, 작은 최소침습 수술입구를 통하여 삽입되어, 상기 환자 내에서 수술부위에 있는 조직을 다룰 수 있고, 종종 개방수술(open surgery)를 위하여 접근하는 것과 관련된 외상을 다룰 수 있다. 매우 복잡한 수술 작업을 시행하기 위하여, 상기 로봇 시스템은, 종종 상기 최소침습 입구에서 상기 도구의 축을 피봇시키거나, 상기 입구를 통과하여 상기 축을 축방향으로 미끄러지게 하고, 상기 입구 내에서 상기 축을 회전시키거나, 및/또는 기타 조작하음로써, 수술도구의 작업단(working ends)를 충분한 민첩청을 가지고 움직일 수 있다.
원격수술에 사용되는 서보기구는, 종종 2개의 주콘트롤러(의사의 각 팔 당 1개)로부터 입력신호(input)을 수신하고, 2개 이상의 로봇암이나 조작기(manipulator)를 포함할 수 있다. 상기 손의 움직임을 이미지 캡쳐 장치에 의해 디스플레이되는 상기 로봇기구의 이미지로 맵핑하는 것(mapping)은, 상기 의사에게 각 손과 관련된 상기 기구에 대한 정교한 제어를 제공하는 것을 도울 수 있다. 많은 수술 로봇 시스템에서, 1개 이상의 로봇 조작기는, 내시경이나 다른 이미지 캡쳐 장치, 추가적인 수술도구 등을 이동시킴에 있어서 포함된다.
상기 새로운 로봇 수술시스템과 장치가 매우 효율적이고 유리하다고 입증된 반면, 여전히 더 많은 개량이 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 수술도구를 최소침습 수술 부위 내에서 이동시키는 때에, 로봇 수술 조작기는 상기 환자의 신체 밖에서 상당한 양의 운동을 나타낼 수가 있는데, 특히 도구를 최소침습 입구를 중심으로 피봇시키는 때에 그러하다. 상기 도구가 동시에 독립적으로 그와 관련된 입구 주위로 피봇됨에 따라, 상기 환자의 밖에 배치된 상기 로봇 조작기는 종종 서로(또는 다른 구조물이나 사람과) 부딪힐 수 있다. 또한, 수술을 준비함에 있어서 상기 로봇시스템을 셋업하는 것은 매우 어렵고(challenging), 다른 과정의 도중에 상기 환자의 다른 조직에 접근하기 위하여 상기 시스템을 재설정하는 것은(reconfiguring), 매우 불편할 수 있다.
상기의 점과 기타 이유로, 개량된 장치, 시스템과, 수술, 로봇 수술 및 다른 로봇의 적용을 위한 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다. 상기 개량된 기술이 더 빠르고 더 쉬운 셋업 및/또는 사용하는 동안 상기 로봇장치의 충돌을 막는 것을 제공한다면, 특히 유용할 것이다. 상기 개량된 기술이, 그 크기, 기계적인 복잡성이나 상기 시스템의 비용을 상당한 정도로 증가시키지 않고, 그 민첩성을 유지하거나 향상시키도록 제공될 수 있다면 이상적일 것이다.
발명의 개요
본원 발명은, 일반적으로 개량된 로봇 및/또는 수술 장치, 시스템 및 방법을 제공한다. 많은 실시예에서, 본원발명은 고도로 구성설정가능한(highly configurable) 로봇 조작기를 채택하고 있을 것이다. 예컨대, 상기 조작기는 수술 작업 공간 내에서, 관련된 수술 엔드이펙터(end effector)보다 더 큰 자유도를 가질 것이다. 본원발명은, 종종 상기 조작기 림크기구의 축이 상기 입구 부위를 중심으로 피폿하는 것을 포함하는 상기 로봇 링크기구의 운동을 계산하여, 소프트웨어 센터링을 노션(notion of software centering)하기 위한, 소프트웨어 명령에 의해 설정된 프로세서를 포함한다. 상기 엔드 이펙터를 지지하는 상기 로봇 조작기의 조인트는, 인접한 조직에 대한 손상을 피하기 위하여 상기 축이 상기 입구 부위로부터 옆으로 운동하는 것을 제한하는 경우에도, 상기 조작기로 하여금 주어진 엔드 이펙터의 위치에 있어서, 상이한 설정 범위를 통하여 이동하는 것을 허용할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 조작기를, 1개 이상의 운동하는 로봇 구조체를 포함하는 충돌을 방지하는 설정으로 구동하기 위하여, 이러한 조작기를 이용할 수 있다. 이러한 고도로 설정가능한 로봇 조작기의 셋업은, 상기 조인트가 상기 조작기의 웅동학적 체인(kinematic chain)에 따라 다른 조인트의 이동에 응답하여 최적으로 구동되는 상태에서, 상기 조작기가 수동으로 상시 시스템 오퍼레이터에 의해(또는 다른 외부의 상호작용(external interaction)에 의해 수동으로 변위되고 있는 동안, 상기 조작기의 1개 이상의 조인트를 구동하는 프로세서에 의해 촉진된다. 실시예들은, 어떤 경우에는 상기 조작기와 상기 조작사이에 가해지는 외력을 상기 입구부위를 따라 감지함으로써, 환자의 호흡 및/또는 움직임에 응답하여 상기 조작기의 피봇 운동의 중심을 조정할 수 있다. 또한, 최소침습 수술용도 및 기타 용도로 사용할 수 있는 정교한 로봇 구조(structure)가, 그와 관련된 로봇 방법과 함께 제공된다.
본원발명의 하나의 측며에 의하면, 잉여 자유도(redundant degrees of freedom,RDOF) 수술 로봇 시스템에는 조작 입력신호가 제공된다. 상기 RDOF 수술 로봇 시스템은, 조작기 조립체, 입력 장치 및 프로세서를 포함한다. 상기 엔드 이펙터를 상기 입력장치에 의해 수신되는 바와 같이 원하는 운동을 이루기 위한 명령에 응답하여, 상기 조작기 조립체는 근접한 기저부(proximal base)에 대하여 엔드 이펙터의 말단을 조작한다. 상기 조작기는 충분한 자유도를 제공하는 복수의 조인트를 가져, 엔드 이펙터 위치에 있어서 조인트 상태의 레인지(range of joint states)를 허용한다. 상기 프로세서는, 상기 입력장치를 조작기 조립체와 짝짓고(couples), 상이한 모드로 작동하도록 설정될 수 있다. 상기 엔드 이펙터 조작 모드에서, 상기 프로세서는 상기 엔드 이펙터를 원하는 운동으로 이동시키기 위하여명령에 응답하여 상기 조인트의 운동을 결정한다. 클럿치(cluch) 모드에서, 상기 프로세서는, 상기 조작기 조립체의 다른 조인트의 외부 분절(external articulation)에 응답하여, 1개 이상의 조인트를 구동한다. 상기 클럿치 모드는 자세(pose) 클럿치 모드, 도구 클럿치 모드나, 포트(port) 클럿치 모드일 수 있다.
본원발명의 다른 측면에서는, RDOF 소프트웨어 센터링 수술 로봇 시스템이 제공된다. 상기 RDOF 소프트웨어 센터링 수술 로봇 시스템은, 프로세서, 입력장치, 조작기 및 수술 도구를 포함한다. 상기 수술도구는, 근접단, 환자 내부로 삽입하기에 적절한 말단 엔드 이펙터, 및 그들 상이의 중간부(intermediate portion)을 가진다. 상기 조작기는 상기 도구의 근접단을 지지하고, 그러므로 환자의 밖에서 상기 도구를 이동/제어할 수 있다. 상기 조작기와 상기 도구 사이에는 충분한 자유도를 제공하는 복수의 피동 조인트가 있어서, 상기 상기 엔드 이펙터의 중간부가 접근 부위를 통과할 때에, 상기 엔드 이펙터를 위한 조인트 상태의 레인지를 허용한다. 상기 입력장치는, 원하는 엔드 이펙터의 운동을 이루기 위하여 명령을 수신ㅎ산다. 상기 프로세서는, 상기 입력장치를 상기 조작기와 짝짓는다. 상기 명령된 운동에 응답하여, 상기 프로세서는, 상기 엔드이펙터가 원하는 운동을 하는 동안 상기 도구의 중간부가 접근 부위의 내에 있도록, 상기 조인트의 운동을 결정한다.
또한, 1개의 실시예에서, 상기 조인트의 운동은, 상기 프로세서에 의해 결정되어, 조작기 충돌을 막도록 설계될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 조인트의 운동은, 상기 프로세서에 의해 결정되어, 상기 조작기를 원하는 조인트 상태의 조합으로 구동하도록 설계될 수 있는데, 이것은 구속된 주 솔루션(underconstrained primary solution)과 2차 제어작업(secondary control task)을 달성한다. 다른 실시예에서는, 상기 조인트의 운동은 상기 프로세서에 의해 결정되어, 포트 경직성 인자(port stiffness factor)에 응답하여, 상기 도구의 중간부의 피봇 중심의 운동을 방지하도록 설계될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 조인트의 운동은, 상기 프로세서에 의해 결정되어, 우선순위 리스트로부터 선택된 우선 작업과 부합한다(comply with a priority task). 또 다른 실시예에서, 상기 RDOF 소프트웨어 센터링 수술 로봇 시스템은, 상기 프로세서에게 접근 부위의 위치 및/또는 상기 도구의 중간부와 상기 접근 부위 입구 사이의 반응력(reactive force)를 지시하기 위한 센서시스템을 더 포함한다.
본원 발명의 또 다른 측면에서, 충돌 방지 능력을 가지는 복수 조작기 RDOF 수술 로봇이 제공된다. 상기 복수 조작기 RDOF 수술 로봇은, 제1 조작기 조립체, 제2 조작기 조립체, 입력장치 및 프로세서를 포함한다. 상기 제1 조작기 조립체는, 제1 엔드 이펙터와, 제1 엔드이펙터의 하나의 위치에 대한 복수의 조인트 상태를 가진다. 상기 제2 조작기 조립체는, 제2 엔드 이펙터와, 상기 제2 조작기 조립체의 운동을 지시하는 상태 신호(state signal)을 송신할 수 있는 능력을 가진다. 상기 입력 장치는, 상기 제1 엔드 이펙터의 제 1 요망 운동(first desired movement)을 위한 입력신호를 수신한다. 상기 프로세서는, 상기 입력신호, 상기 제1 조작기 조립체 및 상기 제2 조작차 조립체와 짝지어진다. 상기 프로세서는, 상기 제1 조작기 조립체의 운동을, 상기 제2 조작기 조립체 상태 신호가 고려되는 상태에서, 상기 입력신호에 응답하여 결정하여, 상기 조작기 조립체 사이의 충돌을 막는다. 상기 결정된 운동을 사용하여, 상기 프로세서는, 상기 제2 엔드 이펙터가 상기 제1 요망 운동을 하도록 제어한다.
본원 발명의 또 다른 측면에서, 상부 암 롤을 가진 수술 로봇 조작기가 제공된다. 상기 수술 로봇 조작기는, 가동 수술 도구 홀더, 작업 공간에 근접하게 위치될 수 있는 베이스(base), 및 상기 베이스와 도구 홀더 사이에서 피봇가능하게 연결된 암 조립체를 포함한다. 상기 암 조립체는, 제1 축을 가지는 제1 링크, 제2 축을 가지는 제2 링크, 상기 제1 축과 제2 축 사이의 각을 변화시키기 위하여 상기 제1링크와 제2 링크 사이에서 연결된(coupled) 피봇 암 조인트 및 상기 베이스와 상기 피봇 암 조인트 사이의 제1 롤 조인트를 포함한다. 상기 제1 롤 조인트는, 상기 제1 축을 따라 뻗어 있는 암 롤 축을 가진다.
본원 발명의 특징 및 장점에 대한 추가적인 이해는, 명세서의 나머지 부분과 도면을 참조하면 명백해 질 것이다.
도1A는. 수술 과정 명령을 입력하기 위한 주 의사(master sergeon) 콘솔 또는 워크스테이션으로서, 상기 콘솔은 상기 입력 명령에 응답하여 조작기 명령신호를 생성하기 위한 프로세서를 포함하는 주 의사 콘솔 또는 워크스테이션의 사시도이다.
도1B는, 환자의 내부에 있는 내부 수술부부에서 수술 엔드 이펙터를 가지는 수술 도구를 로봇방식으로 이동시키기 위한 복수의 로봇 조작기를 가지는 수술 스테이션과, 상기 조작기- 도구 조립체로 수술과정을 시행하기 위한 방법을 도식적으로 나타내는 측면도이다.
도1C는, 도1A 및 도1B의 조작기 조립체 및 의사 콘솔을 이용하여 환자 내에 있는 최소침습 수술부위에서 수행되는 수술 방법을 도식적으로 나타내는 사시도이다.
도2는, 상기 도1A의 워크스테이션의 원하는 이동을 입력하기 위한 핸들을 가지는 주 제어 입력장치를 나타내는 측면도이다.
도3은, 도1B의 상기 조작기 상에 탑재되어야 하는 로봇 수술도구나 툴의 예의 사시도이다.
도4A - 4C는, 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 조인트 상태의 레인지를 가지는 로봇 조작기 조립체의 일 예의 저면도, 측면도 및 후면도이다.
도5A 및 5B는, 도4A - C의 상기 조작기의 측면도이고, 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서, 아래쪽으로 향하여진 엘보우 조인트의 형상 및 위쪽으로 향하여진 엘보우 조인트의 형상을 도시한다.
도6은, 도4A - c의 상기 조작기 및 그 위에 탑재되는 도3의 상기 도구에 의해 제공되는 자유도를 도식적으로 나타낸다.
도7A는, 입구(aperture)를 통하여 삽입되는 조작기 조립체를 도식적으로 나타낸다.
도7B는, 도7A의 상기 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체를 새로운 입구 위치로 수동으로 재배치함에 있어서의 일부의 어려움을 도식적으로 나타낸다.
도7C는, 상기 조작기를 새로운 입구 위치로 수동으로 재배치하는 동안, 운동범위 등을 보강하기 위하여 도7A의 상기 암을 변화시키는 것을 도식적으로 나타낸다.
도8은, 프로세서가 상기 수동 이동에 응답하여 상기 조작기 조인트를 설정하는(configure) 동안, 최소침습 입구에 근접한 수술 도구를 수동으로 배치하는 것을 가능하게 하기 위한 클럿치 입력 스위치를 가지는 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체를 도시한다.
도8A - 8D는, 새로운 입구 위치를 수용하거나, 수술도구를 입구를 중심으로 피봇시키거나, 상기 엔드 이펙터나 도구 홀더 등을 이동시키지 않고 상기 조작기의 자세를 변화시키기 위하여, 로봇 조작기 조립체의 적어도 일부분을 수동으로 재배치하기 위한 다양한 클러치 모드를 도식적으로 나타낸다.
도9A 및 9B는, 상기 암의 수동 이동 동안, 대체적인 조인트 설정(configuration)의 레인지 범위 내에서 상기 조작기 조립체의 조인트를 로봇방식으로 재설정하는 것을 도식적으로 나타낸다.
도10A는, 완전히 제한된 역 야코비언(fully constrained inverse Jacobian) 주/종속 속도 제어기를 도식적으로 나타내는 단순화된 블록선도이다.
도10B는, 변형된 주/종속 제어기의 단순화된 블록선도인데, 여기에서 역 야코비언 제어기 모듈은, 과제한 되었거나 덜 제한된(overconstrained or underconstrained) 조작기에 대한 제어를 가능하게 하기 위하여 설정에 종속적인 부분공간 필터를 가지는 제2 모듈과 결합되어 있다.
도11은, 완전히 제한된 주/종속 로봇 수술시스템에 대한 역 야코비언 제어기의 일예를 도식적으로 나타낸다.
도12는, 도11의 제어기의 변형된 일부를 도식적으로 나타내는데, 여기에서 상기 역 야코비언 제어기는 설정에 종속적인 필터로 변경되어, 상기 제어기는 시스템 제한 및/또는 목표의 변화하는 레벨의 우선순위(priority of differing levels of system constraints and/or goals)를 존중한다.
도13은, 캐뉼러 힘 센서를 가지는 종속 조작기 조립체를 도식적으로 도시한다.
도13A는, 도13의 상기 조작기 조립체나 여기에서 설명된 다른 조작기 시스템과 함께 사용될 수 있는 하이브리드 힘/위치 제어기(hybrid force/position contreoler)를 도식적으로 나타낸다.
도13B 및 13C는, 도13A의 상기 제어 시스템의 일 측면을 도식적으로 나타낸다.
도14A 및 14B는, 각각 도구 조정 프레임과 최소 침습 접근 부위를 중심으로 피봇 운동하는 도구 축을 도식적으로 나타낸다.
도15는, 상기 워크스테이션 프로세서의 대체적인 제어 시스템을 도시적으로 나타내는데, 여기에서 본원발명의 실시예가 실시된다.
도16은, 본원발명의 실시예를 실시하기 위하여 도15의 상기 시스템을 변형시키기에 적합한, 과도한 자유도를 가지는 조작기의 조인트 운동을 해결하기 위한 모듈을 가지는 변형된 제어시스템을 도시하고 있다.
도17은, 도16의 1개 이상의 제어 모듈에서 수행된, 역 운동학적 해법 연산을 도식적으로 나타낸다.
도18A는, 링크기구 조립체의 형상의 예와, 상기 링크기구 조립체에 대한 바람직한 조인트 형상을 나타낸다.
도18는, 도18A의 상기 조작차 조립체의 평면도이고, 상기 조작기 조립체의 평면적 배치를 나타낸다.
도18C 및 18D는, 복수 조작기 종속 시스템에서의 인접한 조작차 조립체에 대한 평면 자세를 나타내는 평면도이다.
도18E 및 18F는, 조작기 조립체를 나타내고, 상기 조립체의 1개의 조인트에 대한 원하는 운동범위를 나타낸다.
도18G는, 조작기 조립체의 면을 따라, 충돌 센서 시스템의 예를 나타내는 사시도이다.
도1B는, 환자의 내부에 있는 내부 수술부부에서 수술 엔드 이펙터를 가지는 수술 도구를 로봇방식으로 이동시키기 위한 복수의 로봇 조작기를 가지는 수술 스테이션과, 상기 조작기- 도구 조립체로 수술과정을 시행하기 위한 방법을 도식적으로 나타내는 측면도이다.
도1C는, 도1A 및 도1B의 조작기 조립체 및 의사 콘솔을 이용하여 환자 내에 있는 최소침습 수술부위에서 수행되는 수술 방법을 도식적으로 나타내는 사시도이다.
도2는, 상기 도1A의 워크스테이션의 원하는 이동을 입력하기 위한 핸들을 가지는 주 제어 입력장치를 나타내는 측면도이다.
도3은, 도1B의 상기 조작기 상에 탑재되어야 하는 로봇 수술도구나 툴의 예의 사시도이다.
도4A - 4C는, 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 조인트 상태의 레인지를 가지는 로봇 조작기 조립체의 일 예의 저면도, 측면도 및 후면도이다.
도5A 및 5B는, 도4A - C의 상기 조작기의 측면도이고, 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서, 아래쪽으로 향하여진 엘보우 조인트의 형상 및 위쪽으로 향하여진 엘보우 조인트의 형상을 도시한다.
도6은, 도4A - c의 상기 조작기 및 그 위에 탑재되는 도3의 상기 도구에 의해 제공되는 자유도를 도식적으로 나타낸다.
도7A는, 입구(aperture)를 통하여 삽입되는 조작기 조립체를 도식적으로 나타낸다.
도7B는, 도7A의 상기 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체를 새로운 입구 위치로 수동으로 재배치함에 있어서의 일부의 어려움을 도식적으로 나타낸다.
도7C는, 상기 조작기를 새로운 입구 위치로 수동으로 재배치하는 동안, 운동범위 등을 보강하기 위하여 도7A의 상기 암을 변화시키는 것을 도식적으로 나타낸다.
도8은, 프로세서가 상기 수동 이동에 응답하여 상기 조작기 조인트를 설정하는(configure) 동안, 최소침습 입구에 근접한 수술 도구를 수동으로 배치하는 것을 가능하게 하기 위한 클럿치 입력 스위치를 가지는 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체를 도시한다.
도8A - 8D는, 새로운 입구 위치를 수용하거나, 수술도구를 입구를 중심으로 피봇시키거나, 상기 엔드 이펙터나 도구 홀더 등을 이동시키지 않고 상기 조작기의 자세를 변화시키기 위하여, 로봇 조작기 조립체의 적어도 일부분을 수동으로 재배치하기 위한 다양한 클러치 모드를 도식적으로 나타낸다.
도9A 및 9B는, 상기 암의 수동 이동 동안, 대체적인 조인트 설정(configuration)의 레인지 범위 내에서 상기 조작기 조립체의 조인트를 로봇방식으로 재설정하는 것을 도식적으로 나타낸다.
도10A는, 완전히 제한된 역 야코비언(fully constrained inverse Jacobian) 주/종속 속도 제어기를 도식적으로 나타내는 단순화된 블록선도이다.
도10B는, 변형된 주/종속 제어기의 단순화된 블록선도인데, 여기에서 역 야코비언 제어기 모듈은, 과제한 되었거나 덜 제한된(overconstrained or underconstrained) 조작기에 대한 제어를 가능하게 하기 위하여 설정에 종속적인 부분공간 필터를 가지는 제2 모듈과 결합되어 있다.
도11은, 완전히 제한된 주/종속 로봇 수술시스템에 대한 역 야코비언 제어기의 일예를 도식적으로 나타낸다.
도12는, 도11의 제어기의 변형된 일부를 도식적으로 나타내는데, 여기에서 상기 역 야코비언 제어기는 설정에 종속적인 필터로 변경되어, 상기 제어기는 시스템 제한 및/또는 목표의 변화하는 레벨의 우선순위(priority of differing levels of system constraints and/or goals)를 존중한다.
도13은, 캐뉼러 힘 센서를 가지는 종속 조작기 조립체를 도식적으로 도시한다.
도13A는, 도13의 상기 조작기 조립체나 여기에서 설명된 다른 조작기 시스템과 함께 사용될 수 있는 하이브리드 힘/위치 제어기(hybrid force/position contreoler)를 도식적으로 나타낸다.
도13B 및 13C는, 도13A의 상기 제어 시스템의 일 측면을 도식적으로 나타낸다.
도14A 및 14B는, 각각 도구 조정 프레임과 최소 침습 접근 부위를 중심으로 피봇 운동하는 도구 축을 도식적으로 나타낸다.
도15는, 상기 워크스테이션 프로세서의 대체적인 제어 시스템을 도시적으로 나타내는데, 여기에서 본원발명의 실시예가 실시된다.
도16은, 본원발명의 실시예를 실시하기 위하여 도15의 상기 시스템을 변형시키기에 적합한, 과도한 자유도를 가지는 조작기의 조인트 운동을 해결하기 위한 모듈을 가지는 변형된 제어시스템을 도시하고 있다.
도17은, 도16의 1개 이상의 제어 모듈에서 수행된, 역 운동학적 해법 연산을 도식적으로 나타낸다.
도18A는, 링크기구 조립체의 형상의 예와, 상기 링크기구 조립체에 대한 바람직한 조인트 형상을 나타낸다.
도18는, 도18A의 상기 조작차 조립체의 평면도이고, 상기 조작기 조립체의 평면적 배치를 나타낸다.
도18C 및 18D는, 복수 조작기 종속 시스템에서의 인접한 조작차 조립체에 대한 평면 자세를 나타내는 평면도이다.
도18E 및 18F는, 조작기 조립체를 나타내고, 상기 조립체의 1개의 조인트에 대한 원하는 운동범위를 나타낸다.
도18G는, 조작기 조립체의 면을 따라, 충돌 센서 시스템의 예를 나타내는 사시도이다.
실시예
본원발명은 개량된 수술 및 로봇 장치, 시스템 및 방법을 일반적으로 제공한다. 본원발명은, 복수의 수술 툴이나 도구가 그 위에 탑재되고 수술 과정 동안 그와 관련된 로봇 조작기에 의해 이동되는 수술 로봇 시스템과 함께 사용되는데에 특히 유리하다. 상기 로봇 시스템은, 종종 원격 로봇, 원격 수술, 및/또는 원격 출석 시스템을 포함하는데, 이들은 주-종속 제어기(master-slave controller)로 설정된 프로세서를 포함한다. 조작기 조립체를, 상대적으로 다수의 자유도를 가지는 분절 링크기구(articulated linkages)에 의해 운동시키도록 적절하게 설정된 프로세서를 채택한 로봇 시스템을 제공함으로써, 상기 링크기구의 운동은 최소침습 접근 부위를 통한 작업에 맞춰질 수 있다(can be tailored). 또한, 상기 다수의 자유도는 상기 프로세서로 하여금, 상기 운동하는 구조체 등의 충돌이나 간섭을 막도록 상기 조작기를 위치시키게 할 수 있다.
비록 "로봇 조립체"라는 용어가 또한 그 위에 탑채되는 툴이 없는 상태의 조작기를 포섭하지만, 여기서 설명될 상기 로봇 조작기 조립체는, 종종 로봇 조작기(manipulator) 및 그위에 배치된 툴(종종 수술 버젼으로 수술 도구를 포함하는 툴)을 포함한다. 상기 "툴"이라는 용어는 일반적이거나 산업적인 로봇 툴 및 전문화된 로봇 수술도구 모두를 포섭하는데, 상기 후자는 종종 조직의 조작, 조직의 처리 및 조직의 이미지화(imaging) 등에 적합한 엔드 이펙터를 포함한다. 상기 툴/조작기 인터페이스는 종종 신속한 분리 툴 홀더나 커플링일 것인데, 이들은 상기 툴의 신속한 제거 및 대체적인 툴로의 교체를 가능하게 한다. 상기 조작기 조립체는 종종, 적어도 로봇 과정의 일부동안은 공간 내에서 고정되는 베이스를 가지고, 상기 조작기 조립체는 상기 베이스와 상기 툴의 엔드 이펙터 사이에서 다수의 자유도를 가질 수 있다. (그립 장치의 협지부(jaws)의 개방이나 폐쇄, 전기 수술 패들(paddle)에의 전기공급 등과 같은) 상기 엔드 이펙터의 가동은 종종, 상기 조작작 조립체의 자유도와 독립적이고, 부가적이다(in addtion to).
상기 엔드 이펙터는 전형적으로, 2와 6 사이의 자유도로 작업 공간 내에서 운동한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "위치(position)"라는 용어는, 위치(location) 및 방향(orientation) 모두를 포섭한다. 따라서, (예컨대) 엔드 이펙터의 위치를 변경하는 것은, 상기 엔드 이펙터를 제1 위치에서 제2 위치로 변위시키는 것, 제1 방향에서 제2방향으로 회전시키는 것, 이들의 조합 모두를 포함한다. 최소침습 로봇 수술을 위하여 사용되는 때에, 상기 조작기 조립체의 운동은 상기 시스템의 프로세서에 의해, 상기 툴이나 도구의 축이나 중간부가 최소침습 수술 접근 부위나 다른 입구를 통하여 안전한 운동으로 제한되도록(constrained to a safe motion) 제어된다. 이러한 운동은, 예컨대, 상기 축의 상기 입구 부위를 통한 축방향 삽입, 상기 축의 그 축 주위로의 회전 및 상기 축의 상기 접근 부위에 근접한 피봇 포인트를 중심으로 한 피봇운동을 포함하지만, 종종 상기 축의 과도한 변위를 배제하는데, 이는 다른방식으로 상기 입구에 인접한 상기 조직을 찢거나 부주의하게 상기 입구부위를 확장시킬 수 있다. 상기 조작기 운동의 상기의 제한의 일부 또는 전부는, 부적절한 운동을 막는 기계적인 조작기 조인트 링크기구를 사용하거나, 로봇 데이터 처리 및 제어 기술을 부분적으로 또는 전적으로 이용하여 가해질 수 있다. 그러므로, 상기 초소침습 입구-상기 조작기 조립체의 제한된 운동은, 상기 조작기 조립체의 0 및 3의 자유도를 채택할 수 있다.
여기에서 설명된 조작기 조립체의 예 중 다수는, 수술부위 내에서 엔드이펙터를 위치시키고 운동시키는데 필요로되는 자유도보다 더 큰 자유도를 가질 것이다. 예컨대, 최소침습 입구를 통한 내부 수술 부위에서 6의 자유도를 가지고 배치될 수 있는 수술 엔드 이펙터는, 일부 실시예에서는 9의 자유도(6의 엔드이펙터 자유도-3은 위치를 위하여, 3은 방향을 위하여- 더하기 상기 입구부위 제한에 부합하기 위한 3의 자유도)를 가지나, 종종 10 이상의 자유도를 가질 것이다. 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 필요한 것보다 더 큰 자유도를 가지는 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체는, 충분한 정도의 자유도를 가지거나 제공하여, 작업공간 내에서 엔드 이펙터 위치에 있어서 조인트 상태에 레인지를 허용한다. 예컨대, 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서, 상기 조작기 조립체는 대체적인 조작기 링크기구 위치의 레인지를 차지한다(그리고 그 사이에서 구동된다). 이와 유사하게, 주어진 엔드 이펙터 속도 벡터에 있어서, 상기 조작작 조립체는 다양한 조작기 조립체의 조인트를 위한 변화하는 조인트 운동 속도의 레인지를 가진다.
본원발명은, 특히, 수술(및 기타) 응용에 적합한 로봇 링크기구 구조(linkage structures)로서, 광범위한 운동이 요구되고, 다른 로봇 링크기구, 수술 인력 및 설비 등의 존재 때문에 제한된 전용 볼륨(limited dedicated volume)이 가용한 로봇 링크기구 구조를 제공한다. 또한, 광범위한 운동 레인지와 각 로봇 링크 기구에 필요로 되는 축소된 볼륨은, 상기 로봇 지지 구조의 위치와 수술이나 기타 작업공간 사이에 더 큰 유연성을 제공하여, 셋업을 가능하게 하고 그 속도를 증가시킨다. 그러므로, 본원발명에 대한 가장 즉각적인 적용례는 원격 수술 시스템을 포함할지라도, 여기에서 설명되는 그 구조, 장치 및 시스템은 또한, 광범위한 기타 원격 로봇 및 로봇 적용례에서 응용될 수 있다.
조인트 등의 "상태(state)"라는 용어는, 여기에서 종종 상기 조인트와 관련된 제어 변수를 지시할 것이다. 예컨대, 각 조인트(angular joint)의 상태는, 그 운동 범위 내에서 상기 조인트에 의해 정하여지는 각 및/또는 상기 조인트의 각속도를 지시한다. 이와 유사하게, 축방향 또는 다면(prismatic) 조인트의 상태는, 상기 조인트의 축방향 위치 및/또는 그 축방향 속도를 지시한다. 여기에서 설명되는 많은 제어기는 속도 제어기를 포함하지만, 그들은 또한 위치 제어 특징을 일부 가진다. 대체적인 실시예는, 위치 제어기, 가속도 제어기 등에 주로 또는 전적으로 의존할 수 있다. 그러므로, 여기에서 설명되는 운동이 관련된 연산에 기초하는 범위에서, 상기 조인트의 운동 및 여기에서 설명된 엔드이펙터의 운동의 연산은, 위치 제어 알고리즘, 속도 제어 알고리즘, 위 양자의 조합 및/또는 그와 같은 것을 사용하여 수행될 수 있다.
본원발명의 실시예들은, 복수의 작업, 목표 또는 의도를 위하여 조작기 구조의 자유도를 활용하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다. 고도로 구성설정 가능한 조작기와 함께 사용되는 때에, 이들 프로세서는, 명령이나 코드를 프로그램하는 조인트 제어기를 가질 수 있는데, 상기 명령이나 코드는 이들로 하여금, 상기 엔드 이펙터를 원하는 위치로 이동시키는 것과 같은 1개의 제어 작업을 위해 사용될 수있는 적절한 조인트 명령을 일반적으로 도출하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 상기 조작기는 상기 작업을 수행하기 위해 필요한 것보다 더 큰 자유도를 가지므로, 상기 조인트 제어기에 의해 생성된 상기 솔루션은 종종 덜 제한될(underconstrained) 것이다. 환언하면, 상기 프로세서의 1개의 조인트 제어기는, 종종 조인트의 레인지 위치 및/또는 관련도(relationships)을 연산할 것이고, 이들 모두는 공간 냉에서의 원하는 엔드 이펙터 위치를 도출할 수 있을 거이다.
수학적으로, 상기 제어기는 벡터 및/또는 행렬을 사용하여 상기 조인트 명령의 연산 중 적어도 일부를 수행하는데, 이들 중 일부는, 상기 조인트의 설정 또는 속도에 대응하는 요소(elements)를 가진다. 상기 프로세서에 가용한 대체적인 조인트 설정의 레인지는, 조인트 공간(joint space)으로 개념화될 수 있다. 예컨대, 각 좌표(coordiante)가 상기 조작기의 관련된 조인트의 조인트 상태에 대응되는 상태에서, 상기 조인트 공간은 상기 조작기가 가지는 자유도와 동일한 차원(dimensions)을 가지고, 상기 조작기의 특정의 설정은, 상기 조인트 공간 내에서의 특정 포인트를 나타낸다.
상기 프로세서의 조인트 제어기에 의해 연산된 상기 솔루션이 덜 제한된 때에, 상기 조인트 제어기에 의해 제공되는 상기 솔류션은 상기 조인트 공간의 부분집합(subset)을 나타낼 수 있다. 주 솔루션이 덜 제한된 때에 어떤 특정한 명령이 상기 조작기의 상기 조인트에 전송되어야 하는 가를 식별하기 위하여, 상리 프로세서의 명령이나 코드를 추가적으로 프로그램하는 것은, 상기 조인트 제어기에 의해 생성되는 대체값의 레인지로부터 원하는 조작기 상태 및 조인트 명령의 특정의 세트를 선택하여, 부분공간 필터(subspace filter)로서 효과적으로 작동한다. 상기 선택된 명령은, 제2 목표, 작업 또는 작동을 제공하는데 사용되는 것도 유리하다. 예컨대, 주 조인트 제어기가 속도 제어기로서 활용되는 때에, 상기 추가적인 속도(additional velocities)는 상기 조작기를 구동하여 상기 조작기를 원하는 민첩성 자세(high-dexterity pose)를 향하여 및/또는 충돌을 막도록 상기 입구를 통과시키고/통과시키는 상태에서, 상기 필터는 상기 주 조인트 제어기의 작동에 직각을 이루는 조인트 속도의 선형 조합(linear combinatioin)을 식별할 수 있다. 상기 필터는, 종종 설정에 종속적이어서(configuration-dependent), 상기 필터에 의해 선택된 상기 조인트 명령은 설정이나, 상기 조인트, 조작기 및/또는 작업공간의 상태에 종속적일 것이다. 사실, 상기 주 조인트 제어기는, 입력 명령 및/또는 그와 같은 것에 기초하여 상기 전체의 조인트 공간으로부터 주 솔루션을 선택하는 필터를 포함하는 것도 효과적일 수 있다.
여기에서 사용되는 "과제한된(overconstrained)"이란 용어는, 1개 이상의 제어기의 작업이나 작업득이, 적어도 때때로 그리고, 강직한 제한상태로 유지된다면(mainteined as rigid constraints), 관련된 조작기 조립체의 가용된 자유도를넘어설 수 있는 로봇 시스템을 포섭한다.
여기에서 사용되는 "외부의(external)" 힘이나 로봇 시스템의 분절(articulation)은, 시스템 사용자나 다른 사람에 의해 가해지는 상기 조작기 조립체의 운동의 힘, 작업공간이나 환경, 다른 구조와의 의도되지 않는 충돌 등을 포함하나; 상기 시스템의 조작기를 구동하는 것에 의해 가해지는 로봇적으로 연산되고 의도된 힘과 운동을 일반적으로 포섭하지는 않는다.
여기에서 사용될 "영공간(null space)"라는 용어는, S,M. 내에서의 어떠한 벡터 χ도 = 0 이 되도록 하는, 선형 작동자(행렬) M에 대한 벡터 입력 공간(vector input space)의 부공간 S로 정의된다.
여기에서 설명되는 프로세서는 종종, 주 조인트 제어기 및/또는 설정에 종속적인 필터 및/또는 상기 제어기 및 필터와 관련된 기능을 수행하는 제1모듈 및 ㅈ제모듈을 가지는 것으로 설명될 것이지만, 여기에서 설명되는 프로세서는, 복수의(3개 이상의 필터가 최적인) 필터, 3개 이상의 상이한 제어작업을 위한 3개 이상의 모듈 등을 가질 수도 있다. 상기 프로세서는 종종, 상기 필터 및 모듈과 관련된 작업들 사이에서 1개 이상의 우선순위를 정할 것이고, 그럼으로써 우선순위가 더 높은 작업에 우선순위가 더 낮은 작업보다 큰 가중치(weight)나 중요도(importance)를 부여할 것이다. 많은 실시예에서, 주 솔루션이 덜 제한된 때일지라도, 상기 조인트 제어기 및 필터와 관련된 상기 작업들은, 상기 우선순위가 없는 경우라면 상기 시스템을 과제한하기 위하여 서로 조합되어, 상기 더 낮은 우선순위 작업이나 목표는 적어도 일부의 조작기 운동에 대하여 영향을 거의 또는 전혀 주지 않는다.
도면 중 도1A를 참조하면, 최소침습 원격 수술 시스템의 작업자 워크스테이션이나 의사 콘솔이 도면부호 200에 의해 일반적으로 지시되어 있다. 상기 워크스테이션(200)은, 수술 부위의 이미지가 사용되는 동안 디스플레이 되는 뷰어(202)를 포함한다. 지지대(204)는, 작업자 전형적으로는 의사가 각 손에 1개씩 2개의 주 제어장치(master control)를 잡는 동안 그의 또는 그녀의 팔을 그 상에 올려둘 수 있도록 제공된다. 상기 주 제어장치 또는 입력장치는, 상기 지지대(204) 위쪽에 공간(206)의 안쪽으로 위치된다. 워크스테이션(200)을 사용할 때에, 의사는 전형적으로 상기 워크스테이션의 앞에 있는 의자에 앉고, 그의 또는 그녀의 눈을 뷰어(202)의 앞에 위치시키고, 그의 또는 그녀의 팔을 지지대(204) 상에 올려놓은 상태에서, 상기 주 제어장치를 각 손에 1개씩 잡는다. 상기 워크스테이션의 프로세서(210)는, 상기 입력장치의 운동에 응답하여 신호를 생성한다.
도면 중 도1B에는, 수술 스테이션이 도면부호 300에 의해 일반적으로 지시되어 있다. 사용되는 때에, 환자(P)는 1개 이상의 조작기 지지 베이스(302)에 근접한 테이블(T)에 의해 지지된다. 베이스(302)는 일반적으로 위쪽으로부터 지지되고, 천장에 탑재되거나, 수술 스테이션(300)이 배치된 방의 벽에 의해 지지되거나, 수술 테이블에 탑재되거나, 상기 조작기를 수술 실 내에서 또는 수술실 등 사이에서 운동시키기 위한 바퀴나 캐스터(caster)를 가지는 카트에 탑재될 수 있다. 상기 베이스(302)를 지지하는 구조는 도시되어 있지 않다. 상기 베이스(302)는 전형적으로, 수술 과정의 적어도 일부 동안, 환자(P) 위에서 고정된 위치에 유지된다. 상기 워크스테이션(200, 도1A 참조)은, 전형적으로 상기 수술 스테이션(300)으로부터 일정한 거리만큼 떨어져 위치되고, 상기 수술실 내에서 수 피트(a few feet) 만큼 분리되는 것이 최적이다. 다른 실시예에서, 상기 수술 스테이션(300) 및 워크스테이션(200)은, 상당한 거리만큼 이격될 수 있고, 최적으로는 분리된 방이나 심지어 다른 건물 내에 배치된다.
수술 스테이션(300)은, 전형적으로 복수의 로봇 조작기(304, robot manipulators)를 포함하고, 종종 3개 이상의 로봇 조작기를 가지며, 상기 실시예는 베이스(302)에 의해 지지되는 4개의 로봇 조작기를 포함한다. 실시예의 베이스(302)는, 조작기가 상기 베이스의 길이방향을 따라 가로방향으로(horizontally) 배치된 상태에서, 가로방향으로 지지되는 길쭉한 베이스 바디(elongate base body)를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 독립적으로 위치될 수 있는 베이스는 상기 조작기를 지지할 수 있다.
도1B 및 도1C에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 조작기 각각은 관련된 수술도구(306)를 지지한다. 1개 이상의 상기 도구는, 내시경 등의 이미지 캡쳐 장치(308)을 포함할 수 있다. 상기 나머지 3개의 조작기(304) 각각은, 내부 수술부위9310)에서 조직을 다루기에 적합한 도구를 지지할 수 있다. 내시경(308)은, 뷰어(202)에 작동가능하게 연결되어, 상기 뷰어 상에, 그 관찰단(viewing end)에서 캡쳐된 이미지를 디스플레이한다. 다른 로봇 조작기(304) 중 2개는, 그 각각이 상기 주 제어장치 중 1개에 작동가능하게 연결되고, 프로세서(210)는, 어느 조작기가 어느 주 제어장치와 작동가능하게 연결될 지를 변화시킬 수 있다. 그리하여, 상기 조작기 전부의 운동은, 상기 주 제어장치의 조작에 의해 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 추가적인 입력장치가, 다른 의사, 의사 보조 등에 의해 사용되기 위하여 제공될 수 있다.
예시적인 입력장치(220) 및 수술도구(306)은 도2 및 도3에 각각 도시되어 있다. 입력장치(220)은, 암(222)와 손목(224,wrist)을 포함하고, 이들은 함께 상기 워크스테이션의 구조에 대한 입력핸들(226)의 가로방향(translational) 및 회전운동을 허용한다(도1A 참조). 핸들(222)은, 일반적으로 상기 워크 스테이션 구조에 대하여 복수의 자유도를 가지고 운동할 것이고, 상기 예시적인 입력장치(220)은 상기 핸들(226)의 6자유도의 운동을 제공할 것이다. 상기 핸들을 지지하는 상기 링크기구는, 6보다 크거나, 6보다 작은 자유도를 가질 수 있다. 그립 부재(grip members)은, 상기 핸들(226)에 운동가능하게 짝지어지고, 상기 핸들은 상기 그립 부재 사이의 이격을 나타내는 그립 신호를 생성한다.
도3을 참조하면, 수술 툴 또는 도구(306)은, 상기 도구의 중간부에 의하여, 하우징(53)에 대하여 지지되는 수술 엔드 이펙터(50)을 일반적으로 포함하는데, 상기 중간부는 종종 긴 축(elongate shaft,14.1)을 포함한다. 엔드 이펙터(50)는, 상기 엔드 이펙터를 내부 수술 작업공간 내에서 방향잡을(orienting) 수 있도록 하기 위해 말단 조인트나 손목부에 의하여 상기 축에 대하여 지지될 수 있다. 인접 하우징(53)은, 조작기(304)의 홀더에 결합(coupling)되기에 적합한 인터페이스(232)를 일반적으로 포함한다. 그 완전한 개시는 여기에서는 인용문헌(reference)으로서 포함되어 있는 미국 특허번호 제6,331,181호에 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 도구(306)은 종종 메모리(230)을 포함하고, 상기 메모리는 전형적으로 (인터페이스(232)의 일부분을 전형적으로 형성하는) 데이터 인터레이스에 전기적으로 결합될 것이다. 이것은, 상기 도구가 상기 조작기 상에 탑재되는 때에, 메모리(230)와 워크스테이션(도1A 참조)의 상기 로봇 수술 프로세서(210) 사이의 데이터 통신을 가능하게 한다.
이제 도3A 내지 3F를 참조하면, 상이한 타입의 다양한 대체적인 오봇 수술 도구과 다양한 엔드 이펙터(50)가 사용될 수 있는데, 적어도 일부 조작기의 도구는 수술 과정 동안에 제거되고 대체된다. DeBakey Forceps(56i), 마이크로포셉(microforceps, 56ii), Potts scissors(56iii) 및 클립 플라이어(56)을 포함하는 상기 엔드 이펙터 중 수개(several)는, 제1 및 제2 엔드 이펙터 부재(56a,56b)를 포함하고, 이들은 서로에 대하여 피봇하여 1쌍의 엔드 이펙터 이빨부(jaws)를 포함한다. 외과용 메스(scalpel,56v) 및 전기소작 탑침자(elecrocautery probe,56vi)를 포함하는 다른 엔드이펙터는, 단일의 엔드 이펙터 부재를 가진다. 엔드 이펙터 이빨부를 가지는 도구에 있어서, 상기 이빨부는 종종 핸들(226)의 파지부재(grip member)를누르는 것에 의해 구동될 것이다. 단일의 엔드 이펙터 도구도, 예컨대 상기 파지부재를 파지하는 것에 의해 구동되어, 전기소작 탐침자에 전원을 공급할 것이다.
상기 도구(306)의 상기 긴 축(14.1)은 상기 엔드이펙터(50) 및 상기 축의 말단이, 최소침습 입구를 통하여, 종종 복부 벽 등을 통과하여, 말단적으로 상기 작업 부위 내에 삽입되는 것을 가능하게 한다. 상기 수술 작업부위는 흡입된 상태일 수 있고(insufflated), 상기 엔드이펙터를 상기 환자 내에서 운동시키는 것은 종종, 적어도 부분적으로,상기 축(14.1)이 상기 최소침습 입구부를 통과하는 위치를 중심으로 상기 도구(306)를 피봇시킴으로써 이루어진다. 환언하면, 조작기(304)는 상기 인접 하우징(53)을 상기 환자의 외부에서 운동시켜, 상기 축(14.1)은 상기 최소침습 입구 위치를 통과하여 뻗어, 상기 엔드 이펙터(50)의 원하는 운동을 제공하는 것을 돕는다. 그리하여, 조작기(304)는 수술 과정 동안에, 환자(P)의 외부에서 상당한 운동을 수행한다.
조작기(304)의 예시적 구조는, 도4A 내지 4C, 도5A, 5B 및 도6을 참조하여 이해될 수 있다. 전술된 바와 같이, 조작기(304)는 일반적으로 도구(306)을 지지하고, 상기 도구를 베이스(302)에 대하여 운동시킨다. 다양한 엔드 이펙터를 가지는 다수의 상이한 도구가 순차적으로 수술과정 동안에 각 조작기(304) 상에 탑재될 수 있기 때문에, 도구 홀더(320)는 상기 탑재된 도구의 신속한 제거와 교체를 가능하게 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 조작기는, 상기 도구가 없는 동안에는 무균천(sterile drape)로 종종 덮일 것이다. 예시적인 무균 어댑터와 무균 천은, 미국 특허번호 제6,331,181에 설명되어 있다. 도1B 및 도1C를 참조하여 이해되는 바와 같이, 조작기(304)는 피봇 탑재 조인트(322)에 의해 베이스(302)에 탑재되어, 제1 조인트(322)가 상기 실시예에서는 수직 축 주위로의 회전을 제공하는 상태에서, 상기 조작기(304)의 잔존부(remainder)가 제1 조인트 축(J1) 주위로 회전하는 것을 가능하게 한다. 베이스(302) 및 제1 조인트(322)는, 상기 조작기가 상기 베이스로부터 조작기 홀더(320) 및 엔드 이펙터(50) 쪽으로 말단적으로 뻗은 상태에서, 일반적으로 상기 조작기(304)의 인접부를 포함한다.
도4A 내지 4C에 도시된 바와 같이 조작기 링크기구(304)의, 도6에 도시된 바와 같이 상기 링크들을 연결하는 상기 조인트의 회전축을 따른, 개별적인 링크를 설명하면, 제1링크(324)는 베이스(302)로부터 말단적으로 뻗고, 조인트(322)에서 제1 피봇 조인트 축(J1)을 중심으로 회전한다. 상기 조인트의 잔존부의 다수는 도6에서 그들의 관련된 회전축에 의해 식별될 수 있다. 예컨대, 제1링크(324)의 말단은, 수평방향 피봇 축(J2)을 제공하는 조인트에서, 제2링크의 인접단과 짝지어진다. 제3링크(328)의 근접단은, 롤 조인트에서 상기 제2링크(326)의 말단과 짝지어져, 상기 제3링크는 조인트(J3)에서, 상기 제2 및 제3링크 모두의 축을 따라 뻗은(그리고 이상적으로는 이들과 정렬된) 축을 중심으로 회전하거나 구른다(roll). 말단적으로 진행하여, 다른 피봇 조인트(J4)를 이어, 제4링크(330)의 말단은, 한쌍의 피봇 조인트(J5,J6)에 의해 도구 홀더(320)에 결합되는데, 상기 한쌍의 피봇조인트는 함께 도구홀더 손목구(306)을 형성한다. 상기 조작기의 가로방향의 또는 다면 조인트(prismatic joints)는, 상기 최소침습 입구를 통한 도구(306)의 축방향 운동을 가능하게 하고, 또한, 상기 도구 홀더를 상기 도구가 미끄럼가능하게 삽입되는 캐뉼러(cannula)에 부착하는 것을 가능하게 한다.
도구홀더(320)의 말단에서, 상기 도구(306)는 추가적인 자유도를 가질 수 있다. 상기 도구의 자유도의 조작은,종종 상기 조작기의 모터를 구동시키는 것에 의해 이루어지고, 대체적인 실시예는 신속하게 분리할수 있는 도구 홀더/도구 인터페이스에서, 상기 도구를 상기 지지 조작기 구조로부터 분리시켜, 여기에 상기 도구 상에 있는 것으로 도시된 1개 이상의 조인트는 그 대신 상기 인터페이스 상에 있게 되고, 그 반대일 수도 있다(or vice versa). 환언하면, 상기 도구와 조작기 사이의 인터페이스는 상기 조작기 조립체(이것은 상기 도구 및 조작기 모두를 포함할 수 있다)의 운동학적 연쇄(kinematic chain)을 따라 더 말단에 또는 더 근접하게 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도구(306)는 상기 피봇포인트(PP)에 근접하여 회전 조인트(J8)을 포함하고, 상기 피봇포인트는 일반적으로 최소침습 입구부에 배치되어 있다. 상기 도구의 말단 손목부는, 상기 엔드이펙터(50)의 도구 손목부 조인트(J9,J10) 주위로의 피봇 운동을 가능하게 한다. 엔드 이펙터 이빨부 부재 사이의 각(α)은, 상기 엔드 이펙터 위치 및 방향과 독립적으로 제어될 수 있다.
이제 도7A 내지 도7C를 참조하면, 조작기 조립체(502)는 여기에서 조작기(504)와 엔드 이펙터(508)을 가지는 도구(506)을 포함한다. 또한 여기에서 사용되는 조작기 조립체라는 용어는, 조작기 상에 도구가 탑재되지 않은 조작기를 포함한다. 예시된 조립체는, 상기 엔드 이펙터 및 상기 도구의 말단부가 최소침습 수술 접근부(access,514)를 경유하여 내부 수술 부위(512) 내로 삽입될 수 있게 형성된 상태에서, 일반적으로 근접 베이스(510)으로부터 상기 엔드 이펙터(508)까지 말단방향으로 뻗는다. 조작기 조립체(502)의 상기 조인트 구조는, 도6을 참조하여 전술된 것과 유사하고, 충분한 자유도를 가져, 상기 도구가 최소침습 입구(514)를 통하여 통과하도록 제한되는 때에도, 상기 조작기 조립체가 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 다양한 조인트 상테의 레인지 내에서 어디에든 있을 수(to be anywhere) 있도록 한다.
도7A의 상기 고도로 구성설정 가능한 조작기를 가지고 작업하는 것의 어려움 중 하나는, 도7A 및 도7B를 참조하여 이해될 수 있다. 특정하여 설명하면, 최소침습 수술 과정으로의 상기 접근 부위를 제1 입구 위치(514a)로부터 제2 입구 위치(514b)로 변형되어야 하는 때에, 상기 조작기(502)의 링크의 일부나 전부를 수동으로 재위치시키는 것이 종종 바람직할 것이다. 유사하게, 상기 조작기를 수술을 위하여 초기에 셋업시키는 때에, 상기 조작기는 원하는 위치로 그 입구 위치와 함께 수작업으로 이동될 수 있는데, 상기 입구 위치를 통하여 상기 관련된 도구가 상기 수술부위로 접근하게 된다. 그러나, (예컨대) 베이스(510)와 도구/조작기 인터페이스(도6 참조) 사이에서 상대적으로 다수의 조인트를 가지는 상기 고도로 구성설정 가능한 조작기 구조에 비추어보면, 상기 링크의 상기와 같은 수동 위치조정은 어려울 수 있다. 상기 조작기 구조가 중력의 영향을 피하기 위하여 균형잡힌 때에도, 상기 각 조인트를 원하는 위치에서 정렬시키려고 시도하는 것은, 1사람에게는 어려울 수 있고, 시간이 걸리고, 상당한 정도의 훈련 및/또는 기술을 요구할 수 있다. 상기 고도로 구성설정 가능한 구조를 원하는 배치로 위치조정하는 것은 상기 조작기의 암 길이 및 그 수동적이고 쳐진(limp) 설계 때문에 어려운 작업일 수 있으므로, 상기 조작기의 링크가 상기 조인크를 중심으로 균형잡히지 않은 때에, 상기의 어려움은 더욱 커질 수 있다.
수술 과정(또는 상기 환자의 다른 조직에 접근하기 위하여 상기 조작기 조립체의 재배치)을 위하여 상기 조작기 조립체(502) 및/또는 조작기(504)를 셋팅하는 것을 용이하게 하기 위해, 워크스테이션(200,도1A 참조)의 상기 제어기(210)는, 상기 조작기의 1개 이상의 조인트의 수동 이동 동안에(바람직하게는 이에 응답하여) 상기 조작기 조립체의 조인트를 능동적으로 구동할 수 있다. 도7C에서, 시스템 작업자(최적으로는 의사, 조수, 기술자 등)의 손(H)은, 조작기(504)나 도구(506)의 링크를 원하는 최소침습 입구(514b)와 정렬되도록 수동으로 이동시킨다. 상기 이동 동안에, 상기 프로세서는 상기 손/조작기 접촉부에 근접한 조인트를 구동한다. 대체 설정의 레인지 내에 있기 위하여 상기 조작기는 종종 충분한 자유도를 가지기 때문에, 상기 조작기 조립체의 상기 말단부의 수동 위치조정을 방해하지 않고서, 상기 근접 조인트는 원하는 조작기 상태로 구동될 수 있다. 최적으로는, 상기 조인트는 중력을 보상하거나(compensate for gravity), 모멘트 효과를 억제하거나, 상기 수동 이동에 대한 원하는 저항(또는 종종 용이한 극복)을 제공하여 상기 손에게 상기 조작기 구조를 그 조인트에서 소성적으로 변형시킨다는 인상을 주거나 상기 구성설정 가능한 링크기구 조립체를 원하는 자세로 유지시키거나, 또는 이와 같은 것을 위하여 구동될 수 있다. 상기 이동이 도7C에서는 도구(506)이 조작기(504)에 부착된 상테에서 수행되는 것으로 도시된 반면, 상기 조작기 조립체는 종종 상기 도구를 상기 조작기에 부착하기에 앞서 수조작으로 위치조정될 수 있다.
이제 도7A 및 7C를 참조하면, 원하는 운동 레인지를 유지하고, 상기 조작기 구조의 특이(singularity)를 회피하는 등을 위해, 최소침습 접근 부위의 위치를 베이스(510)에 대하여 상대적으로 이동시키는 것은, 상기 조작기의 원하는 자세 및 배치를 상당한 정도로 변화시킨다. 상기 조작기 조립체의 다수의 자유도를 이용하여, 상기 프로세서는 링크의 수동 이동 및/또는 1개 이상의 조작기 조립체 조인트의 분절에 응답하여 상기 조인트 상태를 다수의 방식으로 재설정할 수 있다. 상기 프로세서는 종종 수동으로 분절되는 조인트외의 조인트를 구동하고, 최적으로는 상기 수동 분절 조인트의 구동과 조합하여 구동하여, 상기 링크가 이동되는 것을 허용할 것이다. 일부 실시예에서 최소침습 접근부위의 이동은, 호흡 등의 환자의 생리적 이동 때문에 환자가 이동하거나, 환자가 그 위에서 지지되는 테이블의 이동으로부터 연유한 것이고, 선택적으로는 상기 내부 수술부위의 조직을 상기 엔드 이펙터에 의해 조작하는 동안 이루어질 수 있다.
이제 도8을 참조하면, 다른 대체적인 조작기 조립체(520)는, 수술 도구( 524)를 제거가능하게(removably) 지지하기 위한 조작기 링크기구 암(522)을 포함한다. 포트 클럿치 입력장치(516)는 입력버튼을 포함하는데, 이것은 수술 동안 접근 부위(514)에 인접하게 배치되어야 하는, 상기 도구 홀더가 부착되는 링크와 같은 상기 조작기의 링크(518)에 맞닿는 손에 의해 가동될 수 있다. 이것은 상기 손으로 하여금 상기 입력장치를 가동시키고, 상기 조작기를 수술을 위한 적절한 설정으로 조작하는 것을 조력하는 것을 가능하게 한다. 많은 실시예에서, 포트 클럿치 입력장치(516)이 그 위에 배치되는 상기 링크(518)는 상기 도구의 축에, (비록, 상기 도구는 상기 시간에 부착되지 않을 수 있지만) 축방향 삽입 조인트에 의해 결합될 수 있을 것이다(will be coupleable). 일부 실시예에서, 상기 포트 클럿치 입력장치(516)을 가동하는 상기 손은 다른 손의 조력을 받지 않고 상기 조작기를 클럿치 모드로 재배치할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 상기 조작기의 재배치는, 특히 상기 링크를 원하는 축방향 삽입 각도로 재방향배치하는(reorienting) 때에 제 1 손을 포트 클럿치 입력장치(516)에 인접한 조작기 링크(518) 상에 두고, 제2 손을 상기 포트 클럿치 입력장치로부터 이격시키는 사용자 위치를 가지는 것에 의해 용이해질 수 있다. 포트 클럿치 입력장치(516)가 상기 손에 의해 가동되는 동안, 시스템 프로세서는 링크(518)의 수동 이동에 응답하여, 조작기(520)의 조인트를 구동할 것이다. 이렇게 함에 있어서, 상기 프로세서는, 조인트 명령 및/또는 속도의 조합을 일반적으로 제공할 것인데, 이것은 상기 조작기가 클럿치 모드에 있는 동안 상기 조작기의 운동을 1개 이상의 유효 자유도(effective degrees of freedom)로 제한한다. 놀랍게도, (예컨대, 필터링이나 수동으로 분절된 조인트 속도와 1개 이상의 로봇적으로 구동된 조인트 속도와의 원하는 선형 조합만을 허용함으로써) 상기 조인트 운동을 서로 결합하는 것은, 1개 이상의 유효 클럿치 자유도를 제공할 수 있는데, 이것은 상기 개별 조인트의 각 자유도와 구별된다. 대부분의 경우에, 1개를 초과하는 조인트는 외부적으로 분절되고, 1개를 초과하는 관련 조인트 속도 명령이 연산될 것이다.
3개의 예시적인 클럿치 모드(및 그와 관련된 유효 자유도의 일부나 전부)는 도8A 내지 8D를 참조하여 이해될 수 있다. 상기 조작기(520)의 실시예에서, 3개의 클럿치 입력장치가 도시되어 있는데, 이들은 포트 클럿이 입력장치(516a), 상기 조작기 조랍체의 축방향 삽입 축에 근접한 링크(518)에 탑재되는 도구 클럿치 입력장치(516b) 및 상기 베이스(510)와 상기 도구 홀더 사이에(및 운동학적으로 독립되어) 상기 조작기 조립체의 링크를 따라 탑재되는 자세 클럿치 입력장치(516c)이다. 다른 클럿치 모드 및 조합도 가능하다. 여기에서 사용되는 "클럿치"라는 용어는, 신호 및/또는 데이터 처리 기술을 포함하는데, 이들은, 종종 상기 로봇 시스템의 상기 프로세서가 상기 조작기 조립체의 적어도 일부의 조인트에 대한 명령신호를 생성하는 동안 및/또는 상기 프로세서의 주/종속 제어기에 대한 입력장치가 임시적으로 상기 조작기 조립체와 그 작동이 부분적으로 또는 완전히 분리되는 동안, 예를 들면 로봇 조작기 조립체가 수동적으로 분절되는 것을 가능하게 한다. 상기 "포트 클럿치", "도구 클럿치", 및 "자세 클럿치"라는 용어는, 각각 (최소침습 입구나 포트, 또는 어떠한 구조 내에서의 다른 개구와 같은) 입구, 로봇 도구나 로봇 툴, 및 상기 조작기의 자세나 설정을 광범위하게 포섭한다.
도8A 및 8B로부터 이해될 수 있으며 개략적으로 전술된 바와 같이, 포트 클럿치(516a)의 가동은 조작기(520) 조립체가 수동으로 재설정되는 것을 가능하게 하여, 일반적으로 시스템 사용자로 하여금 상기 조작기 조립체의 1개 이상의 조인트(및 전형적으로는 복수의 조인트)를 분절시키는 것을 가능하게 한다. 상기 수동 분절에 응답하여, 상기 프로세서는, 원하는 조합이 상기 조작기 조립체 설정의 변화에 따라 변화하는 상태에서, 상기 조인트의 조인트 속도의 원하는 조합이 얻어지도록 신호를 전송함으로써 상기 조작기 조립체의 1개 이상의 조인트를 구동한다. 그리하여, 상기 조작기 조립체의 1개 이상의 조인트가 외부로부터 분절되는 한편(전형적으로는, 로봇 제어기나 구동시스템보다는 사용자 등에 의해 분절되는 한편), 상기 조작기 조립체의 1개 이상의 조인트는 로봇적으로 구동된다. 그리하여, 상기 프로세서는 상기 조인트 상태들 상이의 원하는 관계(relationship)를 유지하여, 상기 조작기의 적어도 일부는 원하는 제한된 운동을 하게된다.
예컨대, 도8D에서 상기 프로세서는 상기 도구홀더의 수동 운동을 제한하여, 도구축 축선의 방향을 그 이동과정에 걸쳐 유지하는 동안, 초기의 도구축 축선(511)을 원하는 도구축 축선(511b)로 변위시킨다. 예컨대, 상기 조작기 조립체가 적어도 부분적으로는 조인트(J2)의 수동 분적에 의해 제 1 입구 부위(514a)와의 정렬상태로부터 제2 입구 부위와의 정렬상태로 이동되는 때에, 상기 프로세서는 상기 조인트(J2)의 변화하는 조인트 상태에 응답하여 조인트(J5,J7) 등의 조정된 운동을 연산한다. 상기 프로세서는 상기 클럿치 모드에서, 상기 원하는 가로방향 운동만을 제공하기 위하여 조인트(J5,J7) 등을 위한 명령을 연산하여, 상기 조작기 조립체는, 상기 도구축 축선의 방향을 유지하는 유효 가로방향 자유도를 가진다. 링크(518)의 상기 도구홀더는 도구 축선을 정의할 수 있으므로, 상기 축 축선은 1, 2 ㄸ또는 3의 자유도로 변위될 수 있고, 상기 도구는 상기 조작기가 이동되는 때에 상기 조작기에 탑재될 필요는 없다. 다양한 링크기구가 이와 유사한 기계적으로 제한된 평행축선 운동을 제공할 수 있을 것이나, 이 실시예에서 상기 조작기의 어떠한 기계적 조인트도 상기의 평행 운동 자유도를 제공할 필요는 없다.
포트와 기타 클럿치 모드는, 가로방향 및/또는 회전 운동에 걸쳐서 상기 조작기 조립체 설정에 있어서 최대값이 되는(maximized) 운동의 레인지를 가진 상탤로 상기 조작기 조립체의 원하는 자세를 유지시키는 등의 다양한 대체적인 클럿치 자유도를 제공할 수 있다. 상기 조작기 조립체의 1개, 일부 또는 전부의 조인트가 상기 조인트의 1개, 일부, 또는 모든 수동 분절에 응답하여 로봇식으로 구동되는 상태에서, 다양한 대체적인 조정된 수동 및 피동 조인트 운동이 채택될 수 있다. 외부 조인트 분절은, 상기 로봇 시스템의 조인트 상태 센서를 사용하여 감지되거나 모니터될 수 있다.
포트 클럿치의 추가적인 특징은, 전술된 특징 대신에 또는 그와 조합되어 제공될 수 있다. 예컨대, 일단 상기 조작기 조립체가 상기 원하는 입구 부위와 정렬되면, (예컨대 상기 입력장치 버튼을 해체함으로써) 포트 클럿치 입력장치(516a)를 분절시키는 것은, 상기 프로세서가 상기 포트의 위치를 식별하는 것을 촉진시킨다. (상기 포트 클럿치 입력장치(516a)를 지지하는) 링크(518)는 종종 축방향 조인트에 의해 상기 도구축에 결합될 수 있을 것이고, 링크(518)의 말단(및/또는 여기에 부착된 캐뉼러)은 종종 원하는 입구 부위(514b)에 또는 여기에 인접하게 위치될 것이다. 상기 프로세서는 상기 포트 클럿치 입력장치(516a)의 가동에 응답하여 상기 조작기의 조인트 상태로부터 링크(518)의 상기 말단 및/또는 캐뉼러의 위치를 판정할 수 있고, 그 후 상기 정보를 상기 도구축의 운동을 연산하는데 사용하여, 상기 도구축은 원하는 입구 부위(514b) 내에서 피봇된다. 그리하여, 상기 조작기 조립체는 상기 포트 클럿치 모드에서, 상기 입구 부위 위치에 있어서 입력장치로서 사용될 수 있다.
예시적인 도구 클럿치 모드는 도8C를 참조하여 이해될 수 있다. 도구 클러칭은 상기 조작기 조립체가 상기 입구 부위와 정렬된 후에 유용하고, 상기 캐뉼러 및/또는 엔드 이펙터가 적어도 부분적으로 상기 환자 내에 삽입된 후에 도구, 캐뉼러, 또는 상기 조작기 조립체의 다른 구조를 내부 목표 조직부위 쪽으로 수동으로 방향조작하는 것을 용이하게 할 수 있다. 도구 클럿치 입력장치(516b)의 가동에 응답하여, 상기 프로세서는, 링크(518)의 근접간의 가로방향 운동을 허용하면서도, 입구 부위(514)에 인접한 피봇중심(513)에서의 축선(511)의 가로방향 운동을 억제시키기 위하여 상기 조작체 조립체를 구동한다. 예컨대, 조인트(J6,J7)의 수동 분절에 응답하여, 화살표(515) 및 원뿔(517)에 의해 도시되는 바와 같이, 상기 프로세서는 조작기 조인트의 조합을 구동하여, 피봇 중심(513)에 중심맞춰진 링크(518)의 2차원 피봇 운동을 얻게한다. 일부의 실시예에서, 링크(518) 및/또는 상기 도구의 상기 축 축선을 따른 운동은 허용될 수 있고, 다른 실시예에서는 상기 도구 및/또는 링크(518)의 상기와 같은 축방향 운동은 억제될 수 있다. 여하튼, 원격 구심(sphrerical center) 기계식 링크기구는, 다른 모드에서 상기 조작기 조립체 조인트의 운동을 제한하지 않고, 상기 도구 클럿치 모드에서 시뮬레이트될 수 있다.
또 다른 클럿치 모드인, 자세 클럿치 모드는, 도8A 및 8D를 참조하여 이해될 수 있다. 링크(518)에 근접한 링크(330)에 탑재된 자세 클럿치 입력장치(516c)의 가동에 응답하여, 조작기(520)의 1개 이상의 조인트는 수동으로 분절될 수 있다. 이에 응답하여, 상기 프로세서는 상기 조작기 조작체의 1개 이상의 조인트를 구동하여, 링크(518)(및 그 도구 홀더)는 고정된 위치로 유지된다. 조작기 조립체(520)은 링크(518)(및/또는 도구축, 엔드 이펙터 등)의 주어진 위치에 있어서 설정의 레인지를 가지므로, 상기 프로세서는 상기 조인트들의 운동을 조정하여, 상기 조작기 조립체를 상기 설정의 레인지 내에 유지시킬 수 있다. 이러한 자세 클럿치 모드는, 상기 프로세서가 상기 조작기 조립체의 말단의 위치를 유지시키는 한편, 시스템 사용자로 하여금 조작기 조립체(518)를, (도8A에 도시된 바와 같이)그 꼭지점이 아래쪽을 향한 설정으로부터 (도8D에 도시된 바와 같이) 꼭지점이 위쪽을 향한 설정으로 수동으로 재설정하는 것을 가능하게 할 수 있다.
자세 클럿치 입력장치(516c)는, 상기 자세의 수동 조작을 가능하게 하기 위하여, 상대적으로 단순한 접근방식을 제공한다. 상기 시스템 프로세서는 상기 조작기 조립체가 자세 클럿치 모드에 있는 때에 종종 상기 포트 및/또는 엔드 이펙터의 제한을 유지하지만, 자세 제한을 가하지는 않을 것이다. 후방구동가능한(backdriveable) 조작기 조립체는 자세 클럿치 모드에 있는 동안 중력 보상 시스템(하드웨어 및/또는 소프트웨어)로부터 유익할 수 있고, 상기 자세 클럿치 모드는 (예컨대) 상기 베이스와 상기 캐뉼러 사이의 힘을 감지하지 않고 상기 자세를 수동으로 조정하는 것을 가능하게 할 수 잇다. 자세 클럿치 모드에서, 상기 영공간은 속도가 제어되고, 위치가 제어되지 않을 수 있다.
예시적인 클럿치 입력장치(516a, 516b 및/또는 516c)는 실행의 단순함, 다양한 클럿치 모드의 이해의 편의 등을 제공하는 동안에, 다양한 기타의 클럿치 모드 사용자 인터페이스도 채택될 수 있다. 예컨대, 캐뉼러, 엔드 이펙터 등에 가해지는 힘을 지시할 수 있는 시스템을 가지는 조작기 조립체에서, 무버튼 촉각 클럿치 사용자 인터페이스가 실행될 수 있다. 상기 프로세서의 모드를 변화시키기 위하여 버튼을 누르는 것보다, 상기 사용자는 무버튼 상기 조작기 조립체의 적절한 구조에 가해지는 경계값을 초과하는(threshold-exceeding) 힘을 가함으로써 수동으로 상기 조작기 조립체를 분절시킬 수 있다. 상기 프로세서는 적절한 무버튼 경계값 아래의 힘을 무시할 것이나, 상기 경계값을 초과하는 외부로부터의 분절을, 예컨대 상기 엔드 이펙터, 포트 및/또는 자세 제한의 우선순위의 포화상태(prioritized saturation)에 의하여 상기 조작기 조립체에 대한 입력신호로 취급하여, 상기 시스템을 상기 외부의 분절에 순응시킨다.
상기 포화상태는, 일반적으로 상기 조작기 조립체의 하드웨어 성능을 포함하는 것을 포함하지 않으며, 그 대신 소프트웨어에서 실행될 수 있다. 예컨대, 프로세서는, 상기 캐뉼러 상에서 그 가로방향에 있어서 소정의 힘 경계값이 초과되었는지를 판정하여, 상기 포트 위치(그리하여 앞으로의 엔드 이펙터 운동에 있어서의 피봇 센터)에서의 변화에 순응시키는 것이 적절하다고 지시하도록 설정될 수 있다. 상기 캐뉼러에 가해지는 상기 힘이 상기 경계값을 초과하지 않는다면, 상기 포트 위치는 유지될 수 있다. 상기 조작기 조립체의 외부의 분절은, 의도적으로 상기 포트 위치의 변화를 시도하는 시스템 조작자나, 예컨대 상기 환자가 움직이거나 테이블 상으로 재배치 되는 때에 상기 환자의 신체 벽에 의해 야기될 수 있다. 2 경우 모두, 상기 조작기에 가해지는 외부 분절력이 상기 경계값을 초과한다면, 선택적으로는 조작기 운동을 전술된 바와 같이 원하는 포트 클럿치 모드로 제한하는 동안, 상기 프로세서는 상기 포트가 새로운 위치로 이동되는 것을 허용할 수 있다. 힘이 상기 경계값 아래로 떨어지는 때에, 상기 프로세서는 새로운 포트 위치로 유지할 수 있다.
이와 유사한 무버튼 힘 경계값은, 특히 조인트 토크를 감지할 수 있는 힘 감지 시스템이 주어진 도구 클럿치 모드에 적용될 수 있다. 사실, 무버튼 힘 경계값 도구 클럿치는, 기계적으로 제한된 원격 피봇 센터 로봇 시스템 상에서 실행될 수 있다. 2 경우 모두에서, 상기 경계값을 초과하는 외력을 사용하여 상기 조작기를 후방구동하는 것은, 상기 프로세서가 상기 엔드 이펙터의 셋트 포인트를 변경하는 것을 야기하여, 상기 도구를 이전의 위치로 되돌리는 것보다 상기 새로운 위치에 유지시킬 것이다. 상기 도구 클럿칭은, 상기 신체 내에 가해지는 힘과 상기 신체 밖에서 가해지는 힘을 구별할 수 있는 힘 감지 시스템과 함께 실행된다면 가장 유용할 것이다. 그 후, 상기 신체의 외부에서 상기 조작기에 가해지는 힘이 상기 경계값을 초과하는 경우에만 도구 클러칭은 일어날 것이다.
프로세서 모드를 변화시키기 위하여, 상기 무버튼 힘 경계값이나 무버튼 웰(haptic well)을 사용하는 것은, 포트 위치, 엔드 이펙터 위치 및 자세와 같은 제어기 작업에, 선택적으로는 이 우선순위 순서로 우선순위를 두도록 (전형적으로는 소프트웨어 크드를 이용하여) 설정된 프로세서와 결합될 수 있다. 상기 힘 경계값(및 여기에서 설명되는 다른 프로세서 제어 작업)은, 우선순위가 부여된 액튜에이터 토크 포화상태(prioritized actuator torque saturation)를 이용하여 제어기 우선순위를 실행하는 시스템에 포함될 수 있다. 또한, 힘 경계값은, 그들 사이에서 여기에 설명된 바와 같이 우선순위를 가지는, 주 솔류션과 2차 제어 작업에 따라 조작기를 구동하는 프로세서를 이용하여 실행될 수 있다. 선택적으로, 상기 주 우선순위는 상기 포트 위츠를 유지하는 것을 포함하고, 상기 2차 우선순위는 엔드 이펙터 위치를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 3차 우선순위는 자세를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
이제 도9A 및 도9B를 참조하면, 조작기 조립체(502)는 다양한 변화하는 이유 중 어느 것에 있어서도, 상기 프로세서에 의해 재설정될 수 있다. 예컨대, 조인트(526)는, 환자의 호흡 등과 같은 환자의 생리적 운동이나 수술 테이블을 재방향설정하는 것과 같은 환자의 재위치 등에 응답하여, 꼭지점이 아래쪽을 향한 설정으로부터 꼭지점이 위쪽을 향한 설정으로 구동되어, 인접한 암, 설비 또는 사람과의 충돌을 억제하고; 상기 엔드 이펙터(508)의 운동의 레인지를 증대시킨다. 상기 조작기 조립체의 설정에 있어서의 상기의 변화의 전부가 아닌 일부는, 상기 프로세서가 외력이 작용하는 조인트가 아닌 상기 조작기의 다른 조작기를 종종 구동하는 상태에서, 상기 조작기 조립체에 가해지는 상기 외력에 응답할 수도 있다. 다른 예에서, 상기 프로세서는, 상기 프로세서에 의해 수행되는 연산에 응답하여 상기 조작기 조립체를 재설정할 것이다. 2 경우 모두에서, 상기 프로세서는, 더 선호되는 조작기 조립체 설정을 제공하기 위하여, 단순 주-종속 제어기로부터 변화하여 신호에 응답하여 조작기 조립체를 구동한다. 상기 조작기 조립체의 상기와 같은 설정은, 주-종속 엔드 이펙터 운동 동안에, 상기 조작기 조립체의 수동이나 다른 재설정 동안에, 및/또는 클럿치 입력장치를 해제한 것과 같은 적어도 부분적으로 다른 시간에 일어난다.
도10A를 참조하면, 단순화된 제어기 다이어그램(530)은, 주 입력장치(534)를 종속 조작기(536)에 결합시키는 주/종속 제어기(532)를 도시한다. 이것 및 여기에서 설명되는 다른 많은 제어기에서, 상기 제어기 입력장치, 출력장치 및 연산은 벡터 수학 표기법을 이용하여 설명될 것인데, 여기에서 벡터 χ는 종종 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)에서의 위치 벡터를 지시하고, 벡터 q는 관련 링크기구(대부분은 상기 조작기 종속 링크기구)의 조인트 분절 설정 벡터를 지시하고, 종종 조인트 공간에서의 링크 위치를 지시한다. 아래에 기입된 문자(subscripts)는, 다른 방식으로는 모호함이 존재하는 때에 특정의 기구를 식별하기 위하여가 이들 벡터에 붙여질 수 있어서, (예컨대) χm 은 관련된 주 작업공간이나 조정 시스템 내에서의 상기 주 입력 장치의 위치이고, χs 는 상기 작업공간 내에서의 상기 종속부재의 위치를 지시한다. 상기 위치 벡터와 관련된 속도 벡터는, 상기 속도 벡터는 상기 위치 벡터의 시간의 변화에 있어서의 변화로 정의되어(상기 주 숙도 벡터의 예에 있어서 dχm /dt) 주 속도 벡터에 있어서 χ dot m 이나 
과 같이, 상기 벡터 위의 점(dot)이나 상기 벡터와 상기 아래에 기입된 분자 사이의 "dot"라는 용어에 의해 지시된다.
도10A의 실시예에서, 제어기(532)는 역 야코비언 속도 제어기를 포함한다. χm은 주 입력장치의 위치이고, 
는 상기 주 입력 장치의 속도인 경우, 상기 제어기는 상기 조작기(536)로의 전송을 위한 모터 명령을 연산하여, 상기 주 속도로 부터의 상기 입력 장치에 대응하는 종속 엔드 이펙터 운동을 얻는다. 유사하게, 제어기(532)는 종속 위치 χs 및 /또는 종속 속도 
로부터의 주 입력장치에 가해져야 하는(및 여기로부터 상기 작업자의 손에 가해져야 하는) 힘 반사 신호를 연산한다. 상기 예의 주/종속 역 야코비언 제어기에 대한 많은 개량이 바람직한데, 이들은 도11에 포함된 것 및 그 완전한 개시가 여기에서는 인용되어 있는 미국 특허번호 제6,424,885에 설명된 것을 포함한다.
이제 도10B를 참조하면, 프로세서(542)는제1 제어기 모듈(544) 및 제2제어기 모듈(546)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제1 모듈(544)은, 역 야코비언 주-종속 제어기와 같은 주 조인트 제어기를 포함할 수 있다. 제1 모듈(544)의 상기 주 조인트 제어기는 주 입력장치(534)로부터의 입력신호에 응답하여 원하는 조작기 조립체 운동을 생성하도록 설정될 수 있다. 그러나, 위에서 지적된 바와 같이, 여기에서 설명되는 다수의 조작기 링크기구는, 공간 내에서의 엔드 이펙터의 주어진 위치에 잇어서 대체적 설정의 레인지를 가진다. 그 결과, 주어진 위치를 가정하기 위한 상기 엔드 이펙터를 위한 명령은, 광범위한 상이한 조인트 운동 alv설정을 야기하여, 그 중 일부는 다른 것들 보다 훨씬 바람직할 수 있다. 그러므로, 상기 제2모듈(546)은, 상기 조작기 조립체를 원하는 설정으로 구동하도록 설정될 수 있고, 일부 실시예에서는 주-종속 운동 동안에 상기 조작기를 원하는 설정 쪽으로 구동할 수 있다. 다수의 실시예에서, 제2모듈(546)은, 설정 종속적인 필터를 포함할 것이다.
대략적인 수학적 조건으로, 제1모듈(544)의 상기 주 조인트 제어기와 제2모듈(546)의 필터에 종속적인 상기 설정 모두는, 프로세서(542)에 의해 사용되는 필터를 포함하여, 1개 이상의 수술 목표나 작업을 제공하기 위하여 조인트들의 선형조합을 위한 제어권위의 루트를 정한다(route control authority). 우리가 X를 조인트 운동의 공간으로 가정하면, F(X)는, i) 원하는 엔드 이펙터 운동을 제공하고, ii) 상기 입구 부위에서 상기 도구 축의 피봇 운동을 제공하기 위하여, 상기 조인트를 제어하는 필터이다. 그러므로, 제1 모듈(544)의 상기 주 조인트 제어기는 필터 F(X)를 포함한다. 그 결과, (1 - 1F)(X)는 조인트 속도의 선형조합에 대한 제어 가동 권위를 부여하는 설정 종속적인 부분공간 필터를 나타내는데, 상기 조인트 속도는 상기 주 조인트 제어기의 목표를 제공하는 것에 수직을 이룬다(이 예에서는, 엔드 이펙터 운동 및 피봇 도구축 운동). 그러므로, 상기 설정 종속적인 필터는, 상기 조작기 조립체의 원하는 자세를 유지하고, 충돌을 방지하는 등과 같은 제2 목표를 제공하기 위하여, 제어기(542)의 제2모듈(546)에 의해 이용될 수 있다. 상기 2개의 필터 모두, 더 많은 특정의 작업을 제공하기 위하여, 더 많은 필터로 더욱 세분될 수 있다(sub-divided). 예컨대, 필터 F(X)는, 상기 엔드 이펙터의 제어와 상기 피봇 축운동의 제어를 위하여 F1(X) 및 F2(X)로 각각 분리되어, 이들 각각은 상기 프로세서의 주된 또는 가장 우선순위가 높은 작업으로 선택될 수 있다.
상기 모듈에 의해 수행되는 상기 수학적인 연산이 (적어도 부분적으로는) 유사한 이상, 여기에서 설명되는 상기 로봇 프로세서 및 제어기술은 제1(때때로 주된으로(primary) 표기되는) 제어기 작업을 위하여 설정된 주된 조인트 제어기와, 제2(때때로 2차적이라고 표기되는) 작업을 위한 상기 주된 조인트 제어기에 의해 생성되는 덜 제한된 솔루션을 이용하는 설정 종속적인 필터를 종종 이용할 것이다. 아래의 설명의 대부분에서, 상기 주된 조인트 제어기는 제1모듈과 관련하여 설명될 것이고, 상기 설정 종속적인 필터는 제2 모듈과 관련하여 설명될 것이다. (추가적인 부분공간 필터와 같은) 추가적인 기능 및/또는 변화하는 우선순위의 추가적인 모듈도 또한 포함될 수 있다.
본원의 다른 곳에서 지적된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 모듈과 관련하여 설명된 기능을 수행하기 위한 상기 하드웨어 및/또는 프로그램 코드는, 완전히 통합되거나, 부분적으로 통합되거나, 완전히 분리될 수 있다. 제어기(542)는 상기 2 모듈의 기능을 동시간적으로 채용하거나, 및/또는 다수의 변화하는 모드를 가질 수 있는데, 여기에서 1개 또는 2개의 모듈 모두는 독립적이거나 다른 방식으로 사용된다. 예컨대, 일부 실시예에서 제 1 모듈(544)은, 주-종속 조작 동안 제2모듈(546)으로부터의 영향을 거의 또는 전혀 받지 않은 상태에서 사용될 수 있고, 포트 클러칭이나 기타 상기 조작기 조립체의 수동 분절 동안과 같은 상기 엔드 이펙터가 로봇적으로 구동되지 않는 때인 상기 시스템의 셋업 동안, 상기 제2 모듈(546)은 더 큰 역할을 할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다수의 실시예에서, 로봇 운동이 가능해진 거의 전 시간에 상기 2개의 모듈 모두는 활성화 될 수 있다. 예컨대, 상기 제1모듈이 덜 제어하고 상기 설정 종속적인 필터가 더 큰 제어권위를 가지도록 하기 위하여, 상기 제1모듈의 게인(gain)을 0으로 설정하는 것, χs,actual 에 대한 χs를 설정하는 것, 및/또는 상기 역 야코비언에서의 행렬 순위를 감소시키는 것에 의하여, 상기 조작기 조립체의 상태에 대한 상기 제1 모듈의 영향력은 감소되거나 제러되어, 상기 프로세서(542)의 모드를 조직 조작기 모드로부터 클럿치 모드로 변화시킬 수 있다.
도10C는 도10B로부터의 단순화된 주-종속 제어예(540)의 개량예를 나타내고, 상이한 모듈이 상이한 프로세서 모드에서 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준다. 도10C에 예시된 바와 같이, 제1모듈(544)은 예컨대, 야코비언-관련 행렬을 가지는 야코비언 제어기의 일부 양식(some form)을 포함할 수 있다. 제2모듈은, 포트 클럿치 모드에서, 적어도 부분적으로는 상기 종속부 조작기 링크기구의 수동 분절에 의해 생성되는 상기 종속부 위치나 속도를 지시하는 상기 종속부(536)으로부터의 신호를 수신한다. 상기 입력에 응답하여, 상기 제2모듈(536)은 상기 종속부의 조인트를 구동하기에 적합한 모터 명령을 생성하여, 상기 종속부를 상기 원하는 조인트 설정으로 설정하는 동안 상기 종속부 링크기구의 상기 수동 분절을 허용한다. 주-종속 엔드 이펙터 조작 동안에, 상기 제어기는 상이한 신호 
에 기초하여 모터 명령을 도출하는 것을 돕도록 제2모듈을 사용할 수 있다. 제어기(542)의 상기 제2 모듈(546)으로의 상기 대체적인 입력신호는 조작기 링크구조를 구동하여, 상기 최소침습 입구 피봇 위치를 유지하거나상기 조작기 구조를 따라 이동시키거나, 다수의 조작기 사이의 충돌을 회피하거나, 상기 조작기 구조의 운동의 레인지를 증대시킴 및/또는 특이를 회피하거나, 원하는 조작기의 자세를 얻는 등에 사용될 수 있다. 그러므로, 
는, 예컨대 더욱 일반적으로는 2차 제어 목표를 나타내는 조인트 속도의, 전형적으로 조인트 공간 내에서, 원하는 세트를 포함하고/포함하거나 지시한다. 다른 실시예에서, 상기 프로세서는, 분리된 모듈 및/또는 클러칭, 2차 제어기 작업 등을 위한 종속 설정 필터를 포함할 수 있다.
이제 도12를 참조하면, 부분 제어예(550)는 도11에서 예시된 상기 제어기의 변형을 예시한다. 제어예(550)은 많은 수의 자유도를 가지는 조작기 조립체에 대한 제어를 용이하게 하기 위한, 도11의 상기 제어기의 일부분(551)의 변형을 매우 개략적으로 나타낸다. 도12에 예시된 실시예에서, 제1모듈(544)은, 역 야코비언 속도 제어기를 포함하고, 상기 역 야코비언 행렬을 이용하여 이루어진 연산으로부터의 출력은 실제의 종속부 경로(virtual slave path,552)를 따라 변형된다. 우선 상기 실제 종속부 경로를 설명하면, 실제 종속부와 관련된 벡터는 아래에 기입된 문자 v에 의해 일반적으로 지시되어, 조인트 공간 내에서의 실제 종속부 속도 
는 적분되어 qv 를 생성하고, 이것은 역 운동학적 모듈(554)을 이용하여 처리되어 실제 종속부 위치 신호 xv 를 생성한다. 상기 실제 종속부 위치 및 주 입력 명령 xm 은 조합되고, 전방 운동학(forward kinematics,556)을 이용하여 처리된다. 실제 종속부(종종 단순화된 동역학을 가지는)의 이용은,여기에서 인용문헌으로 포함되어 있는 상기 '885 특허를 참조하면 완전히 이해될 수 있는 바와 같이, 시스템의 하드리밋(hard limit)에 접근할때, 시스템 등의 소프트 리밋(soft limit)을 넘을 때에 등에 부드러운 제어 및 힘 반사를 용이하게 한다. 이와 유사하게, 상기 역 야코비언 행렬(제2 모듈(546)에 의해 변형되거나 강화되어)로부터의 출력에 응답하여, 적절한 조인트 제어기, 입력 및 출력 처리 등을 통하여 조인트 제어기로부터의 조인트 토크 신호 등과 같은 모터 명령을 연한하는 것은 상기 '885 특허에 보다 상세하게 설명되어 있다.
상기 제1 및 제2 제어 모듈(544,546)에 의해 일반적으로 지시된 구조, 제어예(550)의 다른 요소의 구조 및 여기에서 설명된 다른 제어기의 구조를 설명하면, 이들 구조는 데이터 처리 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 종종 포함한다. 이들 구조는, 재프로그램 가능한 소프트웨어, 데이터 등을 종종 포함할 것인데, 이들은 기계에서 읽을 수 있는 코드(machine-readable code)로 구현되어 워크스테이션(도1A 참조)의 프로세서(210)에 의해 사용되기 위하여 유형의 매체 내에 저장될 수 있다. 상기 기계에서 읽을 수 있는 코드는, 랜덤 액세스 메모리, 비휘발성 메모리, 1회 쓰기 메모리(write-once memory), 자기 기록 매체, 광학 기록 매체 등을 포함하는, 다양한 형식 내에 저장될 수 있다. 상기 코드 및/또는 그와 관련된 데이터를 구현하는 신호는, 인터넷, 인트라넷, 이더텟(Ethernet), 무선 통신 네트워크 및 링크, 전기 신호 및 컨덕터, 광섬유 및 네트워크 등을 포함하는 다양한 통신 링크에 의해 전송될 수 있다. 도1A에 예시된 바와 같이, 프로세서(210)는, 워크스테이션(200)의 1개 이상의 데이터 프로세서 포함하고/포함하거나, 상기 1개 이상의 조작기, 도구, 분리되고/분리되거나 원격 처리 구조 또는 위치 등의 국소화된(localized) 데이터 처리 회로를 포함하며, 여기에서 설명된 상기 모듈은 (예컨대) 단일 공유 프로세서 기판(single common processor board), 독립된 기판의 복수를 포함하거나, 상기 1개 이상의 모듈은 복수의 기판 상에서 분리될 수 있고, 이들 중 일부는 또한 다른 모듈의 연산의 일부나 전부를 수행한다. 이와 유사하게, 상기 모듈의 상기 소프트웨어 코드는 단일 통합 소프트웨어 코드로서 쓰여지거나, 상기 각 모듈은 개별적인 서브루틴으로 분리되거나, 1개의 모듈의 코드의 일부는 다른 모듈의 일부나 전부의 코드와 조합될 수 있다. 그러므로, 상기 데이터 및 처리 구조는, 광범위한 집중되거나 분산된 데이터 처리 및/또는 프로그래밍 아키텍쳐를 포함할 수 있다.
도12의 상기 제어기로부터의 출력을 보다 상세하게 다루면, 상기 제어기는 상기 고도로 구성설정 가능한 종속 조작기 장치에 대한 명령을 생성하는데 사용하기 위하여, 1개의 특정의 조작기 조인트 설정 벡터 q에 대한 해를 모색하려(seek to solve for) 할 것이다. 위에서 지적된 바와 같이, 상기 조작기 링크기구는, 주어진 엔드 이펙터 상태에 대하여 조인트 상태의 레인지를 차지하기 위하여, 충분한 정도의 자유도를 종종 가진다. 상기 구조는(자주는 아니지만), 참 중복(true redundant) 자유도를 가지는 링크기구를 포함할 수 있는데, 즉, 상기 구조에서 1개의 조인트의 가동은 상기 운동학적 연쇄를 따라 다른 조인트의 유사한 가동으로 직접 대체될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 구조는 종종 과도(excess), 여분(extra) 또는 중복 자유도를 가진다고 종종 언급되는데, 이들 용어는 (넓은 의미에서) 일반적으로, (예컨대) 중간 링크가 엔드 이펙터의 위치(position)(주소(location)와 방향을 포함하여)를 변화시키지 않고 움직일 수 있는 운동학적 연쇄를 일반적으로 포섭한다.
고도로 구성설정 가능한 조작기의 운동을 도 12의 속도 제어기를 이용하여 지시하는 때에, 상기 제1 모듈의 상기 주된 조인트 제어기는 종종 실제 조인트 속도 벡터 
를 판정하려고 모색하거나 해를 구하는데, 이것은, 상기 엔드 이펙터가 상기 주 명령 xm 을 정교하게 따르도록 종속부(536)의 상기 조인트를 구동하는데 사용될 수 있다. 그러나, 중첩 자유도를 가지는 종속 장치에 잇어서, 역 야코비언 행렬은 일반적으로 조인트 벡터 솔루션을 완전하게 정의하지는 않는다. 예컨대, 주어진 엔드 이펙터 상태에 대한 조인트 상태의 레인지를 차지할 수 있는 시스템 내에서, 카테션(cartesian) 명령 
로부터의 조인트 운동 
로의 맵핑(mapping)은, 일 대 다수(one-to-mane)의 맵핑이다. 환언하면,상기 장치는 중첩적이기 때문에, 상기 역(the inverse)이 존재하는 부분 공간에 의해 지시되는, 수학적으로는 무한한 개수의 솔류션이 존재한다. 상기 제어기는 열보다는 행을 더많이 가지는 야코비언 행렬을 이용하여 상기 관련을 구현하여, 복수의 조인트 속도를 상대적으로 소수의 카테션 속도로 맵핑할 수 있다. 우리의 솔루션 J-1 
는 종종 상기 종속 장치의 자유도의 상기 카테션 작업 공간 내로의 축약을 복원하는 것을 종종 모색할 것이다.
상기 제1 모듈의 상기 주된 조인트 제어기는, 다수의 상이한 기술을 채택하여, 상기 주된 솔루션을 생성할 수 있다. 수학적으로, (야코비언 행렬과 같은) 선형 맵이 다수 대 일(many-to-one)인 때에, 이것은 명백하지 않은 영공간을 가진다고 말해지는데, 상기 영공간은 전형적으로 1 이상의 차원 범위의 입력 공간의 부분 공간을 포함한다. 비명백한 영공간을 가진 선형 맵에 있어서, 상기 영 공간의 범위에 들어가는 받아들일 수 있는 역 솔류션을 선택하기 위하여 다양한 가짜 역(pseudo inverses)이 만들어 질 수 있다. 상기 가짜 역은 전혁적으로는 0 잔류 에러(zero r
esidual error)를 가지고, 상기 가짜 역 솔루션 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있다.
여기에서, 상기 가짜 역 솔루션 
는 동차 솔루션(homogeneous solution) 
에 더해진 어떤 특정의 솔루션 
의 조합과 같다. 첫번째 항(term) 즉 특정의 솔류션을 설명하면, 상기 특정의 솔루션은 상기 역 문제를 해결하기 때문에, 우리는
라는 것을 안다.
종종 최저 2평균(two-norm) 솔루션으로 칭해지는 최소 평균 제곱(least-mean-square) 솔루션은, 이것은 상기 야코비언에 1개의 특정의 솔루션을 제공하기 때문에, 상기 일반적인 조인트 공간 솔루션 방정식의 제1 항을 위한 1개의 예시적인 선택이다. 상기 가짜 역은, 
이 최소값이 되는 최종 솔루션 벡터를 낳고, 이것은 아래에 설명되는 대체적인 가짜 역 중 한개이다. 상기 가짜 역 솔루션 방정식 중 상기 제2 또는 동차적인 솔루션 항은 야코비언 행렬 J의 상기 영 공간으로의 맵핑이어서,
가 된다.
우리는 
에 
의 어떤 값도 더할 수 있고, 상기 제어 목표(objective) 
에 관한 상기 기구의 운동에는 어떠한 영향도 주지 않는다. 적합하고 적절한 가까 역은, 모터 명령을 연산하기 위하여 사용되는 솔루션을 완전히 정의하기 위하여 상기 영공간의 어느 부분(존재한다면)을 특정의 솔루션에 더할 것인가를 효과적으로 판정하기 위하여, 부가적인 제한과 같은 것을 이용하여 전형적으로 만들어질 것이다.
상기 최소 제곱 또는 최소 평균 역은 여기에서 J#으로 지시될 것이다. 야코비언 J가이해된 경우에, 상기 최저 평균 역 J# 은 아래로부터 식별될 수 있다.
J# = Jt (J Jt)-1
여기에서, Jt는 야코비언 행렬의 전치행렬(transpose)이다. 상기 역은, 결과적인 솔루션 벡터 
= J# 
의 상기 2 평균이 일반적으로, 상기 솔루션 벡터의 부분 공간에 걸쳐서 최소 평균이라는 의미에서(상기 벡터는 무한한 부분 공간내에 존재한다는 것을 상기하면) 최소값-평균이다. 수술 로봇에 있어서(다른 로봇에 있어서도), 이것은 많은 로봇 시스템에 있어서 합리적인 목표인, 최서의 조인트 속도를 가진 상태에서 (상기 입력 장치의 핸들의 운동에 대응하는 상기 엔드 이펙터의 주-종속 운동과 같은) 주된 제어 목표를 달성하는 솔루션에 일반적으로 대응한다. 또한 이것은, 연산하기에 가장 용이한 솔루션 중 하나이므로, 수학적으로 매우 편리하다. 그러나, 이것은 야코비언 J의 유일한 가짜 역이 아니고, 적절한 작업 기반의 더 많은 솔루션이 존재하고, 특히 시스템의 운동에 대한 최저 조인트 속도를 가진 상태에서 상기 엔드 이펙터의 명령된 운동을 초과하는(우리의 최초의 예에서의) 추가적인 제한이나 목표가 존재할 때에 그러하다. 상기 최소값 평균 역은, J-1 이나 J# 이 나타나는 가짜 역의 일 예에 불과하기 때문에, 이것은 최소값 평균 역이 아니라 어떤 가짜-역을 일반적으로 지시한다고 생각하는 것이 합리적일 것이다.
전술된 메커니즘으로부터, 상기 원하는 제어 공간 
은 단순한 엔드 이펙터 운동보다 복잡할 수 있고, 특히 중첩 조작기 린크기구의 복잡성이 정당화되는 시스템 내에서 더욱 그러하다. 제어기 작업이나 목표를 조합하는 것은 일반적으로 상기 제2 ahebf의 설정 종속적인 필터를 사용할 것이다. 다양한 상이한 필터가 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 복수의 목표는, 특히 상기 목표가 독립적인 경우에, 옮겨지거나(adjourned) 스택되어(stacked) 보강된 원하는 벡터를 형성한다. 예컨대, 도7a에 예시된 수술 로봇 조작기 조립체(502)에서, 우리는 원하는 캐뉼러 또는 피봇 포인트 위치와 함께 상기 명령된 엔드 이펙터 벡터를 스택하거나 보강하여, 최소침습 입구부위에서 소프트웨어로 유도된 피봇 운동의 중심을 제공할 수 있다. 상기 피봇 운동은 때때로 소프트웨어 중심 운동이라고 칭해진다. 상기 문제를 이러한 방식으로 보강하는 것은, 일반적으로 전술된 로봇 조작기 조립체 링크기구에서 그러하듯, 상기 조작기 조립체가 상기 보강된 방정식에 대한 솔루션을 제공할 수 있는 충분한 자유도를 가지는 때에 가장 쉽게 적용가능한 것이다. 즉, 상기 보강된 카테션 명령 벡터(상기 피봇 운동 제한을 가지는) 
는 여전히 상기 조인트 속도 벡터 
보다 더 낮은 차원을 가지는데, 상기 조인트 속도 벡터의 차원은 전형적으로는 조작기 조인트의 개수이다.
예시적인 보강된 엔드 이펙터 및 캐뉼러 제어 문제 공식은, 각 제어 목표에 대한 야코비언 J를 연산하는 것을 포함할 수 있다. 상기 엔드이펙터를 제어하기 위하여, 우리는 
를 
에 맵핑하여 Jeff를 가지는데, 여기에서 eff는 상기 엔드 이펙터와 관련된 벡터 및/또는 행렬을 지시하기 위하여 사용된다. 상기 캐뉼러를 제어하기 위하여, 우리는 또한 상기 조작기 조립체의 조인트 속도를 캐뉼러 카테션 속도 
can 에 맵핑시키는 Jcan을 만든다.그리하여, 상기 맵핑은 다음과 같이 표현될 수 있다:
상기의 맵핑을 이용함으로써, 상기 가까 역은 상기 엔드 이펙터와 상기 캐뉼러 속도 모두를 제어하기 위한 최소값-평균 솔루션을 제공할 수 있다. 도12의 제어 다이어그램에서 지시된 바와 같이, 위치 순환(position liips)도, 상기 조작기 조립체 종속부(536)로부터의 제어 위치(주소 및 방향을 포함한)로의 신호를 이용하여 폐쇄될 수 있다.
또한, 선호하는 충돌-억제 자세 등을 향한 구동과 같은 추가적인 제어 목표는 유사한 방식으로 더해질 수 있다. 그러나, 이러한 목표들이 더해짐에 따라, 상기 원하는 벡터 공간 
은 상기 솔루션 공간 
의 차원과 같거나 커질 수 있다. 여기에서, 상기 제2 모듈의 상기 부분공간 필터는 다른 형태를 가질 수도 있다.
상기 벡터 공간과 솔루션 공간의 차원이 같은 때에, 상기 가짜 역은 참 역(true inverse)이 되어야 하고, 상기 최소값 표준 가까 역은 상기 참 역으로 편리하게 감축된다. 그러나, 더 많은 보강된 솔루션을 구해야한다면, 상기 제어기와 상기 로봇은 일반적으로, 모든 제한을 충족시킬 수 있는 충분한 정도의 자유도를 일반적으로 가지지 않을 것이다. 이런 문제가 과도한 제한으로 표현되었고, 새로운 종류의 가짜 역이 만들어 질 수 있다. 이러한 가짜 역은, 모든 제한을 완벽하게 충족시키지는 않지만 어떤 인식가능한 의미에서 최선의 솔루션으로 수학적으로 판정될 수 있는 솔루션을 복원시켜(returning), 약간은 수학적인 의미로 문제를 해결하려고 시도한다. 예컨대, 상기 잔류 에러의 2 평균값을 최소화시키는 솔루션을 복원하기 위하여, 예컨대 상기 최소값 2 평균 가짜 역을 사용함으로써, 상기 불완전한 역으로부터 기인하는 잔류 에러가 연산될 수 있다.
부가될 수 있는 추가적인 제한의 예는, 자세 제한(pose constraint)을 유지하는 것 및/또는 상기 작업 공간 내에 존재할 수 있는 사물과의 충돌을 회피하는 것을 포함한다. 일반적으로, 상기나 기타 목표를 나타내는 코스트함수(cost function) C 이 이차방정식(quadratic) 형태로 표현될 수 있다면, 우리는 일반적으로 다음과 같이 기재할 수 있다:
여기에서 
는 원하는 제어 변수: 
는 조인트 1,2,...n의 조인트 속도; Jkj는 각 조인트에 대한 상기 원하는 제어변수의 야코비언 , r은 우리의 2차 코스트 함수 C에 적합한 잔류 에러이다. 편미분 계수는 일반적으로 취해져서 0으로 설정될 수 있어, 우리가 2 평균 또는 최소 제곱 솔루션을 구하는 것을 가능하게 한다:
그러므로, 상기 제한의 숫자에 관계없이, 적절한 야코비언 행렬을 가진 2차 코스트 함수의 편미분계수를 구하는 것은 최소 평균 솔루션으로 이끌 수 있다. 상기 시스템이 과도한 제한이 된 경우에, 상기 결과적인 솔루션은 최소 비용 함수를 가지며, 여기에서 상기 r 의 평균은 최소값이다. 상기 시스템이 덜 제한된 경우에, 상기 결과적인 솔루션은 0 코스트 함수를 가지고, 솔루션은 최소값 2 평균 솔루션의 형식을 가져, 
이 된다.
보강된 제어기의 단순한 예로서, 우리는 바람직한 제어 변수 
를 만들어 이것이 선택된 조인트 
와 동일하게 만듬으로써, 전술한 체제(framework)를 이용하여 자세를 유지하도록 조인트를 제어할 수 있다. 그 후, 우리는 보강된 제어기를 전술한 바와 같이 기재하지만, 여기에서 상기 선택된 조인트의 원하는 속도를 제어하는 것은 0이 된다. 상기 보강된 야코비언은 상기의 예에서, 상기 선택된 조인트에 대하여 1개가 행(column) 내에 있는 명백한 행렬일 수 있다. 그 후, 우리는 상기 선택된 조인트를 상기 원하는 조인트 각도쪽으로 구동하는 동안, 도11과 유사한 방식으로 도12의 블록선도를 이용하여, 원하는 조인트 각도 주변으로 상기 순환을 폐쇄시킬 수 있을 것이다. 환언하면, 도12의 제어기의 실시예가 1의 여분의 자유도를 가지는 조작기 조립체를 구동하지만, 상기 여분의 자유도를 고정 설정으로 구동하도록 사용된다면, 상기 제어기는 도11의 젱어기에 의해 구동되는 완전히 제한된 조작기 조립체에 의해 달성되는 것과 유사한 결과를 가져올 것이어서, 도12의 상기 제어기는 1개의 조인트를 고정상태로 유지하는 추가적인(약간 단순하다면) 작업과 함께, 원하는 엔드 이펙터 운동을 생성하는 상기 주된 기능을 수행할 수 있다.
상기 분석은, 덜 제한된 시스템과 비교할 때에 과도하게 제한된 시스템에 있어 더욱 복잡하다. 일반적인 로봇, 특히 수술 로봇은, 그 모든 조인트를 활용하도록 설계되고 제어되어야 한다. 로봇 조작기의 운동학적 시스템에 대한 요구가 변화함에 따라, 비록 때때로는 동시에 상이한 작업을 수행하는 것이 바람직하지만, 동시간에 상이한 작업을 수행하기 위하여 상기 로봇 조작기가 충분한 정도의 자유도를 가지게 하는 것은 반드시 실용적이거나 바람직한 것은 아니다. 그 결과, 적어도 로봇 조작의 일부분 동안, 상기 시스템은 종종 과도하게 제한될 수 있다. 다른 부분공간 필터를 사용하여 제한이 부가될 수 있는 수학적인 체제가 몇개(several) 존재한다. 첫째는, 위에서 소개된 보강된 원하는 벡터이다. 적용될 수 있는 일부의 부가적인 보강 기술은 아래에서 논의되고, 그 후 보강보다 장점을 가지는 적어도 1개를 포함한, 대체적인 수학적 체제가 설명될 것이다.
명령의 단순한 조합이나 보강과 함께, 복수의 명령은 예컨대, 가중된 최소값 평균 솔류션을 적용함으로써, 선택적으로 관련된 가중치와 조합될 수 있다. 상기 최소값 평균은 상기 솔루션 공간을 지시하는 기초벡터(basis vector)의 세트와 관련하여 연산될 수 있다. 그 후, 상기 솔루션은 상기 기초 백터의 선형 조합을 포함할 수 있다. 기초 벡터는 1개의 유닛은 x 방향, 1개의 유닛은 y 방향 등으로 때로는 시각화될수 있지만, 이것은 반드시 필요한 것은 아니다. 예컨대, 조인트는 상당한 정도로 변화할 수 있는데, 일부는 축방향으로나 다면적으로, 다른 것들은 피봇운동이나 회전운동 등으로 변화할 수 있다.
기초 벡터의 사용은 단순한 예에 의해 이해될 수 있는데, 여기에서 e1은 제 모터에 대한 1°/초(degree/sec), e2는 제2 모터에 대한 1°/초 등이고, 여기에서 초기 최소값 평균 솔루션 공간이 연산된다. 상기 솔루션 공간은, 이를 대신하여 다른 기초 벡터를 선택함으로써 임의적으로 가중될 수도 있다. 예컨대, 우리는 e2를 제2 모터에 대하여 1°/초로 유지하는 반면, e1을 제1 모터에 대하여 10 °/초로 만들 수도 있다. 최소값 평균 솔루션은, e1에 대한 계수가, 평균적으로, e2와 나머지들에 대한 계수보다 크지 않게 만드는 경향이 있다. 그리하여, 우리가 선택한 기초 함수의 가중 때문에, 상기 가중치 접근방식은 상기 제1 모터의 속도를 더 작게 만든 경향이 있다.
더욱이, e1을 상기 제1 모터에 대하여 양의 방향으로 1°/초로 선택하고, 상기 제2 모터에 대하여 양의 방향으로 1°/초도 선택하고, 그 후 e2 를 상기 제1 모터에 대하여 양의 방향으로 1°/초, 상기 제2모터에 대하여 음의 방향으로 1°/초로 선택할 수 있다. 그럼으로써, 우리는 상기 절중수단이 상기 공간 내로 맵핑되는 상기 가중치 및/또는 방식을 효과적으로 변화시킬 수 있는데, 이것은 상기 의사가 신경쓰는 것이다. 일반적으로, 우리는 최적 주변의 어떠한 변환(그 변환이 선형적이고, 일정하고, 전도가능하다면 유용하다)도 다음과 같이 요약할 수 있다:
Cweighted = rT WT Wr
여기에서, W는 가중 행렬, r 은 상기 잔류 에러이다. 이런 의미에서, 우리는 원하는 바에 따라 상기 잔류에러를 가중하여, 답을 형성하는데 도움을 줄 수 있다.
그러므로, 가중방식(weighting)은 상기 솔루션의 일부를 다른 것들 보다 더 중요하게 만드는데 사용될 수 있다. 예컨대, W는 상기 보강된 솔루션 벡터의 중요한 요소에 대하여는 큰 가중치를, 덜 중요한 요소에 대하여는 작은 가중치를 가지는 사선형으로(diagonal) 만들어 질 수 있다.
과도하게 제한된 시스템에 대하여 모터 명령을 도출하기 위하여 적용될 수 있는 다른 기술은, 노이즈가 있는(noisy), 악성의(ill-conditioned) 맵에 대한 기술을 사용하는 것이다. 모든 유한 차원 선형 역 문제들은 조건 수(condition number)를 가진다. 상기 수는 상기 선형 맵의 미스듬함(skew)이나 균형일탈(lopsidedness)의 척도이다. 기술적으로, 이것은 상기 선형 맵의 최대의 특이 값(singular value)의 최소 특이 값에 대한 비율로, σmax /σmin으로 표현된다. 개념적으로, 이것은 노이즈와 신호가 상호작용하는 방식을 나타낸다.
상기 측정값(measurement)이 노이즈가 있고(로봇 조인트의 속도나 주 명령의 측정값 등), 상기 노이즈는 상기 조인트에 걸쳐 독립적이라면, 이것은 각 솔루션 요소를 거의 동등하게 오염시킨다고 가정할 수 있을 것이다. 즉, 노이즈가 존재하는 상태에서 측정된 상기 주 장치(master)로부터의 원하는 속도가 
라면(여기에서 μ와 σ는 가우스 백 노이즈 과정 GWN(Gaussian white noise process)의 평균과 편차이고, 다른 카테션 요소 x 도트 k에 걸쳐 일정하다), 
일 것을 (비록 부정확하기는 하나) 기대할 수 있는데, 여기에서 
도 상기 조인트에 걸쳐 일정하다. 사실은 이것은 사실이 아니고, 상기와 같은 가정은 오류를 범하는 것이다 - 상기 추가적인 노이즈는 상기 선형맵의 작용에 의해 형성되는데, 상기 선형맵은 신호-노이즈 비율(signal-to-noise, SNR)을 올리는 방식으로 일부의 요소를 서로 더하고, 다른 요소들을 SNR을 깍는 방식으로 더한다. 불완전하게 설계된 가중 행렬의 상기 작용을 고려하면 이것이 가능하다는 것은 명백해질 것이다. 상기 효과의 계량이 상기 조건수이다.
로봇 시스템에 있어서, 조건수의 증가와 관련된 정확성의 손실은 상기 야코비언이 악성으로 되는 때에 발생하는데, 상기 악성은 특이(singularities) 근처에서 발생한다. 상기 조건수가 증가함에 따라, 상기 맵은 그 영 공간이 1 이상의 차원으로 증가하는 것처럼 점차 작용하지만, 그 효과는 연속적이고 불연속적이지 않다. 이를 대신하여, 새로운 조인트(솔루션) 벡터의 부분 공간은 상기 원하는(주) 벡터 공간 내에서 거의 제로로 맵핑된다. 어떠한 노이즈도, 심지어 수치 연산에서의 버림 에러(round-off error)도 환영(phantom) 솔루션을 종종 야기할 수 있는데, 상기 환영솔루션에서는 상기 노이즈에 기인한 작은 기여도(minor contribution)를 포함하여 명령 공간내에서의 작은 속도에 있어서, 비현실적인 조인트 속도가 명령될 수 있다.
다수의 부분공간 필터 기법은, 상기 특이값 해체(singular value decomposition, SVD)를 절단함으로써 상기 솔루션을 조건화하는 것을 포함하여, 이러한 악성 맵 효과를 해결하여, 상기 거의 성장된 0 공간을 완전한 차원으로 성장하도록 효과적으로 강제한다. 아래에는, 상기 SVD 절단법을 포함한, 상기 기법의 단순한 설명이다.
다른 것들 못지 않게 수치적인 접근가능성(approachability)에 의해 촉진된, 상기 악성 맵을 해결하기 위한 1개의 기법은, 수치적으로 쉬운 방식으로 상기 조건수를 감소시키는 것이다. 이 기법은 상기 원래의 역 선형 문제와 관련된 문제를 해결하고, 다음과 같이 기재될 수 있다:
J* = JT(JJT + λI)-1
J*는 조정된(regularized) 야코비언, I는 단위행렬(identity matrix)이다. 양의 값의 상수 λ는 상기 조정 상수이다. 이것은 고정된 값, √λ 만큼 상기 선형 맵의 모든 특이값을 증가시키는 효과를 가진다. 이것은 상승하는 조류가 모든 보트를 상승시키는 것과 같이 상기 조선수를 감소시킨다: 상기 원래의 조건수 σmax /σmin 는 상기 감소된 조건수 (σmax + √λ) / (σmin + √λ)가 된다. 상기 조정 역의 단점은, 상기 λ의 선택이 항상 물리적으로 동기부여가 되는 것은 아니라는 것이다. 또한, 이것은 노이즈에 빠진 것 뿐 아니라, 상기 역의 모든 요소에 대한 솔루션을 변화시킬 수도 있다.
상기 악성 맵의 조건을 개량하기 위한 다른 부분공간 필터 접근 방식은 베이스 평가(Bayesian estimation)인데, 이것은 또한 posteriori 평가라고도 칭해진다.가장 단순한 형태로, 이것은 조정 역(regularizing inverse)와 동등한 것을 감소시킨다. 상기 주된 개념은, 노이즈 측정값 
의 posteriori 확률 밀도 함수(probabilty density function)를 최대화하는 자유 파라미터 
를 찾는 것이다. 베이스의 법칙(Bayes's rule)을 통하여, 우리는
라고 쓸수 있어서, 최적 조인트 속도 벡터 
는
과 같이 얻어진다.
여기에서, 2개의 새로운 확률밀도 함수(PDFs) 중 첫째것은 상기 측정값 노이즈 처리이고, 두번째 것은 솔루션 벡터에 대한 priori(또는 이전의) 분포이다. 상기 노이즈 처리가 평균 0(zero mean) 이고, 독립적이고 정규분포되고(Gaussian), 상기 솔루션에 대한 상기 이전의 평가도 평균 0 이고, 독립적이고 정규분포된다면, 상기 솔루션은 일반적으로:
과 같이 기재될 수 있다. 여기에서, A는 상기 측정값 처리 상기 직전 분포의 편차로 나눈 편차에 의해 이루어진 행렬이다. 조정 역에서와 마찬가지로, 베이스 방법도 상기 솔루션을 변화시킨다. 이 경우에, 상기 변화는, 노이즈가 존재하는 상황에서의 측정값을 취급하고, 상기 확률적인 솔루션에 관한 이전의 정보의 가용성을 취급하기 위하여 위도된 최적화 기법에 의하여 물리적으로 촉진된다.
악성 맵의 부분 공간 필터링에 관한 마지막 주목사항으로서, 상기 특이 값 제거를 이용하는 유사한 절단 방법이 큰 효과를 가지고 사용될 수 있다. 특히, 이 접근 방식은, 6 × 6 야코비언을 가지는 도 11에 도시된 제어 시스템 내에서 적용될 수 있다. 또한, 상기 방법은 과도하게 제한되거나 덜 제한된 경우에도 확장가능하다. 이 접근방식의 한가지 단점은, 반드시 크지는 않지만, 상기 역을 연산하는 것의 오버헤드(overhead)가 여기에서 논의된 다른 기법보다 클 수 있다는 것이다. 장점은, 상기 조건수를 손상시키는 것이 직접적으로 검사되고 제어될 수 있다는 것이다.
과도하게 제한된 중첩된 자유도의 수술 로봇 시스템에 적용될 수 있는 다른 보강된 최적화 부분공간 필터 접근방식은, 제한된 컨벡스 최적화이다(constrained convex optimization). 2차 방정식 형태를 최소화시키는 것에 기초한 최소값 평균 솔루션은, 선형 방정식의 시스템으로 축소시킨다는 수학적인 간결함으로 가진다. 일반적으로, 상기 동시간적인 선형 방정식은 신속하고 고도의 정밀도로 풀릴 수 있고, 접근성이 좋고(approachable) 이해하기가 쉬우며, 상기 실행의 용이함은 확실하게 그 사용을 장려한다. 잘 자세잡히고(posed) 비슷하게 쉽게 솔루션을 얻을 수 있는 일부의 문제 식을 포함하는, 다른 최적화 문제 식(problem statement)을 쓰는(write) 것도 가능하다. 이러한 문제들의 군은 컨벡스 최적화라고 명명되고, 효율적인 솔루션을 내놓는 대응하는 알고리즘의 군도, 보이드 및 반덴버그(Boyd and Vandenberghe)에 의해 설명된 알고리즘을 포함하여, 존재한다.
전술한 방법에 추가하여(또는 그에 대한 대안으로서), 중첩된 자유도를 가지는 수술 로봇 시스템의 제어기는 제한문제를 해결하기 위하여 우선순위를 존중하는 수학적 접근방식으로부터 도움을 받을 수도 있다. 상기의 논의는, 보강된 최적화를 사용하여 제한이 가해지는 문제의 최적화에 주로 집중되었다. 그러나, 중심적인, 메인(main) 제어 문제와 바람직하지만 반드시 필요하지는 않는 우리가 추가할 수 있는 솔루션 사이에는 중요한 차이점이 있다. 아래에서 수개의 수학적 메커니즘이 제한을 연하게 하기 위하여(making problem soft) 도입되어, 메인 제어 문제가 점차 경성화됨에(gets harder) 따라, 상기 시스템의 더 많은 자유도를 채택하여, 상기 제한은 접히거나(fold back) 부드럽게 완화될 수 있다. 연한 제한(soft constraint)의 일 예는, 앞의 도5A 및 5B에서 도시된 바와 같이, 조작기의 엘보우나 조인트 꼭지점을 위쪽을 향한 상태로 유지하기 위한 것일 수 있다. 다른 제한은, 상기 로봇의 작업공간 민첩성이나 다른 일부의 수학적 계측이나, 로봇의 효율성을 최대화화기 위한 것일 수도 있다. 우리는, 예를 들면, 우리의 제어기가 점진적으로 상기 주된 작업(예를 들면, 엔드 이펙터 운동 명령 벡터에 순응시키는 것)에 비하여 상기 2차 목표를 점진적으로 포기하여, 상기 시스템이 상기 연성의, 낮은 우선순위의 목표를 희생하는 댓가로 상기 주된 목표를 달성할 수 있도록 하는 것을 원한다. 예컨대, 우리는 특이 등을 회피하기 위하여, 상기 여분의 자유도를 필요로 하고 사용할 수 있다.
그들 사이에 우선순위가 있는, 복수의 제한, 작업, 목표를 가지는 시스템을 확립하기 위한 한가지 방법은, 상기의 논의에 따라 상기 2차 작업을 상기 솔루션의 보강된 파트로서 구성하는 것이다. 그 후, 우리는 상기 주된 작업과 비교하여 상기 2차 제한의 중요성을 감소시키기 위하여 가중 행렬을 사용할 수 있다. 또한, 우리는 상기 가중 행렬을 사용하는 동안에 조정할 수 있어서, 상기 가중(weighting)은 상기 로봇이 그 스윗스팟(sweet spot)에 있는 때에도 중립적인(neutral) 반면, 상기 어려운 영역으로 접근 함에 따라, 상기 가중은 (상기 2차 제한이 최종 솔루션에 거의 기여하지 않도록 하면서) 임의의 보강된 솔루션에 매우 강한 죔을 가한다(exert a very strong clamp). 또한, 우선순위를 존중하는 불연속 스위치를 달성하기 위하여 상기 가중을 함께 켜거나 끄는 것도 가능하다. 이와 유사한 기법이 상기 조정된 솔루션 및 상기 베이스 접근방식에 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 파라미터 λ는, 이전의 분포와 마찬가지로, 설정에 종속적인 방식으로 조율될 수 있다(tuned).
제어 시스템으로 하여금 그들 사이에 우선순위를 가지는 복수의 제한을 실행할 수 있도록 하는 대체적인 수학적 접근 방식은 종종 투영법(projector method)로 칭해진다. 이러한 유리한 방법은, 일반적으로 제한을 추가하기 위하여 행렬 투영을 이용하고, 전술된 보강 방법을 대신하여/대신하거나 그에 추가하여 사용될 수 있다.
다시 한번 도12의 블록선도를 참조하면, 투영법은 입력 벡터 
를 이용할 수 있다. 우리는 먼저 우리의 주된 제한이나 작업은, 상기 조작기 조립체에 의해 생성되는 상기 엔드 이펙터의 상기 주-종속 운동은, 가능하다면, 항상 상기 주 입력장치의 명령된 운동과 대응하여야 한다는 것을 결정해야 한다. (상기 엔드 이펙터에 대하여 
를 
에 맵핑하는) 상기 엔드 이펙터 운동의 상기 주된 제한이나 최적화의 임의의 선형 맵, Jeff 에 있어서, 우리는 1개 이상의 2차 제한이나 명령 벡터 
에 대한 필터를 만들어, 상기 2차 제한이 상기 주된 명령된 운동 
을 간섭하지 못하도록 할 수 있다. 이러한 상기 제한들 사이의 간섭의 회피는, 
가 상기 Jeff 의 0공간 내에 전적으로 위치하도록 하거나 한정하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이러한 한정이나 필터는 수학적 투영기로서 기능하여, 일반적 제한이나 목표 
를, 그 우선순위 
인 상태에서, 상기 특정되고 우선순위가 매겨진 목표 
내에 투영한다. 이러한 투영기는 다수가 존재하며, 그들중 1개만이 손실이 없다(lossless). 적절한 투영기 P는 상기 무손실의 투영기를 포함한다:
P = 1 - J-1 eff Jeff
여기에서 J-1 eff 는 사용에 적합한 임의의 가짜 역이다.
이제, 전술된 원격 중심 캐뉼러 운동과 같은 위치 피드백을 가지는 속도(rates)의 선형제어기로서 표현될 수 있는 임의의 작업을 고려한다. 그 야코비언은 전술된 바와 같이 형성되고, 상기 작업을 달성하기 위한 상기 조인트 속도는 (예컨대) 다음과 같이 연산될 수 있다:
상기 캐뉼러에 대한 제안된 속도는 상기 엔드 이펙터 작업의 속도에 영향을 주지 않도록 투영되고, 그 후 상기 실제의 또는 제안된 솔루션을 생성하도록 상기 엔드 이펙터에 더해진다:
일반적으로, 2차 작업 야코비언(우리의 예에서는 Jcan)을 상기 2차 작업 조작기 운동(
)을 발견하기에 앞서 상기 투영기 P를 통하여 투영함으로써, (상기 조작기의 소프트웨어 중심운동과 같은) 임의의 2차 작업을, 그의 투영된 야코비언이 그 모두가 상기 (Jeff와 같은) 주된 작업의 0 공간 내에 있는 조인트들의 선형조합에 대하여만 권위를 가지도록 표현할 수 있다. 상기 연산은 순환되도록(recursive) 만들어 질 수 있고, 적용가능한 수학적 연산 기법에 관한 추가적인 설명은 Sicilliano와 Slotine에 의해 설명되었다.
전술한 특정의 투영법에 추가하여, 유사한 투영기가 로봇 및/또는 수술 주-종속 제어기 내에서 다양한 용도로 채택될 수 있다. 앞에서 개발된 투영기는 강력하고, 소정의 자유도를 소정의 방식으로 제어하기 위한 지시된 메커니즘을 얻기 위하여, 상기 제어기에 걸쳐서 사용될 수 있다.예컨대, 도12의 블록선도 내의 "J-1"의 우측으로는, 상기 조인트 제어기 시스템(558)의 벌크(bulk)가 위치한다. 전술한 기법을 이용하여, 우리는 상기 벌크를 모사하여(replicate), 각각으로 상기 원하거나 명령된 속도가 제공되는 2개의 제어기를 얻을 수 있다. 작업에 따른 원하는 속도를 추가적으로 여과하거나 투영하자. 그리하여, 우리는 각 작업을 위한 제어기를 만들 수 있고, 그 각각은 그 한정의 세트(set of limits), 게인, 포화(saturation) 등을 가진다. 상기 방식으로, 적절한 상태하에서, 다른 작업이 우선순위를 잃거나 포기하도록 하는 것도 가능하다.
그래도, 전술된 상기 로봇 조작의 일부나 전부 및/또는 셋업 방법을 포함하여, 투영, 보강 및/또는 기타 방법을 이용하여 추가적인 2차 작업이 수행될 수 있다. 여기에서 및 문헌의 다른 곳(Sicilliano 및 Slotine 및거기에서 인용된 참조문헌을 참조)에서 설명된 충돌 회피를 수행하기 위하여 2차 작업을 생성하는 것은, 예컨대 2개의 동시간적으로 운동하는 조작기 조립체의 충돌을 억제하기 위하여 교정될 수 있다. 하나의 솔루션은, 전술된 바와 같이 속도 제어기를 생성하기 위하여 보강된 작업의 일반적인 형식(formalism)을 이용할 것이다.
추가적인 변형된 제어 접근방식은, 다른 작동 모드를 위하여 실행될 수 있다. 예컨대, 암이나 조작기 조립체나 이러한 구조의 자유도의 부분집합(subset)을 잠그기 위하여, 우리는 제1 모듈(544)의 상기 출력 벡터의 일부나 전부를 0으로 고의적으로 고정한다. 주-종속 수행을 재설정하기 위하여, 상기 입력 명령에서의 점프 불연속(jump discontinuities)를 배제하기 위해 바람직하게는 기본적인 맷칭 조건을 충족시킨 후에, 우리는 상기 고정을 해제한다.
전술된 제어 알고리즘을 사용하여, 이제 우리는 도구 클럿치 및/또는 포트 클럿치 모드를 제공하기 위하여, 어떻게 상기 조인트의 부분집합이나 상기 속도 공간의 부분공간을 클럿치 할 것인가를 이해할 수도 있다. 최소침습 로봇 수술 시스템에서, 도구 클럿치 모드는 일반적으로 한정된 자유도를 가지는 상기 조작기 조립체의 수동 분절을 허용할 것이다. 예컨대, 제2 도구는 상이한 수술 엔드 이펙터를 가진 상태에서 제1 도구를 제거하고 교체하는 때에, 조수는 상기 도구를 상기 새로운 엔드 이펙터 등을 방향잡고 자리잡게 하기 위하여 상기 접근 부위를 중심으로 피봇시켜 상기 접근 부위를 통하여 상기 도구를 전진 및 후퇴시키도록 수동으로 상기 조작기 조립체를 이동시킬 수 있는 것을 원할 수 있다. 상기 원하는 클럿치 자유도는 종종 상기 시스템의 수학적 조인트의 자유도와 정렬되지 않을 수 있어서, 1개 이상의 조인트를 단순히 해제하는 것은 바람직하지 않거나 심지어 위험한 상기 조작기 시스템의 운동을 허용할 수 있다. 그러나, 상기 시스템이 상기 조작기 조립체의 상기 접근 부위에 삽입된 축이나 캐뉼러의 가로방향 운동과 같은 수학적으로 표현된 운동을, 투영 행렬이나 제2 모듈(546)에서 전술된 상기 보강된 솔루션 중 1개를 생성하고 이용함으로써 억제한다면, 이러한 도구 교체 클럿칭은 활용될 수 있어, 1개 이상의 조인트를 상기 조작기 조립체의 수동 운동에 응답하여 구동할 수 있다. 이와 유사하게, 포크 클럿치 모드는 상기 캐뉼러나 접근 부위가 이동되는 것을 허용할 수 있지만(그리고 상기 이동이 완료된 때에 선택적으로 상기 새로운 접근 부위 주소를 식별하도록), 수동 이동 동안에 상기 조작기 조립체의 일부나 전부의 방향 및/또는 자세를 유지할 수 있다.
상기 종속 조작기 링크기구의 상기 클럿치된 자유도가 1개 이상의 조인트 자유도와 일치한다면(즉, 일부의 조인트는 잠겨지고 일부의 조인트는 상기 클럿치 모드에서 이동이 자유롭다면), 클러칭은 직접적이다: 사용자는 단순히 상기 이동이 자유로운 조인트에 대한 상기 제어기를 단순히 끈다. 그러나, 이와 상이한 방식으로 조인트를 클럿치 하는 것이 종종 유리할 것인데, 여기에서 1개의 조인트의 운동은 상기 제어기에 의하여 1개 이상의 다른 조인트의 운동과 연겨되어, 이들은 단일의 자유도로서 함께 수동으로 분절될수 있다. 이것은, 1개 이상의 다른 조인트의 외부의 분절에 응답하여 로봇 조작기 조립체의 1개 이상의 조인트를 구동하는 것에 의해 달성될 수 있다. 상기 제어기는, 선택적으로는 상기 다른 기계적 자유도의 일부나 전부는잠겨진 상태로 유지되는 동안, 상기 작업자가 조작할 수 있는 단일의 자유도로서 취급될 수 있는 속도의 임의의 원하는 선형조합을 정의함으로써, 이 운동에 영향을 줄 수 있는데, 이 운동은 종종 상기 기계식 시스템의 임의의 자유도와는 다를 것이다. 상기 일반적인 개념은, 포트 클럿칭, 도구 클럿칭, 엘보우 클럿칭(여기에서 상기 엔드이펙터에서의 운동은 억제된 상태로 유지되는 동안, 상기 엘보우의 중간부분은, 예컨대 꼭지점이 위쪽을 향한 배치로부터 꼭지점이 가로방향을 향한 자세 주변으로 이동되는 것이 허용된다), 및 기타 클럿칭 모드이다. 정상적인 조인트 대 조인트(joint-by-joint) 클럿칭은 특별한 케이스로서 분류된다.
다시 도 12를 참조하여 이해될 수 있는 클럿칭에 영향을 주기위한 제어기 시스템의 일례를 제시하면, 상기 클럿치의 시작점(beginning)에서, 실제의 입력명령 xv는 xm을 추적하고 그 암은 잠겨진 상태로 나타난다. 상기 스위치가 클럿치 모드로 전환됨에 따라, 우리는 이동이 자유롭와서는 안되는 조인트 속도의 선형조합을 나타내는 투영기 P를 다음과 같이 만든다:
Plock = J# lock Jlock ; Pfree = 1 - Plock
상기 투영기가 상기 블록선도 내에서 상기 블록"544(J-1)"을 따르는 경로 내로 삽입되면, 그 속도는 상기 제어기로부터 감추어진다.
상기 제어기가 상기 암이 수행하는 동안 실행되면, 상기 암은 조인트의 선형조합이 명령을 내리려 하지 않는 경우를 제외하면 여전히 수행하려 할것이다. 더욱이, 상기 조인트의 선형 조합이 우연히 이동한다면(상기 작업자 등에 의해 후방으로 구동되는 것과 같이), 상기 제어기는 이것을 보지 못하고 그것을 교정하지 못할 것이다.
상기 시스템의 추가적인 작업이나 목표는 여기에 설명된 제어기를 사용하여 실행될 수 있다. 도구 운동으로부터 피봇 접근 부위 위치의 적응성 있는 필터링 및 학습(adaptive filtering and learning)이 아래에서 설명될 것이다. 추가적으로, 상기 기법에 다른 변화를 이용하여 무버튼 제한(haptic constraint)이 실행될 수 있을 것이다.
무버튼 제한에 관하여, 상기 종속 암의 조작 동안에 주 입력 장치를 통하여, 상기 작업자에게 신호(cues)를 제공하는 것은 종종 유용할 것이다. 예컨대, 상기 작업자에게 이후에 제어가능성 문제를 야기할 수 있는 차선의(suboptimal) 설정으로부터 떨어지도록 지시하는 것은 바람직할 수 있다. 이러한 무버튼 제한을 제공할 수 있는 간단한 한가지 방법은, 조인트 한정 기법을 실행하는 것이다. 또다른 방법은, 경계값이 통과되는 때마다 일방향의(one-sided) 서보를 켜는 것이다. 이것은, 상기의 투영기나 보강법 중 어느 것이라도 이용하여 달성될 수 있다.
일방적인 서보는, 상기 센서가 상기 경계값이 통과되었고, 운동이 추가적으로 잘못된 방향으로 향하고 있다는 것을 지시하는 경우에, 종종 상기 제어점 쪽으로 또는 이로부터 멀어지도록 뒤로 밀어낼 것이다(push back). 경계(boundary)와 평행한 속도는, 상기 경계를 따라 모든 포인트에 대하여 나타내질 수 있을 것이다. 그 후, 상기 속도 벡터와 상기 경계값의 내적(dot product)은 상기 작업자가 상기 경계 쪽으로 또는 그로부터 떨어지도록 이동시키는 지를 지시하고, 잘못된 방향으로의 투영은 저지된다. 이 모든 것은 전술된 투영기 작업자와 0 과의 비료에 의하여 이루어질 수 있다.
이제 도 13을 참조하면, 소프트웨어 중심 수술 로봇 조작기 조립체(560)은, 특히 관련된 포트 부위나 환자 내불의 최소침습 수술 접근부위의 이동과 함께, 로봇 도구(564)의 운동의 피봇 중심(562)의 운동과 관련하여 장점을 가진다. 조작기 조립체(560)은 환자측 테이블, 천장 탑재부나 바닥 탑재부에 탑재될 수 있고, 독립적으로 포트 부위의 위치(location)를 제어함으로써 (예컨대 환자의 호흡과 같은) 포트 부위 운동을 보상할 수 있다. 도13의 예시적인 실시예에서, 상기 포트 부위 위치는, 힘 감지 캐뉼러(568)에 의해 감지됨에 따라 상기 캐뉼러 중심 포인트에서의 카테션 힘 정보에 응답하여 제어될 수 있다.
상기 캐뉼러에 부착된 좌표프레임은 도 13에서 Ocan으로 지정되어 있다. 이 프레임은, 상기 조작기의 베이스에서의 베이스프레임, 즉 Obase 및, 상기 도구의 팁부분 에서의 팁 프레임, Otip과 구별된다. 상기 캐뉴러에 가해지는 상기 카테션 힘은, 상기 캐뉼러의 위치(Ocan)를 제어하도록 결정될 수 있다. Ocan 주변으로의 토크는 상기 위치 제어를 위하여 필요하지 않다. 상기 포트에서의 힘 중 일부나 전부는, 캐뉼러(568)의 힘 감지 시스템을 사용하여 해결될 수 있고/있거나, 상기 힘 중 적어도 일부는 상기 도구(564), 상기 조작기 조립체(560)의 힘 감지시스템(예를 들면 상기 조작기의 조인트 토크 센서) 등을 사용하여 해결될 수 있다.
상기 조작기 조립체의 형상 및 위치와, 캐뉼러 힘의 감지가 주어졌다면, 제어법칙(control law)는 상기 캐뉼러에서의 반력(reaction forces)에 응답하여 상기 캐뉼러 위치를 이동시킬 수 있다. 이러한 제어법칙 중 일례는, 명령된 캐뉼러 카테션 힘을 0으로 설정하는 것이다. 그 후, 상기 제어기는, 상기 캐뉼러에 작용하는 결과적인 카테션 힘이 최소가 되도록 상기 조작기 조립체를 이동시키려 할 것이다. 또한, 상기 암이 상기 캐뉼러를 상기 환자로부터 빼내는 것을 돕도록 하기 위해, 예를 들면 양의 Z 캐뉼러 방향으로 5파운드와 같이 0이 아닌 명령된 캐뉼러 힘을 설정하는 것도 가능하다. 또한, 이것은 동일한 제어기를 이용하여 달성될 수 있다.
상기 최소침습 접근 부위의 운동에 응답하여 상기 조작기 조립체(560)을 구동하기 위한 대표적인 제어기(570)가 도13A 내지 13C에 도시되어 있다. 도13A는 캐튤러 운동 제어기가 전체의 소프트웨어 센터 원격 작동 제어기와 맞아 들어감에 따라, 상기 캐뉼러 운동 제어기에 대한 전체적인 블록선도를 나타낸다. 힘 센서(572)로부터의 신호는 상기 센서의 특징 및 상기 암에서의 그들의 배치로부터 도출될 수 있다. 변환 모듈(574, 전형적으로는 야코비언 작업자)는, 계측된 힘 센서 정보를, 카테션 캐뉼러 힘의 기준 프레임 내로 변환시킨다. 상기 명령된 캐뉼러 힘(576)은,(예를 들면 프로그램된 값으로) 파라미터 방식으로 제공될 수 있다. 호흡 보상의 경우에, 상기 명령된 힘은, 예컨대 0 (fx = 0, fy = 0, fz = 0)일 수 있다. 후퇴의 경우에, 이것은 (fx = 0, fy = 0, fz = a)일 수 있는데, 여기에서 a 는 후퇴 값(예를 들면 뉴턴값(Newtons)과 같은)이다. 필터모듈(578)은, 상기 실제의 캐뉼러 힘과 상기 명령된 캐뉼러 힘으로부터 필터링된 에러 신호를 생성한다. 상기 명령된 종속 팁 위치(580)은 상기 원격작업 순환(예턴대 도 11을 참조)의 주 장치 측으로부터 나오고, 명령된 종속 팁 속도(582)도 제공될 수 있다.
혼합(hybrid) 제어기 모듈(584)는 필터링된 힘 에러 신호와 함께, 명령, 실제 종속부 위치 및 속도 신호를 받아들이고, 조인트 모터 토크 신호를 생성한다. 상기 소프트웨어 센터 조작기 조립체의 역학(dynamics)은, 586으로 도시된 바와 같은데, 이것은, 상기 환자의 환경(588)의 역학과 상호작용한다.
도13B 및 도13C는 각각 필터 모듈(578) 및 혼합 제어기(584)에 대한 대표적인 제어 배치나 알고리즘을 도시한다. 상기 필터링된 힘 신호의 경우에, 단순 비교 모듈(590)은 명령된 캐뉼러 힘과 실제 캐뉼러 힘 사이의 에러 신호를 생성할 수 있다. 그 후, 상기 필터링된 에러는 하위 통과 필터(low pass filter,592)에 의해 생성될 수 있다. 상기 혼합 제어기(584)의 경우에, 좋은 제어방법은 상기 명령된 캐뉼러 힘을 명령된 캐뉼러 운동(594)로 변환하는(convert) 것이다. 이것은, 상기 캐뉼러 힘 에러에 비례하는 증분(incremental) 명령된 위치를 생성하고, 상기 w으분 캐뉼러 위치를 현재의(실제의) 캐뉼러 위치에 더하여 명령된 캐뉼러 위치를 생성하는 것에 의해 이루어 질 수 있다. 상기 명령된 캐뉼러 위치는 상기 명령된 종속 팁 위치와 함께 벡터 결합되어(596, vector assembled), 상기 조작기 조립체에 대한 명령 위치를 생성한다. 이것은 실제의 조인트 위치 및 속도와 조합되고 상기 소프트웨어 센터 종속 제어기(598)에 제공되어, 명령된 모터 토크를 생성하는데, 상기 명령된 모터 토크는 상기 조작기 조립체 모터를 구동하는데 사용된다.
이제 기준이 도 14A 및 14B에 대하여 만들어지는데, 이것들은 각각 최소침습 접근 부위를 중심으로 피봇 운동하는 도구 좌표 프레임과 도구 축을 예시한다. 도14A에 도시된 바와 같이, 피봇포인트(PP)는 상기 최소침습 접근 포트에 대한 위치인데, 여기에서 도구 축은 피봇한다. 피봇포인트(PP)는, 예컨대 상기 조작기 도구(14.1)과 단위 벡터(Uo) 사이의 인터페이스의 원래의 위치를 초기에 결정함으로써 계산될 수 있는데, 상기 단위벡터는 상기 도구 축과 동일한 방향을 가진다. 상기 피봇포인트(PP) 위치(x,y,z) 값은 상기 조작기 조립체의 다양한 센서로부터 도출될 수 있다.
도14A를 참조하면, 상기 도구는 제1 좌표프레임(x,y,z) 내에 있을 수 있느네, 이 제1 좌표프레임은 각도 θ4 및 θ5를 가진다. 상기 단위 벡터(Uo)는 상기 변환 행렬에 의해 연산될 수 있다:
상기 엔드 이펙터의 각 이동후에, 상기 도구의 각운동 Δθ가, 아래의 선형 방정식 Lo 및 L1에 따라 상기 도구의 제1 및 제2 단위 벡터(Uo, U1)의 외적(cross-product)의 아크사인(arcsin)을 취함으로써 연산될 수 있다.
Δθ = arcsin([T])
T = Uo x U1
여기에서, T = 단위 벡터(Uo, U1)의 외적인 벡터이다.
상기 새로운 도구 위치(U1)의 단위벡터는 다시, 상기 위치센서와 전술된 상기 변환 행렬을 이용하여 결정될 수 있다. 상기 각 Δθ가 경계값보다 더 큰 경우에, 새로운 피봇포인트가 계산되고 Uo는 U1으로 설정된다. 도14B에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 도구 방향은 상기 선형 방정식 Lo 및 L1에 의해 정의될 수 있다:
Lo: xo = Mx0 ·Zo + Cxo
yo = Myo ·Zo + Cyo
L1: x1 = Mx1 ·Z1 + Cx1
y1 = My1 ·Z1 + Cy1
여기에서,
Zo = 상기 제1 좌표시스템의 z 축선에 대한 상기 선 Lo에 따른 Z 좌표(coordinate)이다.
Z1 = 상기 제1 좌표시스템의 z 축선에 대한 상기 선 L1에 따른 Z 좌표이다
Mxo = Zo의 함수로서의 상기 선 Lo의 기울기(slope)이다.
Myo = Zo의 함수로서의 상기 선 Lo의 기울기이다.
Mx1 = Z1의 함수로서의 상기 선 L1의 기울기이다.
My1 = Z1의 함수로서의 상기 선 L1의 기울기이다.
Cxo = 상기 선 Lo와 상기 제1 좌표 시스템의 x 축선과의 교점(intersection)을 나타내는 상수이다.
Cyo = 상기 선 Lo와 상기 제1 좌표 시스템의 y 축선과의 교점을 나타내는 상수이다.
Cx1 = 상기 선 L1와 상기 제1 좌표 시스템의 x 축선과의 교점을 나타내는 상수이다.
Cy1 = 상기 선 L1와 상기 제1 좌표 시스템의 y 축선과의 교점을 나타내는 상수이다.
상기 기울기는 아래의 알고리즘을 이용하여 연산된다:
Mxo = Uxo/Uzo
Myo = Uyo/Uzo
Mx1 = Ux1/Uz1
My1 = Uy1/Uz1
Cxo = Pox - Mx1·Poz
Cyo = Poy - My1·Poz
Cx1 = P1x - Mx1·P1z
Cy1 = P1y - My1·P1z
여기에서,
Uo(x,y,z) = 상기 제1 좌표시스템 내에서의 상기 제1 위치에 있는 상기 도구의 단위 벡터이다.
U1(x,y,z) = 상기 제1 좌표시스템 내에서의 상기 제2 위치에 있는 상기 도구의 단위 벡터이다.
Po(x,y,z) = 상기 제1 좌표시스템 내에서의 상기 엔드이펙터와 상기 제1 위치에 있는 상기 도구와의 교점의 좌표이다.
P1(x,y,z) = 상기 제1 좌표시스템 내에서의 상기 엔드이펙터와 상기 제2 위치에 있는 상기 도구와의 교점의 좌표이다.
적합한 피봇 포인트(PP)를 찾기 위하여, 상기 제1 방향(Lo) 내에서의 상기 도구의 피봇포인트(Ro)와 상기 제2 방향(L1) 내에서의 피봇포인트(R1)이 결정되고, 상기 2 포인트(Ro, R1) 상의 거리의 반값(distance half way)가 연산되고 상기 도구의 피봇 포인트(Rave) 로서 저장된다. 상기 피봇 포인트(Rave)는 벡터(T)의 외적을 이용하여 결정된다.
상기 포인트(Ro,R1)을 찾기 위하여, 다음의 식이, Lo 및 L1 모두를 통과하는 벡터(ㅆ)와 동일한 방향을 가지는 선을 정의하도록 설정될 수 있다.
tx = Tx / Tz
ty = Ty / Tz
여기에서,
tx = 상기 제1 좌표 시스템의 Z-x 평면에 대하여, 벡터(T)에 의해 정의되는 기울기.
ty = 상기 제1 좌표 시스템의 Z-y 평면에 대하여, 벡터(T)에 의해 정의되는 기울기.
Tx = 상기 벡터(T)의 x 요소.
Ty = 상기 벡터(T)의 y 요소.
Tz = 상기 벡터(T)의 z 요소이다
상기 기울기 Tx, Ty 및 Tz를 결정하기 위하여 2 포인트를 선택하는 것(예를 들면, Tx = x1 - xo, Ty = y1 - yo, Tz = z1- zo)과 상기 선형 방정식(Lo,L1)을 치환하는 것은, Ro(xo, yo, zo) 및 R1(x1, y1, z1)에 대한 포인트 좌표를 위한 솔루션을 다음과 같이 제공한다.
zo = ((Mx1 - tx)z1 + Cx1 - Cxo) / (Mxo - tx))
z1 = ((Cy1 - Cyo)(Mxo - tx) - (Cx1 - Cxo)(Myo - ty))
((Myo - ty)(Mx1 - tx) - (My1 - ty)(Mxo - tx))
yo = Myo·zo + Cyo
y1 = My1·z1 + Cy1
xo = Mxo·zo + Cxo
x1 = Mx1·z1 + Cx1
상기 피봇포인트(Ro,R1) 사이의 평균 거리는 아래의 식을 이용하여 계산되어 상기 도구의 피봇포인트로서 저장될 수 있다.
Rave = ((x1 + xo)/2, (y1 + yo)/2, (z1 + zo)/2)
상기 피봇포인트의 주소는, 전술한 연산과 함께, 정기적으로 연속하여 업데이트된다.
이제 도14A, 14B 및 도15를 참조하면, 상기 도구가 대체적인 제어기 구성(architecture)를 이용하여 피봇포인트 주변으로 피봇할 수 있도록 하기 위해, 다른 제어 시스템 예(400)는, 상기 주 제어기나 조작기가 대응하는 수술 도구의 운동을 연산하기 위하여 어떻게 사용될 수 있는지를 예시한다. 도15에 도시된 상기 제어시스템에 따라, 상기 프로세서는 상기 조작기에 대한 출력신호를 연산하여, 상기 도구는 상기 주 입력 핸들의 운동과 관련되고(in conjunction) 조정되어(in coordination) 운동한다. 상기 제어 시스템(400)의 많은 특징은 미국 특허번호 제 6,699, 177에 보다 상세하게 설명되어 있는데, 그 완전한 개시는 여기에서 참조문헌으로 포함된다. 도15에 예시된 상기 제어시스템(400)에서, 상기 도구가 내부 수술 부위로 삽입되는 피봇포인트위 위치는, 도구 운동으로부터 피봇포인트 연산 모듈(404)에 의해 연산될 수 있다. 도15 및 도16에 나타난 다양한 모듈은, 다시 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 하드워어와 소프트웨어의 조합 등을 포함할 수 있다. 상기 모듈은 소프트웨어를 이용하여 여기에서 설명된 연산을 수행하도록 설정된 데이터 처리 하드웨어를 종종 포함하고, 복수의 모듈의 연산은 공통의 프로그램이나 모듈에서 함께 통합되고/통합되거나, 단일 모듈에서의 연산은 분리된 프로세서 기판에서 수행될 복수의 프로그램이나 서브루틴 내로 분리될 수 있다.
축약하면, 상기의 설명은 피봇(중심) 포인트가 소프트웨어를 통하여 결정/추정되는 것을 가능하게 한다. 소프트웨어 피봇 포인트를 연산할 수 있는 능력을 가짐으로써, 상기 시스템의 유연성(compliance)이나 경직성(stiffness)에 의해 특징지어지는 상이한 모드는 선택적으로 실행될 수 있다. 더욱 상세하게는, 피봇포인트/중심의 레인지에 걸친 상이한 시스템 모드(예를 들면, 수동 피봇포인트를 가지는 것으로부터 고정/강성(rigid) 피봇포인트를 가지는 것까지의 레인지)는, 추정(estimate) 피봇포인트가 연산된 후에 실행될 수 있다. 예컨대, 고정된 피봇 실행에 잇어서, 상기 추정 피봇포인트는 원하는 피봇포인트와 비교되어, 상기 도구를 원하는 위치까지 피봇구동하는데 사용될 수 있는 에러 출력을 생성할 수 있다. 역으로, 수동 피봇 실행에서, 상기 원하는 피봇 위치가 최우선의(overriding) 목표가 아닌 동안, 추정된 피봇 포인트는 에러 탐지 및 그 결과 안전성을 위하여 사용될 수 있는데, 그 이유는 추정된 피봇포인트 위치의 변화는 상기 환자가 이동하였거나 센서가 오작동하는 것을 지시하는 것을 지시할 수 있고, 이에 따라 상기 시스템에게 교정적인 작동(corrective action)을 수행할 기회를 주기 때문이다.
상기 운동하는 도구와 상기 최소침습 입구의 상기 조직 사이의 상호작용은 적어도 상기 프로세서의 일부에서 결정될 수 있고, 상기 프로세서는 선택적으로 상기 시스템의 유연성이나 경직성이 상기 수동 피봇포인트로부터 고정 피봇포인트로부터 연장되는 레인지에 걸쳐 변화하는 것을 허용한다. 상기 수동/강성 레인지의 수동단(passive end)에서, 상기 도구 홀더 손목부 조인트의 모터가 토크를 거의 또는 전혀 가하지 않는 동안 상기 도구의 근접단은 공간 내에서 이동될 수 있어서, 상기 도구는 마치 그것이 1쌍의 수동 조인트에 의해 상기 조작기나 로봇 암에 결합되어 있는 것처럼 효과적으로 작동한다. 이 모드에서, 상기 도구축과 상기 최소침습 입구에 인접한 조직 사이의 상호작용은, 상기 도구가 상기 피봇포인트(PP)를 중심으로 피봇운동하는 것을 유도한다. 상기 수술 도구가 상기 최소 침습 입구 내로 삽입되지 않거나 다른 방식으로 제한되지 않는다면, 이것은 중력의 영향으로 아래쪽을 향하고, 상기 조작기 암의 운동은 상기 도구축에 인접한 부위를 중심으로한 피봇 운동 없이 상기 쳐진(hanging) 도구를 변위시킬 것이다. 상기 수동/강성의 레인지의 상기 강성단(rigid end) 쪽으로, 상기 최소침습 입구의 위치가 공간내에서의 고정점으로서 입력되거나 연산될 수 있다. 그 후, 상기 피봇포인트에 인접하게 배치된 상기 운동학적 연쇄의 각 조인트와 관련된 상기 모터는 상기 조작기를 구동하여, 상기 연산된 피봇 포인트에서 상기 축에 대항하여 가로방향으로 작용하는 임의의 가로방향 힘은 상기 피봇포인를 통하여 상기 축을 유지하기 위한 반력을 야기한다. 이러한 시스템은, 일부 방식으로, 기계적으로 제한된 원격 중심 링크기구와 유사하게 작동한다. 많은 실시예는 상기 2 극한 사이에 속할 것이고, 상기 접근 부위에서 일반적으로 피봇하고, 상기 최소침습 접근 부위에 인접한 상기 조직이 이동하는 때에 수용가능한 레인지의 범위 내에 있는 운동의 피봇 중심에 적응하거나 이를 운동시키는 연산된 운동을, 상기 조직에 과도한 가로방향 힘을 가하지 않고서 제공한다.
여기에서 도14의 상기 제어기 구성에 관하여 설명된 상기 다수의 연산은, 적어도 부분적으로는, 대체적인 제어 구성에 관하여 전술된 상기 제어기 연산과 호환성이 있다(interchangeable)는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 도12에 예시된 바와 같은 소프트웨어 센터 조작기 조립체 제어기는 상기 소프트웨어 센터를 약간 부드럽거나 가볍게 고정된 상태로 유지할 수 있어서, 상기 환자와의 상호작용에 의해 가해지는 상기 조직 힘(tissue forces)은 상기 조작기 모터로 보내지는 명령을 제압하는(overpower) 것이 허용된다. 상기 조작기 조립체의 모든 운동은 상기 조작기의 센서로부터 결정될 수 있기 때문에, 상기 엔드이펙터 위치를 매우 엄격한 오차(quite tight tolerances)로 제어하는 동안 상기 조작기 구동 토크의 이러한 연산된 포화상태(saturation)는 허용될 수 있다. 전술된 가중된 보강 솔루션을 포함하여, 상기 소프트웨어 중심 제어의 경직성의 점진적인 증가를 위하여 수개의 메커니즘이 적용될 수 있다. 상기 원격 중심에 대한 작은 가중치로 시작하는 것과, 상기 가충치를 상기 엔드 이펙터 가중치와 동등해지도록 점진적으로 증가시키는 것에 의해 , (예컨대) 상기 피봇 중심 위치에 대한 점진적으로 경직되는 제어를 할 수 있다.
신체벽과 상기 조작기 조립체에 가해지는 다른 외력(exogenous force)은, 상기 피봇 중심이 상기 제어기에 의해 고정되는 경우에, 상기 피봇 중시의 운동에 영향을 줄수 있다. 예컨대, 상기 도구가 상기 조작기와의 인터페이스에 인접하게 수동적으로 피봇하는 것이 허용되는 경우에, 상기 원격 중심 위치를 결정하기 위한 전술한 연산법이 적용될 수 있다. 상기 피봇 중심에 대한 추정값의 편차가 감소함에 따라, 상기 가중 인자나 게인은 증가될 수 있다. 피봇 중심 위치에서의 변화를 추적하는 것은, 환자의 호흡, 심장의 박동 등과 같은 주기적인 생리적 움직임을 식별하고 보상하는 거을 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 유사한 연산은 상기 제어기로 하여금, 수술 테이블의 방향을 재설정하거나, 환자를 상기 수술테이블 상에서 재배치 하는 것 등에 의한 환자의 운동을 보상하도록 한다.
상기 도구가 최소침습 입구에 삽입되었는지 여부와 상관없이, 상기 도구의 공간내에서의 연산된 피봇 운동을 제공하기 위하여, 여기에서 설명된 시스템은 선택적으로 도16에 도시된 바와 같은 소프트웨어 중심 조인트 명령 연산모듈(410)을 가지는 제어기(400)의 변형된 조작기 명령 모듈(406)을 포함할 수 있다. 프로세서(210)의 소프트웨어 중심 모듈(410)은, 원하는 엔드 이펙터 운동에 대응하며, 전형적으로는 주 입력 핸들 운동에 응답하여 생성된 신호의 형태인 입력명령을 수신한다. 소프트웨어 센터 모듈(410)은 원하는 대응하는 엔드 이펙터 운동이나 연산 모듈(412) 에서의 벡터를, 특허번호 제6,424,885 및/또는 제6,699,177에 설명된 것과 같은 좌표시스템 변환을 선택적으로 이용하여, 연산한다. 그 후, 상기 원하는 엔드 이펙터 운동은 역 운동학 솔버(solver,414)로 전송된다. 또한, 상기 원하는 엔드 이펙터 운동은, 이를 중심으로 상기 도구가 피봇하는 연산된 중심(solved center)를 생성하기 위하여, 원격 센터 추적기(locater,416)에 의해 사용될 수 있다.
상기 원하는 엔드 이펙터 운동과 함께, 상기 원격 센터 추적기(416)은, 상기 종속 조작기(418)로부터의 실제 조인트 운동 정보를 이용한다. 상기 조작기(418)로부터의 상기 정보는, 이전의 엔드 이펙터 운동으로부터의 실제 조인트 운동을 포함할 수 있다. 상기 데이터는, 분압기(potentiometer) 등으로부터의 상기 각 개별적인 조인트의 위치의 형태, 엔코더 등이나 또는 다양한 대체적인 운동 지시기로부터의 상기 개별적인 조인트의 불연속적 단계의 형태로 생성될 수 있다. 선택적으로, 상기 조작기의 조인트에서 감지되는 조인트 토크도 제공되고, 조인트 위치 및 조인트 속도 모두는 전방 운동학 모듈(420)으로 전송될 수 있다. 상기 전방 운동학 모듈(420)은, 상기 도구의 이전의 운동동안 상기 종속 조작기의 거동으로부터, 관측된 최소침습 입구 피봇 중심 위치를 연산할 수 있다.
피봇 포인트 주위로의 운동과 함께, 상기 소프트웨어 센터 모듈(410)도, 상기 최소침습 입구 주변으로의 피봇과 관련된 힘, 상기 조직 구역의 특성(예컨대, 상기 도구축의 운동 및/또는 상기 입구에 근접한 상기 환자의 신체의 임의의 가로방향 운동 동안, 상기 조직 구역에 의해 상기 도구에 가해지는 가로방향 또는 피봇 탄성력) 등을 결정할 수 있다. 더욱이, 상기 관측된 피봇 중심의 특성도 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 소프트웨어 중심 모듈(410)은, 호릅이나 심장의 박동과 같은 생리적 활동과 함께, 상기 관측된 피봇 중심의 원통방향 운동을 결정할 수 있다. 또한, 변화하는 피봇 각도나 방향과 함께 상기 피봇 중심을 이동시키는 것(shifting)도 인식될 수 있다. 예컨대, 가슴 공통으로의 늑간(intercostal) 접근부는, 갈비뼈 사이에 삽입된 도구가 일반적으로 갈비뼈의 방향을 따라 피봇될 때에는 제1 피봇 중심을 얻게하고, 상기 도구가 인접한 갈비뼈의 길이방향을 따라 각도가 형성되는 때에는 약간 상이한 피봇 중심을 얻게한다. 또한, 조직 경직성은 상기 조직 부위의 축방향을 따라 및/또는 상기 조직 부위와 변화하는 거리만큼 이격되어 변화하여, 최소침습 입구를 통하여 상대적으로 작은 각도로 삽입된 축을 피봇시키는 것은 복부 벽을 통하여 뻗는 조직 부위를 따라 제1 포인트에 배치된 피봇 중심을 얻게 하는 한편, 동일한 부위를 통하여 삽입된 상기 축의 각도를 증가시키는 것은 상기 피봇 중심을 상기 조직 부위를 따라 근접방향으로 또는 말단방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 전방 운동학 모듈(420)으로부터의 상기 관측된 피봇 중심 정보는 (임의의 관련 힘과 함께) 원하는 엔드 이펙터 연산 모듈(412)로부터의 상기 명령된 엔드 이펙터 운동과 조합되어, 상기 원하는 운동의 연산된 또는 원하는 중심을 생성할 수 있다. 상기 관측된 피봇 중심 및 명령된 팁 운동은 적응성있는 필터를 이용하여 조합될 수 있고, 상기 관측된 피봇 중심의 조합으로부터의 상기 역 운동학 솔버로의 입력신호 및 상기 명령된 엔드 이펙터 운동은, 원하는 원격 중심 운동(422)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 후방으로 쉽게 구동되지 않는 조작기 링크기구는, 원격 중심 위치를 연산된 위치로 유지하는 경향이 있다. 상기 링크기구의 구동시스템이 제압되지 않았다고 가정하면, 상기 관측된 원격 중심은 상기 원하는 또는 연산된 원격 중심위치와 매우 근접한 범위 내에 유지될 것이고, 상기 관측된 중심관 원하는 중심 사이의 차이는 상기 조작기의 상대적으로 작은 서보 에러의 범위 내에 종종 속할 것이다. 그러나, 상기 시스템은, 상기 조작기 구조에 가해지는 힘 및/또는 토크를 완화시키기 위하여, 상기 원격 중심은 이동되어야(removed) 한다는 것을 결정할 수 있다. 예컨대, 상기 힘 및/또는 토크는, 예컨대 상기 캐뉼러에 대한 상기 조직의 반력에 의해, 또는 호흡이나 환자의 재위치 등과 같은 생리적인 움직임에 의해, 상기 캐뉼러에 가해지고 여기에서 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 작업자는, 선택적으로는 예를 들어 포트 클럿치 버튼을 누름으로써 상기 프로세서로 피봇 중심 재위치 신호를 전송하기 전에, 전송하는 동안 또는 전송한 후에, 수동으로 상기 암을 눌러 상기 원격 중심을 새로운 위치로 이동시킬 수 있다. 이러한 연산의 출력은, 연산된 중심(solved center) 또는 원하는 중심으로 명명되고, 상기 적절한 구조가 상기 (캐뉼러와 같은)조작기 조립체의 운동학적 연쇄를 따라 상기 원하는 접근 부위 위치에 배치된 때에 상기 포트 클럿치 입력을 선택적으로 해제함으로써, 시스템 사용자로부터의 상기 프로세서로의 입력을 종종 나타낼 것이다.
더 쉽게 후방으로 구동되는 암에서는, 연산된 중심이나 원하는 중심은 단지 관측된 중심의 필터링된 버젼(version)일 수 있다. 이러한 후방구동가능한 링크기구는, 상기 원격 중심의 실제 운동을 더욱 직접적으로 관찰하고 상기 제어를 더욱 적절히 조정하는데 유용하다. 더 강하거나 덜 후방구동가능한 조작기 링크기구는 상기 관측된 중심의 운동을 거의 나타내지 않는 경향이 있으므로, 상기 피봇중심에서 상기 암에 작용하는 방해력(disturbance forces)를 측정하기 위한 토크 또는 힘센서(예컨대 캐뉼러 힘 센서)를 채택하는 것은, 조인트 토크나 위치 특정값에만 의존하는 것보다, 이러한 피봇 위치 이동을 용이하게 한다.
전술된 바와 같이, 상기 엔드이펙터와 상기 도구에 근접한 하우징 사이의 상기 도구의 축은, 상기 최소침습 입구를 통하여 전형적으로 뻗는다. 상기 도구의 상기 중간부의 운동은, 상기 도구가 상기 환자에게 상처를 가하지는 않고, 그 대신 상기 최소침습 접근 부위 내에 유지되도록 연산될 것이다. 상기 도구 축의 피봇 운동과 함께, 상기 도구는 그 축을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 축은 상기 축의 축선을 따라 말단 방향으로 삽입되거나, 근접 방향으로 후퇴될 수 있다.
역 운동학 솔버(414)로 하여금, 상기 도구를 상기 최소침습 입구 부위에 유지하는 동안, 상기 명령된 엔드 이펙터 운동에 영향을 주기 위한 상기 조인트 운동을 연산하도록 하기 위하여, 상기 엔드 이펙터 상의 그립의 가동은 상기 역 운동학 연산과는 독립적으로 취급되는 상태에서. 상기 명령된 카테션 속도와 상기 엔드 이펙터의 팁의 각속도의 벡터는, 상기 종속 벡터 연산기(414)에 의해 제공될 수 있ㄴ는데, 상기 예시적인 엔드 이펙터 벡터는 1 × 6 벡터를 포함한다. 상기 역 운동학적 솔버 내로의 상기 원하는 원격 중심 운동(422) 입력은, 1 × 3 벡터와 같은 상기 피봇 중심의 카테션 속도 벡터를 포함할 수 있다. 상기 피봇 중심의 운동을 (예컨대, 높은 임피던스나 강직하게 구동되는 암의 피봇중심에서의 힘의 측정에 기초하여) 연산하거나, (낮은 임피던스나 매우 수동적인 피봇암을 이용하여 관측된 피봇운동에 기초하여) 피봇중심의 유효 위치를 연산하는 알고리즘은, 상기 벡터 입력을 이용하여 조정될 수 있다. 그러므로, 역 운동학적 솔버(414)는 조작기 구조를 위하여 사용될 수 있는데, 이것은 유연하거나 수동적인 회전 중심과 더욱 강직하게 연산되는 회전중심과의 조합이다.
위에서 지적된 바와 같이, 상기 조작기/도구 링크기구는 종종 상기 엔드이펙터가 상기 수술 작업공간 내에서 가지는 것보다 더 큰 자유도를 가진다. 그럼에도 불구하고, 역 운동학적 솔버(414)는, 미국 특허 번호 제6,493,608호에 개시된 것과 같은 더 제한된 기계적인 제어기 체제와 유사한 제어기 체제를 사용할 수 있는데, 상기 특허의 전체의 설명은 여기에서는 인용문헌으로 포함되어 있다. 더욱 상세하게는, 통합기 편류(integrator drift)를 교정하기 위하여 조율된 피드백을 가지는 변형된 역 운동학을 사용하는 것은, 도16의 조인트 운동 연산기(410)에 잇어서 약간의 장점을 가질 수 있다. 그러나, 상기 역 운동학적 솔버(414)에 대한 어떤 변형은, 큰 수의 자유도를 가지고 사용하고/사용하거나, 연산된 원격 중심을 사용하기 위하여 상기 조인트 연산기를 적응시키기 위하여 채택될 수 있다.
역 운동학적 솔버(414)에 의해 수행되는 예시적인 연산은 도17에 더욱 상세하게 예시되어 있다. 상기 원하는 엔드 이펙터 운동과 상기 원하는 피봇 중심 운동을 이용하여, 역 운동학적 솔버(414)는 먼저 상기 도구의 속도를 결정한다. 상기 예시적인 실시예에서, 상기 속도는, 상기 엔드 이펙터의 상기 원하는 카테션 속도의 벡터, 상기 엔드 이펙터의 원하는 각속도 및 종종 1 × 9 벡터(V)의 형태인 상기 피봇 중심의 상기 카테션 속도를 포함할 것이다. 상기 벡터로부터, 상기 엔드 이펙터 팁 및 상기 입구에 인접한 상기 중간부의 도구축으로 하여금 상기 원하는 카테션 및 각속도를 얻도록 하는 조인트 속도의 상기 벡터, 
는 다음과 같이 연산될 수 있다:
여기에서, W는 가중 행렬이고, J는 야코비언 행렬이다. 도6에 도시된 예시적인 운동학적 연쇄에 있어서, 상기 야코비언 행렬은 9 × 10 행렬이다.
상기 예시적인 암은, 공간 내에서의 상기 엔드 이펙터의 자유도(종종 6인)와 상기 입구(3)에서의 상기 도구축을 유지하기 위한 상기 제한과의 조합보다 더 큰 자유도를 종종 포함하여, 그들은 상기 엔드이펙터와 축 피봇 작업에 있어서 덜 제한된다. 그러므로, 상기 링크기구 시스템은 10 보다 큰 자유도를 가질 수 있고, 그들의 운동학적 연쇄는, 0 공간이나 대체적인 설정의 범위 및/또는 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 상기 운동학적 연쇄가 가질 수 있는 조인트 속도를 종종 정한다. 상기 야코비언 행렬의 영 공간으로의 투영기 벡터(P)는 다음과 같이 연산될 수 있다:
P = (I - Jrpi * J)
여기에서, I는 단위행렬이고, Jrpi 는 상기 야코비언의 우측(right) 가짜 역이다.
그 후, 1개 이상의 코스트 함수를 최소화시키는 보조 조인트 속도 ˙qaux의 원하는 세트가 연산되고, 이때 상기 코스트 함수는, 상기 조작기를 조인트 운동 레인지의 한계로부터 떨어지도록, 특이로부터 떨어지도록, 장애물 등이 없도록 구동하는 설정을 종종 가진다. 그 후, 상기 보조 조인트 속도는 상기 야코비언 행렬의 상기 0 공간내로 투영될 수 있다. 그 후, 최종 속도 벡터는, 상기 베이스와 보조 조인트 속도 벡터를 다음과 같이 함께 더함으로써 연산될 수 있다:
다시 한번, 도9를 참조하면, 운동학적 솔버(414)는, 다른 조작기의 운동에 관한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 조인트 운동을 연산할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 자세 최적화 모듈(430)은 상기 조작자로부터 실제의 조인트 운동 데이터를 수신하고, 다른 조작기로부터도 실제의 조인트 운동 정보를 수신한다. 상기 조작기의 운동에 기초하여, 상기 자세 최적화기는, 상기 역 운동학적 솔버(414)로 입력되어야 하는 추가적인 역 운동학적 제한을 연산한다. 상기 자세 최적화기는 다시, 상기 엔드 이펙터의 상기 명령된 운동에 영향을 주고, 또한 상기 도구의 중간부를 최소침습 입구부위 내에 유지시키는 동안, 예컨대 인접한 조작기 사이의 분리를 강화하기 위하여, 목표 함수(goal function)을 이용하여 상기 운동학적 연쇄의 조인트 설정을 구동할 수 있다. 그럼으로써, 도5A 및 도5B를 참조하여 이해될 수 있는 바와 같이, 자세 최적화기(430)는 (상기 수술부위에서의 상기 엔드이펙터의 자유도를 초과하는) 상기 운동학적 링크기구의 과도한 정도의 자유도를 활용한다.
도5A에서, 조작기(304)는 공간내에서 주어진 위치에서 도구(306)을 붙잡는다. 상기 조작기의 중간 조인트(J4)는, 조인트(J4)에서 함께 결합된 상기 링크의 축이 일반적으로 아래쪽을 향한 꼭지점(350)을 형성하도록 설정된다. 조작기(304)는 제1 피봇 조인트(322)에서 상기 베이스에 피봇가능하게 탑재되고, 도구 손목부(322)에서 도구 홀더(320)에 피봇가능하게 탑재되고, 구름 조인트 및 그들 사이의 2개의 피봇 조인트를 포함하기 때문에, 조작기 암은 상기 꼭지점이 아래쪽을 향한 배치로부터 도5b에도시된 꼭지점이 위쪽을 향한 설정으로 구동될 수 있고, 이때 상기 위쪽을 향한 꼭지점은 도면부호(352)에 의해 지시된다. 상기 엔드 이펙터(와 사실은, 상기 전체의 도구)는, 상기 조작기가 이들 2개의 배치중 어느 하나에 있는 때에 있고, 상기 조작기가 상기 2개의 배치 사이에서 운동하는 동안, 상기 조작기를 지지하는 상기 베이스에 대하여, 공간내에서 동일한 위치에 있을 수 있다.
상기 수술 도구에 대한 정교한 제어를 유지하고 상기 시스템에 대한 모손이나 손상을 회피하기 위하여, 인접한 조작기들을, 상기 조작기 사이의 충돌이 억제되도록 배치하는 것이 종종 유리할 것이다. 예컨대, 2개의 조작기가 1개 이상의 베이스에 의해 상기 조작기 암이 서로 인접하게 배치되고, 상기 조작기에 의해 지지되는 상기 수술도구가 인접한 최소침습 입구를 통하여 삽입되는 때에, 상기 조작기가 유사한 배치를 가지도록 하는 것은 상기 조작기가 서로를 향하여 움직일 때의 설정을 도출할 수 있다. 이를 대신하여, 인접한 조작기를, 도5A에 도시된 바와 같은 꼭지점이 아래쪽을 향한 배치와, 도5B에 도시된 바와 같은 꼭지점이 위쪽을 향한 배치 사이에서 교차시키는(alternate) 것에 의하여, 상기 조작기 시스템의 전체적인 배치는 충돌이 없거나 더 적게 된다.
도15를 다시 참조하면, 복수 조작기 시스템에 있어서, 자세 최적화기(430)과 조인트 연산기(410)은 상이한 실시예에서 실행될 수 있다. 예컨대, 조인트 연산과 관련된 자세 최적화누느 각 조작기 운동에 대하여 개별적으로 수행될 수 있다. 상기 연산은, 각 조작기에 대하여 반복적으로 수행되고, 상기 조인트 연산은, 단일 프로세서 기판 상에서 돌아가는 단일의 프로그램이나, 전용(dedicated) 프로세서 기판 상에서 돌아가는 분리된 프로그램들 등에 의해 수행될 수 있다. 이와 상관없이, 상기 자세 최적화 프로그램 중 적어도 일부는, 단일의 조작기에 특화된 자세 최적화 루틴을 수행할 수 있다. 이를 대신하여, 단일의 전체(global) 자세 최적화기는, 복수의 조작기로부터, 선택적으로는 상기 조작기 시스템 내의 상기 조작기의 전부로부터 관측된 종속운동을 취할 수 있다. 이 정보로부터, 상기 조작기 자세에 대하여 전체적으로 최적화된 솔루션이 연산될 수 있다. 그 후, 상기 전체적으로 최적화된 솔루션은, 상기 각 조작기에 대한 역 운동학적 솔버(414)를 위한 입력으로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 조작기 암에 걸친 모든 조인트의 실제의 조인트 운동을 동시간적으로 결정하기 위하여, 역 운동학적 솔버를 이용하는 것을 포함한, 추가적인 대안도 가능하다.
이제 도18A를 참조하면, 복수의 조작기 수술 시스템(예컨대 도1B를 참조)에서의 조작기 조립체의 활용을 위하여, 각 조작기 조립체는 소형이고(compact) 고도로 민첩해야 한다. 소형 사이즈는, 복수의 암이 환자의 근처에서 가용한 한정된 공간을 공유하는 것을 가능하게 하는 한편, 수술과정 동안 조작기 조립체 사이의 충돌을 최소화한다. 또한, 소형 사이즈는, 상기 모터 및 액튜에이터의 토크와 출력사양을 감소시키고, 상기 시스템이 수술 스텝 및 환자에게 보다 안전하게 되는 것을 돕는다. 또한, 소형의 조작기 조립체 구조는, 매우 가벼운 중량을 가지는 경향이 있는데, 이것은 상기 조작기 지지부와 셋업 시스템의 사이즈를 감소시키고, 수술 스템에 있어서 수동 셋업 과정을 보다 용이하게 만들 수 있다. 고도의 민첩성은, 일반적으로 상기 수술 엔드 이펙터가, 가장 의학적으로 유리한 방식으로, 상기 환자의 신체 내에 위치되고, 방향잡히고 이동되는 것을 가능하게 한다.
조작기 조립체의 상기 운동학적 구조는, 소형화 및 민첩성에 상당한 정도로 영향을 줄 수 있다. 도18A는, 소형화 및 고도의 민첩성 모두를 제공하는 예시적인 운동학적 구조를 보여준다. 이러한 장점은, 주된 세그먼트 길이의 균형잡기, 가로방향 운동학적 편향(offsets)의 감소 및 선택된 조인트에 있어서 적어도 운동의 최소값의 레인지를 제공하는 것을 포함한, 다양한 운동학적 관계와 제한을 고려하는 것에 의해 달성될 수 있다. 상기 3개의 기준은 아래 단락에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
상기 조작기 조립체의 포션(portion)에 대한 세그먼트와 관련하여, 도18A, 4A 내지 4C, 5A, 5B 및 도6을 참조하면, 상기 예시적인 조작기 조립체(304)는, 2개의 암의 포션을 정하는 링크와 조인트의 운동학적 연쇄를 포함한다. 제1 암 포션은 피봇 조인트(J2)와 피봇 조인트(J4) 사이에서 뻗고, 길이(L1)를 가진다. 제2 암 포션은 피봇 조인트(J4)와 피봇 조인트(J6) 사이에서 뻗고, 길이(L2)를 가진다. 상기 암 포션(602,604)의 각 길이(L1,L2)는 상기 관련된 암 포션의 관련된 축선을 다라 뻗고, 각 암 포션을 따라 구름조인트가 존재한다(도6에서 조인트(j3,j5) 참조).
조작기 조립체(304)의 유용한 작업 볼륨은, 길이(L1,L2)를 서로 20%의 범위 내에 있도록 유지하는 것에 의해 일반적으로 향상된다. 이들 길이가 상기 양보다 상당한 정도로 변화하는 경우에, 상기 작업 공간내에서의 볼륨 구멍이나 도달할 수 없는 영역은 문제가 될 수 있다. 또한 길이(L1,L2)의 균형을 맞추는 것은, 상기 조인트(J2,J4)를 구동하기 위한 운동의 각도 레인지를 균형잡는데 도움이 된다. 운동의 레인지가 과도하게 증가할 때에, 상기 조인트의 기계적 설계는 상당한 정도로 더 복잡해지므로, 상기 피봇 조인트 주위로 매우 큰 운동의 레인지를 가지는 것을 포함하는 디자인을 피하는 거이 일반적으로 유리하다.
다음으로 상기 가로방향 편향을 다루고, 여기에서 도18B, 18C, 및 18D를 참조하면, 이들 정면도에 도시된 바와 같이, 조작기(304)의 운동학적, 구조적 및 기계적 설계는, 중앙의 평면(PL)로부터 측정될 때 한정된 폭을 가지는 날씬한 윤곽을 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 말단 폭(Wd)는 근접단 폭(Wp)보다 작다. 비록, 조작기 조립체(304)는 로봇 수술동안에 상기 평면 배치로부터 이동할 것이지만, 상기 평면(PL)을 따르 거의 평면 형상으로 유지하도록, 및/또는 인접한 조작기 조립체의 방향을 따라 상기 중앙 평면으로부터의 상기 암의 돌출부(protrusion) 또는 폭이 최소화되도록, 상기 링크기구를 구동하는 것은 종종 유리할 것이다. 상기 암 설계 및/또는 구동 제어 로직에서 가로방향의 운동학적 편향을 이렇게 제한하는 것은, 다른 조작기 조립체, 셋업과 조작기 지지구조, 환자, 수술 스텝 등과 잠재적으로 충돌할 수 있는 기계적인 돌출부나 융기(bump)를 회피하게 할 수 있다. 또한, 평면(PL)로부터의 편향을 감소시키는 것은 상기 암 작업 볼륨 내에서 구멍이나 도달할 수 없는 공간을 회피하는데 도움을 줄 수 있다. 상기 조작기를 상기 평면 배치로부터의 불필요한 가로방향 편향을 회피하도록 구동하는 것은, 전술된 상기 보강된 솔루션 및 투영기 솔루션에 의해 달성될 수 있는데, 이때 엔드 이펙터가 따르고(following), 상기 캐뉼러 주위로 피봇하는 등의 상기 제한이나 작업은 종종 우선순위가 낮다.
도18B에 도시된 예시적인 실시예에서(및 도6에 도시된 조인트와 그와 관련된 축선을 참조하면), 상기 암이 중립 자세에 있는 때에, 상기 조인트(1)의 피봇 축선, 상기 조인트(3)의 피봇 축선, 상기 조인트(5)의 피봇 축선, 및 상기 조인트(7)의 선형 축선 모두는, 평면(PL)을 따라 놓인다. 상기 조건은 상기 암이 움직임에 따라 변화하지만, 상기 예시적인 실시예에서 조인트(j3,j5)의 축선은 동일 평면상에 유지된다. 환언하면, 상기 조인트에 걸친 운동학적 연쇄에서의 상기 편향은 설계에 의하여 이상적으로는 0이 되어야 한다.
도18C 및 18D 도시된 바와 같이, 서로 관련된 평면(PL1,PL2)를 따라 사용되기 위하여 디자인 된 인접한 암(304a,304b)를 사용하는 것은, 가로방향 및/또는 각도방향으로 편향된 평면에서의 각 암의 평면 배치를 유지하는 폭적을 가진 제어기에 의해 구동될 때에, 상기 인접한 암들 사이의 충돌을 억제할 수 있다. 앞에서 지적된 바와 같이, 인접한 암을 꼭지점이 위쪽을 향한 배치와 꼭지점이 아래쪽을 향한 배치 사이에서 교차시키는 것도, 전술된 바와 같이 채택될 수 있다.
상기 조작기 조립체의 조인트에 잇어서 최소값의 운동 레인지와 관련하여, 운동 레인지는, 관련된 조인트에 있어서 1개 이상의 상기 최소값의 운동레인지 다음의 표에서 제공하는 것, 바람직하게는 상기 운동 레인지 중 일부를 다음 표에서 제공하는 것, 이상적으로는, 상기 최소값의 운동레인지(range of motrions,ROM)의 모두를 다음의 표에서 제공하는 것에 의해 보강될 수 있다.
상기 고도로 구성설정 가능한 조작기 조립체(304)의 전체적인 민첩성에서의 특정의 장점은, 때로는 상위 암 롤이고 칭해지는 조인트(J3)과, 종종 손목부 핏치(pitch)라고 칭해지는 조인트(J6)를 주목하는 것에 의해 제공된다. 다수의 방법으로, 상기 상위 암 롤 조인트(J3)은 상기 암의 중접척이거나 여분의 자유도로서 간주될 수 있다. 이것이 없다면, 조작기 조립체(304)는 3차원 공간 내에서 매우 효율적으로 작업할 수 있을 것이다. 상기 추가적인 자유도를 제공함으로써, 심지어 상기 도구의 상기 축이 최소침습 입구 주위로의 피봇 운동이 제한되는 경우에도, 상기 암은 주어진 엔드 이펙터 위치에 있어서 무한한 수의 자세나 배치에 도달할 수 있다. 이것은, 상기 암으로 하여금, 장애물을 회피하고, 다른 암 등과의 충돌을 피하도록 할 수 있다. 또한, 상기 유연성(flexibilty)은, 조인트 한계, 특이 등을 피하기 위하여, 상기 조작기 링크기구의 운동학을 최적화시키는 데 사용될 수 있다.
복수의 조작기 조립체를 가지는 로봇 수술 시스템에 사용되는 때에, 도5A 및 도5B에 도시된 바와 같이. 상기 조작기 링크기구(304)는 이상적으로는 스스로 꼭지점이 아래쪽을 향한 배치로부터 꼭지점이 위쪽을 향한 배치로 전환되고, 반대로 전환될 수 있을 것이다. 이것은, 인접한 암들이 상기 2개의 배치 사이에서 주된 자세(예컨대 노미널(norminal) 출발 자세)로 교차하는 것을 가능하게 하여, 예컨대, 각 암에게 더 큰 장애물이 없는 작업공간을 주는데, 상기 암은 상기 작업공간 내에서 움직인다. 상기 암을 전환시키는 상기 능력은, 상부 암 구름 조인트(J3)에 180°이상의 트래블(travel)을 제공하는 것, 바람직하게는 360° 이상의 트래블을 제공하는 것에 의하여 가능해진다.
이제 도18E 및 18F를 참조하면, 상기 암을 꼭지점이 위쪽을 향한 배치와 꼭지점이 아래쪽을 향한 배치 사이에서 전환시키는 능력은, 상기 손목부 핏치 조인트(J6)에, 도구 축선(612)로 하여금 상기 조작기 조립체(304)의 인접한 말단 주된 축선(614)에 매우 근접하게, 이상적으로는 양방향으로 이동될 수 있을 정도로, 충분한 운동 레인지를 제공하는 것에 의해서도 가능해진다. 환언하면, 상기 도구의 상기 엔드 이펙터가 상기 조작기 암의 꼭지점에 최대한 근접한 때에 각(J6A)은 바람직하게는 45° 이하인 반면, 상기 엔드이펙터가 상기 암(304)의 꼭지점으로부터 최대한 떨어지게 이동될 때에 상기 각(J6B)는 바람직하게는 135°이상일 것이다.
이제 도18G를 참조하면, 상기 조작기 조립체(304) 상의 1개 이상의 위치에 충돌 센서(622)를 설치하는 것이 바람직 할 수 있다. 상기 센서는 종종 상기 조작기 조립체의 외면 상에 배치될 것이다. 상기 센서는, 접촉 및/또는 근접(proximity) 센서를 포함할 수 있고, 상기 제어기에 의해 실시간으로 또는 실시간에 근접하도록 모니터될 수 있다. 암과 암이 접촉하는(또는 거의 접촉하는) 경우에, 상기 제어 시스템은, 상기 조작기를 다른 자세로 구동하거나, 연성의 폴트(soft fault)를생성하거나, 경성의 폴트를 생성하거나, 상기 작업자에게 들을 수 있는 경적소리(beep), 경고등 등의 소정의 타입의 경고음을 단순히 생성하는 등의 적절한 조치를 취할 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 적절한 조치는 상기 센서의 위치 및/또는 상기 충돌 감지 신호의 다른 특징에 의존한다.
적절한 충돌 센서는, 뉴욕의 Tape Switch Corporation에 의해 상업적으로 가용한 테이프 스위치; 도쿄대학교(Takao Someya를 포함한)에 의해 개발되고, 2004. 9. 22./29. www.trnmag.com에서 "Flexble Sensors Make Robot Skin"의 제목이 달린 기사에서 설명된 것과 같은 가요성있는 감지 어레이; Tnterlink Electronics에 의해 상업적으로 가용한 개별적인 힘 감지 저항이나 힘 감지 저항 어레이; NASA-Goddard에 있는 John Vranish에 의해 개발된 것과 같은 커래시플렉터(capaciflector)에 능동적이거나 수동적인 용량 감지 시스템 등을 채택할 수 있다.
상기 예시적인 실시예는 이해의 명확성을 위하여 예시의 방법으로 상세하 설명되었지만, 다양한 응용, 변형 및 변화는 이 기술분야의 당업자에게는 자명할 것이다. 그러므로, 본원발명의 범위는 첨부된 특허첨구범위에만 한정되지는 않는다.
Claims (18)
- 수술 로봇 조작기 시스템으로서,
가동 수술 도구 홀더;
베이스; 및
상기 베이스에 피봇가능하게 결합되고, 상기 도구 홀더에 피봇가능하게 결합된 암 조립체;를 포함하고,
상기 암 조립체는,
길이방향 제1 축선을 가지는 제1 링크;
길이방향 제2 축선을 가지는 제2 링크;
피봇 축선 주변의 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 사이의 각도를 변화시키기 위하여, 상기 제1 링크를 제2 링크에 결합하는 피봇 암 조인트; 및
상기 제1 축선을 따라 뻗어 있는 제1 구름(roll) 축선을 가지는, 상기 베이스 및 피봇 암 조인트 사이의 제1 구름 조인트;를 포함하는 것을 특징으로 하는
수술 로봇 조작기 시스템. - 제 1 항에 있어서,
(i) 제1 엔드 및 반대쪽의 제2 엔드를 가지는 축, (ii) 상기 축의 상기 제1 엔드에 결합하고 상기 도구 홀더에 탑재할 수 있는 도구 인터페이스, 및 (iii) 상기 축의 제2 엔드에 결합하는 엔드 이펙터를 포함하는 도구;
상기 암 조립체를 포함하는 조작기; 및
상기 조작기에 결합되고, 상기 축이 최소 침습 접근 부위(minimally invasive access site)를 통과할 때, 수술 공간 내에서 상기 엔드 이펙터의 원하는 운동을 결정하도록 설정된 프로세서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 조작기는 도구 손목부(wrist)에서 상기 도구 홀더에 피봇가능하게 결합되고, 제1 피봇 조인트에서 상기 베이스에 피봇가능하게 결합되고,
상기 피봇 암 조인트는 상기 암 조립체의 조인트 꼭지점을 정의하고, 및
상기 제1 구름 조인트, 상기 피봇 암 조인트, 및 상기 제1 피봇 조인트는, 상기 베이스 및 상기 도구 홀더가 움직이지 않는 동안에 상기 꼭지점이 움직이도록 설정된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 피봇 암 조인트는 조인트 꼭지점을 정의하고, 및
상기 프로세서는 상기 조인트 꼭지점을 위쪽으로 향하여진 설정으로 유지하기 위해 설정된 연한 제한(soft constraint)을 포함하여, 인접한 암, 설비, 또는 사람과의 충돌을 억제하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 2 항에 있어서, 상기 암 조립체는
상기 제1 축선을 따라 뻗어 있는 길이방향 제3 축선을 가지고, 상기 제1 구름 조인트에 의해 상기 제1 링크와 결합하는 제3 링크; 및
제2 구름 조인트에 의해, 상기 제2 축선을 따라 뻗어있는 제2 구름 축선을 가지는 상기 제2 링크에 결합하는 제4 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 암 조립체는 제1 피봇 축선 중심 및 제2 피봇 축선 중심으로 상기 베이스에 대하여 상기 암 조립체의 피봇 운동을 허용하도록 설정된 암 피봇에 의해 상기 베이스에 결합되고, 및
상기 암 조립체는 제3 피봇 축선 중심으로 상기 암 조립체에 대하여 상기 도구 홀더의 피봇 운동을 허용하도록 설정된 손목부(wrist)에 의해 상기 도구 홀더에 결합되는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 도구는 상기 도구 인터페이스 및 상기 엔드 이펙터 사이의 복수의 자유도로 설정되고,
상기 복수의 자유도는, 상기 축이 최소 침습 입구를 통해 뻗어 있는 동안, 상기 암 조립체 및 상기 도구가 엔드 이펙터 위치를 위한 상태의 레인지를 가지게 해주는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 제 7 항에 있어서, 상기 엔드 이펙터의 피봇 운동을 허용하는, 한 쌍의 피봇 손목부 조인트를 포함하는 도구 홀더 손목부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 제1 링크의 길이가 제2 링크의 길이의 20% 이내이거나, 제2 링크의 길이가 제1 링크의 길이의 20%이내인 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 암 조립체의 적어도 2 이상의 상기 조인트가 서로 잉여 자유도(redundant degrees of freedom)를 가져서, 제2 조인트의 가동에 의해 제1 조인트의 가동이 직접적으로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 10 항에 있어서, 상기 암 조립체의 상기 잉여 자유도는, 상기 도구 홀더에 결합된 엔드 이펙터의 위치 및 방향을 변경하지 않으면서 상기 암 조립체의 링크가 운동하도록 설정된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 암 조립체는 제1 피봇 조인트에서 상기 베이스에 피봇가능하게 탑재되고, 도구 손목부에서 상기 도구 홀더에 피봇가능하게 탑재된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 암 조립체는 제1 암 조립체이고,
상기 피봇 암 조인트는 상기 제1 암 조립체의 조인트 꼭지점을 정의하고; 및
상기 수술 로봇 조작기 시스템은
암 조립체 각각이 관련된 수술 도구를 지지하는 제2 암 조립체; 및
상기 꼭지점을 운동하여 상기 제2 암 조립체와의 추돌을 억제하기 위하여, 상기 제1 암 조립체를 구동하는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
수술 로봇 조작기 시스템. - 제 1 항에 있어서, 제2 축선을 따라 뻗어있는 암 구름 축선을 가지는 제2 구름 조인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 베이스와의 피봇 결합에서 상기 피봇 암 축선까지의 상기 암 조립체의 길이가, 상기 피봇 암 축선 및 상기 도구 홀더와의 상기 피봇 결합 사이의 상기 암 조립체의 길이의 25% 이내인 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도구 홀더에 탑재될 수 있는 수술 도구를 더 포함하고,
상기 수술 도구는 최소 침습 입구을 통해 삽입될 수 있는 축을 가지고,
상기 도구 홀더 및 상기 암 조립체 사이의 피봇 결합의 운동 레인지는, 상기 제2 축선에 대하여 상기 축이 적어도 45도 내지 135도 까지의 레인지에 걸쳐 피봇하도록 허용하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 조작기 시스템. - 수술 로봇 시스템으로서,
(i)근접단, (ii) 환자 내부로 삽입하기 위한 말단 엔드 이펙터, 및 (iii) 상기 근접단 및 상기 엔드 이펙터 사이의 중간부를 가지는 수술 도구;
환자의 밖에서부터 상기 도구를 움직이도록, 상기 도구의 상기 근접단을 지지하도록 설정된 조작기;
복수의 피동 조인트를 가지는 상기 조작기 및 도구로서, 상기 조인트는 상기 중간부가 접근 부위를 통과하는 동안 엔드 이펙터를 위한 조인트 상태의 레인지를 허용하기에 충분한 자유도를 제공하고, 상기 조작기는 베이스에 피봇가능하게 결합된 및 상기 도구에 피봇가능하게 결합된 암 조립체를 포함하고, 상기 암 조립체는
길이방향 제1 축선을 가지는 제1 링크,
길이방향 제2 축선을 가지는 제2 링크,
피봇 축선 주변의 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 사이의 각도를 변화시키기 위하여, 상기 제1 링크를 상기 제2 링크에 결합하는 피봇 암 조인트, 및
상기 제1 축선을 따라 뻗어있는 제1 구름(roll) 축선을 가지는, 상기 베이스 및 피봇 암 조인트 사이의 제1 구름 조인트를 가지는, 상기 조작기 및 도구;
수술 작업 공간 내에서의 상기 엔드 이펙터의 원하는 운동을 이루기 위한 운동 명령을 수신하도록 설정된 입력장치; 및
상기 입력장치를 상기 조작기와 결합시키는 프로세서로서, 상기 명령된 운동에 응답하여, 상기 도구의 상기 중간부가 상기 엔드 이펙터의 상기 원하는 운동을 하는 동안 상기 접근 부위 내에 위치하도록 상기 조인트의 운동을 결정하도록 설정된 프로세서;
를 포함하는 수술 로봇 시스템. - 로봇 툴을 운동시키기 위한 로봇 조작기 시스템으로서, 상기 조작기 시스템은
조작기 베이스;
근접단, 말단, 및 이들 사이에 제1 링크 축선을 가지는 제1 링크로서, 상기 제1 링크의 상기 근접단은 제1 조인트에 의해 상기 조작기 베이스에 결합되고, 상기 제1 조인트는 상기 제1 링크 축선으로부터 각도적으로 벗어난(offset) 제1 조인트 축선을 중심으로 상기 제1 링크 축선의 회전을 허용하도록 설정된, 제1 링크;
근접단, 말단, 및 이들 사이에 제2 링크 축선을 가지는 제2 링크로서, 상기 제2 링크의 상기 근접단은, 상기 제2 링크 축선 및 상기 제1 링크 축선 사이의 각도를 변화시키도록 설정된 제2 조인트에서 상기 제1 링크의 상기 말단에 결합되는, 제2 링크;
근접단, 말단, 및 이들 사이에 제3 링크 축선을 가지는 제3 링크로서, 상기 제3 링크의 근접단은, 상기 제2 링크 축선을 중심으로 회전하도록 설정된 제3 조인트에서 상기 제2 링크의 상기 말단에 결합되는, 제3 링크;
근접단, 말단, 및 이들 사이에 제4 링크 축선을 가지는 제4 링크로서, 상기 제4 링크 축선의 근접단은, 상기 제3 링크 축선 및 상기 제4 링크 축선 사이의 각도를 변화시키도록 설정된 제4 조인트에서 상기 제3 링크 축선의 상기 말단에 결합되는, 제4 링크;
제1 위치 및 제2 위치를 가지는 제5 링크로서, 상기 제5 링크의 상기 제1 위치는, 상기 제4 링크 축선을 중심으로 회전하도록 설정된 제5 조인트에서 상기 제4 링크의 상기 말단에 결합되는, 제5 링크; 및
툴 축선을 정의하고, 상기 제4 링크 축선에 대한 상기 툴 축선의 각도를 변화시키도록 설정된 제6 조인트에서 상기 제5 링크의 상기 제2 위치에 결합하는 툴 홀더;
를 가지는 조작기를 포함하는, 로봇 툴을 운동시키기 위한 로봇 조작기 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/133,423 | 2005-05-19 | ||
| US11/133,423 US8004229B2 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses |
| PCT/US2006/017843 WO2006124390A2 (en) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020077029665A Division KR101283407B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로구성설정가능한 로봇 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130010091A KR20130010091A (ko) | 2013-01-25 |
| KR101304277B1 true KR101304277B1 (ko) | 2013-09-11 |
Family
ID=36808871
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020127032985A KR101304272B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
| KR1020077029665A KR101283407B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로구성설정가능한 로봇 시스템 |
| KR1020127032983A KR101304277B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
| KR1020127032984A KR101304278B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020127032985A KR101304272B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
| KR1020077029665A KR101283407B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로구성설정가능한 로봇 시스템 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020127032984A KR101304278B1 (ko) | 2005-05-19 | 2006-05-08 | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (16) | US8004229B2 (ko) |
| EP (13) | EP3231387B1 (ko) |
| KR (4) | KR101304272B1 (ko) |
| CN (5) | CN114469351A (ko) |
| AT (1) | ATE544414T1 (ko) |
| ES (1) | ES2381975T5 (ko) |
| WO (1) | WO2006124390A2 (ko) |
Families Citing this family (770)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8944070B2 (en) | 1999-04-07 | 2015-02-03 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Non-force reflecting method for providing tool force information to a user of a telesurgical system |
| US8004229B2 (en) * | 2005-05-19 | 2011-08-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses |
| US9296104B2 (en) * | 1999-09-17 | 2016-03-29 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for tracking a path using the null-space |
| US9517106B2 (en) | 1999-09-17 | 2016-12-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for commanded reconfiguration of a surgical manipulator using the null-space |
| US10029367B2 (en) * | 1999-09-17 | 2018-07-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for managing multiple null-space objectives and constraints |
| US9510911B2 (en) * | 1999-09-17 | 2016-12-06 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and methods for managing multiple null-space objectives and SLI behaviors |
| US10188471B2 (en) * | 1999-09-17 | 2019-01-29 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Tele-operative surgical systems and methods of control at joint limits using inverse kinematics |
| US8414505B1 (en) | 2001-02-15 | 2013-04-09 | Hansen Medical, Inc. | Catheter driver system |
| US8010180B2 (en) | 2002-03-06 | 2011-08-30 | Mako Surgical Corp. | Haptic guidance system and method |
| US20100312129A1 (en) | 2005-01-26 | 2010-12-09 | Schecter Stuart O | Cardiovascular haptic handle system |
| US8375808B2 (en) * | 2005-12-30 | 2013-02-19 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force sensing for surgical instruments |
| US8945095B2 (en) * | 2005-03-30 | 2015-02-03 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force and torque sensing for surgical instruments |
| US8496647B2 (en) | 2007-12-18 | 2013-07-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Ribbed force sensor |
| US9943372B2 (en) | 2005-04-18 | 2018-04-17 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd. | Device having a wearable interface for improving laparoscopic surgery and methods for use thereof |
| US9526587B2 (en) * | 2008-12-31 | 2016-12-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Fiducial marker design and detection for locating surgical instrument in images |
| US9867669B2 (en) * | 2008-12-31 | 2018-01-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Configuration marker design and detection for instrument tracking |
| US9789608B2 (en) | 2006-06-29 | 2017-10-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Synthetic representation of a surgical robot |
| US8010235B2 (en) * | 2005-05-31 | 2011-08-30 | The Boeing Company | Approaching and compensating for machine kinematic singularities |
| DE102005054575B3 (de) * | 2005-11-16 | 2007-04-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Regelung eines Roboterarms sowie Roboter zur Durchführung des Verfahrens |
| US7689320B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-03-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Robotic surgical system with joint motion controller adapted to reduce instrument tip vibrations |
| US8467904B2 (en) * | 2005-12-22 | 2013-06-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Reconstruction, retargetting, tracking, and estimation of pose of articulated systems |
| JP5152993B2 (ja) * | 2005-12-30 | 2013-02-27 | インテュイティブ サージカル インコーポレイテッド | モジュール式力センサ |
| US8628518B2 (en) | 2005-12-30 | 2014-01-14 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Wireless force sensor on a distal portion of a surgical instrument and method |
| US9082319B2 (en) * | 2006-01-24 | 2015-07-14 | Carnegie Mellon University | Method, apparatus, and system for computer-aided tracking, navigation and motion teaching |
| US8219178B2 (en) | 2007-02-16 | 2012-07-10 | Catholic Healthcare West | Method and system for performing invasive medical procedures using a surgical robot |
| US10357184B2 (en) | 2012-06-21 | 2019-07-23 | Globus Medical, Inc. | Surgical tool systems and method |
| US10653497B2 (en) | 2006-02-16 | 2020-05-19 | Globus Medical, Inc. | Surgical tool systems and methods |
| US10893912B2 (en) | 2006-02-16 | 2021-01-19 | Globus Medical Inc. | Surgical tool systems and methods |
| US9675375B2 (en) * | 2006-03-29 | 2017-06-13 | Ethicon Llc | Ultrasonic surgical system and method |
| US8924021B2 (en) * | 2006-04-27 | 2014-12-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Control of robots from human motion descriptors |
| US20080064921A1 (en) * | 2006-06-13 | 2008-03-13 | Intuitive Surgical, Inc. | Guide tube control of minimally invasive surgical instruments |
| US10258425B2 (en) | 2008-06-27 | 2019-04-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing an auxiliary view of articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide |
| US20090192523A1 (en) | 2006-06-29 | 2009-07-30 | Intuitive Surgical, Inc. | Synthetic representation of a surgical instrument |
| US9718190B2 (en) | 2006-06-29 | 2017-08-01 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Tool position and identification indicator displayed in a boundary area of a computer display screen |
| US10008017B2 (en) | 2006-06-29 | 2018-06-26 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Rendering tool information as graphic overlays on displayed images of tools |
| JP2008073830A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Fanuc Ltd | ロボット制御装置 |
| JP4916011B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2012-04-11 | 株式会社日立製作所 | マスタ・スレーブ式マニピュレータシステム |
| US9301807B2 (en) | 2007-06-13 | 2016-04-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical system counterbalance |
| US9084623B2 (en) | 2009-08-15 | 2015-07-21 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Controller assisted reconfiguration of an articulated instrument during movement into and out of an entry guide |
| US9089256B2 (en) | 2008-06-27 | 2015-07-28 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing an auxiliary view including range of motion limitations for articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide |
| US8620473B2 (en) | 2007-06-13 | 2013-12-31 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system with coupled control modes |
| US8903546B2 (en) * | 2009-08-15 | 2014-12-02 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Smooth control of an articulated instrument across areas with different work space conditions |
| US9138129B2 (en) * | 2007-06-13 | 2015-09-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Method and system for moving a plurality of articulated instruments in tandem back towards an entry guide |
| US9469034B2 (en) | 2007-06-13 | 2016-10-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Method and system for switching modes of a robotic system |
| GB2451498A (en) | 2007-07-31 | 2009-02-04 | Prosurgics Ltd | A motorised manipulator that accommodates manual movement of a surgical instrument |
| US20130165945A9 (en) * | 2007-08-14 | 2013-06-27 | Hansen Medical, Inc. | Methods and devices for controlling a shapeable instrument |
| JP4912993B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2012-04-11 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 医療機器システム |
| US8170287B2 (en) * | 2007-10-26 | 2012-05-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Real-time self collision and obstacle avoidance |
| US8396595B2 (en) * | 2007-11-01 | 2013-03-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Real-time self collision and obstacle avoidance using weighting matrix |
| DE102007055203A1 (de) * | 2007-11-19 | 2009-05-20 | Kuka Roboter Gmbh | Einen Roboter aufweisende Vorrichtung, medizinischer Arbeitsplatz und Verfahren zum Registrieren eines Objekts |
| US8561473B2 (en) | 2007-12-18 | 2013-10-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force sensor temperature compensation |
| WO2009086088A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Controlled human pose estimation from depth image streams |
| US9043018B2 (en) * | 2007-12-27 | 2015-05-26 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical device with orientable tip for robotically directed laser cutting and biomaterial application |
| US9032806B2 (en) * | 2008-02-25 | 2015-05-19 | Atrial Systems, Llc | Force assessment device and method for lead extraction |
| JP4705128B2 (ja) * | 2008-04-15 | 2011-06-22 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | マニピュレータ |
| WO2009135129A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Drexel University | Tissue joining device and instrument for enabling use of a tissue joining device |
| US8864652B2 (en) | 2008-06-27 | 2014-10-21 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing computer generated auxiliary views of a camera instrument for controlling the positioning and orienting of its tip |
| US8414469B2 (en) | 2008-06-27 | 2013-04-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system having entry guide controller with instrument tip velocity limiting |
| US9679499B2 (en) * | 2008-09-15 | 2017-06-13 | Immersion Medical, Inc. | Systems and methods for sensing hand motion by measuring remote displacement |
| US8315720B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-11-20 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Method for graphically providing continuous change of state directions to a user of a medical robotic system |
| JP5242342B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2013-07-24 | 株式会社東芝 | ロボット制御装置 |
| US8423182B2 (en) * | 2009-03-09 | 2013-04-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Adaptable integrated energy control system for electrosurgical tools in robotic surgical systems |
| KR100974464B1 (ko) * | 2009-04-21 | 2010-08-10 | 주식회사 래보 | 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조 |
| GB0908368D0 (en) * | 2009-05-15 | 2009-06-24 | Univ Leuven Kath | Adjustable remote center of motion positioner |
| US8423186B2 (en) * | 2009-06-30 | 2013-04-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Ratcheting for master alignment of a teleoperated minimally-invasive surgical instrument |
| KR101180665B1 (ko) * | 2009-07-03 | 2012-09-07 | 주식회사 이턴 | 하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법 |
| US8918211B2 (en) * | 2010-02-12 | 2014-12-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Medical robotic system providing sensory feedback indicating a difference between a commanded state and a preferred pose of an articulated instrument |
| US9492927B2 (en) | 2009-08-15 | 2016-11-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Application of force feedback on an input device to urge its operator to command an articulated instrument to a preferred pose |
| IT1399603B1 (it) * | 2010-04-26 | 2013-04-26 | Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfez | Apparato robotico per interventi di chirurgia minimamente invasiva |
| US9033998B1 (en) | 2010-05-13 | 2015-05-19 | Titan Medical Inc. | Independent roll wrist mechanism |
| JP5383911B2 (ja) * | 2010-06-22 | 2014-01-08 | 株式会社東芝 | ロボット制御装置 |
| US8460236B2 (en) * | 2010-06-24 | 2013-06-11 | Hansen Medical, Inc. | Fiber optic instrument sensing system |
| US8672837B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-03-18 | Hansen Medical, Inc. | Methods and devices for controlling a shapeable medical device |
| FR2963693B1 (fr) | 2010-08-04 | 2013-05-03 | Medtech | Procede d'acquisition automatise et assiste de surfaces anatomiques |
| JP5612971B2 (ja) * | 2010-09-07 | 2014-10-22 | オリンパス株式会社 | マスタスレーブマニピュレータ |
| US20120191107A1 (en) | 2010-09-17 | 2012-07-26 | Tanner Neal A | Systems and methods for positioning an elongate member inside a body |
| WO2012049623A1 (en) | 2010-10-11 | 2012-04-19 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Mechanical manipulator for surgical instruments |
| EP2645943A1 (en) | 2010-12-02 | 2013-10-09 | Agile Endosurgery, Inc. | Surgical tool |
| KR20120068597A (ko) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | 주식회사 이턴 | 수술 로봇 시스템 및 적응 제어 방법 |
| US9119655B2 (en) * | 2012-08-03 | 2015-09-01 | Stryker Corporation | Surgical manipulator capable of controlling a surgical instrument in multiple modes |
| US9921712B2 (en) | 2010-12-29 | 2018-03-20 | Mako Surgical Corp. | System and method for providing substantially stable control of a surgical tool |
| US8918215B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-12-23 | Harris Corporation | Telematic interface with control signal scaling based on force sensor feedback |
| US8918214B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-12-23 | Harris Corporation | Telematic interface with directional translation |
| CN102106751B (zh) * | 2011-01-26 | 2012-07-04 | 周宁新 | 一种用于外科机器人及腔镜手术的多自由度止血切割工具 |
| FR2972132B1 (fr) * | 2011-03-02 | 2014-05-09 | Gen Electric | Dispositif d'assistance a la manipulation d'un instrument ou outil |
| JP5441018B2 (ja) * | 2011-03-15 | 2014-03-12 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム |
| US9205555B2 (en) * | 2011-03-22 | 2015-12-08 | Harris Corporation | Manipulator joint-limit handling algorithm |
| US9308050B2 (en) | 2011-04-01 | 2016-04-12 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Robotic system and method for spinal and other surgeries |
| US8942828B1 (en) | 2011-04-13 | 2015-01-27 | Stuart Schecter, LLC | Minimally invasive cardiovascular support system with true haptic coupling |
| CN103492133B (zh) | 2011-04-19 | 2016-04-13 | Abb研究有限公司 | 具有运动冗余臂的工业机器人和用于控制该机器人的方法 |
| US8380652B1 (en) | 2011-05-06 | 2013-02-19 | Google Inc. | Methods and systems for autonomous robotic decision making |
| KR101991034B1 (ko) | 2011-05-31 | 2019-06-19 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 로봇 수술 기구 엔드 이펙터의 능동 제어 |
| AU2012272748C1 (en) | 2011-06-23 | 2017-06-15 | Stryker Corporation | Prosthetic implant and method of implantation |
| DE102011105748A1 (de) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Precisis Ag | Roboter zum Halten und zur Handhabung medizinischer Instrumente/Gerätschaften |
| JP5715304B2 (ja) | 2011-07-27 | 2015-05-07 | エコール ポリテクニーク フェデラル デ ローザンヌ （イーピーエフエル） | 遠隔操作のための機械的遠隔操作装置 |
| KR101248818B1 (ko) * | 2011-08-03 | 2013-04-01 | 한국과학기술원 | 광섬유 브래그 격자 힘센서를 구비한 최소침습수술용 수술로봇, 시스템 및 그 시스템을 이용한 힘 측정방법 |
| CN103732173B (zh) | 2011-08-04 | 2016-03-09 | 奥林巴斯株式会社 | 手术器具和医疗用机械手 |
| JP6021353B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-11-09 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置 |
| JP5841451B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-01-13 | オリンパス株式会社 | 手術器具およびその制御方法 |
| JP6021484B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-11-09 | オリンパス株式会社 | 医療用マニピュレータ |
| JP6005950B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-10-12 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置及びその制御方法 |
| JP5931497B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-06-08 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置およびその組立方法 |
| JP5953058B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-07-13 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置およびその着脱方法 |
| JP6000641B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-10-05 | オリンパス株式会社 | マニピュレータシステム |
| JP5936914B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-06-22 | オリンパス株式会社 | 操作入力装置およびこれを備えるマニピュレータシステム |
| WO2013018861A1 (ja) | 2011-08-04 | 2013-02-07 | オリンパス株式会社 | 医療用マニピュレータおよびその制御方法 |
| US9519341B2 (en) | 2011-08-04 | 2016-12-13 | Olympus Corporation | Medical manipulator and surgical support apparatus |
| JP6081061B2 (ja) | 2011-08-04 | 2017-02-15 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置 |
| JP6009840B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-10-19 | オリンパス株式会社 | 医療機器 |
| US9026250B2 (en) | 2011-08-17 | 2015-05-05 | Harris Corporation | Haptic manipulation system for wheelchairs |
| US20140228632A1 (en) * | 2011-08-21 | 2014-08-14 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd. | Device and method for assisting laparoscopic surgery - rule based approach |
| US10299773B2 (en) * | 2011-08-21 | 2019-05-28 | Transenterix Europe S.A.R.L. | Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach |
| US10866783B2 (en) | 2011-08-21 | 2020-12-15 | Transenterix Europe S.A.R.L. | Vocally activated surgical control system |
| US9757206B2 (en) * | 2011-08-21 | 2017-09-12 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd | Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach |
| US9204939B2 (en) * | 2011-08-21 | 2015-12-08 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd. | Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach |
| US11561762B2 (en) * | 2011-08-21 | 2023-01-24 | Asensus Surgical Europe S.A.R.L. | Vocally actuated surgical control system |
| US10052157B2 (en) * | 2011-08-21 | 2018-08-21 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd | Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach |
| US8961537B2 (en) * | 2011-08-24 | 2015-02-24 | The Chinese University Of Hong Kong | Surgical robot with hybrid passive/active control |
| US9795282B2 (en) | 2011-09-20 | 2017-10-24 | M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd | Device and method for maneuvering endoscope |
| US8996244B2 (en) | 2011-10-06 | 2015-03-31 | Harris Corporation | Improvised explosive device defeat system |
| US9452276B2 (en) | 2011-10-14 | 2016-09-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Catheter with removable vision probe |
| US20130303944A1 (en) | 2012-05-14 | 2013-11-14 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Off-axis electromagnetic sensor |
| EP2768419B1 (en) * | 2011-10-21 | 2020-05-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Grip force control for robotic surgical instrument end effector |
| JP6230541B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2017-11-15 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | しまい込めるナイフブレードを持つ手術器具 |
| FR2983059B1 (fr) * | 2011-11-30 | 2014-11-28 | Medtech | Procede assiste par robotique de positionnement d'instrument chirurgical par rapport au corps d'un patient et dispositif de mise en oeuvre. |
| US9713499B2 (en) | 2011-12-05 | 2017-07-25 | Mazor Robotics Ltd. | Active bed mount for surgical robot |
| JP5930754B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-06-08 | キヤノン株式会社 | ロボット装置の制御方法及びロボット装置 |
| JP5930753B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-06-08 | キヤノン株式会社 | ロボット装置の制御方法及びロボット装置 |
| WO2013123310A1 (en) | 2012-02-15 | 2013-08-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | User selection of robotic system operating modes using mode distinguishing operator actions |
| JP5360254B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2013-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | トルク検出方法及びアーム装置 |
| KR101800189B1 (ko) | 2012-04-30 | 2017-11-23 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇의 힘 제어 장치 및 방법 |
| EP2845065B1 (en) * | 2012-05-04 | 2019-09-18 | Leoni Cia Cable Systems SAS | Imitation learning method for a multi-axis manipulator |
| US11871901B2 (en) | 2012-05-20 | 2024-01-16 | Cilag Gmbh International | Method for situational awareness for surgical network or surgical network connected device capable of adjusting function based on a sensed situation or usage |
| US20130317519A1 (en) | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Hansen Medical, Inc. | Low friction instrument driver interface for robotic systems |
| US9339344B2 (en) | 2012-06-01 | 2016-05-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical instrument manipulator aspects |
| EP2854687B1 (en) * | 2012-06-01 | 2022-08-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems for avoiding collisions between manipulator arms using a null-space |
| WO2013181533A1 (en) | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Multi-port surgical robotic system architecture |
| CN104349742B (zh) | 2012-06-01 | 2017-06-23 | 直观外科手术操作公司 | 硬件受限的远程中心机器人操纵器的冗余轴线和自由度 |
| WO2013181503A1 (en) | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Manipulator arm-to-patient collision avoidance using a null-space |
| WO2013181507A1 (en) | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for commanded reconfiguration of a surgical manipulator using the null-space |
| US10013082B2 (en) | 2012-06-05 | 2018-07-03 | Stuart Schecter, LLC | Operating system with haptic interface for minimally invasive, hand-held surgical instrument |
| JP5941762B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2016-06-29 | オリンパス株式会社 | マニピュレータシステム |
| JP6053342B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-12-27 | キヤノン株式会社 | 医療用マニピュレータおよび、該医療用マニピュレータを備えた医療用画像撮影システム |
| US11864745B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-09 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic system with retractor |
| WO2013192598A1 (en) | 2012-06-21 | 2013-12-27 | Excelsius Surgical, L.L.C. | Surgical robot platform |
| US11864839B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-09 | Globus Medical Inc. | Methods of adjusting a virtual implant and related surgical navigation systems |
| US11896446B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-02-13 | Globus Medical, Inc | Surgical robotic automation with tracking markers |
| US11395706B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-07-26 | Globus Medical Inc. | Surgical robot platform |
| US11045267B2 (en) | 2012-06-21 | 2021-06-29 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
| US10758315B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-09-01 | Globus Medical Inc. | Method and system for improving 2D-3D registration convergence |
| US11317971B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-05-03 | Globus Medical, Inc. | Systems and methods related to robotic guidance in surgery |
| US11963755B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-04-23 | Globus Medical Inc. | Apparatus for recording probe movement |
| US10799298B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-10-13 | Globus Medical Inc. | Robotic fluoroscopic navigation |
| US10624710B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-04-21 | Globus Medical, Inc. | System and method for measuring depth of instrumentation |
| US10646280B2 (en) * | 2012-06-21 | 2020-05-12 | Globus Medical, Inc. | System and method for surgical tool insertion using multiaxis force and moment feedback |
| US11974822B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-05-07 | Globus Medical Inc. | Method for a surveillance marker in robotic-assisted surgery |
| US11116576B2 (en) | 2012-06-21 | 2021-09-14 | Globus Medical Inc. | Dynamic reference arrays and methods of use |
| US11793570B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-10-24 | Globus Medical Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
| US12004905B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-06-11 | Globus Medical, Inc. | Medical imaging systems using robotic actuators and related methods |
| US11857266B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-02 | Globus Medical, Inc. | System for a surveillance marker in robotic-assisted surgery |
| US10231791B2 (en) | 2012-06-21 | 2019-03-19 | Globus Medical, Inc. | Infrared signal based position recognition system for use with a robot-assisted surgery |
| US10136954B2 (en) | 2012-06-21 | 2018-11-27 | Globus Medical, Inc. | Surgical tool systems and method |
| US11589771B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-02-28 | Globus Medical Inc. | Method for recording probe movement and determining an extent of matter removed |
| US11857149B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-02 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic systems with target trajectory deviation monitoring and related methods |
| US11607149B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-03-21 | Globus Medical Inc. | Surgical tool systems and method |
| US11298196B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-04-12 | Globus Medical Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers and controlled tool advancement |
| US10842461B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-11-24 | Globus Medical, Inc. | Systems and methods of checking registrations for surgical systems |
| US11786324B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-10-17 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
| US11253327B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-02-22 | Globus Medical, Inc. | Systems and methods for automatically changing an end-effector on a surgical robot |
| US10350013B2 (en) | 2012-06-21 | 2019-07-16 | Globus Medical, Inc. | Surgical tool systems and methods |
| US10874466B2 (en) * | 2012-06-21 | 2020-12-29 | Globus Medical, Inc. | System and method for surgical tool insertion using multiaxis force and moment feedback |
| US11399900B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-08-02 | Globus Medical, Inc. | Robotic systems providing co-registration using natural fiducials and related methods |
| BR112014032112A2 (pt) * | 2012-06-28 | 2017-06-27 | Koninklijke Philips Nv | sistema de aquisição de imagem; e método para aquisição de imagem multimodal |
| US9198714B2 (en) * | 2012-06-29 | 2015-12-01 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Haptic feedback devices for surgical robot |
| US9820818B2 (en) | 2012-08-03 | 2017-11-21 | Stryker Corporation | System and method for controlling a surgical manipulator based on implant parameters |
| CN112932672A (zh) * | 2012-08-03 | 2021-06-11 | 史赛克公司 | 用于机器人外科手术的系统和方法 |
| US9226796B2 (en) | 2012-08-03 | 2016-01-05 | Stryker Corporation | Method for detecting a disturbance as an energy applicator of a surgical instrument traverses a cutting path |
| CN107280671B (zh) * | 2012-08-14 | 2020-04-17 | 直观外科手术操作公司 | 配置微创器械中的部件的系统和方法 |
| KR102147826B1 (ko) * | 2012-08-15 | 2020-10-14 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 로봇 암의 수동식 운동에 의해 제어되는 이동가능한 수술용 장착 플랫폼 |
| CN104736094B (zh) | 2012-08-15 | 2017-07-28 | 直观外科手术操作公司 | 操纵外科系统的活动的假想自由度 |
| WO2014028563A1 (en) | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Phantom degrees of freedom in joint estimation and control |
| JP6247296B2 (ja) * | 2012-08-15 | 2017-12-13 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 手術用装着プラットフォームの使用者起動のクラッチ離脱 |
| KR102109594B1 (ko) | 2012-08-15 | 2020-05-12 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 영-공간을 이용하여 조인트 운동을 상쇄하기 위한 시스템 및 방법 |
| EP2885114B1 (en) | 2012-08-15 | 2021-06-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Phantom degrees of freedom for manipulating the movement of mechanical bodies |
| US9301811B2 (en) | 2012-09-17 | 2016-04-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Methods and systems for assigning input devices to teleoperated surgical instrument functions |
| EP2900130A4 (en) * | 2012-09-30 | 2016-10-05 | Mst Medical Surgery Technologies Ltd | ORIENTATION AND HANDLING OF AN ARTICULATED TOOL OF LAPAROSCOPIC SURGERY |
| DE102013212887B4 (de) * | 2012-10-08 | 2019-08-01 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zum Steuern einer Robotereinrichtung,Robotereinrichtung, Computerprogrammprodukt und Regler |
| US10864048B2 (en) | 2012-11-02 | 2020-12-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Flux disambiguation for teleoperated surgical systems |
| US10631939B2 (en) | 2012-11-02 | 2020-04-28 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for mapping flux supply paths |
| US8954195B2 (en) | 2012-11-09 | 2015-02-10 | Harris Corporation | Hybrid gesture control haptic system |
| KR20150084801A (ko) * | 2012-11-14 | 2015-07-22 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 충돌 회피용 스마트 드레이프 |
| US20140148673A1 (en) | 2012-11-28 | 2014-05-29 | Hansen Medical, Inc. | Method of anchoring pullwire directly articulatable region in catheter |
| CN104661612B (zh) | 2012-11-30 | 2017-04-05 | 奥林巴斯株式会社 | 手术支持系统和手术支持系统的控制方法 |
| US9259282B2 (en) * | 2012-12-10 | 2016-02-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Collision avoidance during controlled movement of image capturing device and manipulatable device movable arms |
| US20150005784A2 (en) * | 2012-12-20 | 2015-01-01 | avateramedical GmBH | Device for Supporting and Positioning of a Surgical Instrument and/or an Endoscope for Use in Minimal-Invasive Surgery and a Surgical Robotic System |
| US8965620B2 (en) | 2013-02-07 | 2015-02-24 | Harris Corporation | Systems and methods for controlling movement of unmanned vehicles |
| FR3002047B1 (fr) * | 2013-02-08 | 2015-02-27 | Inst Nat Rech Inf Automat | Procede de commande d'un robot deformable, module et programme d'ordinateur associes |
| EP2953770B1 (en) * | 2013-02-08 | 2018-05-30 | Olympus Corporation | Manipulator |
| US10507066B2 (en) | 2013-02-15 | 2019-12-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Providing information of tools by filtering image areas adjacent to or on displayed images of the tools |
| US9668814B2 (en) | 2013-03-07 | 2017-06-06 | Hansen Medical, Inc. | Infinitely rotatable tool with finite rotating drive shafts |
| US9532840B2 (en) | 2013-03-08 | 2017-01-03 | Hansen Medical, Inc. | Slider control of catheters and wires |
| KR20140110620A (ko) * | 2013-03-08 | 2014-09-17 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇 시스템 및 그 작동 방법 |
| CN104995495B (zh) | 2013-03-12 | 2018-02-06 | 史赛克公司 | 用于测量力和转矩的传感器组件和方法 |
| US9057600B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-06-16 | Hansen Medical, Inc. | Reducing incremental measurement sensor error |
| US9498601B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-11-22 | Hansen Medical, Inc. | Catheter tension sensing |
| US9326822B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-05-03 | Hansen Medical, Inc. | Active drives for robotic catheter manipulators |
| US11213363B2 (en) | 2013-03-14 | 2022-01-04 | Auris Health, Inc. | Catheter tension sensing |
| US9173713B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-11-03 | Hansen Medical, Inc. | Torque-based catheter articulation |
| KR20160008169A (ko) | 2013-03-14 | 2016-01-21 | 에스알아이 인터내셔널 | 컴팩트 로봇 리스트 |
| US20140277334A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Hansen Medical, Inc. | Active drives for robotic catheter manipulators |
| KR102214811B1 (ko) * | 2013-03-15 | 2021-02-10 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 매니퓰레이터 조인트 운동을 비등방적으로 증폭시키기 위해 영공간을 이용하는 시스템 및 방법 |
| CN105050526B (zh) * | 2013-03-15 | 2018-06-01 | 直观外科手术操作公司 | 利用零空间以便利进入笛卡尔坐标空间的边缘的系统和方法 |
| US9308937B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-04-12 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical patient side cart with steering interface |
| US10383699B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-08-20 | Sri International | Hyperdexterous surgical system |
| WO2014146107A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and methods for positioning a manipulator arm by clutching within a null-perpendicular space concurrent with null-space movement |
| US20140276936A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hansen Medical, Inc. | Active drive mechanism for simultaneous rotation and translation |
| KR102164195B1 (ko) * | 2013-03-15 | 2020-10-12 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 다중 영공간 목적 및 sli 거동을 관리하기 위한 시스템 및 방법 |
| US9014851B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-04-21 | Hansen Medical, Inc. | Systems and methods for tracking robotically controlled medical instruments |
| EP2969408B1 (en) * | 2013-03-15 | 2021-12-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Software configurable manipulator degrees of freedom |
| KR102283176B1 (ko) | 2013-03-15 | 2021-07-29 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 로봇 수술 시스템에서의 수술 중 도구의 교환 |
| WO2014151744A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical patient side cart with drive system and method of moving a patient side cart |
| US20140276647A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hansen Medical, Inc. | Vascular remote catheter manipulator |
| MY170323A (en) | 2013-03-15 | 2019-07-17 | Synaptive Medical Inc | Intelligent positioning system and methods therefore |
| KR102188100B1 (ko) * | 2013-03-15 | 2020-12-07 | 삼성전자주식회사 | 로봇 및 그 제어방법 |
| US9408669B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-08-09 | Hansen Medical, Inc. | Active drive mechanism with finite range of motion |
| US9452018B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-27 | Hansen Medical, Inc. | Rotational support for an elongate member |
| DE102013005982A1 (de) * | 2013-04-08 | 2014-10-09 | Kuka Laboratories Gmbh | Medizinroboter |
| KR20140121581A (ko) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇 시스템 |
| WO2014199413A1 (ja) * | 2013-06-13 | 2014-12-18 | テルモ株式会社 | 医療用マニピュレータおよびその制御方法 |
| KR102206198B1 (ko) * | 2013-07-10 | 2021-01-22 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇 시스템 및 그 제어 방법 |
| DE102013012397B4 (de) * | 2013-07-26 | 2018-05-24 | Rg Mechatronics Gmbh | OP-Robotersystem |
| JP6116429B2 (ja) * | 2013-07-26 | 2017-04-19 | オリンパス株式会社 | 治療用マニピュレータおよびマニピュレータシステム |
| DE102013012840B4 (de) * | 2013-08-02 | 2018-11-29 | Abb Schweiz Ag | Robotersystem |
| JP6238628B2 (ja) * | 2013-08-06 | 2017-11-29 | キヤノン株式会社 | ロボット装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム及びロボット装置を用いた部品の製造方法 |
| KR102306959B1 (ko) * | 2013-09-04 | 2021-10-01 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇 및 수술 로봇 제어 방법 |
| EP3037222A4 (en) * | 2013-09-24 | 2017-04-12 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Medical robot arm device, medical robot arm control system, medical robot arm control method, and program |
| US9283048B2 (en) * | 2013-10-04 | 2016-03-15 | KB Medical SA | Apparatus and systems for precise guidance of surgical tools |
| CA2926621C (en) | 2013-10-07 | 2021-05-25 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Needle steering by shaft manipulation |
| US9993313B2 (en) * | 2013-10-24 | 2018-06-12 | Auris Health, Inc. | Instrument device manipulator with roll mechanism |
| CN105939647B (zh) | 2013-10-24 | 2020-01-21 | 奥瑞斯健康公司 | 机器人辅助腔内外科手术系统及相关方法 |
| DE102013222456A1 (de) * | 2013-11-05 | 2015-05-07 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren zum Programmieren von Bewegungsabläufen eines redundanten Industrieroboters und zugehöriger Industrieroboter |
| US9295522B2 (en) | 2013-11-08 | 2016-03-29 | Covidien Lp | Medical device adapter with wrist mechanism |
| JP2015093141A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット手術装置、およびロボット手術装置用流体噴射装置 |
| US9868209B2 (en) * | 2013-12-02 | 2018-01-16 | Seiko Epson Corporation | Robot |
| US20150157408A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-11 | Stereotaxis, Inc. | Method and apparatus for automated control and multidimensional positioning of multiple localized medical devices with a single interventional remote navigation system |
| EP3834752B1 (en) | 2013-12-11 | 2024-03-13 | Covidien LP | Wrist and jaw assemblies for robotic surgical systems |
| WO2015087335A1 (en) | 2013-12-15 | 2015-06-18 | Mazor Robotics Ltd. | Semi-rigid bone attachment robotic surgery system |
| US9128507B2 (en) | 2013-12-30 | 2015-09-08 | Harris Corporation | Compact haptic interface |
| WO2015107099A1 (en) | 2014-01-15 | 2015-07-23 | KB Medical SA | Notched apparatus for guidance of an insertable instrument along an axis during spinal surgery |
| CN105979902A (zh) * | 2014-02-04 | 2016-09-28 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于机器人系统的使用光源的远程运动中心定义 |
| US9314922B2 (en) | 2014-02-07 | 2016-04-19 | Control Interfaces LLC | Remotely operated manipulator and ROV control systems and methods |
| US20150224639A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Control Interfaces LLC | Remotely operated manipulator and rov control systems and methods |
| EP3104803B1 (en) | 2014-02-11 | 2021-09-15 | KB Medical SA | Sterile handle for controlling a robotic surgical system from a sterile field |
| KR102237597B1 (ko) | 2014-02-18 | 2021-04-07 | 삼성전자주식회사 | 수술 로봇용 마스터 장치 및 그 제어 방법 |
| JP6559691B2 (ja) * | 2014-02-20 | 2019-08-14 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | ロボットアームの手動の動きによって制御される外科取付けプラットフォームの限定的な移動 |
| JP6353665B2 (ja) * | 2014-02-21 | 2018-07-04 | オリンパス株式会社 | マニピュレータの初期化方法、マニピュレータ、およびマニピュレータシステム |
| JP6614130B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2019-12-04 | ソニー株式会社 | 手術用ロボットアーム装置、手術用ロボットアーム制御方法及びプログラム |
| GB2523831B (en) * | 2014-03-07 | 2020-09-30 | Cmr Surgical Ltd | Surgical arm |
| US10299868B2 (en) * | 2014-03-14 | 2019-05-28 | Sony Corporation | Robot arm apparatus, robot arm control method, and program |
| CN111839737A (zh) * | 2014-03-17 | 2020-10-30 | 直观外科手术操作公司 | 用于铰接臂中的分离式离合的系统和方法 |
| KR102541266B1 (ko) | 2014-03-17 | 2023-06-13 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 툴 포즈를 유지하는 시스템 및 방법 |
| KR102300251B1 (ko) * | 2014-03-17 | 2021-09-09 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 운동 범위 한계를 피하기 위한 자동 푸시 아웃 |
| EP3119340B1 (en) | 2014-03-17 | 2019-11-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Methods and devices for table pose tracking using fiducial markers |
| EP3119319B1 (en) * | 2014-03-17 | 2020-07-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Tele-operative surgical systems and methods of control at joint limits using inverse kinematics |
| JP6585613B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2019-10-02 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 遠隔操作医療システムのための構造調節システム及び方法 |
| US9597153B2 (en) | 2014-03-17 | 2017-03-21 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Positions for multiple surgical mounting platform rotation clutch buttons |
| EP3119336A4 (en) * | 2014-03-17 | 2017-11-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Methods of controlling motion of under-actuated joints in a surgical set-up structure |
| EP3884901B1 (en) | 2014-03-17 | 2023-06-14 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Device and machine readable medium executing a method of recentering end effectors and input controls |
| US10166061B2 (en) | 2014-03-17 | 2019-01-01 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Teleoperated surgical system equipment with user interface |
| EP2923669B1 (en) | 2014-03-24 | 2017-06-28 | Hansen Medical, Inc. | Systems and devices for catheter driving instinctiveness |
| US10610313B2 (en) | 2014-03-31 | 2020-04-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical instrument with shiftable transmission |
| US9579797B2 (en) * | 2014-04-10 | 2017-02-28 | Quanser Consulting Inc. | Robotic systems and methods of operating robotic systems |
| US10046140B2 (en) | 2014-04-21 | 2018-08-14 | Hansen Medical, Inc. | Devices, systems, and methods for controlling active drive systems |
| CN106659537B (zh) | 2014-04-24 | 2019-06-11 | Kb医疗公司 | 结合机器人手术系统使用的手术器械固持器 |
| CN103919610B (zh) * | 2014-04-25 | 2016-01-27 | 哈尔滨工程大学 | 多自由度微创外科手术持械臂机构 |
| US10569052B2 (en) | 2014-05-15 | 2020-02-25 | Auris Health, Inc. | Anti-buckling mechanisms for catheters |
| EP3157446B1 (en) | 2014-06-19 | 2018-08-15 | KB Medical SA | Systems for performing minimally invasive surgery |
| US9561083B2 (en) | 2014-07-01 | 2017-02-07 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Articulating flexible endoscopic tool with roll capabilities |
| US10765438B2 (en) | 2014-07-14 | 2020-09-08 | KB Medical SA | Anti-skid surgical instrument for use in preparing holes in bone tissue |
| WO2016008880A1 (en) | 2014-07-14 | 2016-01-21 | KB Medical SA | Anti-skid surgical instrument for use in preparing holes in bone tissue |
| WO2016025440A1 (en) | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Detecting uncontrolled movement |
| CN110063791B (zh) | 2014-08-13 | 2022-04-15 | 柯惠Lp公司 | 机器人控制的具有机械优势的夹持 |
| JP6560338B2 (ja) * | 2014-08-15 | 2019-08-14 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 可変入口ガイド構成を有する外科用システム |
| NL2013369B1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-09-26 | Univ Eindhoven Tech | Surgical robotic system and control of surgical robotic system. |
| EP3193768A4 (en) * | 2014-09-17 | 2018-05-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for utilizing augmented jacobian to control manipulator joint movement |
| CN107427327A (zh) | 2014-09-30 | 2017-12-01 | 奥瑞斯外科手术机器人公司 | 具有虚拟轨迹和柔性内窥镜的可配置机器人外科手术系统 |
| US10314463B2 (en) | 2014-10-24 | 2019-06-11 | Auris Health, Inc. | Automated endoscope calibration |
| EP3209237A4 (en) * | 2014-10-24 | 2018-06-06 | Covidien LP | Sensorizing robotic surgical system access ports |
| JP6676060B2 (ja) * | 2014-10-27 | 2020-04-08 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 器具外乱補償のためのシステム及び方法 |
| CN107072864B (zh) | 2014-10-27 | 2019-06-14 | 直观外科手术操作公司 | 用于配准到手术台的系统及方法 |
| CN111166476B (zh) * | 2014-10-27 | 2023-05-02 | 直观外科手术操作公司 | 具有主动制动器释放控制装置的医疗装置 |
| CN107072725B (zh) | 2014-10-27 | 2019-10-01 | 直观外科手术操作公司 | 用于集成手术台的系统和方法 |
| WO2016069660A1 (en) * | 2014-10-27 | 2016-05-06 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for monitoring control points during reactive motion |
| US10624807B2 (en) | 2014-10-27 | 2020-04-21 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for integrated surgical table icons |
| CN111358652B (zh) * | 2014-10-27 | 2022-08-16 | 直观外科手术操作公司 | 用于集成的手术台运动的系统和方法 |
| US11504192B2 (en) | 2014-10-30 | 2022-11-22 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication with surgical instrument systems |
| GB201419645D0 (en) * | 2014-11-04 | 2014-12-17 | Cambridge Medical Robotics Ltd | Characterising motion constraints |
| DE102014224123B4 (de) * | 2014-11-26 | 2018-10-25 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines robotischen Gerätes und robotisches Gerät |
| US11103316B2 (en) | 2014-12-02 | 2021-08-31 | Globus Medical Inc. | Robot assisted volume removal during surgery |
| DE102014118001A1 (de) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Broetje-Automation Gmbh | Verfahren zur Bewegungssimulation eines Manipulators |
| US10073522B2 (en) | 2014-12-12 | 2018-09-11 | Regents Of The University Of Minnesota | Articles of handwear for sensing forces applied to medical devices |
| DK3232951T3 (da) | 2014-12-19 | 2024-01-15 | Distalmotion Sa | Kirurgisk instrument med leddelt ende-effektor |
| EP4342412A3 (en) | 2014-12-19 | 2024-06-05 | DistalMotion SA | Reusable surgical instrument for minimally invasive procedures |
| WO2016097871A1 (en) | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Distalmotion Sa | Docking system for mechanical telemanipulator |
| EP3232973B1 (en) | 2014-12-19 | 2020-04-01 | DistalMotion SA | Sterile interface for articulated surgical instruments |
| US10548680B2 (en) | 2014-12-19 | 2020-02-04 | Distalmotion Sa | Articulated handle for mechanical telemanipulator |
| DE102015200428B3 (de) * | 2015-01-14 | 2016-03-17 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren zur Ausrichtung eines mehrachsigen Manipulators mit einem Eingabegerät |
| GB2534558B (en) | 2015-01-21 | 2020-12-30 | Cmr Surgical Ltd | Robot tool retraction |
| US10013808B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-07-03 | Globus Medical, Inc. | Surgeon head-mounted display apparatuses |
| FR3032346B1 (fr) * | 2015-02-05 | 2021-10-15 | Univ Pierre Et Marie Curie Paris 6 | Procede d'assistance a la manipulation d'un instrument |
| WO2016131903A1 (en) | 2015-02-18 | 2016-08-25 | KB Medical SA | Systems and methods for performing minimally invasive spinal surgery with a robotic surgical system using a percutaneous technique |
| WO2016133633A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Covidien Lp | Repositioning method of input device for robotic surgical system |
| EP3261574A4 (en) * | 2015-02-26 | 2018-10-31 | Covidien LP | Robotically controlling remote center of motion with software and guide tube |
| JP5987940B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-07 | ソニー株式会社 | モータ、アクチュエータ及び医療用支持アーム装置 |
| US10716639B2 (en) | 2015-03-10 | 2020-07-21 | Covidien Lp | Measuring health of a connector member of a robotic surgical system |
| KR20230107709A (ko) | 2015-03-17 | 2023-07-17 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 수동 조인트 위치 결정 동안 피드백을 제공하는 시스템 및 방법 |
| US10856726B2 (en) * | 2015-03-25 | 2020-12-08 | Sony Corporation | Medical support arm apparatus |
| EP3280343A1 (en) | 2015-04-09 | 2018-02-14 | DistalMotion SA | Mechanical teleoperated device for remote manipulation |
| WO2016164824A1 (en) | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Surgical system with configurable rail-mounted mechanical arms |
| WO2016162751A1 (en) | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Distalmotion Sa | Articulated hand-held instrument |
| WO2016176755A1 (en) * | 2015-05-01 | 2016-11-10 | Titan Medical Inc. | Instrument collision detection and feedback |
| US9622827B2 (en) | 2015-05-15 | 2017-04-18 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Surgical robotics system |
| CN107635488B (zh) | 2015-05-15 | 2020-07-24 | 直观外科手术操作公司 | 用于力或扭矩极限补偿的系统和方法 |
| WO2016186999A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for reducing blade exposures |
| EP3302335A4 (en) | 2015-06-03 | 2019-02-20 | Covidien LP | OFFSET INSTRUMENT DRIVE UNIT |
| EP4331522A3 (en) * | 2015-06-10 | 2024-05-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for patient-side instrument control |
| DE102015109368A1 (de) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | avateramedical GmBH | Vorrichtung und Verfahren zur robotergestützten Chirurgie sowie Positionierhilfseinheit |
| DE102015109371A1 (de) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | avateramedical GmBH | Vorrichtung und Verfahren zur robotergestützten Chirurgie |
| CN107743384B (zh) | 2015-06-16 | 2020-12-22 | 柯惠Lp公司 | 机器人外科手术系统扭矩传感感测 |
| JP6719487B2 (ja) | 2015-06-23 | 2020-07-08 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | ロボット外科手術アセンブリ |
| EP3319540B1 (en) | 2015-07-07 | 2024-01-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Control of multiple devices |
| DE102015009151A1 (de) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Kuka Roboter Gmbh | Ermitteln eines Eingabebefehls für einen Roboter, der durch manuelles Ausüben einer Kraft auf den Roboter eingegeben wird |
| CN108025445A (zh) * | 2015-07-23 | 2018-05-11 | 斯里国际 | 机器人臂及机器人手术系统 |
| US10646298B2 (en) | 2015-07-31 | 2020-05-12 | Globus Medical, Inc. | Robot arm and methods of use |
| US10058394B2 (en) | 2015-07-31 | 2018-08-28 | Globus Medical, Inc. | Robot arm and methods of use |
| CN105056351B (zh) * | 2015-07-31 | 2018-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种自动扎针装置 |
| CN105127997B (zh) * | 2015-08-10 | 2017-04-05 | 深圳百思拓威机器人技术有限公司 | 药剂师智能机器人系统及其控制方法 |
| US10080615B2 (en) | 2015-08-12 | 2018-09-25 | Globus Medical, Inc. | Devices and methods for temporary mounting of parts to bone |
| US10136949B2 (en) | 2015-08-17 | 2018-11-27 | Ethicon Llc | Gathering and analyzing data for robotic surgical systems |
| WO2017033361A1 (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム及びその運転方法 |
| US10786272B2 (en) | 2015-08-28 | 2020-09-29 | Distalmotion Sa | Surgical instrument with increased actuation force |
| EP3344179B1 (en) | 2015-08-31 | 2021-06-30 | KB Medical SA | Robotic surgical systems |
| EP4137034A1 (en) * | 2015-09-09 | 2023-02-22 | Auris Health, Inc. | Instrument device manipulator for a surgical robotics system |
| US10034716B2 (en) | 2015-09-14 | 2018-07-31 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic systems and methods thereof |
| DE102015217617A1 (de) | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Korrigieren von Röntgenbilddaten umfassend Information bezüglich eines Zerfallsprozesses eines radioaktiven Materials |
| US10350766B2 (en) * | 2015-09-21 | 2019-07-16 | GM Global Technology Operations LLC | Extended-reach assist device for performing assembly tasks |
| US10806454B2 (en) | 2015-09-25 | 2020-10-20 | Covidien Lp | Robotic surgical assemblies and instrument drive connectors thereof |
| US10085810B2 (en) | 2015-10-02 | 2018-10-02 | Ethicon Llc | User input device for robotic surgical system |
| JP6648469B2 (ja) * | 2015-10-07 | 2020-02-14 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットシステム、及びロボット制御装置 |
| WO2017065476A1 (ko) * | 2015-10-12 | 2017-04-20 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 액추에이터 및 이를 포함하는 구조물 |
| US9771092B2 (en) | 2015-10-13 | 2017-09-26 | Globus Medical, Inc. | Stabilizer wheel assembly and methods of use |
| ITUB20155057A1 (it) * | 2015-10-16 | 2017-04-16 | Medical Microinstruments S R L | Assieme robotico di chirurgia |
| CN108135670B (zh) | 2015-10-23 | 2021-02-26 | 柯惠Lp公司 | 用于检测灌注中逐步变化的手术系统 |
| US9955986B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-05-01 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Basket apparatus |
| US9949749B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-04-24 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Object capture with a basket |
| US10231793B2 (en) | 2015-10-30 | 2019-03-19 | Auris Health, Inc. | Object removal through a percutaneous suction tube |
| US10799306B2 (en) | 2015-11-11 | 2020-10-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Reconfigurable end effector architecture |
| CA3005038A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | Mako Surgical Corp. | Robotic system and method for backdriving the same |
| US10874475B2 (en) * | 2015-11-12 | 2020-12-29 | Covidien Lp | Robotic surgical systems and methods for monitoring applied forces |
| JP5892531B1 (ja) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | プレンプロジェクト・ホールディングス有限会社 | リンク列マッピング装置、リンク列マッピング方法、及びプログラム |
| CN108348297B (zh) | 2015-11-19 | 2021-08-31 | 柯惠Lp公司 | 用于机器人手术系统的光学力传感器 |
| US10143526B2 (en) | 2015-11-30 | 2018-12-04 | Auris Health, Inc. | Robot-assisted driving systems and methods |
| US10220515B2 (en) * | 2015-11-30 | 2019-03-05 | Seiko Epson Corporation | Robot and control method for robot |
| DE102015223921A1 (de) * | 2015-12-01 | 2017-06-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines medizinisch-robotischen Geräts sowie medizinisch-robotisches Gerät |
| AU2016365808B2 (en) * | 2015-12-10 | 2021-07-29 | Covidien Lp | Robotic surgical systems with independent roll, pitch, and yaw scaling |
| US10130429B1 (en) | 2016-01-06 | 2018-11-20 | Ethicon Llc | Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system |
| US10154886B2 (en) * | 2016-01-06 | 2018-12-18 | Ethicon Llc | Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system |
| US10219868B2 (en) * | 2016-01-06 | 2019-03-05 | Ethicon Llc | Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system |
| CN108697415B (zh) * | 2016-01-11 | 2021-11-09 | 马佐尔机器人有限公司 | 外科手术机器人系统 |
| JPWO2017126052A1 (ja) * | 2016-01-20 | 2018-11-08 | フジデノロ株式会社 | ホウ素中性子捕捉療法用システム |
| WO2017127202A1 (en) | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System and method for rapid halt and recovery of motion deviations in medical device repositionable arms |
| CN108348298B (zh) * | 2016-01-21 | 2021-05-14 | 奥林巴斯株式会社 | 医疗用机械手系统 |
| CN107427328B (zh) * | 2016-01-22 | 2020-03-20 | 奥林巴斯株式会社 | 医疗用机械手系统 |
| WO2017134546A2 (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | Imaginalis S.R.L. | Radiological imaging device |
| US11058378B2 (en) | 2016-02-03 | 2021-07-13 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system |
| US10842453B2 (en) | 2016-02-03 | 2020-11-24 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system |
| US10448910B2 (en) | 2016-02-03 | 2019-10-22 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system |
| US11883217B2 (en) | 2016-02-03 | 2024-01-30 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system and method |
| US10117632B2 (en) | 2016-02-03 | 2018-11-06 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system with beam scanning collimator |
| EP4375934A2 (en) | 2016-02-12 | 2024-05-29 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods of pose estimation and calibration of perspective imaging system in image guided surgery |
| EP3419543B1 (en) | 2016-02-26 | 2023-04-05 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for collision avoidance using virtual boundaries |
| CN108697475B (zh) * | 2016-03-03 | 2021-10-15 | 柯惠Lp公司 | 能够围绕侧倾轴线大幅旋转的用于机器人手术系统的输入装置手柄 |
| WO2017151996A1 (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-08 | Covidien Lp | Inverse kinematic control systems for robotic surgical system |
| US10866119B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-12-15 | Globus Medical, Inc. | Metal detector for detecting insertion of a surgical device into a hollow tube |
| WO2017165183A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical platform supported by multiple arms |
| WO2017173524A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Titan Medical Inc. | Camera positioning method and apparatus for capturing images during a medical procedure |
| EP3241518A3 (en) | 2016-04-11 | 2018-01-24 | Globus Medical, Inc | Surgical tool systems and methods |
| JP6831642B2 (ja) * | 2016-04-15 | 2021-02-17 | 川崎重工業株式会社 | 外科手術システム |
| US10905505B1 (en) * | 2016-04-22 | 2021-02-02 | Memorial Sloan Kettering Cancer Center | Robotic surgical manipulation systems and methods |
| US10454347B2 (en) | 2016-04-29 | 2019-10-22 | Auris Health, Inc. | Compact height torque sensing articulation axis assembly |
| CN113328581B (zh) | 2016-05-26 | 2024-06-11 | 柯惠Lp公司 | 器械驱动单元 |
| CA3022164A1 (en) | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Covidien Lp | Robotic surgical assemblies |
| WO2017210074A1 (en) | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Covidien Lp | Passive axis system for robotic surgical systems |
| EP3463160A4 (en) * | 2016-06-03 | 2020-01-01 | Covidien LP | MULTI-INPUT ROBOTIC SURGICAL SYSTEM CONTROL DIAGRAM |
| CN109152612A (zh) | 2016-06-03 | 2019-01-04 | 柯惠Lp公司 | 具有嵌入式成像仪的机器人手术系统 |
| CN107735040B (zh) | 2016-06-03 | 2021-06-18 | 柯惠Lp公司 | 用于机器人手术系统的控制臂 |
| CN109275333B (zh) | 2016-06-03 | 2022-05-17 | 柯惠Lp公司 | 用于控制机器人递送操纵器的系统、方法和计算机可读程序产品 |
| US10065311B1 (en) * | 2016-06-08 | 2018-09-04 | X Development Llc | Singularity handling for robot jogging |
| US11596486B2 (en) | 2016-06-09 | 2023-03-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Computer-assisted tele-operated surgery systems and methods |
| DE102016111737A1 (de) | 2016-06-27 | 2017-12-28 | avateramedical GmBH | Instrumententrägervorrichtung für einen Manipulator eines robotischen Operationssystems |
| CN105943163A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 重庆金山科技（集团）有限公司 | 微创手术机器人及其控制装置 |
| JP7022709B2 (ja) | 2016-07-01 | 2022-02-18 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | コンピュータ支援医療システム及び方法 |
| CN113440263B (zh) | 2016-07-14 | 2024-03-26 | 直观外科手术操作公司 | 计算机辅助式远程操作系统中的次级器械控制 |
| US10111719B2 (en) * | 2016-08-16 | 2018-10-30 | Ethicon Llc | Control of the rate of actuation of tool mechanism based on inherent parameters |
| US11241559B2 (en) | 2016-08-29 | 2022-02-08 | Auris Health, Inc. | Active drive for guidewire manipulation |
| CN109069138B (zh) | 2016-08-31 | 2021-07-20 | 奥瑞斯健康公司 | 长度守恒的手术器械 |
| CN106361440B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-07-12 | 北京术锐技术有限公司 | 一种柔性手术工具系统及其在运动约束下的控制方法 |
| WO2018053349A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Verb Surgical Inc. | Robotic arms |
| US11345053B2 (en) | 2016-09-16 | 2022-05-31 | Verb Surgical Inc. | Belt termination and tensioning in a pulley arrangement for a robotic arm |
| US10647007B2 (en) | 2016-09-16 | 2020-05-12 | Verb Surgical Inc. | Capacitor sensor including two plates having both conductive and non conductive regions |
| US11166770B2 (en) * | 2016-09-19 | 2021-11-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Base positioning system for a controllable arm and related methods |
| EP4382263A2 (en) | 2016-09-19 | 2024-06-12 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Positioning indicator system for a remotely controllable arm and related methods |
| EP3328308B1 (en) | 2016-09-27 | 2019-05-29 | Brainlab AG | Efficient positioning of a mechatronic arm |
| US9931025B1 (en) | 2016-09-30 | 2018-04-03 | Auris Surgical Robotics, Inc. | Automated calibration of endoscopes with pull wires |
| EP3522814B1 (en) | 2016-10-04 | 2022-05-04 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Computer-assisted teleoperated surgery systems |
| WO2018071573A1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical puncture device insertion systems and related methods |
| CN109788994B (zh) * | 2016-10-18 | 2022-07-19 | 直观外科手术操作公司 | 计算机辅助的远程操作手术系统和方法 |
| US11039893B2 (en) | 2016-10-21 | 2021-06-22 | Globus Medical, Inc. | Robotic surgical systems |
| US11305431B2 (en) | 2016-11-10 | 2022-04-19 | Cognibotics Ab | System and method for instructing a robot |
| US11813203B2 (en) | 2016-11-28 | 2023-11-14 | Verb Surgical Inc. | Robotic surgical table with relatively high resonant frequency structure to reduce efficiency of energy transmission between attached robotic arms |
| EP3554414A1 (en) | 2016-12-16 | 2019-10-23 | MAKO Surgical Corp. | Techniques for modifying tool operation in a surgical robotic system based on comparing actual and commanded states of the tool relative to a surgical site |
| AU2017378250B2 (en) | 2016-12-16 | 2023-09-28 | Mako Surgical Corp. | Techniques for detecting errors or loss of accuracy in a surgical robotic system |
| US10543048B2 (en) | 2016-12-28 | 2020-01-28 | Auris Health, Inc. | Flexible instrument insertion using an adaptive insertion force threshold |
| US10244926B2 (en) | 2016-12-28 | 2019-04-02 | Auris Health, Inc. | Detecting endolumenal buckling of flexible instruments |
| EP3360502A3 (en) | 2017-01-18 | 2018-10-31 | KB Medical SA | Robotic navigation of robotic surgical systems |
| EP3351202B1 (en) | 2017-01-18 | 2021-09-08 | KB Medical SA | Universal instrument guide for robotic surgical systems |
| JP2018114280A (ja) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | ケービー メディカル エスアー | ロボット外科用システムのための汎用器具ガイド、外科用器具システム、及びそれらの使用方法 |
| EP3579780B1 (en) | 2017-02-08 | 2024-07-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Repositioning system for a remotely controllable manipulator |
| DE102017102621B3 (de) * | 2017-02-09 | 2018-05-09 | Franka Emika Gmbh | Roboter |
| CA3048039A1 (en) | 2017-02-15 | 2018-08-23 | Covidien Lp | System and apparatus for crush prevention for medical robot applications |
| CN117885097A (zh) * | 2017-03-07 | 2024-04-16 | 直观外科手术操作公司 | 用于控制具有可铰接远侧部分的工具的系统和方法 |
| JP6445604B2 (ja) * | 2017-03-07 | 2018-12-26 | 上銀科技股▲フン▼有限公司 | ロボットアーム |
| GB2560384B (en) * | 2017-03-10 | 2022-07-20 | Cmr Surgical Ltd | Controlling a surgical instrument |
| US10820951B2 (en) | 2017-03-14 | 2020-11-03 | Verb Surgical Inc. | Techniques for damping vibration in a robotic surgical system |
| US11071594B2 (en) | 2017-03-16 | 2021-07-27 | KB Medical SA | Robotic navigation of robotic surgical systems |
| US11078945B2 (en) | 2017-03-26 | 2021-08-03 | Verb Surgical Inc. | Coupler to attach robotic arm to surgical table |
| US11058503B2 (en) | 2017-05-11 | 2021-07-13 | Distalmotion Sa | Translational instrument interface for surgical robot and surgical robot systems comprising the same |
| KR102643758B1 (ko) | 2017-05-12 | 2024-03-08 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 생검 장치 및 시스템 |
| US10792119B2 (en) | 2017-05-22 | 2020-10-06 | Ethicon Llc | Robotic arm cart and uses therefor |
| EP3629979A4 (en) | 2017-05-24 | 2021-02-17 | Covidien LP | PRESENCE DETECTION FOR ELECTROSURGICAL TOOLS IN A ROBOTIC SYSTEM |
| JP2020520694A (ja) | 2017-05-25 | 2020-07-16 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | ロボット手術システムおよびロボット手術システムのコンポーネントを覆うためのドレープ |
| US11839441B2 (en) | 2017-05-25 | 2023-12-12 | Covidien Lp | Robotic surgical system with automated guidance |
| EP3629981A4 (en) | 2017-05-25 | 2021-04-07 | Covidien LP | SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTION OF OBJECTS WITHIN A FIELD OF VIEW OF AN IMAGE CAPTURING DEVICE |
| US10856948B2 (en) | 2017-05-31 | 2020-12-08 | Verb Surgical Inc. | Cart for robotic arms and method and apparatus for registering cart to surgical table |
| US10485623B2 (en) | 2017-06-01 | 2019-11-26 | Verb Surgical Inc. | Robotic arm cart with fine position adjustment features and uses therefor |
| EP3641688A1 (en) * | 2017-06-19 | 2020-04-29 | Koninklijke Philips N.V. | Configurable parallel medical robot having a coaxial end-effector |
| US10913145B2 (en) | 2017-06-20 | 2021-02-09 | Verb Surgical Inc. | Cart for robotic arms and method and apparatus for cartridge or magazine loading of arms |
| US11026758B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-06-08 | Auris Health, Inc. | Medical robotics systems implementing axis constraints during actuation of one or more motorized joints |
| CN110831653B (zh) | 2017-06-28 | 2021-12-17 | 奥瑞斯健康公司 | 器械插入补偿 |
| US10426559B2 (en) | 2017-06-30 | 2019-10-01 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for medical instrument compression compensation |
| EP4397272A2 (en) * | 2017-07-13 | 2024-07-10 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for switching control between multiple instrument arms |
| US11135015B2 (en) | 2017-07-21 | 2021-10-05 | Globus Medical, Inc. | Robot surgical platform |
| CN107184275B (zh) * | 2017-07-25 | 2018-09-14 | 吉林大学 | 一种用于辅助胸腹腔微创手术的机器人 |
| CN107374727B (zh) * | 2017-07-28 | 2019-10-22 | 重庆金山医疗器械有限公司 | 一种微创外科手术机器人简化运动学模型的建模方法 |
| KR20230163594A (ko) * | 2017-08-10 | 2023-11-30 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 원격 수술 시스템에서 사용 가능한 기구 수명 증가 |
| WO2019033070A1 (en) * | 2017-08-11 | 2019-02-14 | Neural Analytics, Inc. | MULTI-DEVICE SYSTEM |
| EP4279013A3 (en) | 2017-08-22 | 2023-11-29 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | User-installable part installation detection techniques |
| CA2977489C (en) * | 2017-08-28 | 2019-11-26 | Synaptive Medical (Barbados) Inc. | Positioning arm for a surgical navigation system |
| CN110177516B (zh) | 2017-09-05 | 2023-10-24 | 柯惠Lp公司 | 用于机器人手术系统的碰撞处理算法 |
| CN111132629B (zh) | 2017-09-06 | 2024-04-16 | 柯惠Lp公司 | 手术机器人的边界缩放 |
| US10016900B1 (en) | 2017-10-10 | 2018-07-10 | Auris Health, Inc. | Surgical robotic arm admittance control |
| US10145747B1 (en) * | 2017-10-10 | 2018-12-04 | Auris Health, Inc. | Detection of undesirable forces on a surgical robotic arm |
| WO2019075572A1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Kinova Inc. | SYSTEM AND METHOD FOR ADMISSION MODE CONTROL FOR A ROBOTIC ARM |
| US11317919B2 (en) | 2017-10-30 | 2022-05-03 | Cilag Gmbh International | Clip applier comprising a clip crimping system |
| US11311342B2 (en) | 2017-10-30 | 2022-04-26 | Cilag Gmbh International | Method for communicating with surgical instrument systems |
| US11229436B2 (en) | 2017-10-30 | 2022-01-25 | Cilag Gmbh International | Surgical system comprising a surgical tool and a surgical hub |
| US11510741B2 (en) | 2017-10-30 | 2022-11-29 | Cilag Gmbh International | Method for producing a surgical instrument comprising a smart electrical system |
| US11759224B2 (en) | 2017-10-30 | 2023-09-19 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument systems comprising handle arrangements |
| US11564756B2 (en) | 2017-10-30 | 2023-01-31 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication with surgical instrument systems |
| US11801098B2 (en) | 2017-10-30 | 2023-10-31 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication with surgical instrument systems |
| US11911045B2 (en) | 2017-10-30 | 2024-02-27 | Cllag GmbH International | Method for operating a powered articulating multi-clip applier |
| US11026687B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-06-08 | Cilag Gmbh International | Clip applier comprising clip advancing systems |
| US11291510B2 (en) | 2017-10-30 | 2022-04-05 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication with surgical instrument systems |
| US11794338B2 (en) | 2017-11-09 | 2023-10-24 | Globus Medical Inc. | Robotic rod benders and related mechanical and motor housings |
| JP6778242B2 (ja) | 2017-11-09 | 2020-10-28 | グローバス メディカル インコーポレイティッド | 手術用ロッドを曲げるための手術用ロボットシステム、および関連する方法および装置 |
| US11357548B2 (en) | 2017-11-09 | 2022-06-14 | Globus Medical, Inc. | Robotic rod benders and related mechanical and motor housings |
| US11173597B2 (en) | 2017-11-10 | 2021-11-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for controlling a robotic manipulator or associated tool |
| US11134862B2 (en) | 2017-11-10 | 2021-10-05 | Globus Medical, Inc. | Methods of selecting surgical implants and related devices |
| US11161243B2 (en) | 2017-11-10 | 2021-11-02 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for controlling a robotic manipulator or associated tool |
| WO2019092261A1 (en) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Koninklijke Philips N.V. | Robotic tool control |
| US10675107B2 (en) | 2017-11-15 | 2020-06-09 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Surgical instrument end effector with integral FBG |
| US11576735B2 (en) | 2017-11-15 | 2023-02-14 | Steerable Instruments N.V. | Controllable steerable instrument |
| JP7362610B2 (ja) | 2017-12-06 | 2023-10-17 | オーリス ヘルス インコーポレイテッド | コマンド指示されていない器具の回動を修正するシステムおよび方法 |
| MX2020006069A (es) | 2017-12-11 | 2020-11-06 | Auris Health Inc | Sistemas y metodos para arquitecturas de insercion basadas en instrumentos. |
| US10786317B2 (en) | 2017-12-11 | 2020-09-29 | Verb Surgical Inc. | Active backdriving for a robotic arm |
| WO2019118767A1 (en) | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Auris Health, Inc. | System and method for estimating instrument location |
| CN111973280B (zh) * | 2017-12-27 | 2022-02-22 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 手术机器人终端 |
| US11589888B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-02-28 | Cilag Gmbh International | Method for controlling smart energy devices |
| US11432885B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-09-06 | Cilag Gmbh International | Sensing arrangements for robot-assisted surgical platforms |
| US11602393B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-03-14 | Cilag Gmbh International | Surgical evacuation sensing and generator control |
| US11896443B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-02-13 | Cilag Gmbh International | Control of a surgical system through a surgical barrier |
| US11423007B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-08-23 | Cilag Gmbh International | Adjustment of device control programs based on stratified contextual data in addition to the data |
| US11304763B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Image capturing of the areas outside the abdomen to improve placement and control of a surgical device in use |
| US11540855B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-01-03 | Cilag Gmbh International | Controlling activation of an ultrasonic surgical instrument according to the presence of tissue |
| US11056244B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-07-06 | Cilag Gmbh International | Automated data scaling, alignment, and organizing based on predefined parameters within surgical networks |
| US11109866B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-09-07 | Cilag Gmbh International | Method for circular stapler control algorithm adjustment based on situational awareness |
| US11464559B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-10-11 | Cilag Gmbh International | Estimating state of ultrasonic end effector and control system therefor |
| US11202570B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-12-21 | Cilag Gmbh International | Communication hub and storage device for storing parameters and status of a surgical device to be shared with cloud based analytics systems |
| US11132462B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-09-28 | Cilag Gmbh International | Data stripping method to interrogate patient records and create anonymized record |
| US11419630B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-08-23 | Cilag Gmbh International | Surgical system distributed processing |
| US11308075B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Surgical network, instrument, and cloud responses based on validation of received dataset and authentication of its source and integrity |
| US11786251B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-10-17 | Cilag Gmbh International | Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction |
| US11771487B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-10-03 | Cilag Gmbh International | Mechanisms for controlling different electromechanical systems of an electrosurgical instrument |
| US20190201146A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Ethicon Llc | Safety systems for smart powered surgical stapling |
| US11278281B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-03-22 | Cilag Gmbh International | Interactive surgical system |
| US11571234B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-02-07 | Cilag Gmbh International | Temperature control of ultrasonic end effector and control system therefor |
| US11903601B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-02-20 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument comprising a plurality of drive systems |
| US10966791B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-04-06 | Ethicon Llc | Cloud-based medical analytics for medical facility segmented individualization of instrument function |
| US11304699B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction |
| US11376002B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-07-05 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument cartridge sensor assemblies |
| US11069012B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-07-20 | Cilag Gmbh International | Interactive surgical systems with condition handling of devices and data capabilities |
| US11266468B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-03-08 | Cilag Gmbh International | Cooperative utilization of data derived from secondary sources by intelligent surgical hubs |
| US11364075B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-06-21 | Cilag Gmbh International | Radio frequency energy device for delivering combined electrical signals |
| US11464535B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-10-11 | Cilag Gmbh International | Detection of end effector emersion in liquid |
| US11857152B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-01-02 | Cilag Gmbh International | Surgical hub spatial awareness to determine devices in operating theater |
| US20230171304A1 (en) * | 2017-12-28 | 2023-06-01 | Cilag Gmbh International | Method of robotic hub communication, detection, and control |
| US11234756B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-02-01 | Cilag Gmbh International | Powered surgical tool with predefined adjustable control algorithm for controlling end effector parameter |
| US11896322B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-02-13 | Cilag Gmbh International | Sensing the patient position and contact utilizing the mono-polar return pad electrode to provide situational awareness to the hub |
| US11818052B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-11-14 | Cilag Gmbh International | Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs |
| US11291495B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-05 | Cilag Gmbh International | Interruption of energy due to inadvertent capacitive coupling |
| US11410259B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-08-09 | Cilag Gmbh International | Adaptive control program updates for surgical devices |
| US10892995B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-01-12 | Ethicon Llc | Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs |
| US11179208B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-11-23 | Cilag Gmbh International | Cloud-based medical analytics for security and authentication trends and reactive measures |
| US11844579B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-12-19 | Cilag Gmbh International | Adjustments based on airborne particle properties |
| US11304720B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Activation of energy devices |
| US11864728B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-01-09 | Cilag Gmbh International | Characterization of tissue irregularities through the use of mono-chromatic light refractivity |
| US11147607B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-10-19 | Cilag Gmbh International | Bipolar combination device that automatically adjusts pressure based on energy modality |
| US11744604B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-09-05 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument with a hardware-only control circuit |
| US11013563B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-05-25 | Ethicon Llc | Drive arrangements for robot-assisted surgical platforms |
| US10898622B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-01-26 | Ethicon Llc | Surgical evacuation system with a communication circuit for communication between a filter and a smoke evacuation device |
| US11026751B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-06-08 | Cilag Gmbh International | Display of alignment of staple cartridge to prior linear staple line |
| US11253315B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-02-22 | Cilag Gmbh International | Increasing radio frequency to create pad-less monopolar loop |
| US11559307B2 (en) * | 2017-12-28 | 2023-01-24 | Cilag Gmbh International | Method of robotic hub communication, detection, and control |
| US10943454B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-03-09 | Ethicon Llc | Detection and escalation of security responses of surgical instruments to increasing severity threats |
| US11969142B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-04-30 | Cilag Gmbh International | Method of compressing tissue within a stapling device and simultaneously displaying the location of the tissue within the jaws |
| US11612408B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-03-28 | Cilag Gmbh International | Determining tissue composition via an ultrasonic system |
| US11257589B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-02-22 | Cilag Gmbh International | Real-time analysis of comprehensive cost of all instrumentation used in surgery utilizing data fluidity to track instruments through stocking and in-house processes |
| US11576677B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-02-14 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication, processing, display, and cloud analytics |
| US11446052B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-09-20 | Cilag Gmbh International | Variation of radio frequency and ultrasonic power level in cooperation with varying clamp arm pressure to achieve predefined heat flux or power applied to tissue |
| US11659023B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-05-23 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication |
| US11324557B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-05-10 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument with a sensing array |
| US11051876B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-07-06 | Cilag Gmbh International | Surgical evacuation flow paths |
| US11076921B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-08-03 | Cilag Gmbh International | Adaptive control program updates for surgical hubs |
| US11559308B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-01-24 | Cilag Gmbh International | Method for smart energy device infrastructure |
| US11166772B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-11-09 | Cilag Gmbh International | Surgical hub coordination of control and communication of operating room devices |
| US11678881B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-06-20 | Cilag Gmbh International | Spatial awareness of surgical hubs in operating rooms |
| US11969216B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-04-30 | Cilag Gmbh International | Surgical network recommendations from real time analysis of procedure variables against a baseline highlighting differences from the optimal solution |
| US11160605B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-11-02 | Cilag Gmbh International | Surgical evacuation sensing and motor control |
| US11273001B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-03-15 | Cilag Gmbh International | Surgical hub and modular device response adjustment based on situational awareness |
| US11317937B2 (en) | 2018-03-08 | 2022-05-03 | Cilag Gmbh International | Determining the state of an ultrasonic end effector |
| US11529187B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-12-20 | Cilag Gmbh International | Surgical evacuation sensor arrangements |
| US11311306B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-26 | Cilag Gmbh International | Surgical systems for detecting end effector tissue distribution irregularities |
| US11937769B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-03-26 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication, processing, storage and display |
| US11389164B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-07-19 | Cilag Gmbh International | Method of using reinforced flexible circuits with multiple sensors to optimize performance of radio frequency devices |
| US11666331B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-06-06 | Cilag Gmbh International | Systems for detecting proximity of surgical end effector to cancerous tissue |
| US11633237B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-04-25 | Cilag Gmbh International | Usage and technique analysis of surgeon / staff performance against a baseline to optimize device utilization and performance for both current and future procedures |
| US11832899B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-12-05 | Cilag Gmbh International | Surgical systems with autonomously adjustable control programs |
| US11100631B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-08-24 | Cilag Gmbh International | Use of laser light and red-green-blue coloration to determine properties of back scattered light |
| US11424027B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-08-23 | Cilag Gmbh International | Method for operating surgical instrument systems |
| US11304745B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Surgical evacuation sensing and display |
| US11284936B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-03-29 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument having a flexible electrode |
| US11998193B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-06-04 | Cilag Gmbh International | Method for usage of the shroud as an aspect of sensing or controlling a powered surgical device, and a control algorithm to adjust its default operation |
| US20190201118A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Ethicon Llc | Display arrangements for robot-assisted surgical platforms |
| US10758310B2 (en) | 2017-12-28 | 2020-09-01 | Ethicon Llc | Wireless pairing of a surgical device with another device within a sterile surgical field based on the usage and situational awareness of devices |
| US11096693B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-08-24 | Cilag Gmbh International | Adjustment of staple height of at least one row of staples based on the sensed tissue thickness or force in closing |
| US11832840B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-12-05 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument having a flexible circuit |
| US11786245B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-10-17 | Cilag Gmbh International | Surgical systems with prioritized data transmission capabilities |
| US11419667B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-08-23 | Cilag Gmbh International | Ultrasonic energy device which varies pressure applied by clamp arm to provide threshold control pressure at a cut progression location |
| US11432890B2 (en) | 2018-01-04 | 2022-09-06 | Covidien Lp | Systems and assemblies for mounting a surgical accessory to robotic surgical systems, and providing access therethrough |
| US11730552B2 (en) | 2018-01-04 | 2023-08-22 | Covidien Lp | Robotic surgical instrument including high articulation wrist assembly with torque transmission and mechanical manipulation |
| CN108186121B (zh) * | 2018-01-08 | 2020-09-11 | 苏风波 | 一种外科随动机器手臂 |
| WO2019139815A1 (en) | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Duke University | Apparatus, method and article to facilitate motion planning of an autonomous vehicle in an environment having dynamic objects |
| KR102264368B1 (ko) | 2018-01-17 | 2021-06-17 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 조절가능 아암 지지부를 갖는 수술 플랫폼 |
| KR20200118439A (ko) * | 2018-01-17 | 2020-10-15 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 개선된 로봇 아암을 갖는 수술 로봇 시스템 |
| US11114199B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-09-07 | Mako Surgical Corp. | Workflow systems and methods for enhancing collaboration between participants in a surgical procedure |
| US10413374B2 (en) | 2018-02-07 | 2019-09-17 | Distalmotion Sa | Surgical robot systems comprising robotic telemanipulators and integrated laparoscopy |
| KR20200122337A (ko) | 2018-02-13 | 2020-10-27 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 의료 기구를 구동시키기 위한 시스템 및 방법 |
| US20190254753A1 (en) | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Globus Medical, Inc. | Augmented reality navigation systems for use with robotic surgical systems and methods of their use |
| US11189379B2 (en) | 2018-03-06 | 2021-11-30 | Digital Surgery Limited | Methods and systems for using multiple data structures to process surgical data |
| US11259830B2 (en) | 2018-03-08 | 2022-03-01 | Cilag Gmbh International | Methods for controlling temperature in ultrasonic device |
| US11701162B2 (en) | 2018-03-08 | 2023-07-18 | Cilag Gmbh International | Smart blade application for reusable and disposable devices |
| WO2019173056A1 (en) | 2018-03-08 | 2019-09-12 | Covidien Lp | Surgical robotic systems |
| US11707293B2 (en) | 2018-03-08 | 2023-07-25 | Cilag Gmbh International | Ultrasonic sealing algorithm with temperature control |
| CN110269695B (zh) * | 2018-03-14 | 2021-07-09 | 深圳市精锋医疗科技有限公司 | 连接组件、操作臂及手术机器人 |
| EP3769174B1 (en) | 2018-03-21 | 2022-07-06 | Realtime Robotics, Inc. | Motion planning of a robot for various environments and tasks and improved operation of same |
| US11278280B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-03-22 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument comprising a jaw closure lockout |
| US11471156B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-10-18 | Cilag Gmbh International | Surgical stapling devices with improved rotary driven closure systems |
| US11207067B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-12-28 | Cilag Gmbh International | Surgical stapling device with separate rotary driven closure and firing systems and firing member that engages both jaws while firing |
| US11219453B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-01-11 | Cilag Gmbh International | Surgical stapling devices with cartridge compatible closure and firing lockout arrangements |
| US11090047B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-08-17 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument comprising an adaptive control system |
| US11259806B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-03-01 | Cilag Gmbh International | Surgical stapling devices with features for blocking advancement of a camming assembly of an incompatible cartridge installed therein |
| US10973520B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-04-13 | Ethicon Llc | Surgical staple cartridge with firing member driven camming assembly that has an onboard tissue cutting feature |
| US11406382B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-08-09 | Cilag Gmbh International | Staple cartridge comprising a lockout key configured to lift a firing member |
| US11096688B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-08-24 | Cilag Gmbh International | Rotary driven firing members with different anvil and channel engagement features |
| US10573023B2 (en) | 2018-04-09 | 2020-02-25 | Globus Medical, Inc. | Predictive visualization of medical imaging scanner component movement |
| EP3782768A4 (en) * | 2018-04-15 | 2022-01-05 | University of Tsukuba | BEHAVIOR ESTIMATION DEVICE, BEHAVIOR ESTIMATION PROCESS AND BEHAVIOR ESTIMATION PROGRAM |
| CN111989065A (zh) | 2018-04-20 | 2020-11-24 | 柯惠Lp公司 | 具有立体显示器的机器人手术系统中的观察者移动的补偿 |
| EP3781367A4 (en) | 2018-04-20 | 2022-04-20 | Covidien LP | SYSTEMS AND METHODS FOR POSITIONING A SURGICAL ROBOT CARRIAGE |
| CN108420538B (zh) * | 2018-04-27 | 2020-08-25 | 微创（上海）医疗机器人有限公司 | 手术机器人系统 |
| CN112469373A (zh) * | 2018-05-02 | 2021-03-09 | 瑞德医疗机器股份有限公司 | 眼内手术器械保持器 |
| KR20210010871A (ko) * | 2018-05-18 | 2021-01-28 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 로봇식 원격작동 시스템을 위한 제어기 |
| WO2019227032A1 (en) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Fiber bragg grating end effector force sensor |
| EP3801190A4 (en) * | 2018-05-30 | 2022-03-02 | Auris Health, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR SENSOR-BASED BRANCH LOCATION PREDICTION |
| US11135030B2 (en) * | 2018-06-15 | 2021-10-05 | Verb Surgical Inc. | User interface device having finger clutch |
| KR20210024472A (ko) | 2018-06-27 | 2021-03-05 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 의료 기구를 위한 정렬 및 부착 시스템 |
| WO2020009830A1 (en) | 2018-07-03 | 2020-01-09 | Covidien Lp | Systems, methods, and computer-readable media for detecting image degradation during surgical procedures |
| CN210185692U (zh) * | 2018-07-31 | 2020-03-27 | 深圳市精锋医疗科技有限公司 | 可调节从操作设备组件及手术机器人 |
| TWI695765B (zh) * | 2018-07-31 | 2020-06-11 | 國立臺灣大學 | 機械手臂 |
| JP6685052B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-04-22 | リバーフィールド株式会社 | 推定装置、推定方法およびプログラム |
| US11612438B2 (en) * | 2018-09-05 | 2023-03-28 | Point Robotics Medtech Inc. | Navigation system and method for medical operation by a robotic system using a tool |
| CN110893118B (zh) * | 2018-09-12 | 2022-01-28 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 手术机器人系统以及机械臂的运动控制方法 |
| EP3852667A4 (en) | 2018-09-17 | 2022-06-15 | Covidien LP | SURGICAL ROBOTIC SYSTEMS |
| WO2020056712A1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | An imaging system |
| US10820947B2 (en) | 2018-09-28 | 2020-11-03 | Auris Health, Inc. | Devices, systems, and methods for manually and robotically driving medical instruments |
| EP3856064A4 (en) | 2018-09-28 | 2022-06-29 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for docking medical instruments |
| WO2020063949A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 泗洪县正心医疗技术有限公司 | 基于球窝关节及触觉反馈的手术机器人及其控制装置 |
| US11648067B2 (en) * | 2018-10-05 | 2023-05-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Medical manipulator and surgical system including the same |
| JP6820389B2 (ja) * | 2018-10-05 | 2021-01-27 | 川崎重工業株式会社 | 外科手術システムの患者側装置および外科手術システム |
| US11109746B2 (en) | 2018-10-10 | 2021-09-07 | Titan Medical Inc. | Instrument insertion system, method, and apparatus for performing medical procedures |
| US11497566B2 (en) * | 2018-10-26 | 2022-11-15 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Loose mode for robot |
| WO2020092312A1 (en) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Covidien Lp | Binding and non-binding articulation limits for robotic surgical systems |
| US11337742B2 (en) | 2018-11-05 | 2022-05-24 | Globus Medical Inc | Compliant orthopedic driver |
| US11278360B2 (en) | 2018-11-16 | 2022-03-22 | Globus Medical, Inc. | End-effectors for surgical robotic systems having sealed optical components |
| CN111249007B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-09-07 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 医疗机器人及其用于夹持医疗器械的机械臂 |
| US11744655B2 (en) | 2018-12-04 | 2023-09-05 | Globus Medical, Inc. | Drill guide fixtures, cranial insertion fixtures, and related methods and robotic systems |
| US11602402B2 (en) | 2018-12-04 | 2023-03-14 | Globus Medical, Inc. | Drill guide fixtures, cranial insertion fixtures, and related methods and robotic systems |
| KR102221090B1 (ko) * | 2018-12-18 | 2021-02-26 | (주)미래컴퍼니 | 사용자 인터페이스 장치, 수술 로봇 장치의 마스터 콘솔 및 그 조작방법 |
| US11586106B2 (en) | 2018-12-28 | 2023-02-21 | Titan Medical Inc. | Imaging apparatus having configurable stereoscopic perspective |
| US11631010B1 (en) | 2019-01-06 | 2023-04-18 | Adaptics Limited | System and method for use with connected kitchen appliances |
| US11584025B2 (en) | 2019-01-18 | 2023-02-21 | Norgren Automation Solutions, Llc | Method and apparatus for automated transforming tooling systems |
| US11717355B2 (en) | 2019-01-29 | 2023-08-08 | Covidien Lp | Drive mechanisms for surgical instruments such as for use in robotic surgical systems |
| US11576733B2 (en) | 2019-02-06 | 2023-02-14 | Covidien Lp | Robotic surgical assemblies including electrosurgical instruments having articulatable wrist assemblies |
| EP3890644A4 (en) * | 2019-02-08 | 2022-11-16 | Auris Health, Inc. | MANIPULATION AND CLOT REMOVAL WITH ROBOTIC CONTROL |
| US11484372B2 (en) | 2019-02-15 | 2022-11-01 | Covidien Lp | Articulation mechanisms for surgical instruments such as for use in robotic surgical systems |
| US11298129B2 (en) | 2019-02-19 | 2022-04-12 | Cilag Gmbh International | Method for providing an authentication lockout in a surgical stapler with a replaceable cartridge |
| US11751872B2 (en) | 2019-02-19 | 2023-09-12 | Cilag Gmbh International | Insertable deactivator element for surgical stapler lockouts |
| US11317915B2 (en) | 2019-02-19 | 2022-05-03 | Cilag Gmbh International | Universal cartridge based key feature that unlocks multiple lockout arrangements in different surgical staplers |
| US11357503B2 (en) | 2019-02-19 | 2022-06-14 | Cilag Gmbh International | Staple cartridge retainers with frangible retention features and methods of using same |
| US11369377B2 (en) | 2019-02-19 | 2022-06-28 | Cilag Gmbh International | Surgical stapling assembly with cartridge based retainer configured to unlock a firing lockout |
| US20220134555A1 (en) * | 2019-02-22 | 2022-05-05 | Covidien Lp | Input shaper for robotic surgical system |
| CN113453642A (zh) | 2019-02-22 | 2021-09-28 | 奥瑞斯健康公司 | 具有用于可调式臂支撑件的机动臂的外科平台 |
| KR102297517B1 (ko) * | 2019-03-06 | 2021-09-02 | 서울대학교 산학협력단 | 최소 침습 수술을 위한 수술로봇 시스템 및 상기 수술로봇 시스템의 구동방법 |
| US10945904B2 (en) | 2019-03-08 | 2021-03-16 | Auris Health, Inc. | Tilt mechanisms for medical systems and applications |
| US12016646B2 (en) * | 2019-03-12 | 2024-06-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Layered functionality for a user input mechanism in a computer-assisted surgical system |
| US11918313B2 (en) | 2019-03-15 | 2024-03-05 | Globus Medical Inc. | Active end effectors for surgical robots |
| US11419616B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-08-23 | Globus Medical, Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, robotic surgery, and related methods and devices |
| US11317978B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-05-03 | Globus Medical, Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, robotic surgery, and related methods and devices |
| WO2020197671A1 (en) | 2019-03-22 | 2020-10-01 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for aligning inputs on medical instruments |
| US20200297357A1 (en) | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Globus Medical, Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, robotic surgery, and related methods and devices |
| US11806084B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-11-07 | Globus Medical, Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, and related methods and devices |
| US11571265B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-02-07 | Globus Medical Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, robotic surgery, and related methods and devices |
| US11382549B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-07-12 | Globus Medical, Inc. | System for neuronavigation registration and robotic trajectory guidance, and related methods and devices |
| EP4272908A1 (en) * | 2019-03-29 | 2023-11-08 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Reducing energy buildup in servo-controlled mechanisms |
| US11318618B2 (en) | 2019-04-05 | 2022-05-03 | Verb Surgical Inc. | Robotic surgical system and method for handling real-time and non-real-time traffic |
| WO2020214723A1 (en) | 2019-04-17 | 2020-10-22 | Real Time Robotics, Inc. | Motion planning graph generation user interface, systems, methods and articles |
| US11045179B2 (en) | 2019-05-20 | 2021-06-29 | Global Medical Inc | Robot-mounted retractor system |
| US11278361B2 (en) | 2019-05-21 | 2022-03-22 | Verb Surgical Inc. | Sensors for touch-free control of surgical robotic systems |
| US11504193B2 (en) * | 2019-05-21 | 2022-11-22 | Verb Surgical Inc. | Proximity sensors for surgical robotic arm manipulation |
| KR102225448B1 (ko) * | 2019-05-24 | 2021-03-09 | 한국과학기술원 | 능동 조향 카테터를 조작하기 위한 마스터 장치 및 능동 조향 카테터와 마스터 장치의 양방향 제어가 가능한 카테터 시스템 |
| USD950728S1 (en) | 2019-06-25 | 2022-05-03 | Cilag Gmbh International | Surgical staple cartridge |
| USD964564S1 (en) | 2019-06-25 | 2022-09-20 | Cilag Gmbh International | Surgical staple cartridge retainer with a closure system authentication key |
| USD952144S1 (en) | 2019-06-25 | 2022-05-17 | Cilag Gmbh International | Surgical staple cartridge retainer with firing system authentication key |
| WO2020263629A1 (en) | 2019-06-27 | 2020-12-30 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for a medical clip applier |
| EP3989863A4 (en) | 2019-06-28 | 2023-10-11 | Auris Health, Inc. | MEDICAL INSTRUMENTS WITH WRISTS WITH HYBRID DIVERSION SURFACES |
| US11628023B2 (en) | 2019-07-10 | 2023-04-18 | Globus Medical, Inc. | Robotic navigational system for interbody implants |
| US11179214B2 (en) | 2019-07-16 | 2021-11-23 | Asensus Surgical Us, Inc. | Haptic user interface for robotically controlled surgical instruments |
| CN116115883A (zh) | 2019-07-19 | 2023-05-16 | 科林达斯公司 | 机器人致动中的细长医疗装置的负载感测 |
| CN114269279A (zh) * | 2019-08-02 | 2022-04-01 | 奥瑞斯健康公司 | 用于调节医疗规程中的远程中心距离的系统和方法 |
| US11896330B2 (en) | 2019-08-15 | 2024-02-13 | Auris Health, Inc. | Robotic medical system having multiple medical instruments |
| US11426246B2 (en) * | 2019-08-15 | 2022-08-30 | Verb Surgical Inc. | Closure joint engagement for surgical tool |
| US11234780B2 (en) | 2019-09-10 | 2022-02-01 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for kinematic optimization with shared robotic degrees-of-freedom |
| US11571171B2 (en) | 2019-09-24 | 2023-02-07 | Globus Medical, Inc. | Compound curve cable chain |
| US10959792B1 (en) | 2019-09-26 | 2021-03-30 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for collision detection and avoidance |
| US11426178B2 (en) | 2019-09-27 | 2022-08-30 | Globus Medical Inc. | Systems and methods for navigating a pin guide driver |
| US11864857B2 (en) | 2019-09-27 | 2024-01-09 | Globus Medical, Inc. | Surgical robot with passive end effector |
| US11890066B2 (en) | 2019-09-30 | 2024-02-06 | Globus Medical, Inc | Surgical robot with passive end effector |
| WO2021064536A1 (en) | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Auris Health, Inc. | Medical instrument with capstan |
| US11510684B2 (en) | 2019-10-14 | 2022-11-29 | Globus Medical, Inc. | Rotary motion passive end effector for surgical robots in orthopedic surgeries |
| US11737835B2 (en) | 2019-10-29 | 2023-08-29 | Auris Health, Inc. | Braid-reinforced insulation sheath |
| US11278416B2 (en) | 2019-11-14 | 2022-03-22 | Howmedica Osteonics Corp. | Concentric keel TKA |
| DE102019131400B4 (de) * | 2019-11-21 | 2022-03-10 | Franka Emika Gmbh | Kraftmessung und Krafterzeugung in redundanten Robotermanipulatoren |
| GB2589380B (en) * | 2019-11-29 | 2024-02-21 | Cmr Surgical Ltd | Controlling a surgical instrument |
| US11992373B2 (en) | 2019-12-10 | 2024-05-28 | Globus Medical, Inc | Augmented reality headset with varied opacity for navigated robotic surgery |
| CN113040911B (zh) * | 2019-12-27 | 2022-08-19 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 一种手术系统、手术系统控制及手术系统的控制方法 |
| US11950872B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-04-09 | Auris Health, Inc. | Dynamic pulley system |
| US11602372B2 (en) | 2019-12-31 | 2023-03-14 | Auris Health, Inc. | Alignment interfaces for percutaneous access |
| EP3845346A1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-07 | Fundación Tecnalia Research & Innovation | Method, system and computer program product for controlling the teleoperation of a robotic arm |
| US11298195B2 (en) | 2019-12-31 | 2022-04-12 | Auris Health, Inc. | Anatomical feature identification and targeting |
| EP4084724A4 (en) | 2019-12-31 | 2023-12-27 | Auris Health, Inc. | ADVANCED BASKET TRAINING MODE |
| KR20220123076A (ko) | 2019-12-31 | 2022-09-05 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 경피 접근을 위한 정렬 기법 |
| US11464581B2 (en) | 2020-01-28 | 2022-10-11 | Globus Medical, Inc. | Pose measurement chaining for extended reality surgical navigation in visible and near infrared spectrums |
| US11382699B2 (en) | 2020-02-10 | 2022-07-12 | Globus Medical Inc. | Extended reality visualization of optical tool tracking volume for computer assisted navigation in surgery |
| JP6807122B1 (ja) * | 2020-02-12 | 2021-01-06 | リバーフィールド株式会社 | 手術ロボット、及び手術ロボットの制御ユニット |
| US20230060639A1 (en) * | 2020-02-12 | 2023-03-02 | Board Of Regents Of The University Of Texas System | Microrobotic systems and methods for endovascular interventions |
| US11207150B2 (en) | 2020-02-19 | 2021-12-28 | Globus Medical, Inc. | Displaying a virtual model of a planned instrument attachment to ensure correct selection of physical instrument attachment |
| JP6892707B1 (ja) * | 2020-02-20 | 2021-06-23 | リバーフィールド株式会社 | 手術支援装置 |
| GB2624133A (en) * | 2020-02-25 | 2024-05-08 | Cmr Surgical Ltd | Controlling movement of a surgical robot arm |
| CN111390905B (zh) * | 2020-03-18 | 2021-12-10 | 深圳市人工智能与机器人研究院 | 机器人多任务控制方法、控制装置及终端设备 |
| US11925424B2 (en) | 2020-03-19 | 2024-03-12 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for dynamic adjustments based on load inputs for robotic systems |
| CN111388090B (zh) * | 2020-03-24 | 2023-04-28 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 一种手术器械、手术器械系统及手术机器人 |
| CN115361918A (zh) * | 2020-04-15 | 2022-11-18 | 柯惠Lp公司 | 用于外科机器人系统中错误处理的系统和方法 |
| US11253216B2 (en) | 2020-04-28 | 2022-02-22 | Globus Medical Inc. | Fixtures for fluoroscopic imaging systems and related navigation systems and methods |
| EP3903717B1 (en) * | 2020-04-29 | 2023-10-25 | Microsure B.V. | Surgical robotic system with adjustable angle of approach |
| US11382700B2 (en) | 2020-05-08 | 2022-07-12 | Globus Medical Inc. | Extended reality headset tool tracking and control |
| US11153555B1 (en) | 2020-05-08 | 2021-10-19 | Globus Medical Inc. | Extended reality headset camera system for computer assisted navigation in surgery |
| US11510750B2 (en) | 2020-05-08 | 2022-11-29 | Globus Medical, Inc. | Leveraging two-dimensional digital imaging and communication in medicine imagery in three-dimensional extended reality applications |
| US11317973B2 (en) | 2020-06-09 | 2022-05-03 | Globus Medical, Inc. | Camera tracking bar for computer assisted navigation during surgery |
| WO2021257621A1 (en) | 2020-06-16 | 2021-12-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Techniques for selective joint floating in a computer-assisted system |
| US11382713B2 (en) | 2020-06-16 | 2022-07-12 | Globus Medical, Inc. | Navigated surgical system with eye to XR headset display calibration |
| CN115802975A (zh) * | 2020-06-29 | 2023-03-14 | 奥瑞斯健康公司 | 用于检测连杆与外部对象之间的接触的系统和方法 |
| US11357586B2 (en) | 2020-06-30 | 2022-06-14 | Auris Health, Inc. | Systems and methods for saturated robotic movement |
| CN115734765A (zh) | 2020-06-30 | 2023-03-03 | 奥瑞斯健康公司 | 具有碰撞接近度指示器的机器人医疗系统 |
| US11877807B2 (en) | 2020-07-10 | 2024-01-23 | Globus Medical, Inc | Instruments for navigated orthopedic surgeries |
| USD963851S1 (en) | 2020-07-10 | 2022-09-13 | Covidien Lp | Port apparatus |
| US11793588B2 (en) | 2020-07-23 | 2023-10-24 | Globus Medical, Inc. | Sterile draping of robotic arms |
| WO2022026473A2 (en) | 2020-07-28 | 2022-02-03 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for selecting assignments for manipulator assemblies |
| CN115500071A (zh) | 2020-07-28 | 2022-12-20 | 直观外科手术操作公司 | 用于为计算机辅助设备的部件选择分配的系统和方法 |
| US11737831B2 (en) | 2020-09-02 | 2023-08-29 | Globus Medical Inc. | Surgical object tracking template generation for computer assisted navigation during surgical procedure |
| US11523785B2 (en) | 2020-09-24 | 2022-12-13 | Globus Medical, Inc. | Increased cone beam computed tomography volume length without requiring stitching or longitudinal C-arm movement |
| CN116234515A (zh) * | 2020-09-25 | 2023-06-06 | 奥瑞斯健康公司 | 用于对准机器人臂的触觉反馈 |
| WO2022064369A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Auris Health, Inc. | Haptic feedback for aligning robotic arms |
| US11672534B2 (en) | 2020-10-02 | 2023-06-13 | Cilag Gmbh International | Communication capability of a smart stapler |
| US11963683B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-04-23 | Cilag Gmbh International | Method for operating tiered operation modes in a surgical system |
| US11748924B2 (en) | 2020-10-02 | 2023-09-05 | Cilag Gmbh International | Tiered system display control based on capacity and user operation |
| US11830602B2 (en) | 2020-10-02 | 2023-11-28 | Cilag Gmbh International | Surgical hub having variable interconnectivity capabilities |
| US11877897B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-01-23 | Cilag Gmbh International | Situational awareness of instruments location and individualization of users to control displays |
| US11992372B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-05-28 | Cilag Gmbh International | Cooperative surgical displays |
| US20220104910A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Ethicon Llc | Monitoring of user visual gaze to control which display system displays the primary information |
| US11883022B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-01-30 | Cilag Gmbh International | Shared situational awareness of the device actuator activity to prioritize certain aspects of displayed information |
| US11911112B2 (en) | 2020-10-27 | 2024-02-27 | Globus Medical, Inc. | Robotic navigational system |
| US11941814B2 (en) | 2020-11-04 | 2024-03-26 | Globus Medical Inc. | Auto segmentation using 2-D images taken during 3-D imaging spin |
| CN114452004B (zh) * | 2020-11-10 | 2023-12-12 | 重庆金山医疗机器人有限公司 | 一种手术机器人末端位置和姿态的控制方法 |
| US11745343B2 (en) * | 2020-11-18 | 2023-09-05 | Darrion Vinh Nguyen | Method and apparatus for controlling robot arms using elastic distortion simulations |
| US11717350B2 (en) | 2020-11-24 | 2023-08-08 | Globus Medical Inc. | Methods for robotic assistance and navigation in spinal surgery and related systems |
| CN112587243B (zh) * | 2020-12-15 | 2022-06-07 | 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 | 手术机器人及其控制方法、控制装置 |
| US20220192701A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Mazor Robotics Ltd. | Systems and methods for surgical port positioning |
| CN112957218B (zh) * | 2021-01-20 | 2024-03-22 | 诺创智能医疗科技(杭州)有限公司 | 手术床控制方法、手术床控制系统、电子装置和存储介质 |
| CN114851185B (zh) * | 2021-02-04 | 2023-11-21 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 机械臂摆位优化方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| US11819302B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-11-21 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system having user guided stage control |
| US11832909B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-12-05 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system having actuatable setup joints |
| US11812938B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-11-14 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system having a coupling mechanism removeably attachable to surgical instruments |
| US11844583B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-12-19 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system having an instrument centering mode for automatic scope movements |
| CA3212211A1 (en) | 2021-03-31 | 2022-10-06 | David Paul Noonan | Co-manipulation surgical system for use with surgical instruments for performing laparoscopic surgery |
| CN113211430A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-06 | 北京航天飞行控制中心 | 一种人机协同的机械臂规划方法和系统 |
| US11948226B2 (en) | 2021-05-28 | 2024-04-02 | Covidien Lp | Systems and methods for clinical workspace simulation |
| US20230005610A1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Verb Surgical Inc. | Scalable filtering infrastructure for variable control rates in a distributed system such as a surgical robotic system |
| US11857273B2 (en) | 2021-07-06 | 2024-01-02 | Globus Medical, Inc. | Ultrasonic robotic surgical navigation |
| US20230009907A1 (en) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | Verb Surgical Inc. | Projection operator for inverse kinematics of a surgical robot for low degree of freedom tools |
| CN113509270B (zh) * | 2021-07-09 | 2022-05-24 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 末端工具运动引导方法、系统和手术机器人 |
| US11439444B1 (en) | 2021-07-22 | 2022-09-13 | Globus Medical, Inc. | Screw tower and rod reduction tool |
| CN113334390B (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-09 | 成都博恩思医学机器人有限公司 | 一种机械臂的控制方法、系统、机器人及存储介质 |
| DE102021121673A1 (de) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | B. Braun New Ventures GmbH | Medizinischer kollaborativer Roboter mit justierbarem Roboterarm und Steuerverfahren |
| EP4391948A1 (en) * | 2021-08-27 | 2024-07-03 | Covidien LP | Semi-automatic positioning of multiple passive joints in a robotic system |
| CN218899904U (zh) * | 2021-10-03 | 2023-04-25 | 崔迪 | 一种眼科手术机器人和眼科手术设备 |
| CN113662616A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-11-19 | 北京迈迪顶峰医疗科技股份有限公司 | 输送执行器以及输送装置 |
| CN113712671B (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-08 | 极限人工智能(北京)有限公司 | 末端执行器的自动啮合方法、装置、存储介质及电子设备 |
| WO2023101968A1 (en) | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Endoquest Robotics, Inc. | Steerable overtube assemblies for robotic surgical systems |
| US11918304B2 (en) | 2021-12-20 | 2024-03-05 | Globus Medical, Inc | Flat panel registration fixture and method of using same |
| CN114211493B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-10-27 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 机械臂的远程控制系统和方法 |
| CN114083519B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-05-09 | 北京敏锐达致机器人科技有限责任公司 | 机器人零空间拖动示教方法及示教装置 |
| TW202348377A (zh) * | 2022-03-11 | 2023-12-16 | 美商即時機器人股份有限公司 | 用於在共享工作空間中之機器人之使用階段姿態之動作規劃及控制 |
| WO2023180891A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Auris Health, Inc. | Physician console generating haptic vibration for teleoperation |
| WO2024086122A1 (en) | 2022-10-17 | 2024-04-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Controlling software remote centers of motion for computer-assisted systems subject to motion limits |
| US11832910B1 (en) | 2023-01-09 | 2023-12-05 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system having adaptive gravity compensation |
| US11986165B1 (en) | 2023-01-09 | 2024-05-21 | Moon Surgical Sas | Co-manipulation surgical system for use with surgical instruments for performing laparoscopic surgery while estimating hold force |
| US11844585B1 (en) | 2023-02-10 | 2023-12-19 | Distalmotion Sa | Surgical robotics systems and devices having a sterile restart, and methods thereof |
| DE102023105701A1 (de) | 2023-03-08 | 2024-03-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Roboterarmeinrichtung sowie Roboterarm mit einer solchen Roboterarmeinrichtung |
| CN116549123B (zh) * | 2023-07-11 | 2023-08-29 | 西安交通大学医学院第一附属医院 | 一种用于口腔器械抓取放置的机械手 |
| CN116999177B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-01-12 | 北京科鹏医疗器械有限公司 | 一种经自然通道内窥镜操作的接触力自主保护算法 |
| CN117084798B (zh) * | 2023-10-19 | 2023-12-29 | 苏州恒瑞宏远医疗科技有限公司 | 一种穿刺控制方法、装置、计算机设备、存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5855583A (en) * | 1996-02-20 | 1999-01-05 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures |
| EP1234641A1 (en) * | 1999-11-29 | 2002-08-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot controller |
| US20030109780A1 (en) | 2001-06-07 | 2003-06-12 | Inria Roquencourt | Methods and apparatus for surgical planning |
Family Cites Families (71)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3920972A (en) | 1974-07-16 | 1975-11-18 | Cincinnati Milacron Inc | Method and apparatus for programming a computer operated robot arm |
| US4063073A (en) | 1974-11-29 | 1977-12-13 | Strayer Larry G | Computer system to prevent collision between moving objects such as aircraft moving from one sector to another |
| US4028533A (en) | 1974-12-31 | 1977-06-07 | Techno-Venture Co., Ltd. | Robot movable in a group |
| SE456048B (sv) | 1982-02-24 | 1988-08-29 | Philips Norden Ab | Sett och anordning for att bestemma kollisionsrisken for tva inbordes rorliga kroppar |
| DE3240251A1 (de) | 1982-10-30 | 1984-05-03 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Verfahren zum programmieren von bewegungen und erforderlichenfalls von bearbeitungskraeften bzw. -momenten eines roboters oder manipulators und einrichtung zu dessen durchfuehrung |
| US5430543A (en) | 1984-12-26 | 1995-07-04 | Rockwell International Corporation | Ring laser gyro detector lens system |
| JPH03178788A (ja) | 1989-12-06 | 1991-08-02 | Hitachi Ltd | マニピュレータの制御方法 |
| US4999553A (en) | 1989-12-28 | 1991-03-12 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for configuration control of redundant robots |
| US5350355A (en) * | 1992-02-14 | 1994-09-27 | Automated Medical Instruments, Inc. | Automated surgical instrument |
| US5430643A (en) | 1992-03-11 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Configuration control of seven degree of freedom arms |
| US5737500A (en) * | 1992-03-11 | 1998-04-07 | California Institute Of Technology | Mobile dexterous siren degree of freedom robot arm with real-time control system |
| US5762458A (en) | 1996-02-20 | 1998-06-09 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures |
| US5657429A (en) * | 1992-08-10 | 1997-08-12 | Computer Motion, Inc. | Automated endoscope system optimal positioning |
| US5513100A (en) * | 1993-06-10 | 1996-04-30 | The University Of British Columbia | Velocity controller with force feedback stiffness control |
| US5625576A (en) | 1993-10-01 | 1997-04-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Force reflecting haptic interface |
| US5623582A (en) | 1994-07-14 | 1997-04-22 | Immersion Human Interface Corporation | Computer interface or control input device for laparoscopic surgical instrument and other elongated mechanical objects |
| JPH08275958A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-10-22 | Olympus Optical Co Ltd | 手術用マニピュレータ装置 |
| CN1155833A (zh) * | 1995-06-20 | 1997-07-30 | 伍云升 | 用于医疗处理的活节机械手 |
| US5710870A (en) * | 1995-09-07 | 1998-01-20 | California Institute Of Technology | Decoupled six degree-of-freedom robot manipulator |
| WO1997010080A1 (fr) * | 1995-09-14 | 1997-03-20 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Unite d'enseignement pour robots |
| US6699177B1 (en) | 1996-02-20 | 2004-03-02 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures |
| US5987726A (en) * | 1996-03-11 | 1999-11-23 | Fanuc Robotics North America, Inc. | Programmable positioner for the stress-free assembly of components |
| WO1999050721A1 (en) * | 1997-09-19 | 1999-10-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Robotic apparatus |
| US5823980A (en) * | 1996-09-20 | 1998-10-20 | Kopfer; Rudolph J. | Collapsible tactile support for body joints |
| US6331181B1 (en) | 1998-12-08 | 2001-12-18 | Intuitive Surgical, Inc. | Surgical robotic tools, data architecture, and use |
| US6098260A (en) | 1996-12-13 | 2000-08-08 | Mcdonnell Douglas Corporation | Rivet fastening system for radial fuselage joints |
| US5908458A (en) | 1997-02-06 | 1999-06-01 | Carnegie Mellon Technical Transfer | Automated system and method for control of movement using parameterized scripts |
| CN1100516C (zh) * | 1997-08-27 | 2003-02-05 | 北京航空航天大学 | 机器人脑外科设备系统及其所采用的图象和坐标处理方法 |
| US6714839B2 (en) * | 1998-12-08 | 2004-03-30 | Intuitive Surgical, Inc. | Master having redundant degrees of freedom |
| US20030065311A1 (en) * | 1997-12-30 | 2003-04-03 | Yulun Wang | Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures |
| WO2002051329A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-07-04 | Endovia Medical Inc | Tendon actuated articulated members for a telemanipulator system |
| US6692485B1 (en) * | 1998-02-24 | 2004-02-17 | Endovia Medical, Inc. | Articulated apparatus for telemanipulator system |
| DE19814630B4 (de) * | 1998-03-26 | 2011-09-29 | Carl Zeiss | Verfahren und Vorrichtung zum handgesteuerten Führen eines Werkzeuges in einem vorgegebenen Bewegungsbereich |
| AU5391999A (en) | 1998-08-04 | 2000-02-28 | Intuitive Surgical, Inc. | Manipulator positioning linkage for robotic surgery |
| US6468265B1 (en) | 1998-11-20 | 2002-10-22 | Intuitive Surgical, Inc. | Performing cardiac surgery without cardioplegia |
| US6459926B1 (en) | 1998-11-20 | 2002-10-01 | Intuitive Surgical, Inc. | Repositioning and reorientation of master/slave relationship in minimally invasive telesurgery |
| US6659939B2 (en) * | 1998-11-20 | 2003-12-09 | Intuitive Surgical, Inc. | Cooperative minimally invasive telesurgical system |
| US6493608B1 (en) | 1999-04-07 | 2002-12-10 | Intuitive Surgical, Inc. | Aspects of a control system of a minimally invasive surgical apparatus |
| US6317651B1 (en) | 1999-03-26 | 2001-11-13 | Kuka Development Laboratories, Inc. | Trajectory generation system |
| US6424885B1 (en) * | 1999-04-07 | 2002-07-23 | Intuitive Surgical, Inc. | Camera referenced control in a minimally invasive surgical apparatus |
| US6788018B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-09-07 | Intuitive Surgical, Inc. | Ceiling and floor mounted surgical robot set-up arms |
| US8004229B2 (en) | 2005-05-19 | 2011-08-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses |
| JP3339840B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2002-10-28 | タツモ株式会社 | 水平多関節型産業用ロボット及びその制御方法 |
| US6312435B1 (en) | 1999-10-08 | 2001-11-06 | Intuitive Surgical, Inc. | Surgical instrument with extended reach for use in minimally invasive surgery |
| US6377011B1 (en) * | 2000-01-26 | 2002-04-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Force feedback user interface for minimally invasive surgical simulator and teleoperator and other similar apparatus |
| US6379073B1 (en) | 2000-04-03 | 2002-04-30 | Wafermasters Incorporated | Adjustable joint for a positionable arm |
| US6645196B1 (en) | 2000-06-16 | 2003-11-11 | Intuitive Surgical, Inc. | Guided tool change |
| DE50111444D1 (de) * | 2000-09-28 | 2006-12-28 | Leica Microsystems Schweiz Ag | Stativ |
| EP1355765B1 (en) | 2001-01-29 | 2008-05-07 | The Acrobot Company Limited | Active-constraint robots |
| JP3643867B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2005-04-27 | 独立行政法人情報通信研究機構 | マニピュレータの制御方法 |
| US6587750B2 (en) | 2001-09-25 | 2003-07-01 | Intuitive Surgical, Inc. | Removable infinite roll master grip handle and touch sensor for robotic surgery |
| US20030208189A1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-11-06 | Payman Gholam A. | Integrated system for correction of vision of the human eye |
| JP2003159674A (ja) | 2001-11-21 | 2003-06-03 | Sony Corp | ロボット装置、ロボット装置の外力検出方法及びロボット装置の外力検出プログラム、並びにロボット装置の外力検出のためのキャリブレーション方法及びロボット装置の外力検出のためのキャリブレーションプログラム |
| JP2003236787A (ja) | 2002-02-18 | 2003-08-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 駆動制御方法および駆動制御装置 |
| AU2003218010A1 (en) | 2002-03-06 | 2003-09-22 | Z-Kat, Inc. | System and method for using a haptic device in combination with a computer-assisted surgery system |
| US6678582B2 (en) | 2002-05-30 | 2004-01-13 | Kuka Roboter Gmbh | Method and control device for avoiding collisions between cooperating robots |
| DE10231630A1 (de) | 2002-07-12 | 2004-01-29 | Brainlab Ag | System zur Patientenpositionierung für die Strahlentherapie/Radiochirurgie basierend auf einer stereoskopischen Röntgenanlage |
| US7155316B2 (en) * | 2002-08-13 | 2006-12-26 | Microbotics Corporation | Microsurgical robot system |
| US7443115B2 (en) * | 2002-10-29 | 2008-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus and method for robot handling control |
| US20040186484A1 (en) | 2003-01-29 | 2004-09-23 | Edwin Ryan | Small gauge surgical instrument with support device |
| MXPA06001581A (es) | 2003-08-12 | 2006-05-19 | Univ Loma Linda Med | Sistema de colocacion de pacientes para un sistema de terapia de radiacion. |
| WO2005018735A2 (en) | 2003-08-12 | 2005-03-03 | Loma Linda University Medical Center | Modular patient support system |
| US7763015B2 (en) * | 2005-01-24 | 2010-07-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Modular manipulator support for robotic surgery |
| DE102005023165A1 (de) | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Siemens Ag | Medizinisches Bildgebungssystem mit einem um einen Patienten verfahrbaren Teil und Kollisionsschutzverfahren |
| US7379533B2 (en) | 2006-03-10 | 2008-05-27 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Collision resolution in x-ray imaging systems |
| DE102006037564C5 (de) | 2006-08-10 | 2010-09-23 | Siemens Ag | Verfahren zur Röntgenbildaufzeichnung mit einem robotergeführten C-Bogen-System sowie Aufzeichnungsvorrichtung zur Röntgenbildaufzeichnung |
| DE102007021769B4 (de) | 2007-05-09 | 2015-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Angiographiegerät und zugehöriges Aufnahmeverfahren mit einem Mechansimus zur Kollisionsvermeidung |
| US8792964B2 (en) | 2008-03-12 | 2014-07-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for conducting an interventional procedure involving heart valves using a robot-based X-ray device |
| US20090297011A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Thomas Brunner | Method for obtaining a 3d (ct) image using a c-arm x-ray imaging system via rotational acquisition about a selectable 3d acquisition axis |
| DE102009006417B4 (de) | 2009-01-28 | 2016-10-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Überwachung eines medizinischen Gerätes |
| JP6247296B2 (ja) | 2012-08-15 | 2017-12-13 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 手術用装着プラットフォームの使用者起動のクラッチ離脱 |
-
2005
- 2005-05-19 US US11/133,423 patent/US8004229B2/en active Active
-
2006
- 2006-05-08 EP EP17172595.5A patent/EP3231387B1/en active Active
- 2006-05-08 KR KR1020127032985A patent/KR101304272B1/ko active IP Right Grant
- 2006-05-08 KR KR1020077029665A patent/KR101283407B1/ko active IP Right Grant
- 2006-05-08 WO PCT/US2006/017843 patent/WO2006124390A2/en active Application Filing
- 2006-05-08 EP EP10196665.3A patent/EP2332478B1/en active Active
- 2006-05-08 CN CN202210121441.1A patent/CN114469351A/zh active Pending
- 2006-05-08 EP EP21199257.3A patent/EP3973910A1/en not_active Withdrawn
- 2006-05-08 EP EP10196667.9A patent/EP2332480B1/en active Active
- 2006-05-08 KR KR1020127032983A patent/KR101304277B1/ko active IP Right Grant
- 2006-05-08 EP EP17172599.7A patent/EP3231388B1/en active Active
- 2006-05-08 EP EP10196671.1A patent/EP2332483B1/en active Active
- 2006-05-08 CN CN201210211381.9A patent/CN102764159B/zh active Active
- 2006-05-08 ES ES06752435T patent/ES2381975T5/es active Active
- 2006-05-08 EP EP10196666.1A patent/EP2332479B1/en active Active
- 2006-05-08 CN CN201410817955.6A patent/CN104758055B/zh active Active
- 2006-05-08 EP EP10196669.5A patent/EP2332481B1/en active Active
- 2006-05-08 EP EP10196670.3A patent/EP2332482B1/en active Active
- 2006-05-08 EP EP10196664.6A patent/EP2332477B1/en active Active
- 2006-05-08 AT AT06752435T patent/ATE544414T1/de active
- 2006-05-08 EP EP06752435.5A patent/EP1885273B2/en active Active
- 2006-05-08 EP EP17172593.0A patent/EP3231386B1/en active Active
- 2006-05-08 KR KR1020127032984A patent/KR101304278B1/ko active IP Right Grant
- 2006-05-08 CN CN2006800264412A patent/CN101227870B/zh active Active
- 2006-05-08 CN CN201910090569.4A patent/CN109700535B/zh active Active
- 2006-05-08 EP EP10196673.7A patent/EP2332484B2/en active Active
-
2011
- 2011-07-01 US US13/175,590 patent/US8749190B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,498 patent/US8624537B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,458 patent/US8786241B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,519 patent/US8816628B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,477 patent/US8749189B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,550 patent/US8823308B2/en active Active
- 2011-07-01 US US13/175,572 patent/US8541970B2/en active Active
-
2014
- 2014-04-30 US US14/265,671 patent/US9687310B2/en active Active
- 2014-08-18 US US14/462,507 patent/US9554859B2/en active Active
-
2017
- 2017-04-14 US US15/488,227 patent/US10123844B2/en active Active
- 2017-04-14 US US15/488,173 patent/US10117714B2/en active Active
- 2017-04-14 US US15/488,219 patent/US10194998B2/en active Active
- 2017-10-06 US US15/726,733 patent/US10512513B2/en active Active
- 2017-10-23 US US15/790,767 patent/US10512514B2/en active Active
-
2019
- 2019-10-29 US US16/667,523 patent/US11534251B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5855583A (en) * | 1996-02-20 | 1999-01-05 | Computer Motion, Inc. | Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures |
| EP1234641A1 (en) * | 1999-11-29 | 2002-08-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot controller |
| US20030109780A1 (en) | 2001-06-07 | 2003-06-12 | Inria Roquencourt | Methods and apparatus for surgical planning |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101304277B1 (ko) | 수술 및 다른 용도를 위한 소프트웨어 센터 및 고도로 구성설정가능한 로봇 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170817 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180816 Year of fee payment: 6 |