KR102457538B1 - 관절방식 암에서 브레이크어웨이 클러칭을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

관절방식 암에서 브레이크어웨이 클러칭을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

컴퓨터-보조 의료 장치에서 브레이크어웨이 클러칭의 시스템 및 방법은 하나 이상의 제1 조인트를 가진 관절방식 암과 관절방식 암에 결합되고 하나 이상의 프로세서를 가진 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 다중 상태로 제1 조인트의 각각을 작동시킨다. 다중 상태는 각각의 제1 조인트의 움직임이 제한되는 락 상태, 및 각각의 제1 조인트의 움직임이 허락되는 플로트 상태를 포함한다. 제어 유닛은 제1 조인트로부터 선택된 하나 이상의 제2 조인트를, 제2 조인트에 대한 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과할 때 락 상태에서 플로트 상태로 전환하고, 제2 조인트의 각각의 속도가 하나 이상의 락 역치보다 아래일 때 제2 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환한다.

Description

관절방식 암에서 브레이크어웨이 클러칭을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR BREAKAWAY CLUTCHING IN AN ARTICULATED ARM}
관련 출원
본 개시는 2014년 3월 17일자 제출된 미국 임시 특허출원 제61/954,120호 발명의 명칭 "System and Method for Breakaway Clutching in an Articulated Arm"에 대한 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체가 참고로 여기 포함된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 관절방식 암을 가진 장치의 작동에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 관절방식 암의 브레이크어웨이 클러칭에 관한 것이다.
더욱더 많은 장치가 자율적 및 반자율적 전자 장치로 대체되고 있다. 이것은 오늘날 병원에서 특히 사실이며, 자율적 및 반자율적 전자 장치의 대형 어레이들이 수술실, 중재실, 집중치료실, 응급실 등에서 발견되고 있다. 예를 들어, 유리 및 수은 온도계는 전자 온도계로 대체되고 있고, 정맥내 드립 라인은 현재 전자 모니터와 유동 조절기를 포함하며, 전통적인 핸드헬드 수술 기구는 컴퓨터-보조 의료 장치로 대체되고 있는 중이다.
이들 전자 장치들은 그것을 작동시키는 사람에게 이점과 과제를 모두 제공한다. 이들 전자 장치는 대부분 하나 이상의 관절방식 암 및/또는 엔드 이펙터의 자율적 또는 반자율적 동작을 할 수 있다. 이들 관절방식 암 및 이들의 엔드 이펙터가 사용될 수 있기 전에 이들은 전형적으로 원하는 작업 위치 및 배향으로 또는 근처로 이동된다. 이런 움직임은 하나 이상의 사용자 입력 제어부를 사용하여 원격작동 또는 원거리 작동에 의해 수행될 수 있다. 이들 전자 장치의 복잡성이 증가하고 관절방식 암이 상당수의 자유도를 포함함에 따라, 원격작동에 의한 원하는 작업 위치 및 배향으로의 움직임은 복잡하고 및/또는 시간소모적이 될 수 있다. 이 작업을 간소화하기 위하여 일부 관절방식 암은 관절방식 암의 조인트 상의 브레이크 및/또는 구동기 중 하나 이상이 해제되는 클러치드 또는 플로트 상태를 포함하며, 이것은 작업자가 직접 조종을 통해서 관절방식 암의 위치 및/또는 배향을 수동으로 변화시키는 것을 허용한다. 이 방식에서, 관절방식 암은 원하는 대로 빠르고 손쉽게 배치 및/또는 배향될 수 있다. 클러치 또는 플로트 상태는 주로 관절방식 암 상에서 하나 이상의 클러치 제어부를 수동으로 활성화하고 및/또는 작업자 콘솔에서 클러치 또는 플로트 상태를 선택함으로써 연동된다. 이런 종류의 수동 활성화는 불편하며 및/또는 현명하지 않을 수 있다.
따라서, 관절방식 암을 클러칭하는 개선된 방법 및 시스템이 바람직하다.
미국 특허출원 공개 공보 제2014-0052154호
일부 실시형태에 따라서, 컴퓨터-보조 의료 장치는 하나 이상의 제1 조인트를 가진 관절방식 암과 관절방식 암에 결합되며 하나 이상의 프로세서를 가진 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 다중 상태에서 제1 조인트의 각각을 작동시킨다. 다중 상태는, 각각의 제1 조인트의 움직임이 제한되는 락 상태, 및 각각의 제1 조인트의 움직임이 허락되는 플로트 상태를 포함한다. 제어 유닛은 또한 제1 조인트로부터 선택된 하나 이상의 제2 조인트를, 제2 조인트에 대한 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과할 때 락 상태에서 플로트 상태로 전환하고, 제2 조인트의 각각의 속도가 하나 이상의 락 역치보다 아래일 때 제2 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환한다.
일부 실시형태에 따라서, 의료 장치에서 동작을 제어하는 방법은 다중 상태 중 하나에서 의료 장치의 관절방식 암의 하나 이상의 제1 조인트의 각각을 작동시키는 단계를 포함한다. 다중 상태는, 각각의 조인트의 움직임이 제한되는 락 상태, 및 각각의 조인트의 움직임이 허락되는 플로트 상태를 포함한다. 이 방법은 또한 조인트로부터 선택된 하나 이상의 제2 조인트에 대한 자극을 결정하는 단계, 상기 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과할 때 제2 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계, 제2 조인트의 각각의 속도를 결정하는 단계, 및 제2 조인트의 각각의 속도가 하나 이상의 락 역치보다 아래일 때 제2 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시형태에 따라서, 복수의 기계-판독가능한 지시를 포함하는 비-임시 기계-판독가능한 매체는, 의료 장치와 연계된 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되었을 때, 하나 이상의 프로세서가 방법을 수행하게 하도록 적합하게 된다. 이 방법은 다중 상태 중 하나에서 의료 장치의 관절방식 암의 하나 이상의 제1 조인트의 각각을 작동시키는 단계를 포함한다. 다중 상태는, 각각의 조인트의 움직임이 제한되는 락 상태, 및 각각의 조인트의 움직임이 허락되는 플로트 상태를 포함한다. 이 방법은 또한 제1 조인트로부터 선택된 하나 이상의 제2 조인트에 대한 자극을 결정하는 단계, 상기 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과할 때 제2 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계, 제2 조인트의 각각의 속도를 결정하는 단계, 및 제2 조인트의 각각의 속도가 하나 이상의 락 역치보다 아래일 때 제2 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 일부 실시형태에 따른 컴퓨터-보조 시스템의 단순화된 도해이다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 관절방식 암을 도시한 단순화된 도해이다.
도 3은 일부 실시형태에 따른 브레이크어웨이 클러칭의 방법에 대한 단순화된 도해이다.
도면에서 동일한 지칭을 가진 요소는 동일하거나 유사한 기능을 가진다.
이후의 설명에서 구체적인 상세한 내용이 본 개시에 따라서 일부 실시형태를 설명하며 제시된다. 그러나, 일부 실시형태는 이들 구체적인 상세한 내용의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 인정될 것이다. 여기 개시된 구체적인 실시형태는 제한이 아닌 예시인 것으로 간주된다. 당업자는 여기 구체적으로 설명되지 않더라도 본 개시의 범위 및 정신 내에서 다른 요소들을 실현할 수 있다. 이에 더하여, 불필요한 반복을 피하기 위해서 한 실시형태와 관련하여 제시되고 설명된 하나 이상의 특징은 구체적으로 달리 설명되지 않는다면 또는 하나 이상의 특징이 실시형태를 비기능적으로 만든다면 다른 실시형태에 포함될 수 있다.
도 1은 일부 실시형태에 따른 컴퓨터-보조 시스템(100)의 간단한 도해이다. 도 1에 도시된 대로, 컴퓨터-보조 시스템(100)은 하나 이상의 이동가능한 또는 관절방식 암(120)을 가진 장치(110)를 포함한다. 하나 이상의 관절방식 암(120)의 각각은 하나 이상의 엔드 이펙트를 지지할 수 있다. 일부 예에서, 장치(110)는 컴퓨터-보조 수술 장치와 일치할 수 있다. 하나 이상의 관절방식 암(120)은 각각 수술 기구, 영상화 장치 및/또는 등등을 위한 지지부를 제공한다. 장치(110)는 작업자 워크스테이션(도시되지 않음)에 더 결합될 수 있고, 이것은 장치(110)를 작동시키기 위한 하나 이상의 주 제어부, 하나 이상의 관절방식 암(120), 및/또는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 장치(110)와 작업자 워크스테이션은 Intuitive Surgical, Inc.(캘리포니아 서니베일)에 의해서 상업화된 da Vinci® Surgical System에 상응할 수 있다. 일부 실시형태에서, 다른 구성형태, 더 적거나 더 많은 관절방식 암, 및/또는 등등을 가진 컴퓨터-보조 수술 장치가 컴퓨터-보조 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다.
장치(110)는 인터페이스를 통해서 제어 유닛(130)에 결합된다. 인터페이스는 하나 이상의 케이블, 커넥터, 및/또는 버스를 포함할 수 있고, 하나 이상의 네트워크 전환 및/또는 루팅 장치를 가진 하나 이상의 네트워크를 더 포함할 수 있다. 제어 유닛(130)은 메모리(150)에 결합된 프로세서(140)를 포함한다. 제어 유닛(130)의 작동은 프로세서(140)에 의해서 제어된다. 그리고, 제어 유닛(130)은 단지 하나의 프로세서(140)와 함께 도시되지만, 프로세서(140)는 제어 유닛(130)에서 하나 이상의 중앙처리 유닛, 다중-코어 프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 어플리케이션 특이적 직접 회로(ASIC), 및/또는 등등을 대표할 수 있다는 것이 이해된다. 제어 유닛(130)은 컴퓨팅 장치에 부가된 독립형 서브시스템 및/또는 보드로서 또는 가상 기계로서 실행될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어 유닛은 작업자 워크스테이션의 일부로서 포함될 수 있고 및/또는 작업자 워크스테이션과 별도이지만 함께 협력하여 작동될 수 있다.
메모리(150)는 제어 유닛(130)에 의해서 실행되는 소프트웨어 및/또는 제어 유닛(130)의 작동 동안 사용하는 하나 이상의 데이터 구조를 저장하는데 사용될 수 있다. 메모리(150)는 기계 판독가능한 매체의 하나 이상의 종류를 포함할 수 있다. 기계 판독가능한 매체의 일부 통상적인 형태는 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 페이퍼 테이프, 홀 패턴을 가진 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및/또는 프로세서나 컴퓨터가 판독하는데 적합한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다.
도시된 대로 메모리(150)는 장치(110)의 자율적 및/또는 반자율적 제어를 지원하기 위해 사용될 수 있는 모션 컨트롤 어플리케이션(160)을 포함한다. 모션 컨트롤 어플리케이션(160)은 장치(110)로부터 위치, 동작 및/또는 다른 센서 정보의 수신, 위치, 동작 및/또는 충돌 방지 정보를 다른 장치와 관련한 다른 제어 유닛과 교환, 및/또는 장치(110), 관절방식 암(120) 및/또는 장치(110)의 엔드 이펙터의 계획 및/또는 계획의 보조를 위한 하나 이상의 어플리케이션 프로그래핑 인터페이스(API)를 포함할 수 있다. 그리고, 모션 컨트롤 어플리케이션(160)은 소프트웨어 어플리케이션으로서 묘사되지만, 모션 컨트롤 어플리케이션(160)은 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 사용하여 실행될 수 있다.
일부 실시형태에서, 컴퓨터-보조 시스템(100)은 수술실 및/또는 중재실에서 발견될 수 있다. 그리고, 컴퓨터-보조 시스템(100)은 2개 관절방식 암(120)을 가진 단지 하나의 장치(110)를 포함하지만, 당업자는 컴퓨터-보조 시스템(100)이 장치(110)와 유사한 및/또는 상이한 디자인의 관절방식 암 및/또는 엔드 이펙터를 가진 임의의 수의 장치를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 예에서, 장치의 각각은 더 적거나 더 많은 관절방식 암 및/또는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 관절방식 암(200)을 도시한 간단한 도해이다. 예를 들어, 관절방식 암(200)은 장치(110)에서 관절방식 암(120) 중 하나의 일부일 수 있다. 도 2에 도시된 대로, 관절방식 암(200)은 다양한 링크와 조인트를 포함한다. 관절방식 암(200)의 가장 근단부에서 플랫폼(210)에 결합된다. 일부 예에서, 플랫폼(120)은 컴퓨터-보조 장치로부터 추가의 조인트 및 링크(도시되지 않음)의 원단부에 있을 수 있다. 일련의 셋업 조인트 및 링크(220)가 플랫폼(210)에 결합된다. 셋업 조인트 및 링크(220)는 제1 셋업 링키지 조인트(222)를 통해서 플랫폼(210)에 회전 방식으로 결합된다. 일부 예에서, 다른 관절방식 암(도시되지 않음)을 위한 추가의 셋업 링크 및 조인트가 추가의 제1 셋업 링키지 조인트를 사용하여 플랫폼(210)에 회전 방식으로 결합될 수 있다. 제1 셋업 링키지 조인트(222)에 제1 셋업 링키지 프리즘형 조인트(228)을 통해서 셋업 링키지 연장 링크(226)의 근단부에 결합된 셋업 베이스 링키지(224)가 결합된다. 셋업 링키지 연장 링크( 226)의 원단부는 제2 셋업 링키지 프리즘형 조인트(232)를 통해서 셋업 링키지 수직 링크(230)의 근단부에 결합된다. 셋업 링키지 수직 링크(230)의 원단부는 제2 셋업 링키지 조인트(236)를 통해서 지지 링크(234)의 근단부에 회전 방식으로 결합된다. 제1 회전 조인트(238)는 지지 링크(234)의 원단부에 결합된다. 제1 회전 조인트(238)는 제1 회전 조인트(238)에 대해 원위에 위치된 추가의 링크 및 조인트 위에서 회전 제어를 제공한다. 일부 예에서, 제1 회전 조인트(238)의 중심축(250)은 관절방식 암(200)의 원격작동 동안 위치에 고정될 수 있는 원격 중심(290)과 정렬될 수 있다.
결합 링크(240)는 제1 회전 조인트(242)에 제1 회전 조인트(238)를 결합시킨다. 제2 회전 조인트(240)는 요(yaw) 링크(254)를 통해서 요 조인트(252)에 결합된다. 평행사변형 피치 메커니즘(260)이 요 조인트(252)에 대해 원위에 결합된다. 평행사변형 피치 메커니즘(260)의 근단부에서 제1 피치 링크(262)가 제1 피치 조인트(264)에 요 조인트(252)를 결합시킨다. 제2 피치 링크(266)는 제2 피치 조인트( 268)에 제1 피치 조인트(264)를 결합시킨다. 제3 피치 링크(270)는 제3 피치 조인트(272)에 제2 피치 조인트(268)를 결합시킨다. 기구 캐리지가 제3 피치 조인트( 272)에 결합되며, 기구 샤프트(280)를 포함한다. 하나 이상의 엔드 이펙터가 기구 샤프트(280)의 원단부에 결합될 수 있다. 일부 예에서, 평행 피치 메커니즘(260)은 원격 중심(290)과 정렬되어 기구 샤프트(280)를 유지하도록 제어될 수 있다.
도 2에 도시된 대로 관절방식 암(200)은 다수의 링키지(224, 226, 230, 234, 240, 254, 262, 266, 270, 및 280)를 포함하며, 이들의 상대적인 위치 및/또는 배향은 다수의 프리즘형 조인트(228 및 232)와 다수의 회전 조인트(222, 236, 238, 242, 262, 264, 268, 및 272)를 사용하여 조정될 수 있다. 프리즘형 및 회전 조인트의 각각은 각각의 조인트에 대해 위치, 회전, 움직임, 힘, 토크, 및/또는 등등을 감지하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
관절방식 암(200)을 제어하는 바람직한 능력에 따라서, 다양한 조인트의 각각은 비구동형 또는 구동형 조인트일 수 있다. 일부 예에서, 비구동형 조인트는 임의의 구동기를 포함하지 않을 수 있고, 이로써 그것은 원격작동 및/또는 관절방식 암(200)의 제어 유닛으로부터의 동작 제어 명령을 통해서 동작하지 않을 수 있다. 일부 예에서, 비구동형 조인트는 브레이크를 포함할 수 있으며, 이것은 제어 유닛이 비구동형 조인트에서 동작을 방지 및/또는 제한하는 것을 허락한다. 예로서, 도 2의 조인트(228, 232 및/또는 236)는 비구동형 조인트일 수 있다. 일부 예에서, 구동형 조인트는 원격작동 및/또는 동작 명령을 통해서 구동형 조인트의 동작을 제어할 수 있는 하나 이상의 구동기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 구동형 조인트는 브레이크를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 원치않는 움직임을 방지하기 위해서 관절방식 암(200)에서 다양한 조인트 및 링크는 락 상태에 위치될 수 있으며, 이 위치에서는 비구동형 조인트 브레이크의 각각이 활성화되고, 구동형 조인트 구동기의 각각은 명령된 위치에 구동형 조인트를 유지하라는 명령을 받는다. 일부 예에서, 락 상태는 관절방식 암(200)에 작용하는 중력으로 인한 원치않는 동작을 추가로 방지할 수 있다. 도 2에 도시되지는 않았지만 관절방식 암(200)은 하나 이상의 클러치 버튼 또는 제어부를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 클러치 버튼은 기구 캐리지를 따라 다양한 위치에 위치될 수 있다. 일부 예에서, 추가의 클러치 제어부가 작업자 콘솔에서 작업자 제어부를 통해 활성화될 수 있다. 클러치 버튼이나 제어부의 하나 이상을 활성화함으로써 관절방식 암의 하나 이상의 조인트가 락 상태에서 클러치 또는 플로트 상태로 전환될 수 있으며, 이 상태에서는 비구동형 조인트 브레이크의 적어도 일부가 적어도 부분적으로 해제될 수 있고, 구동형 조인트 구동기의 적어도 일부는 조인트의 동작을 명령받은 위치로부터 멀리 허가할 수 있다. 예를 들어, 관절방식 암(200) 상에 위치된 클러치 버튼의 활성화는 관절방식 암(200)을 플로트 상태에 위치시킬 수 있고, 플랫폼(210)에 결합된 컴퓨터-보조 장치의 다른 부분은 락 상태로 유지될 수 있다. 관절방식 암(200)의 조인트가 플로트 상태에 있는 동안, 작업자는 관절방식 암(200)을 원하는 작업 위치 및 배향에 수동으로 위치 및/또는 배향할 수 있다.
일부 실시형태에서, 관절방식 암(200)의 클러칭 메커니즘의 수동 활성화는 항상 실행 및/또는 신중할 수 있는 것은 아니다. 일부 예에서, 클러치 버튼 또는 제어부의 위치는 작업자에 의한 용이한 활성화에 편리하지 않을 수 있다. 일부 예에서, 작업자는 클러치 제어부를 작동시킬 수 있는 자유로운 손가락 및/또는 손을 갖지 않을 수 있다. 일부 예에서, 작업자 콘솔에 위치된 다른 작업자와 클러치 제어부의 협동은 가능 및/또는 실행하지 못할 수 있다. 일부 예에서, 작업자는 관절방식 암(200)의 일부 주변에 확립된 멸균 부위를 파괴하지 않고 클러치 제어부를 작동시킬 수 없을 수 있다. 따라서, 관절방식 암(200)의 적어도 일부가 작업자에 의한 클러치 제어부의 활성화 없이 플로트 상태로 들어가는 것이 유익할 것이다.
일부 실시형태에서, 관절방식 암(200)의 움직임은 수동 클러치 활성화가 없는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 작업자, 환자, 및/또는 물체와 관절방식 암(200)의 하나 이상의 링크 및/또는 조인트 사이에 돌발적인 충돌이 일어날 수 있다. 일부 예에서, 돌발적인 충돌은 관절방식 암(200)에 의해 유지되고 있는 견고한 위치 및/또는 배향으로 인해 작업자에 상처, 환자에 상처, 물체에 손상, 및/또는 관절방식 암(200)에 손상을 가져올 수 있다. 일부 예에서, 돌발적인 충돌을 검출하고 관절방식 암(200)이 플로트 상태로 자동적으로 진입할 수 있는 것은 작업자 상처, 환자 상처, 물체 손상, 및/또는 관절방식 암(200) 손상을 감소시킬 수 있다.
도 3은 일부 실시형태에 따른 브레이크어웨이 클러칭의 방법(300)의 간단한 도해이다. 방법(300)의 과정(310-360) 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 제어 유닛(130)의 프로세서(140))에 의해서 운영되었을 때 하나 이상의 프로세서가 프로세서(310-360) 중 하나 이상을 수행하도록 할 수 있는, 비-임시, 유형의 기계 판독가능한 매체 상에 저장된 실행가능한 코드의 형태로 실행될 수 있다. 일부 실시형태에서, 방법(300)은 모션 컨트롤 어플리케이션( 160)과 같은 어플리케이션에 의해서 수행될 수 있다.
과정(310)에서 락 상태에 진입된다. 관절방식 암(120 및/또는 200)과 같은 관절방식 암의 조인트는 디폴트에 의해서 락 상태에 위치될 수 있다. 락 상태에서 관절방식 암의 동작은, 관절방식 암의 비구동형 조인트의 각각에서 브레이크를 활성화시키고, 상응하는 구동형 조인트 구동기를 사용하여 각각의 명령받은 위치에 관절방식 암의 구동형 조인트의 각각을 유지함으로써 방지 및/또는 감소될 수 있다.
과정(320)에서, 하나 이상의 조인트에 대한 외부 자극이 결정된다. 관절방식 암의 조인트의 각각과 연계된 하나 이상의 센서가 주기적으로 판독 및/또는 모니터되어, 관절방식 암의 하나 이상의 조인트에 적용되는 임의의 외부 자극이 있는지의 여부를 결정한다. 일부 예에서, 프리즘형 조인트와 연계된 선형 센서 및/또는 회전 조인트와 연계된 회전 센서가 각각의 조인트의 실제 위치를 결정하기 위해 모니터된다. 일부 예에서, 구동형 조인트에서 실제 위치와 명령받은 위치 및/또는 비구동형 조인트에서 브레이크된 위치 사이의 차이에 기초하여 위치 에러가 결정될 수 있다. 일부 예에서, 위치 에러는 각각의 조인트에 대한 하나 이상의 운동학적 모델, 역 자코비안 전치행렬, 및/또는 제어 모델을 사용함으로써 각각의 조인트에 대한 대략적인 힘 및/또는 토크로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 각각의 조인트에 대한 힘 및/또는 토크는 각각의 조인트를 각기 모니터하는 힘 및/또는 토크 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 일부 예에서, 구동형 조인트의 조인트 속도는 또한 구동형 조인트와 연계된 하나 이상의 속도 센서를 사용하여 또는 구동형 조인트의 실제 위치의 변화에 수치적으로 기초하여 결정될 수 있다.
과정(330)에서, 조인트 중 임의의 것에 대한 외부 자극이 락 해제 역치를 초과하는지의 여부가 결정된다. 과정(320) 동안 결정된 조인트의 각각의 외부 자극 값이 하나 이상의 락 해제 역치와 비교되며, 이로써 락 해제 역치 중 임의의 것이 초과되는지의 여부를 알 수 있다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 외부 조인트 자극 값 중 임의의 하나가 각각의 락 해제 역치를 초과할 때 과정(340)을 사용하여 플로트 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 외부 조인트 자극 값 중 둘 이상의 조합이 각각의 락 해제 역치를 초과할 때 플로트 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 둘 이상의 조인트로부터의 외부 자극 값의 가중된 및/또는 비-가중된 집계가 복합 락 해제 역치를 초과할 때 플로트 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 집계는 평균, 중간값, 제곱합, 최소, 최대, 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 각각의 조인트에 대한 락 해제 역치의 각각은 관절방식 암에서 각각의 조인트의 위치 및/또는 목적에 따라 상이할 수 있다. 일부 예에서, 락 해제 역치는 관절방식 암의 현재 자세, 위치, 및/또는 배향에 기초하여 조정될 수 있다. 일부 예에서, 각각의 조인트에 대한 락 해제 역치는, 각각의 조인트가 각각의 조인트에 대한 가능한 동작의 끝에 가까운 소프트 스탑을 넘었을 때 조정 및/또는 무력화될 수 있다. 일부 예에서, 플로트 상태는 각각의 조인트가 소프트 스탑을 넘었을 때 디폴트에 의해 활성화될 수 있다. 일부 예에서, 외부 자극이 역치를 초과하는지의 여부의 결정은 관절방식 암에서 조인트들의 서브셋에 제한될 수 있다. 일부 예에서, 브레이크되는, 비구동형 조인트에 대한 외부 자극은 과정(320) 동안 모니터되지 않을 수 있으며, 상응하는 락 해제 역치를 갖지 않을 수 있다. 일부 예에서, 락 해제 역치는 관절방식 암의 크기 및/또는 질량에 기초하여 조정될 수 있다. 일부 예에서, 락 해제 역치는 중력의 힘 및/또는 조인트 센서의 에러로 인한 플로트 상태로의 돌발적인 전환을 피하기에 충분히 클 수 있다.
일부 예에서, 락 해제 역치는 조인트의 실제 위치와 조인트의 명령받은 및/또는 브레이크된 위치 사이의 위치 에러와 연계된 역치 값에 상응할 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 프리즘형 조인트에 대해 0.02 내지 5 밀리미터일 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 회전 조인트에 대해 0.03 내지 0.5도일 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 락 해제 역치는, 과정(320) 동안 측정 및/또는 결정된, 조인트에 적용되는 힘 및/또는 토크에 상응할 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 프리즘형 조인트 상의 힘에 대해 1 내지 30N일 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 회전 조인트 상의 토크에 대해 1 내지 30 N-m일 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 조인트에 대한 힘 및/또는 토크 포화 값을 초과할 수 있다.
일부 실시형태에서, 락 해제 역치는 관절방식 암을 플로트 상태로 전환하기 전에 정해진 시간 기간 동안 초과되어야 한다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 각각의 외부 자극 값이 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 상응하는 락 해제 역치를 초과할 때 플로트 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는 정해진 시간 기간에 걸쳐서 각각의 외부 자극 값의 집계, 예컨대 평균이 각각의 자극 값을 초과할 때 플로트 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 슬라이딩 윈도우 및/또는 지수 평활법이 집계를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 저 주파수에서 있을 수 있는 중력 및 다른 환경 요인으로 인한 교란과 사람의 의도로 인한 교란을 더 잘 분리하기 위해서 중간-주파수를 강조하는 감지된 외부 자극에 대해 필터가 사용될 수 있다. 일부 예에서, 중간-주파수는 대략 0.01Hz에서 10Hz까지 연장될 수 있다. 일부 예에서, 사람의 의도로 인한 교란을 더 잘 분리하기 위해서 별도의 파형요소 변형이 필터를 대신해서 또는 조합하여 사용될 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간 기간은 작업자에 의해서 설정될 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간 기간은 50 내지 1500 밀리세컨드일 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간 기간은 최초로 브레이크어웨이 클러칭이 활성화되는 때와 상이할 수 있으며, 이로써 다른 최근 완료된 동작 및/또는 사용자 입력과 혼동되는 환경으로부터의 정지상태 교란으로 인한 관절방식 암의 잔류 모멘텀으로 인한 플로트 상태로의 돌발적인 전환을 피할 수 있다. 일부 예에서, 락 상태는 최초로 브레이크어웨이 클러칭이 활성화되기 전에 정해진 시간 기간 동안 락 해제 역치보다 아래의 외부 자극에서 확립되어야 하며, 이로써 관절방식 암이 환자로부터 도킹 해제된 때, 엔드 이펙터가 관절방식 암에 부착되거나 제거된 때, 및/또는 등등과 같은 아마도 일시적인 상황으로 인한 플로트 상태로의 돌발적인 전환을 피할 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간은 브레이크어웨이 클러칭이 가능하게 된 후 추가로 100 내지 250 밀리세컨트까지 연장될 수 있다.
외부 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과하지 않을 때, 외부 자극은 과정(320)을 사용하여 다시 결정된다. 외부 자극이 하나 이상의 락 해제 역치를 초과할 때, 관절방식 암의 조인트는 과정(340)을 사용하여 플로트 상태로 전환된다.
과정(340)에서 플로트 상태로 진입된다. 관절방식 암의 조인트 중 하나 이상이 플로트 상태에 위치되며, 이 상태에서는 조인트의 자유로운 및/또는 거의 자유로운 움직임이 허락된다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되는 조인트는 관절방식 암에서 조인트들의 서브셋일 수 있다. 일부 예에서, 이것은 브레이크어웨이 클러칭을 외부 자극을 받는 관절방식 암의 일부에 적용하는 것을 허락한다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되는 비구동형 조인트의 각각에 대한 브레이크가 해제되어 비구동형 조인트의 각각의 동작을 허용할 수 있다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되는 구동형 조인트의 각각은 과정(320) 동안 또는 구동형 조인트가 플로트 상태로 유지되는 동안 결정된 실제 위치까지 이동하도록 명령받을 수 있다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되는 구동형 조인트의 각각은 또한 과정(320) 동안 또는 구동형 조인트가 플로트 상태로 유지되는 동안 결정된 조인트 속도와 일치하도록 명령받을 수 있다. 일부 예에서, 실제 위치로 구동형 조인트의 피드백 컨트롤러의 명령 위치를 설정하고 및/또는 실제 조인트 속도로 피드백 컨트롤러의 명령 속도를 설정하는 것은, 구동형 조인트가 자유롭게 이동중임을 인지하게 하고, 중력 보상이 또한 적용되고 있을 때는 또한 명백한 무중력상태를 인지하게 한다.
일부 실시형태에서, 플로트 상태에서 조인트의 움직임은 제동(damping)이 이루어질 수 있다. 플로트 상태에 있는 동안 관절방식 암의 제한되지 않은 및/또는 제멋대로의 움직임을 감소 및/또는 방지하기 위해서, 플로트 상태에 위치된 조인트 중 하나 이상은 제동된 동작의 일부 형태에 따를 수 있다. 예를 들어, 강한 외부 자극, 예컨대 심한 충돌을 겪은 관절방식 암은, 일부 제한 없이 강한 외부 자극으로부터 멀리 이동하는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 클러치된 움직임을 구속하는 것은 빠르게 이동하는 관절방식 암에 의해서 야기되는 상처 및/또는 손상의 위험을 감소시킬 수 있다. 일부 예에서, 제동된 동작은 브레이크를 부분적으로 해제함으로써 비구동형 조인트 상에서 실행될 수 있으며, 이로써 비구동형 조인트의 움직임에 항력을 배치할 수 있다. 일부 예에서, 브레이크는 브레이크를 제어하기 위해 사용된 신호의 하나 이상의 전압, 전류, 듀티 사이클, 및/또는 등등을 제어함으로써 부분적으로 해제될 수 있다. 일부 예에서, 제동된 동작은, 구동형 조인트가 동작 방향에 기초하여 실제 위치 뒤에서 거리의 일부를 이동하도록 명령함으로써, 안정성 여유에 실질적으로 영향 없이 피드백 컨트롤러에서 미분계수 상수를 증가시킴으로써, 및/또는 구동형 조인트의 구동기에 대해 백워드 전류 및/또는 전압을 도입하여 저항력 및/또는 토크를 모방함으로써 구동형 조인트에 대해 실행될 수 있다. 일부 예에서, 제동된 동작은 구동형 조인트의 속도를 과정(320) 동안 또는 구동형 조인트가 플로트 상태로 유지되는 동안 결정된 조인트 속도보다 아래의 값으로 하라고 명령함으로써 구동형 조인트에 대해 실행될 수 있다. 일부 예에서, 제동된 동작은 관절방식 암의 현재 자세, 위치, 및/또는 배향, 관절방식 암의 크기 및/또는 질량, 및/또는 등등을 고려하여 조정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 플로트 상태에 위치되지 않은 관절방식 암의 조인트 중 하나 이상은 동작 제한에 순응하게 될 수 있다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되지 않은 조인트는 플로트 상태에 위치된 조인트의 검출된 움직임에 대응하여 명령받을 수 있다. 일부 예에서, 플로트 상태에 위치되지 않은 조인트는 하나 이상의 위치 및/또는 배향으로 명령받을 수 있다. 도 2의 예에서, 평행사변형 피치 메커니즘(260)에서 조인트 중 하나 이상은 원격 중심(290)에 중심축(250)을 가진 기구 샤프트(280)의 교차를 유지하도록 명령받을 수 있다.
과정(350)에서 조인트 속도가 결정된다. 관절방식 암의 조인트의 각각과 연계된 하나 이상의 센서가 주기적으로 판독 및/또는 모니터되어 플로트 상태에 있는 조인트의 각각의 속도를 결정한다. 일부 예에서, 두 연속된 모니터링 간격 사이에서 선형 및/또는 회전 위치의 변화가 조인트 속도를 추정하는데 사용된다. 일부 예에서, 수치 및/또는 다른 미분 기술이 감지된 위치로부터 조인트 속도를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 조인트 상의 속도 센서가 모니터될 수 있다.
과정(300)에서, 조인트 속도가 락 역치보다 아래로 떨어졌는지의 여부가 결정된다. 브레이크어웨이 클러칭 동안 관절방식 암의 조인트는, 관절방식 암의 계속된 동작이 검출되는 한 플로트 상태로 유지된다. 과정(350) 동안 결정된 조인트 속도는 하나 이상의 락 역치와 비교되며, 이로써 임의의 계속된 동작이 관절방식 암에서 검출되는지의 여부를 알 수 있다. 일부 예에서, 조인트 속도의 각각은 상응하는 락 역치와 비교될 수 있다. 조인트 속도의 각각이 그것의 상응하는 락 역치보다 아래일 때, 동작의 부족이 검출되고, 관절방식 암의 조인트가 과정(310)을 사용하여 락 상태로 전환된다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 조인트의 각각으로부터의 조인트 속도의 가중된 및/또는 비-가중된 집계가 복합 락 역치보다 아래일 때 과정(310)을 사용하여 락 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 집계는 평균, 중간값, 제곱합, 최소, 최대, 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 각각의 조인트에 대한 락 역치의 각각은 관절방식 암에서 각각의 조인트의 위치 및/또는 목적에 따라 상이할 수 있다. 일부 예에서, 락 역치는 관절방식 암의 현재 자세, 위치, 및/또는 배향에 기초하여 조정될 수 있다. 일부 예에서, 각각의 조인트에 대한 락 역치는, 각각의 조인트가 각각의 조인트에 대한 가능한 동작의 끝에 가까운 소프트 스탑을 넘었을 때 조정 및/또는 무력화될 수 있다. 일부 예에서, 락 상태는 각각의 조인트가 소프트 스탑을 넘었을 때 디폴트에 의해 활성화될 수 있다. 일부 예에서, 조인트 속도가 락 역치보다 아래인지의 여부의 결정은 관절방식 암에서 조인트들의 서브셋에 제한될 수 있다. 일부 예에서, 락 역치는 관절방식 암의 크기 및/또는 질량에 기초하여 조정될 수 있다. 일부 예에서, 락 역치는 조인트 센서의 에러로 인한 락으로의 돌발적인 전환을 피하기에 충분히 클 수 있다.
일부 예에서, 락 역치는 프리즘형 조인트에 대해 초당 0.1 내지 10 밀리미터일 수 있다. 일부 예에서, 역치 값은 회전 조인트에 대해 초당 0.25 내지 10도일 수 있다.
일부 실시형태에서, 조인트 속도는 관절방식 암의 조인트를 락 상태로 전환하기 전에 정해진 시간 기간 동안 락 역치보다 아래로 유지되어야 한다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는, 조인트 속도가 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 상응하는 락 역치보다 아래일 때 락 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 관절방식 암의 조인트는 정해진 시간 기간에 걸쳐서 각각의 조인트 속도의 집계, 예컨대 평균이 각각의 락 역치보다 아래일 때 락 상태로 전환될 수 있다. 일부 예에서, 슬라이딩 윈도우 및/또는 지수 평활법이 집계를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간 기간은 작업자에 의해서 설정될 수 있다. 일부 예에서, 정해진 시간 기간은 100 내지 200 밀리세컨드일 수 있다.
조인트 속도가 락 역치 이상을 유지할 때, 조인트 속도는 과정(350)을 사용하여 다시 결정된다. 조인트 속도가 락 역치보다 아래일 때, 관절방식 암의 조인트는 과정(310)을 사용하여 락 상태로 전환된다.
상기 논의되며 여기 더 강조된 대로, 도 3은 단지 예로서, 청구항의 범위를 과도하게 제한하지 않아야 한다. 당업자는 많은 변화, 대한, 및 변형을 인정할 것이다. 일부 실시형태에 따라서, 방법(300)의 브레이크어웨이 클러칭은 관절방식 암의 특정 작동 모드 동안 무력화될 수 있다. 일부 예에서, 브레이크어웨이 클러칭은, 관절방식 암이 저장 동안 견고한 락 상태에 있을 때 및/또는 관절방식 암이 장착된 카트가 위치들 사이에서 이전되고 있을 때 무력화될 수 있다. 일부 예에서, 브레이크어웨이 클러칭은, 관절방식 암이 구동된 원격작동 모드에 있을 때 및/또는 명령받은 동작을 실행중일 때, 예컨대 환자에 도킹되었을 때 무력화될 수 있다. 일부 예에서, 구동된 작동 동안 무력화된 브레이크어웨이 클러칭은 관절방식 암에 의한 수동 간섭 및/또는 충돌이 원격작동 및/또는 명령받은 동작을 방해할 가능성을 감소시키고, 따라서 조종중인 물체를 손상시키고 및/또는 관절방식 암이 사용되고 있는 환자에 상처를 야기할 추가의 가능성을 감소시킬 수 있다. 일부 예에서, 브레이크어웨이 클러칭은 관절방식 암에서 조인트 중 어느 것이 소프트 스탑 위치를 지났을 때 조정, 추진, 또는 무력화될 수 있다.
제어 유닛(130)과 같은 제어 유닛의 일부 예는, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 프로세서(140))에 의해서 운영되었을 때 하나 이상의 프로세서가 방법(300)의 과정을 수행할 수 있도록 하는 실행가능한 코드를 포함하는 비-임시, 유형의 기계 판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 방법(300)의 과정을 포함할 수 있는 기계 판독가능한 매체의 일부 통상적인 형태는, 예를 들어 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 페이퍼 테이프, 홀 패턴을 가진 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및/또는 프로세서나 컴퓨터가 판독하는데 적합한 임의의 다른 매체이다.
예시적인 실시형태가 제시되고 설명되었지만, 광범위한 변형, 변화 및 치환이 전술한 개시에서 고려되며, 일부 예에서 실시형태의 일부 특징은 다른 특징의 상응하는 사용 없이 이용될 수 있다. 당업자는 많은 변화, 대안, 및 변형을 인정할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 이후의 청구항에 의해서만 제한되어야 하며, 청구항은 여기 개시된 실시형태의 범위와 일치하는 방식으로 광범위하게 해석되어야 한다는 것이 인정된다.

Claims (15)

  1. 제1 조인트를 포함하는 관절방식 암 - 제1 조인트는 락 상태로 작동 가능하거나, 또는 플로트 상태로 작동 가능하고, 제1 조인트의 움직임은 락 상태에서 제한되고, 제1 조인트의 움직임은 플로트 상태에서 허락됨 -; 및
    관절방식 암에 결합되고 하나 이상의 프로세서를 포함하는 제어 유닛
    을 포함하는 컴퓨터-보조 장치로서,
    상기 제어 유닛은:
    제1 조인트와 연계된 자극이 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하고,
    제1 조인트와 연계된 속도가 제1 락 역치 아래로 떨어질 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하도록 구성되며,
    제1 락 해제 역치는 관절방식 암 내의 제1 조인트의 위치에 기초하거나 또는 제1 락 역치는 관절방식 암 내의 제1 조인트의 위치에 기초하는, 컴퓨터-보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제어 유닛은 또한:
    관절방식 암의 자세, 위치, 또는 배향에 기초하여 제1 락 해제 역치를 조정하도록 구성되거나; 또는
    관절방식 암의 자세, 위치, 또는 배향에 기초하여 제1 락 역치를 조정하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 락 해제 역치는 제1 조인트가 제1 조인트에 대한 가능한 동작의 끝에 가까운 위치를 넘었는지 여부에 기초하거나; 또는
    제1 락 역치는 제1 조인트가 제1 조인트에 대한 가능한 동작의 끝에 가까운 위치를 넘었는지 여부에 기초하거나; 또는
    제어 유닛은 제1 조인트가 제1 조인트에 대한 가능한 동작의 끝에 가까운 위치를 넘었을 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 자극은:
    제1 조인트의 명령받은 위치와 제1 조인트의 현재 위치 사이의 위치 에러에 상응하거나 - 제1 조인트는 구동형 조인트임 -; 또는
    제1 조인트의 브레이크된 위치와 제1 조인트의 현재 위치 사이에서 제1 조인트의 위치 에러에 상응하거나 - 제1 조인트는 비구동형 조인트임 -; 또는
    제1 조인트에 대한 힘 또는 토크에 상응하는, 컴퓨터-보조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 제어 유닛은:
    정해진 시간 기간에 걸친 제1 조인트에 대한 자극 집계가 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하도록 구성되거나; 또는
    제1 조인트에 대한 자극이 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하도록 구성되거나; 또는
    제1 조인트를 최초로 플로트 상태로 전환하기 전에 정해진 시간 기간 동안 제1 조인트를 락 상태로 유지하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛은 또한;
    관절방식 암의 제2 조인트와 연계된 자극이 제2 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하도록 구성되거나; 또는
    제2 조인트와 연계된 자극 및 제1 조인트와 연계된 자극의 집계가 복합 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛은:
    정해진 시간 기간에 걸친 제1 조인트와 연계된 속도의 집계가 제1 락 역치보다 아래일 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하도록 구성되거나; 또는
    제1 조인트와 연계된 속도가 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 제1 락 역치보다 아래일 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 조인트는 비구동형 조인트이고,
    제어 유닛은 락 상태에서 제1 조인트 상의 브레이크를 활성화하도록 구성되거나; 또는
    제어 유닛은 플로트 상태에서 제1 조인트 상의 브레이크를 적어도 부분적으로 해제하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 조인트는 구동형 조인트이고,
    제어 유닛은 락 상태에서 명령받은 위치에 제1 조인트를 유지하도록 구성되거나; 또는
    제어 유닛은 플로트 상태에서 제1 조인트를 제1 조인트의 실제 위치로 명령하도록 구성되거나; 또는
    제어 유닛은 플로트 상태에서 제1 조인트를 제1 조인트의 실제 속도로 명령하도록 구성되는, 컴퓨터-보조 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛은 또한:
    관절방식 암이 정해진 작동 모드에 있을 때 제1 조인트의 플로트 상태로의 전환을 방지하도록 구성되고,
    정해진 작동 모드는 이송 모드, 원격작동 모드, 명령받은 동작 모드, 환자 도킹 모드로 구성되는 군으로부터 선택되는 모드를 포함하는, 컴퓨터-보조 장치.
  11. 장치와 연계된 하나 이상의 프로세서에 의해서 실행되었을 때, 상기 하나 이상의 프로세서가 방법을 수행하게 할 수 있도록 적합하게 된, 복수의 기계-판독가능한 지시를 포함하는 비-임시 기계-판독가능한 매체에 있어서,
    상기 장치는 제1 조인트를 포함하는 관절방식 암을 포함하고, 제1 조인트는 락 상태 또는 플로트 상태로 작동 가능하고, 제1 조인트의 움직임은 락 상태에서 제한되고, 제1 조인트의 움직임은 플로트 상태에서 허락되고,
    상기 방법은,
    제1 조인트와 연계된 자극이 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계; 및
    제1 조인트와 연계된 속도가 제1 락 역치 아래로 떨어질 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하는 단계를 포함하고,
    제1 락 해제 역치는 관절방식 암 내의 제1 조인트의 위치에 기초하거나 또는 제1 락 역치는 관절방식 암 내의 제1 조인트의 위치에 기초하는, 비-임시 기계-판독가능한 매체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 방법은:
    관절방식 암의 자세, 위치, 또는 배향에 기초하여 제1 락 해제 역치를 조정하는 단계; 또는
    관절방식 암의 자세, 위치, 또는 배향에 기초하여 제1 락 역치를 조정하는 단계
    를 더 포함하는, 비-임시 기계-판독가능한 매체.
  13. 제 11 항에 있어서, 자극은:
    제1 조인트의 명령받은 위치와 제1 조인트의 현재 위치 사이의 위치 에러에 상응하거나 - 제1 조인트는 구동형 조인트임 -; 또는
    제1 조인트의 브레이크된 위치와 제1 조인트의 현재 위치 사이에서 제1 조인트의 위치 에러에 상응하거나 - 제1 조인트는 비구동형 조인트임 -; 또는
    제1 조인트에 대한 힘 또는 토크에 상응하는, 비-임시 기계-판독가능한 매체.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은:
    정해진 시간 기간에 걸친 제1 조인트에 대한 자극 집계가 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계; 또는
    제1 조인트에 대한 자극이 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 제1 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계; 또는
    관절방식 암의 제2 조인트와 연계된 자극이 제2 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계; 또는
    제2 조인트와 연계된 자극 및 제1 조인트와 연계된 자극의 집계가 복합 락 해제 역치를 초과할 때 제1 조인트를 락 상태에서 플로트 상태로 전환하는 단계; 또는
    제1 조인트를 최초로 플로트 상태로 전환하기 전에 정해진 시간 기간 동안 제1 조인트를 락 상태로 유지하는 단계를 더 포함하는, 비-임시 기계-판독가능한 매체.
  15. 제 11 항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은:
    정해진 시간 기간에 걸친 제1 조인트와 연계된 속도의 집계가 제1 락 역치보다 아래일 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하는 단계; 또는
    제1 조인트와 연계된 속도가 정해진 시간 기간 동안 연속적으로 제1 락 역치보다 아래일 때 제1 조인트를 플로트 상태에서 락 상태로 전환하는 단계를 더 포함하는, 비-임시 기계-판독가능한 매체.
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