KR20210154992A - 원격작동에 연결하기 위한 로봇 파지기에 대한 uid의 매칭/매칭해제 - Google Patents

원격작동에 연결하기 위한 로봇 파지기에 대한 uid의 매칭/매칭해제 Download PDF

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KR20210154992A
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엘렌 킹벨
하오란 유
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버브 서지컬 인크.
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Abstract

수술 로봇 시스템은 로봇 파지기, 사용자 인터페이스 디바이스(UID), 및 UID 및 로봇 파지기에 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세서를 갖는다. 시스템은 원격작동 모드에 연결하라는 또는 재연결하라는 지시를 검출하고, 시스템이 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정하고, UID를 통해 사용자 액션들의 시퀀스를 수신하고, UID가 로봇 파지기의 조오 각도 또는 그립력과 매칭하는 것으로 결정하고, 원격작동 모드로 전환한다. 다른 실시예가 또한 설명되고 청구된다.

Description

원격작동에 연결하기 위한 로봇 파지기에 대한 UID의 매칭/매칭해제
본 발명의 일 실시예는 사용자 입력 디바이스, 로봇 또는 로봇 파지기(grasper), 및 로봇 파지기의 원격작동에 관한 것이다. 다른 실시예들이 또한 설명된다.
수술 로봇 시스템에서, 원위 단부에 부착된 수술 도구를 갖는 로봇 아암이 외과의에 의해 원격으로 작동된다 - 이는 또한 원격작동으로 지칭된다. 응용예로는 내시경 수술이 포함되고, 이는 몇몇 로봇 아암의 단부에 부착되는 내시경 및 다른 수술 도구를 사용하여 환자 신체의 안을 들여다보고, 예를 들어 복강 내에서 수술을 수행하는 것을 수반한다. 시스템은, 모두 실시간으로, 외과의가 핸드헬드 사용자 인터페이스 디바이스(UID)를 조작함으로써, 외과의에게 수술 부위의 확대 뷰(view)를 제공하면서 아암에 부착된 도구를 동일한 부위에서 원격으로 작동시킬 수 있게 한다. 도구는 조오(jaw), 커터, 비디오 카메라, 또는 응고물에 사용되는 레이저와 같은 에너지 방출기를 갖는 그리퍼(gripper)일 수 있다. 따라서, 도구는 핸드헬드 UID를 조작하는 외과의에 따라, 시스템에 의해 정밀한 방식으로 그리고 높은 기민성으로 제어된다.
UID의 핵심 기능은 수술 도구의 엔드 이펙터(end effector)의 병진, 회전, 및 파지와 같은 다른 액션(action)을 제어하기 위한 입력 디바이스로서 작용하는 것이다. 하나의 유형의 도구는 2개의 조오들을 갖는 파지기로서, 2개의 조오들은 조오들을 폐쇄하기 위해 압착되거나 가압될 수 있는 UID의 그립 링크(grip linkage) 또는 변형가능 표면의 개방 및 폐쇄 이동에 의해 제어된다. 다른 UID는 다른 유형의 링크 또는 메커니즘을 갖는다.
원격작동을 위해 사용자 인터페이스 디바이스(UID)를 수술 로봇 파지기에 연결하기 위한 방법을 수행하는 수술 로봇 시스템의 다양한 태양들이 본 명세서에 기술된다. 이러한 실시예는 수술 세션(session)의 시작 시 언제 그리고 어떻게 원격작동에 초기에 연결할지, 그리고 또한, (시스템이 진행 중인 수술 세션에서 원격작동 동안 일시정지되거나 연결해제되는) 일시정지 모드로부터 또는 연결해제 모드로부터 언제 그리고 어떻게 원격작동에 재연결할지의 문제를 해결하는 데 도움을 주어, 로봇 파지기가 수술 동안 환자의 조직을 손상시키거나, 장비를 손상시키거나, 우발적으로 조직을 해제하게 되는 위험을 감소시키게 한다. UID는 링크와 같은 파지기 부분, 압착되거나 가압될 수 있는 변형가능 표면, 또는 다른 손가락 작동식 메커니즘 - 그의 위치 또는 배향이 사용자 입력 전자 신호(사용자 입력)로서 감지됨 - 을 갖는다. 원격작동이 연결될 때, 사용자 입력은, 일반적인 의미에서, 원격작동 동안 수술 로봇 파지기의 각도 및/또는 힘을 비례적으로 제어하기 위해 제어 시스템에 의해 프로세싱된다.
일 실시예에서, 수술 로봇 시스템은 2개의 조오들을 갖는 로봇 파지기, 감지 신호(사용자 입력)가 감지 전자장치에 의해 생성되는 파지기 부분을 갖는 사용자 인터페이스 디바이스(UID), 및 UID 감지 전자장치 및 로봇 파지기에 통신가능하게 커플링되는 하나 이상의 프로세서(대체적으로, 여기에서는 편의상 "프로세서"로 지칭됨)를 갖는다. 프로세서는 로봇 파지기가 UID로부터 사용자 입력에 의해 제어되는 원격작동 모드에 연결 또는 재연결하는 것이 허용가능할 때를 결정하는 프로세스를 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 프로세서는 먼저, 수술 로봇 시스템이 비-원격작동 모드(예컨대, 일시정지 또는 "클러치" 모드, 연결해제 모드, 또는 수술 세션의 시작 시 원격작동이 개시되기를 기다리는 것)에 있는 것으로 결정할 수 있다. 프로세서는 (여기서는 사용자 입력으로서 또한 지칭되는) UID를 통해 검출된 사용자 액션들의 시퀀스를 수신한다. 프로세서는, UID(그의 파지기 부분)가 i) 로봇 파지기의 조오 각도(로봇 파지기의 2개의 조오들 사이의 각도), 또는 ii) 로봇 파지기의 2개의 조오들에 의해 영향을 받는 그립력(grip force)과 매칭할 때를, 수신된 사용자 입력에 기초하여 결정한다. 프로세서는 UID가 로봇 파지기의 조오 각도 또는 그립력과 매칭한다는 결정에 응답하여, 수술 로봇 시스템을 원격작동 모드로 전환시킨다.
다른 실시예에서, 수술 로봇 시스템은 하기와 같이 원격작동에 재연결하는 방법을 수행한다. 먼저, 시스템의 프로세서는 수술 로봇 시스템이, 원격작동 동안, 연결해제 모드로 전환한 것으로 결정하고, 이에 응답하여, 다수의 상태를 갖는 유한 상태 머신을 실행시키기 시작한다. 상태 머신을 실행시키는 동안, 프로세서는 UID의 파지기 부분의 사용자 손가락 작동들을 포함하는 검출된 사용자 액션들(사용자 입력들)의 시퀀스를 수신한다. 검출된 사용자 입력들의 이러한 시퀀스는 시스템에 의해 해석되어, 상태 머신이 소위 비매칭/매칭 알고리즘의 몇몇 상태들 사이를 전환하게 한다. 상태 머신이 로봇 파지기의 조오 각도 또는 그립력과 매칭하는 UID 사용자 입력에 대응하는 그러한 알고리즘의 상태에 도달하는 경우, 수술 로봇 시스템은 로봇 파지기의 원격작동으로 재연결한다.
상기 개요는 본 발명의 모든 태양의 총망라한 목록을 포함하지 않는다. 본 발명은 상기에 요약된 다양한 태양들뿐만 아니라 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 개시된 그리고 특히 본 출원과 함께 제출된 청구범위에서 지적된 것들의 모든 적합한 조합으로부터 실시될 수 있는 모든 시스템 및 방법을 포함하는 것으로 고려된다. 그러한 조합은 상기의 발명의 내용에서 구체적으로 언급되지 않은 특정 이점을 갖는다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면의 도면들에서 제한으로서가 아니라 예로서 도시되며, 도면에서 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 본 개시 내용에서 본 발명의 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 언급은 반드시 동일한 실시예에 대한 것이 아니며, 이들은 적어도 하나를 의미한다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 간결함을 위해 그리고 도면들의 총 수를 감소시키기 위해, 주어진 도면은 본 발명의 하나 초과의 실시예의 특징부를 예시하기 위해 사용될 수 있고, 도면의 모든 요소들이 주어진 실시예에 대해 요구되지는 않을 수 있다.
도 1은 작동 영역에서의 예시적인 수술 로봇 시스템의 도면이다.
도 2a는 사용자 입력 디바이스(UID)의 예를 예시한다.
도 2b는 수술 로봇 아암에 부착된 수술 로봇 파지기의 예를 예시한다.
도 3은 UID, 수술 로봇 아암, 수술 로봇 파지기, 및 수술 로봇 파지기에 매칭된 UID로 원격작동을 구현하기 위한 제어 컴퓨터 시스템을 갖는 수술 로봇 시스템의 블록도이다.
도 4a는 2개의 상이한 도구에 대한, UID 값(사용자 입력)으로부터 수술 로봇 파지기 각도 및 힘으로의 예시적인 맵핑의 그래프이다.
도 4b는 2개의 상이한 도구에 대한, UID 값으로부터 수술 로봇 파지기 각도 및 힘으로의 다른 예시적인 맵핑의 그래프이다.
도 5a는 일 실시예에서, UID를 수술 로봇 파지기에 매칭시키기 위한 상태 다이어그램이다.
도 5b는 추가 실시예에서, UID를 수술 로봇 파지기에 매칭시키기 위한 추가 상태 다이어그램이다.
도 6a는 수술 로봇 시스템의 원격작동에 연결하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6b는 수술 로봇 시스템의 원격작동에 연결하는 다른 방법의 흐름도이다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들이 설명된다. 실시예에 기술된 부분들의 형상, 상대 위치 및 다른 태양이 명확히 한정되지 않을 때마다, 본 발명의 범주는 단지 예시의 목적을 위한 것으로 의도된 도시된 부분으로만 제한되지 않는다. 또한, 많은 상세사항들이 제시되고 있지만, 본 발명의 일부 실시예들은 이들 상세사항들 없이 실시될 수 있는 것으로 이해된다. 다른 경우에, 공지된 회로, 구조, 및 기법은 본 설명의 이해를 모호하게 하지 않도록 상세히 도시되지 않았다.
본 명세서에 기술된 수술 로봇 시스템 및 알고리즘은, 수술 로봇 파지기의 조오 각도 및/또는 그립력의 관점에서, 인터페이스 디바이스(UID)가 수술 로봇 파지기와 매칭하지 않는 한 원격작동이 연결되지 않는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 연결해제(비활성) 모드로부터 원격작동이 재연결되고 있는 경우, UID와 로봇 파지기 사이의 미스매칭(mismatch)(또는 "비매칭(unmatch)")이 매칭 전에 (손가락 작동식 UID 파지기 상에서의 사용자 액션을 통해) 먼저 의도적으로 형성되어야 한다. 대조적으로, 일시정지 모드(사용자가 UID에서 일시정지 또는 클러치 버튼을 작동시키는 것에 또는 사용자가 다른 형태의 일시정지 또는 클러치 명령을 개시하는 것에 응답하여 제어 시스템이 로봇 파지기를 동결시킨 클러치 모드로 또한 지칭됨)로부터 원격작동에 재연결하고자 하는 경우, 알고리즘은 초기 비매칭을 탐색할 필요가 없고, 대신 UID 사용자 입력이 수술 로봇 파지기의 유지된 조오 각도 및/또는 그립력과 매칭하는 것을 검출할 때 원격작동의 재연결을 허용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이는 작동 영역에서의 예시적인 수술 로봇 시스템(1)의 도면이다. 로봇 시스템(1)은 사용자 콘솔(2), 제어 타워(3), 및 수술 로봇 플랫폼(5), 예컨대 테이블, 베드(bed) 등에 있는 하나 이상의 수술 로봇 아암(4)을 포함한다. 시스템(1)은 환자(6)에 대해 수술을 수행하는 데 사용되는 임의의 수의 디바이스, 도구, 또는 액세서리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(1)은 수술을 수행하기 위해 사용되는 하나 이상의 수술 도구(7)를 포함할 수 있다. 수술 도구(7)는 외과 시술을 실행하기 위해 수술 아암(4)의 원위 단부에 부착되는 엔드 이펙터일 수 있다.
각각의 수술 도구(7)는, 수술 동안, 수동으로, 로봇으로, 또는 둘 모두로 조작될 수 있다. 예를 들어, 수술 도구(7)는 환자(6)의 내부 해부학적 구조에 진입하거나, 그를 관찰하거나, 그를 조작하는 데 사용되는 도구일 수 있다. 일 실시예에서, 수술 도구(7)는 환자의 조직을 파지할 수 있는 파지기이다. 수술 도구(7)는 베드측 조작자(8)에 의해 수동으로 제어될 수 있거나; 수술 도구가 부착되는 수술 로봇 아암(4)의 작동된 이동을 통해, 수술 도구는 로봇으로 제어될 수 있다. 로봇 아암(4)이 테이블 장착형 시스템으로서 도시되어 있지만, 다른 구성에서, 로봇 아암(4)은 카트, 천장 또는 측벽에, 또는 다른 적합한 구조적 지지부에 장착될 수 있다.
대체적으로, 외과의와 같은 원격 조작자(9)가 사용자 콘솔(2)을 사용하여 아암(4) 및/또는 부착된 수술 도구(7)를 원격으로 조작할 수 있다(예컨대, 원격작동). 사용자 콘솔(2)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(1)의 나머지와 동일한 수술실에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 환경에서, 사용자 콘솔(2)은 인접한 또는 부근의 방에 위치될 수 있거나, 이는 원격 위치에, 예컨대, 상이한 건물, 도시, 또는 국가에 있을 수 있다. 사용자 콘솔(2)은 좌석(10), 발로 작동되는 제어부(13), 하나 이상의 핸드헬드 사용자 입력 디바이스(UID)(14), 및 예를 들어, 환자(6) 안의 수술 부위의 뷰를 디스플레이하도록 구성된 적어도 하나의 사용자 디스플레이(15)를 포함할 수 있다. 예시적인 사용자 콘솔(2)에서, 원격 조작자(9)는, 아암(4) 및 (아암(4)의 원위 단부에 장착된) 수술 도구(7)를 원격으로 제어하기 위해 발로 작동되는 제어부(13) 및 핸드헬드 UID(14)를 조작하면서 좌석(10)에 앉아 사용자 디스플레이(15)를 관찰하고 있다.
일부 실시예에서, UID(14)는 수술 로봇 시스템의 다른 구성요소에 대해 접지(ground)되지 않은 휴대용 핸드헬드 사용자 입력 디바이스 또는 제어기일 수 있다. 예를 들어, UID(14)는 사용자 콘솔(2)로부터 테더링되는(tethered) 동안이든 테더링되지 않은 동안이든 접지되지 않을 수 있다. 용어 "접지되지 않은"은, 예를 들어, 하나 이상의 UID가 사용자 콘솔(2)에 대해 기계적으로도 동역학적으로도 구속되지 않는 구현예를 지칭하고자 하는 것이다. 예를 들어, 사용자는 UID(14)를 손으로 잡을 수 있고, 예를 들어 사용자 콘솔의 추적 메커니즘에 의해 제한되기만 하는 공간 내에서 임의의 가능한 위치 및 배향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 대조적으로, 접지된 UID는 그의 위치/배향/그립핑을 유지할 수 있다.
일부 변형예에서, 베드측 조작자(8)는 또한, 베드측 조작자(8)(사용자)가 이제 환자(6)의 옆에 있고, 예컨대, 핸드헬드 UID(14)가 한 손으로 보유된 상태에서, 로봇-구동식 도구(아암(4)에 부착된 바와 같은 엔드 이펙터) 및 수동 복강경 도구를 동시에 조작하는 "베드 위(over the bed)" 모드에서 시스템(1)을 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 베드측 조작자의 왼손으로 로봇 구성요소를 제어하도록 핸드헬드 UID를 조작하고 있을 수 있는 한편, 베드측 조작자의 오른손으로는 수동 복강경 도구를 조작하고 있을 수 있다. 따라서, 이러한 변형예에서, 베드측 조작자(8)는 환자(6)에 대해 로봇-보조 최소 침습 수술 및 수동 복강경 수술 둘 모두를 수행할 수 있다.
예시적인 시술(수술) 동안, 환자(6)는 마취를 달성하기 위해 멸균 방식으로 수술 준비되고 드레이핑(draping)된다. 수술 부위에 대한 초기 접근은 로봇 시스템(1)의 아암이 (수술 부위에 대한 접근을 용이하게 하기 위해) 격납된 구성(stowed configuration) 또는 인출된 구성(withdrawn configuration)에 있는 동안 수동으로 수행될 수 있다. 일단 접근이 완료되면, 아암(4)을 포함한 로봇 시스템(1)의 초기 위치설정 및/또는 준비가 수행될 수 있다. 다음으로, 수술을 수행하기 위해, 다양한 엔드 이펙터 및 가능하다면 이미징 시스템을 조작하도록 발로 작동되는 제어부(13) 및 UID(14)를 활용하여 사용자 콘솔(2)에서 원격 조작자(9)에 의해 수술이 진행된다. 조직을 원위치로 집어넣기, 수동 위치 재설정을 수행하기, 및 로봇 아암들(4) 중 하나 이상에 대한 도구 교체와 같은 작업을 수행할 수 있는 베드측 조작자(8)와 같은, 멸균 가운을 입은 베드측 요원에 의해 시술 베드 또는 테이블에서 수동 보조가 또한 제공될 수 있다. 사용자 콘솔(2)에서 원격 조작자(9)를 보조하기 위해 비-멸균 요원이 또한 존재할 수 있다. 시술 또는 수술이 완료될 때, 시스템(1) 및 사용자 콘솔(2)은 세정 또는 멸균, 및 사용자 콘솔(2)을 통한 건강관리 기록 입력 또는 프린트출력과 같은 수술후 절차를 용이하게 하는 상태로 구성되거나 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 원격 조작자(9)는 로봇 시스템(1) 내에서 로봇 아암 액추에이터(17)를 이동시키라는 입력 명령을 제공하기 위해 UID(14)를 유지 및 이동시킨다. UID(14)는, 예컨대, 콘솔 컴퓨터 시스템(16)을 통해, 로봇 시스템(1)의 나머지에 통신가능하게 커플링될 수 있다. UID(14)는 UID(14)의 이동, 예컨대 UID의 핸드헬드 하우징의 위치 및 배향에 대응하는 공간 상태 신호를 생성할 수 있고, 공간 상태 신호는 로봇 아암 액추에이터(17)의 모션을 제어하기 위한 입력 신호일 수 있다. 로봇 시스템(1)은 공간 상태 신호로부터 유도된 제어 신호를 사용하여, 액추에이터(17)의 비례 모션을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 콘솔 컴퓨터 시스템(16)의 콘솔 프로세서는 공간 상태 신호를 수신하고 대응하는 제어 신호를 생성한다. 아암(4)의 세그먼트 또는 링크를 이동시키기 위해 액추에이터(17)에 어떻게 에너지공급되는지를 제어하는 이러한 제어 신호에 기초하여, 아암에 부착된 대응하는 수술 도구의 이동은 UID(14)의 이동을 모방할 수 있다. 유사하게, 원격 조작자(9)와 UID(14) 사이의 상호작용은, 예를 들어 수술 도구(7)의 파지기의 조오가 폐쇄되어 환자(6)의 조직을 그립핑하게 하는 그립 제어 신호를 생성할 수 있다.
수술 로봇 시스템(1)은 몇몇 UID(14)를 포함할 수 있는데, 여기서 각각의 제어 신호는 액추에이터 및 각각의 아암(4)의 수술 도구(엔드 이펙터)를 제어하는 각각의 UID에 대해 생성된다. 예를 들어, 원격 조작자(9)는 좌측 로봇 아암에 있는 액추에이터(17)의 모션을 제어하기 위해 제1 UID(14)를 이동시킬 수 있는데, 액추에이터는 그 아암(4) 내에서 링크, 기어 등을 이동시킴으로써 그에 응답한다. 유사하게, 원격 조작자(9)에 의한 제2 UID(14)의 이동은 다른 액추에이터(17)의 모션을 제어하고, 이는 이어서 로봇 시스템(1)의 다른 링크, 기어 등을 이동시킨다. 로봇 시스템(1)은 환자의 우측에서 베드 또는 테이블에 고정된 우측 아암(4), 및 환자의 좌측에 있는 좌측 아암(4)을 포함할 수 있다. 액추에이터(17)는 아암(4)의 조인트의 회전을 구동하도록 제어되는 하나 이상의 모터를 포함하여, 예를 들어 그 아암에 부착된 수술 도구(7)의 파지기 또는 내시경의 배향을, 환자에 대해, 변경할 수 있다. 동일한 아암(4) 내의 몇몇 액추에이터(17)의 모션은 특정 UID(14)로부터 생성된 공간 상태 신호에 의해 제어될 수 있다. UID(14)는 또한 각각의 수술 도구 파지기의 모션을 제어할 수 있다. 예를 들어, 각각의 UID(14)는 환자(6) 내부의 조직을 그립핑하기 위해 수술 도구(7)의 원위 단부에서 파지기의 조오들을 개방하거나 폐쇄하는 액추에이터, 예컨대 선형 액추에이터의 모션을 제어하기 위해 각각의 그립 신호를 생성할 수 있다.
일부 태양에서, 플랫폼(5)과 사용자 콘솔(2) 사이의 통신은 제어 타워(3)를 통할 수 있고, 이는 사용자 콘솔(2)로부터 (그리고 더 구체적으로 콘솔 컴퓨터 시스템(16)으로부터) 수신된 사용자 명령을 로봇 플랫폼(5) 상의 아암(4)으로 전송되는 로봇 제어 명령으로 변환시킬 수 있다. 제어 타워(3)는 또한 플랫폼(5)으로부터 다시 사용자 콘솔(2)로 상태 및 피드백을 전송할 수 있다. 로봇 플랫폼(5)과 사용자 콘솔(2)과 제어 타워(3) 사이의 통신 접속은, 다양한 데이터 통신 프로토콜 중 임의의 것을 사용하여, 유선 및/또는 무선 링크를 통해 이루어질 수 있다. 선택적으로 임의의 유선 접속부가 수술실의 바닥 및/또는 벽 또는 천장에 내장될 수 있다. 로봇 시스템(1)은 수술실 내의 디스플레이뿐만 아니라 인터넷 또는 다른 네트워크를 통해 액세스가능한 원격 디스플레이를 포함한 하나 이상의 디스플레이에 비디오 출력을 제공할 수 있다. 비디오 출력 또는 피드는 또한 프라이버시를 보장하기 위해 암호화될 수 있고, 비디오 출력의 전부 또는 부분들이 서버 또는 전자 건강관리 기록 시스템에 저장될 수 있다.
수술 로봇 시스템(1)에서 해결하고자 하는 한 가지 문제는, 조직 손상으로 이어질 수 있는 수술 도구의 의도하지 않은 이동을 야기하지 않고서, 안전하게 어떻게 또는 언제 원격작동에 연결하거나 원격작동을 재개하는(즉, 원격작동에 재연결하는)지이다. 본 명세서에 기술된 해결책 없이는, 특히 원격작동이 몇몇 이유로 중단되었을 때(시스템이 연결해제 모드로 진입했을 때), 원격작동에 재연결하는 것은 수술 로봇 파지기가 갑자기 개방되거나, 갑자기 폐쇄되거나, 조직을 너무 강하게 클램핑하거나, 이전에 파지된 조직을 해제시키는 등을 야기할 수 있는 위험이 있다.
본 시스템은 사용자 인터페이스 디바이스(UID)로부터의 사용자 입력이 수술 로봇 파지기의 파지기 각도 또는 파지기 힘과 매칭할 때를 판단하며, 이 시점에 로봇 파지기의 원격작동이 연결될 수 있다. UID는 수술 도구와 동일한 위치, 배향 및 파지기 각도 또는 힘을 유지하는 데 기계적으로 구속되지 않는다. 따라서, 수행될 때, 시스템이 원격작동에 연결하거나 원격작동을 재개하기 (즉, 원격작동에 재연결하기) 전에 (각도 및 힘에 대해) UID의 파지기 부분이 수술 도구 파지기와 매칭하고 있을 (즉, UID와 수술 로봇 파지기가 서로 일치하는 허용가능 임계치 내에 있을) 때를 검출하는 알고리즘이 설명된다. 이러한 알고리즘은, 사용자에 의해 해제될 때 위치 또는 배향을 유지하지 않는 접지되지 않은 UID에 특히 유용할 수 있다. 이와 관련하여, 매칭되는 2개의 디바이스들은 2개의 디바이스들의 위치들 및 배향들 또는 다른 관련 값들이 서로 일치하는 임계치 내에 있다는 것을 의미한다. 매칭시키는 프로세스는 2개의 디바이스들의 위치들 및 배향들 또는 다른 관련 값들을 서로 일치하는 임계치 내로 가져오는 프로세스를 의미한다. UID의 파지기 부분으로부터의 사용자 입력이 수술 로봇 파지기에 대한 각도 및 그립력으로 변환된다. 일 실시예의 시스템은 먼저 UID와 로봇 파지기가 아직 매칭하지 않는 경우를 탐색한다(예컨대, 시스템은 UID로부터의 사용자 입력이 로봇 파지기의 현재 각도 및/또는 힘과 일치하는 임계치 밖에 있을 정도로 충분히 변경될 때까지 기다린다). 그 후 언젠가, UID의 사용자의 손가락 조작은 사용자 입력이 수술 파지기의 현재 정지된 각도 및/또는 힘과 매칭하는 결과를 가져온다. 이러한 매칭의 검출 시, 시스템은 사용자에게 경고로 그리고 수술 로봇 파지기의 원격작동에 연결하는 것으로 응답할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자는 UID를, UID 개방 임계치를 넘어서, 개방하거나 또는 UID가 개방 위치 또는 배향에서 시작할 것으로 예상된다. 예를 들어, 사용자는 UID의 그립 크랭크(crank)를 UID 개방 임계치보다 큰 각도로 설정할 수 있다. 이어서, 사용자는 UID를 폐쇄한다. 예를 들어, 사용자는 UID 폐쇄 임계치를 넘어서 UID를 폐쇄할 수 있다. 이러한 시간 동안, 알고리즘은 UID의 파지기 부분의 개방으로부터 폐쇄로의 변화를 반영하는 사용자 입력을 모니터링하고 있다. UID의 파지기 부분을 폐쇄한 후, 사용자는, 알고리즘이 사용자 입력을 여전히 모니터링하고 있는 동안, 사용자 입력이 수술 파지기와 매칭하는 것으로 - 이에 응답하여 원격작동이 연결됨 - 알고리즘이 결정할 때까지, 파지기 부분을 개방한다. 원격작동에 연결하기 전에 UID를 도구 파지기와 매칭하는 것은 수술 도구 및 조직에 대한 손상을 방지하는 데 도움을 준다. UID를 먼저 개방하고 폐쇄하는 것에 의한, 수술 로봇 파지기에 대한 UID의 미스매칭 및 그 다음의 그에 대한 매칭을 요구하는 것은 추측 작업을 제거하고, 따라서, (로봇 파지기의 원격작동이 디스에이블되는) 연결해제 모드로부터 원격작동 인에이블 모드(도 5a 참조)로의 안전한 전환을 보장하는 것을 돕는다.
도 2a는 UID(14) - 도 1 참조 - 의 일부일 수 있는 UID 파지기 부분(UID 파지기(22))의 예를 도시한다. UID 파지기(22)는 하나 이상의 이동가능 그립 크랭크(23) 및
그립 크랭크(23)의 위치를 감지할 수 있는 연관된 전자 회로(도시되지 않음)를 갖는다. UID(14)의 일부로서 UID 파지기(22)는 개방 구성으로 사용자의 손에 보유되어 있으며, 이때 그의 그립 크랭크(23)는 도시된 바와 같이 완전 개방 위치에 있다. UID 파지기(22)는 사용자의 손가락이 손가락 압착 액션에 의해 그의 위치 범위(그립 크랭크(23)와 축(25) 사이의 각도(26))에 걸쳐 그립 크랭크(23)를 조작하는 것을 가능하게 하도록 설계되는데, 이러한 위치는 연관된 전자 회로부에 의해 감지되고, 이어서 제어기(39)(도 3 참조)에 의해 수술 도구(7)의 파지기의 조오를 작동시키기 위한 대응하는 위치(각도) 명령으로 변환된다. 사용자의 손은 UID 파지기(22)를 다양한 방식으로 조작할 수 있다. 추가로, 그립 크랭크(23)는, 각도(26)를 감소시키기(즉, UID(14)를 "폐쇄"하기) 위해, 사용자의 손이 그립 크랭크(23)를 축(25)을 향하여 내향으로 핀칭하거나 압착할 때 사용자 또는 외과의에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 따라서, 그러한 UID(14)는 수술 로봇 도구를 제어하기 위한 이동의 향상된 기민성 및 정밀도를 제공한다. 예를 들어 UID 파지기(22)가 도 2a에 도시된 형태와는 상이한 것을 포함하는 다른 UID가 수술 로봇 시스템의 추가 실시예에서 사용될 수 있다.
도 2b는 수술 로봇 아암(4)에 부착된 수술 로봇 파지기(30)의 예를 예시한다. 조오 2 및 조오 1로 라벨링된 2개의 조오들(31, 32)이 센서(37)에 의해 감지되는 2개의 조오들(31, 32) 사이의 각도(33)를 통해 액추에이터(35)에 의해 이동된다. 수술 로봇 시스템에서, 조오들(31, 32)은 조직을 파지하기 위해 사용되고, 각도(33)는 센서(37)에 의한 측정에 기초하여 액추에이터(35)를 구동시킴으로써 제어된다. 센서(37)는 또한 조오들(31, 32)에 의해 인가되는 그립의 힘을 측정한다. 다른 수술 로봇 파지기 또는 엔드 이펙터 및 도구가 수술 로봇 시스템의 추가 실시예에 사용될 수 있다.
도 3은 (UID 파지기(22)를 갖는) UID(14), 수술 로봇 아암(4), 수술 로봇 파지기(30), 및 수술 로봇 파지기에 매칭된 UID로 원격작동을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템을 포함하는 수술 로봇 시스템의 블록도이다. 컴퓨터 시스템은 (메모리에 저장된) 소프트웨어를 실행시키는 하나 이상의 프로세서(프로세서(42))를 갖는다. 이들은 상태 머신(45)을 포함하는 매칭/비매칭 제어기(39)를 포함한다. 더욱이, 원격작동 제어기(43)가 UID(14)로부터의 사용자 입력에 따라 수술 로봇 아암(4) 및 수술 로봇 파지기(30)의 원격작동을 제어한다. 원격작동 제어기(43)는 (병진, 회전 및 파지를 포함한) UID(14)의 센서 측정치들을 수술 로봇 아암(4) 및 수술 로봇 파지기(30)의 원격작동을 위한 입력 명령으로 변환하거나 전환시키는 입력 명령 생성기(47)를 갖는다. 도 3에 도시된 컴퓨터 시스템은 제어 타워(3) - 도 1 참조 - 의 일부로서 구현될 수 있다.
일부 구현예에서, UID 파지기(22)는 그립 링크 또는 변형가능 표면, 및 (그립 링크 또는 변형가능 표면의 압착과 같은 사용자 액션에 따라) 로봇 파지기(30)의 조오 각도 및 그립력을 제어하는 사용자 입력으로서 파지 신호를 생성하는 사용자 콘솔(2)의 일부로서 하나 이상의 센서를 포함한다. 이러한 파지 신호는 검출된 사용자 액션의 예이다. 예를 들어, 파지 신호는 그립 링크 또는 변형가능 표면의 사용자의 손가락 작동에 의해 야기되는 각도(26)(또는 UID 표면의 변형 정도)의 센서 측정을 포함할 수 있다. 파지 신호는 제어 컴퓨터 시스템에 입력되어 제어 명령을 생성하는데, 이는 로봇 파지기의 2개의 조오들이 소정 조오 각도로 폐쇄/개방되게 그리고/또는 소정 힘에 영향을 미치게 한다. 매칭/비매칭 프로세스의 목적은 사용자가 그립 링크 또는 변형가능 표면을 압착할 때, 센서 측정치(및 그에 따른 파지 신호)가 그 시점에 로봇 파지기의 현재 조오 각도 및 힘에 대응할 것이라는, 즉 그들과 매칭하고 있다는 것이다. 그 결과, 로봇 시스템이, 그 시점에, 원격작동으로 연결/재연결될 때, 로봇 파지는 그것이 어떠한 갑작스런 이동도 없이 연결해제되거나 일시정지되었을 때 그것이 가졌던 것과 동일한 조오 각도 및 그립력을 유지할 것이다.
매칭/비매칭 프로세스는 (소프트웨어로서) 상태 머신(45)을 실행시키는 프로세서(42)에 의해 수행될 수 있다. 상태 머신(45)의 기능들은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 아래에서 더 상세히 논의된다. 더 대체적으로, 상태 머신(45)은 UID 및 수술 로봇 파지기(30)의, 원격작동 모드 및 비매칭된/매칭된 상태의 추적을 계속한다. 그것은, UID로부터의 사용자 입력이 수술 로봇 파지기의 각도 및/또는 힘과 매칭하는 경우(또는 그에 응답하여) 매칭된 상태의 표시(51)를 출력한다. 이러한 표시(51)는 톤(tone), 사운드 또는 스피치와 같은 오디오 메시지, 조명 켜기 또는 플래시 켜기, 사용자 콘솔(2)의 디스플레이(15) 상에 디스플레이하는 텍스트 또는 그래픽 메시지와 같은 시각적 경고, 예를 들어 UID(14), 사용자 콘솔(2) 내의 아암레스트(armrest) 또는 시트 진동기의 진동과 같은 촉각적 경고, 또는 사용자 콘솔(2)에서의 사용자에 대한 다른 통지의 형태로 사용자에게 제시될 수 있다. 또는, 표시(51)는, 다양한 실시예에서, 추가 통지와 함께 또는 추가 통지 없이, 원격작동의 연결을 트리거할 수 있다.
도 4a는 UID 사용자 입력 값으로부터 수술 로봇 파지기 제어 명령으로 변환하기 위한 그래프인데, 수술 로봇 파지기 제어 명령은 수술 로봇 파지기 각도 및/또는 힘을 명시하는 값이다. 2개의 상이한 도구에 대한 그래프가 그래프(52, 53)로 도시되어 있다. (예컨대, 개방된, 폐쇄된, 로봇 파지기에 매칭된, 로봇 파지기에 매칭되지 않은) UID 상태는 UID 값의 분석 및 감지된 수술 로봇 파지기 각도 및 힘의 분석으로부터 유도될 수 있다. 원격작동 동안, UID는 (작업 시 제어 시스템으로 인해) 수술 로봇 파지기와 연속적으로 매칭하는 것으로 추정되며, 이는 임의의 주어진 순간에 측정된 쌍(UID 값, 로봇 파지기 값)이 (그러한 특정 도구에 대한) 그래프(52) 주위의 임계 밴드 상에 또는 내에 있는 포인트를 한정한다는 것을 의미한다. 그러나, 측정된 쌍이 그래프(52) 주위의 임계 밴드 내에 있지 않은 포인트를 한정하는 경우, UID 및 로봇 파지기는 비매칭된 것이라 한다. 비매칭은 비-원격작동 모드 동안에만 일어나야 한다.
그래프(52)는 x-축의 UID 값(각도)과 y-축의 수술 로봇 파지기의 각도 사이의 선형 관계를 설명한다. 그래프(52)는 UID의 최소 내지 최대 각도 및 수술 로봇 파지기의 최소 내지 최대 각도의 범위에 걸쳐 파지기 각도 제어로부터 파지기 힘 제어를 통하여 연장된다. 대체적으로, 도시된 바와 같이, x-축(UID 변수)의 일부분이 파지기 각도로 변환되고, UID 변수의 다른 부분은 파지기 힘으로 변환된다. UID는 UID 값이 gu,open 이하이고 그에 따라 gu,min의 보호 밴드 임계치 내에 있는 경우에 개방된 것으로 간주된다. 범위의 반대쪽 단부에서, UID는 UID 값이 gu,closed 이상이고 그에 따라 gu,max의 보호 밴드 임계치 내에 있는 경우에 폐쇄된 것으로 간주된다. 다른 도구에 대한 (파선으로 된) 다른 그래프(53)는 UID의 각도와 수술 로봇 파지기의 각도 사이의 유사하지만, 수술 로봇 파지기의 최소 내지 최대 각도의 상이한 범위를 통해 시프트된 선형 관계를 도시한다. 다양한 도구에 대한 각도 및 힘 사이의 곡선형 또는 세그먼트형 관계를 갖는 것들을 포함한 다른 그래프가 본 명세서의 교시에 따라 용이하게 개발되고 이해된다.
도 4b는 추가 실시예에서 2개의 상이한 도구에 대한, UID 값으로부터 수술 로봇 파지기 각도 및 힘으로 맵핑하기 위한 그래프이다. 하나의 도구에 대한 (실선으로 된) 하나의 그래프(55)는 파지기 각도 제어를 위한 수술 로봇 파지기의 각도와 UID의 값(이 경우에, 각도의 측정치) 사이의 선형 관계를 나타내는데, 이는 파지기 힘 제어를 위해 상이한 기울기로 전환한다. 다른 도구에 대한 (파선으로 된) 다른 그래프(56)는 파지기 힘 제어를 통한 파지기 각도 제어로부터의 기울기의 변화 없이 연장되는, UID의 값(각도)과 수술 로봇 파지기의 각도 사이의 선형 관계를 나타낸다. 그래프들(55, 56) 둘 모두는 UID의 동일한 각도(예컨대, 제로(0))에서 파지기 각도 제어로부터 파지기 힘 제어로 전환한다. 다양한 도구에 대한 각도와 힘 사이의 다른 전환점, 다른 기울기, 및 다른 관계를 보여주는 것을 포함한 다른 그래프가 용이하게 개발되고 이해된다.
비매칭/매칭 알고리즘은, 연결해제 (비활성) 모드로부터 원격작동에 연결하기 전에, UID를 로봇 파지기에 매칭시키지 않고 이후에 매칭시키기 위해, UID가 일련의 상태들을 통해 전환할 것을 요구하는 상태 머신으로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, (연결해제 모드 또는 비활성 모드보다는 오히려) 일시정지 모드로부터 원격작동에 연결할 때, 알고리즘은 특정 비매칭 조건의 검출을 요구하지 않고, 그 대신, 매칭 조건을 직접 탐색하는데; 다시 말하면, UID 및 로봇 파지기가 먼저 비매칭된다는 결정이 그러한 경우에는 필요하지 않다.
로봇 파지기는 개방 각도 및 파지력에 의해 표현되며, 이는
Figure pct00001
로 표시될 것이다.
Figure pct00002
로 표시되는 UID 값은 수치 값의 범위를 사용하여 표현된다. 원격작동 동안, UID 입력은, 예를 들어 도 4a 및 도 4b에 도시된 그래프 및 그의 변형예에 따라, 로봇 파지기에 대한 개방 각도 및 파지력(제어 명령)으로 변환된다. UID 값을 로봇 파지기 값으로 변환하는 함수는
Figure pct00003
로 표현될 것이다. UID 파지기 값에 대한 수치 하한 및 상한은 각각
Figure pct00004
및
Figure pct00005
에 의해 주어진다. 하한
Figure pct00006
은 UID가 완전히 개방된 위치에 대응하고, 상한
Figure pct00007
는 UID가 완전히 폐쇄된 위치에 대응한다. 로봇 파지기 각도에 대해, 그의 하한 및 상한은 각각
Figure pct00008
및
Figure pct00009
에 의해 주어진다. 로봇 파지기 힘은
Figure pct00010
에 의해 경계가 지어진다. 함수 f는 완전히 개방된 UID를 로봇 파지기 최대 개방 각도 및 0의 힘으로 변환한다. 완전히 폐쇄된 UID는, 파지되어 있는 조직의 폭에 따라, 로봇 파지기가 로봇 파지기 개방 각도의 범위에 걸쳐 일어날 수 있는 최대 힘을 인가하는 것으로 변환된다.
비매칭/매칭 알고리즘에 의해 본 UID 값과 비교되는 로봇 파지기 값은 역 맵핑
Figure pct00011
을 사용하여 계산될 수 있다. 역 함수는 현재 로봇 파지기 각도 및 힘을 UID 유닛으로 변환하여, UID 및 로봇 파지기 값들이 비매칭/매칭 알고리즘에 의해 일관된 유닛으로 비교될 수 있다. 역 변환은 하기 식으로 표현된다:
Figure pct00012
파라미터
Figure pct00013
는 음의 값 파라미터이고, 양
Figure pct00014
는 힘을 음의 각도로 변환시켜 그리퍼 각도 및 힘 둘 모두를 UID의 유닛으로 변환시킨다. 변수
Figure pct00015
는 UID 유닛과 로봇 파지기 각도 사이의 스케일링(scaling)이다. 파라미터
Figure pct00016
은 측정된 그리퍼 힘을 추정하는 정확도에 기초하여 설정될 수 있다.
상기 변환은 최소 그리퍼 각도가 0보다 큰 것을 허용하는 것에 유의하여야 한다. 대부분의 경우에, 최소 그리퍼 각도가 0인 것을 고려하면, 이 경우에 대해 식은 아래와 같이 단순화될 수 있다.
Figure pct00017
비매칭/매칭 알고리즘은 주어진 UID 및 로봇 파지기 특성에 따라 조정될 수 있는 3개의 파라미터를 사용할 수 있다.
Figure pct00018
Figure pct00019
을 그리퍼 개방 임계치로서 정의하고,
Figure pct00020
를 그리퍼 폐쇄 임계치로서 정의한다. 매칭 임계치는
Figure pct00021
로 표시된다. UID와 로봇 파지기는
Figure pct00022
인 경우에 "매칭하는" 것으로 간주된다.
비매칭/매칭 알고리즘은 하기의 4개의 상태들로 이루어질 수 있다:
Figure pct00023
알고리즘 상태 머신 로직은 도 5a 및 도 5b의 다이어그램에 도시되어 있다. 도 5a는 일 실시예에서, 다양한 원격작동 모드, 및 UID를 수술 로봇 파지기에 매칭시키기 위한 알고리즘의 다이어그램이다. UID가 원격작동 동안 수술 로봇 파지기에 매칭된 상태에서, 도 4a 및 도 4b가 수술 로봇 파지기 각도 및 힘에 대한 일정 범위의 UID 값(이 경우에, 각도)의 대응을 보여주는 한편, 도 5a에서, 좌측 칼럼은 {DISENGAGED(57), PAUSED(59), ENGAGED(60)}의 원격작동 모드를 나타낸다. 도 5a의 우측 컬럼은 비매칭/매칭 알고리즘의 상태 {UNMATCHING_OPEN(61), UNMATCHING_CLOSE(62), MATCHING(65), MATCHED(67)}를 나타낸다. 화살표는 상태와 모드 사이의 허용가능한 전환을 나타낸다. 도 5a는 원격작동 모드가 여기서 제안된 비매칭/매칭 알고리즘의 일부가 아니기 때문에 원격작동 모드들 사이를 전환하기 위해 필요할 수 있는 다른 작동의 상세사항을 도시하지 않는다는 것에 유의하여야 한다. DISENGAGED(57)의 원격작동 모드는 비매칭/매칭 알고리즘을 UNMATCHING_OPEN(61)(시스템은 UID가 개방되기를 기다리고 있음)의 상태로 지향시킨다. 사용자가 UID 파지기(22)를 개방하는 것에 응답하여, 알고리즘은 UNMATCHING_CLOSE(62)(시스템은 UID가 폐쇄되기를 기다리고 있음)의 상태로 전환한다. 이어서, 사용자는 UID 파지기(22)를 폐쇄하고, 알고리즘은 그것을 검출하고, MATCHING(65)(시스템은 UID가 수술 로봇 파지기와 매칭하기를 기다리고 있음)으로 전환함으로써 그것에 응답한다. 이어서, 사용자는 알고리즘이 UID 값(사용자 입력)이 로봇 파지기 각도 및/또는 힘과 일치하는 것을 검출할 때까지 UID 파지기(22)를 개방하고, MATCHING(65)으로부터 MATCHED(67)(시스템은 UID와 수술 로봇 파지기가 매칭하는 것으로 결정하였음)로 전환함으로써 응답한다. MATCHED(67) 상태가 달성될 때, 원격작동 모드는 ENGAGED(60)가 된다. 즉, UID(14)에 의한 수술 로봇 파지기(30)의 원격작동은, UID가 MATCHED(67) 상태에 의해 나타난 바와 같이 수술 로봇 파지기와 매칭하고 있는 것으로 결정하는 것에 응답하여, 연결된다.
도 5b는 추가 실시예에서, UID를 수술 로봇 파지기에 매칭시키기 위한 추가 상태 다이어그램이다. 원격작동이 연결되는 동안, 사용자, 예를 들어 외과의는, 예를 들어 휴식을 취하기, 환자 또는 수술 진행을 관찰하기, 추가의 수술 계획이나 지시를 받기, 다른 수술 요원과 협의하기, 등을 위해 수술 로봇 시스템을 일시정지(또는 클러치)할 필요가 있을 수 있다. 수술 로봇 시스템을 일시정지하는 것은 음성 명령, 사용자 인터페이스와의 상호작용, UID 상의 버튼, 또는 다른 제어부 등에 의해 수행될 수 있는데, 이들 중 어느 것이든 다양한 실시예들에서 수술 로봇 시스템을 PAUSED(59) 모드로 배치시킬 수 있다. 사용자가 원격작동을 재개할 준비가 되어 있을 때, UID가 따로 놓여져 있었거나, 이동되었거나, 개방 또는 폐쇄되었거나, 등일 수 있어서, UID가 수술 로봇 파지기의 동결된 위치와 더 이상 매칭하지 않는 것이 사실일 수 있다. 도 5b의 상태 다이어그램은 어떻게 UID가 수술 로봇 파지기에 다시 매칭될 수 있어서 원격작동이 PAUSED(59) 모드로부터 재개될 수 있는지를 도시한다. 2가지 가능성이 상태 다이어그램에서 명확히 고려된다. 하나의 가능성은 시스템이 로봇 파지기 힘 > Fmin(값 71)으로 일시정지되어 있다는, 예컨대, 수술 로봇 파지기(30)가 조직에 대해 클램핑하고 있다는 것이다. 다른 가능성은 시스템이 로봇 파지기 힘 < Fmin(값 73)으로 일시정지되어 있다는, 예컨대, 로봇 파지기가 개방되어 있고 어떠한 것도 클램핑하고 있지 않다는 것이다.
PAUSED(59)의 원격작동 모드는 로봇 파지기 힘의 값에 따라 MATCHING(65)의 비매칭/매칭 알고리즘 상태로부터 MATCHED(67)의 상태로의 전환을 지향한다. 로봇 파지기 힘이 임계치, Fmin보다 큰 동안 시스템이 일시정지되었다면, MATCHING(65)으로부터 MATCHED(67)으로의 전환은 UID 파지기(22)가 (개방된 것으로부터) 폐쇄되는 것에 응답하여 일어날 수 있다. 이는 수술 로봇 파지기 힘이 더 용이하게 유지되도록 하는 것이어서, UID가 수술 로봇 파지기의 각도에 접근하고 그와 매칭함에 따라, 조직에 대해 클램핑한다. 이러한 조건 하에서, 사용자는 UID 파지기(22)를 개방하고, 이어서 UID(14)로부터의 사용자 입력이 수술 로봇 파지기와 매칭할 때까지 UID 파지기(22)를 (예컨대, 점진적으로) 폐쇄할 것으로 예상되는데, 그 때 시스템은 매칭된 것을 나타낼 수 있고 따라서 원격작동을 재개할 수 있다(그 때 UID로부터의 사용자 입력은 수술 로봇 파지기에 맵핑됨).
그러나, 로봇 파지기 힘이 최소 임계치, Fmin 미만이었을 때(예컨대, 본질적으로 0이고, 파지기(30)가 개방되고 어떠한 것도 클램핑하지 않는 경우) 시스템이 일시정지되었다면, MATCHING(65)으로부터 MATCHED(67)로의 전환은 UID 파지기(22)가 (폐쇄된 것으로부터) 개방되고 있을 때 또는 UID 파지기(22)가 (개방된 것으로부터) 폐쇄되고 있을 때 일어날 수 있다. 이는 매칭 임계치가 얼마나 큰가에 따라 그리고 로봇 파지기 변수 및 UID 변수의 값들(예컨대, 각도들)에 따라 좌우된다. 예를 들어, 로봇 파지기가 절반 정도 개방되고 UID 파지기가 완전히 개방되면, 사용자는 (매칭 임계치가 전체 범위의 절반이 아닌 한) 매칭을 위해 UID 파지기를 어느 정도 폐쇄할 것으로 예상된다. 로봇 파지기가 절반 정도 개방되고 UID 파지기가 완전히 폐쇄된 경우, 사용자는 매칭을 위해 UID 파지기를 어느 정도 개방할 것으로 예상된다. MATCHED(67) 상태로의 진입 시, 알고리즘은 ENGAGED(60) 원격작동 모드가 재개될 수 있다는 것을 나타낼 것이다. 이러한 방식으로, 수술 로봇 파지기 힘은, UID가 수술 로봇 파지기에 접근하고 그와 매칭함에 따라, 환자 조직 또는 장비를 손상시킬 수 있게 갑자기 증가할 가능성이 적다.
도 5a를 참조하면, DISENGAGED(57)로부터 ENGAGED(60) 원격작동 모드로 가기 위해, 비매칭/매칭 알고리즘 상태는 UNMATCHING_OPEN(61)으로서 초기화되고, 이어서 {UMMATCHING_CLOSE(62), MATCHING(65), MATCHED(67)}의 후속 시퀀스를 통해 지나간다. UNMATCHING_OPEN(61) 및 UNMATCHING_CLOSE(62) 상태는 UID 파지기가 개방 내지 폐쇄의 전체 범위를 커버할 것을 요구하며, 따라서 UID 파지기(22)와 수술 로봇 파지기(30) 사이의 미스매칭이 초기에 항상 일어나는 것을 확실하게 한다. 이는, 시스템이 연결해제될 때, 수술 로봇 파지기(30)가 UID(14)를 따르도록 제어되고 있지 않고, UID가 수술 로봇 파지기와 매칭한다는 보장이 없기 때문이다. UID 파지기(22)의 최소의 조작조차도, 시스템이 일시정지되거나 연결해제되어 있는 동안, UID와 수술 로봇 파지기 사이에 미스매칭(매칭 없음)을 야기할 것이다. DISENGAGED(57) 모드로부터 원격작동에 재연결하기 위해, 사용자는 UID 파지기(22)를 개방하고(예컨대, 스프링-장착식 메커니즘을 해제하고 그에 따라 자가-개방하고), 이어서 UID 파지기(22)를 폐쇄하고, 이어서, UID(14)로부터의 사용자 입력이 수술 로봇 파지기(30)의 감지된 각도 및/또는 힘과 매칭할 때까지 UID 파지기(22)를 개방할 것으로 예상된다. 이는 사용자 입력들의 초기 값들 및 수술 로봇 파지기(30)의 각도 및 힘의 초기 값들에 관계없이 요구되는 사용자 입력들의 일관된 세트를 제공하여, 최소 훈련을 필요로 하고 추측 작업을 필요로 하지 않는 단순한 사용자 인터페이스를 생성한다.
일단 비매칭이 완료되면, 상태는 MATCHING(65)으로 전환하고, 알고리즘은 MATCHED(67) 상태로 최종적으로 전환하기 전에 UID가 수술 로봇 파지기(30)와 매칭하기를 기다린다. 일단 MATCHED(67) 상태에 있으면, 원격작동 모드 ENGAGED(60)로, 원격작동이 연결될 수 있다. 비매칭을 수행하기 위한 UID 액션은, 매칭이 전형적으로 UID 파지기(22)의 개방 방향(예컨대, 해제)으로 발생하고 그에 따라서 사용자가 높은 파지기 힘을 조직에 의도하지 않게 인가하는 것을 야기할 가능성이 적도록, 개방되고 이어서 폐쇄되게(그리고 그 반대는 아님) 선택될 수 있다. 로봇 파지기가 조직을 단단히 파지하는 동안 큰 힘을 인가하고 있는 경우를 위해, 매칭이 폐쇄 방향(예컨대, 압착)으로 일어나는 것이 허용된다. 이러한 거동이 바람직한 것은 개방 방향으로 수술 로봇 파지기(30)에 UID를 매칭시키는 것이 사용자가 파지된 조직을 의도하지 않게 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.
어떠한 매칭이 폐쇄 방향으로 일어날 수 있는지에 대한, 압력 유닛으로 표현되는, 로봇 파지기 범위는
Figure pct00024
Figure pct00025
로서 알고리즘 파라미터로부터 결정될 수 있다. 파라미터
Figure pct00026
는 센서의 노이즈 특성에 의해 결정될 수 있는 0 초과의 약간 작은 값인데, 이는 폐쇄 임계치
Figure pct00027
가 정확히
Figure pct00028
의 UID 값에서 교차되지 않을 수 있기 때문이다.
시스템이 원격작동으로부터 연결해제되는 경우와 대조적으로, 시스템이 일시정지되는 (그리고 따라서 PAUSED(59) 모드로 진입하는) 경우를 고려한다. 그 점에서, 알고리즘은 UID가 (일시정지 시 제어 시스템에 의해 유지 또는 동결되는 로봇 파지기에 대응하는) 마지막으로 유지된 로봇 파지기 값을 "재매칭"하기를 기다리는데, 이는 PAUSED가 될 때, 로봇 파지기가 그의 마지막 포즈에서 자동으로 유지되기 때문이다. PAUSED(59)로부터 ENGAGED(60) 원격작동 모드로 가기 위해, 알고리즘 상태는 MATCHING(65)으로서 초기화되고 원격작동에 연결되게 하는 MATCHED(67) 상태로 전환하기 위해 UID(22)가 수술 로봇 파지기(30)와 매칭하기를 기다린다(도 5b 참조). 일시정지된 원격작동 모드에서, 사용자가 경계하여 우발적인 연결이 일어나지 않을 것으로 상정된다.
1) 수술 로봇 파지기 값으로부터 UID의 대응하는 유닛으로 변환하기 위한 대안적인 실시예:
수술 로봇 파지기
Figure pct00029
로부터 이전 섹션에서 설명된 UID의 대응하는 유닛
Figure pct00030
으로의 맵핑은 상이한 범위의 UID 값들이 상이한 기구들에 대한 수술 로봇 파지기 각도(33)(도 2b 참조) 및 힘에 맵핑되는 결과를 야기할 수 있다(도 4a 및 도 4b 참조). UID 범위가 수술 로봇 파지기 각도(33)로 변환되게 하고 UID 범위가 수술 로봇 파지기 힘으로 변환되게 하여, 상이한 수술 기구들에 걸쳐 일관되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우, 역 변환
Figure pct00031
은 아래에 주어진 바와 같을 것이다.
Figure pct00032
파라미터
Figure pct00033
는 수술 로봇 파지기가 최소 그리퍼 각도 및 0의 힘에 있는 것에 등가인 UID 압력 값이다.
2) UID 유닛으로 수술 로봇 파지기 값을 추정하기 위한 대안적인 실시예:
수술 로봇 파지기
Figure pct00034
로부터 UID의 대응하는 유닛
Figure pct00035
으로 맵핑하기 위한 2가지 상이한 방법들이 제안되었다. 그러나, 파지기 힘을 정확하게 추정하는 데 어려운 것을 고려하면, 추가의 대안적인 실시예가 사용될 수 있다. 원격작동(ENGAGED(80) 모드) 동안, 수술 로봇 파지기(30)는 변환 함수
Figure pct00036
에 따라 UID
Figure pct00037
를 따르도록 명령을 받는다. 합리적인 추적 성능을 상정하면, 수술 로봇 파지기는 UID
Figure pct00038
로부터 계산되는 명령을 받은 수술 로봇 파지기 변수에 매우 가까울 것이다. 따라서, 대응하는 UID 유닛
Figure pct00039
의 수술 로봇 파지기는 원격작동이 활성일 때마다(즉, ENGAGED(60) 모드에 있을 때마다) UID
Figure pct00040
에 매우 가까울 것이다. 원격작동이 ENGAGED(60)로부터 PAUSED(59) 또는 DISENGAGED(57) 모드로 전환할 때, 원격작동은 비활성이고, 수술 로봇 파지기(30)는 마지막으로 명령을 받은 포즈로 유지될 것이다. 원격작동이 활성일 때(ENGAGED(60) 모드에 있을 때) 수술 로봇 파지기(30)가 포즈를 변경하기만 하는 것을 고려하고 수술 로봇 파지기(30)가 명령을 적절히 추적한다면, (대응하는 UID 유닛의) 수술 로봇 파지기
Figure pct00041
는 원격작동이 활성(ENGAGED(60))일 때마다 UID
Figure pct00042
로 설정될 수 있다. 원격작동이 비활성일 때(DISENGAGED(57) 또는 PAUSED(59)로 변경될 때),
Figure pct00043
는 ENGAGED(60)에서
Figure pct00044
의 마지막 값으로 래칭(latching)될 것이다.
도 6a는 수술 로봇 시스템의 원격작동에 연결하기 위한 방법의 흐름도이며, 이는 실시예에 대해 또는 실시예에 의해 실시될 수 있다.
단계(81)에서, 수술 로봇 시스템은 원격작동 모드에 연결하라는 지시를 검출한다. 예를 들어, 시스템은 i) UID가 사용자에 의해 픽업(pick up)되거나, 그렇지 않으면 시스템의 UID의 도크로부터 제거되는 것, ii) 사용자 시선이 시스템의 사용자 콘솔의 디스플레이 상에 포커싱되는 것, 또는 iii) 페달 액션이 시스템의 발 페달에서 발생하는 것을 검출할 수 있다. 이러한 또는 다른 검출된 액션 또는 이벤트는 시스템에 의해 원격작동에 연결하라는 지시로서 해석된다. 일 실시예에서, 검출된 액션 또는 이벤트는 클러치 해제 프로세스의 일부이며, 이는 시스템을 일시정지해제하기 (원격작동을 재개하기) 위한 사용자의 의도를 보여준다.
단계(83)에서, 시스템은 그가 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정한다. 예를 들어, 시스템은 연결해제 모드에 있을 수 있다. 시스템은 대안적으로 일시정지 모드에 있을 수 있다. 모드들 둘 모두에서, UID는 로봇 파지기를 제어하는 것이 방지된다. 그러나, 연결해제 모드에서, 비매칭/매칭 알고리즘이 원격작동 시 재연결하는 것을 허용하기 위해, 정교한 프로세스 또는 일련의 체크가 시스템에 의해 수행될 필요가 있다. 대조적으로, 일시정지 모드에서, 시스템은 원격작동 시 재연결하는 것을 허용하는, 예컨대 사용자가 클러치를 "해제"했다는 것을 검출하는 단순한 프로세스를 수행한다.
단계(85)에서, 시스템은 원격작동에 재연결하도록 지향되었고, 사용자 인터페이스 디바이스(UID)를 통해 검출된 사용자 액션들의 시퀀스를 수신한다. 한 가지 형태에서, 사용자 액션들의 시퀀스는 UID를 개방하는 것, UID를 폐쇄하는 것, 및 이어서 UID와 로봇 파지기가 사용자 액션들의 시퀀스의 결과로서 매칭하는 것을 시스템이 검출(단계(87))할 때까지 UID를 다시 개방하는 것을 포함한다. 다음으로, 단계(89)에서는, 단계(87)에서 검출된 매칭에 응답하여, 수술 로봇 시스템이 원격작동 모드로 전환된다.
상기 방법을 확장하기 위해, 수술 로봇 시스템의 일 실시예가 사용자 액션들의 시퀀스에 대한 안내를 제공한다. 예를 들어, 시스템은 사용자 콘솔 상의 디스플레이 상에 지시, 다이어그램 또는 이미지를 디스플레이할 수 있거나, 오디오 지시를 제공할 수 있거나, UID 상의 일련의 조명된 화살표들을 시퀀싱할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면, 사용자 액션들의 시퀀스를 어떻게 생성하는지에 대한 시각적, 청각적 또는 촉각적 안내를 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 방법의 다른 확장에서, 수술 로봇 시스템의 일 실시예는 원격작동 모드로 전환하는 것의 표시를 디스플레이한다. 예를 들어, 시스템은 가청 경고를 생성할 수 있거나, 사용자 콘솔 상의 디스플레이 상에 메시지, 다이어그램 또는 이미지를 디스플레이할 수 있거나, 광을 활성화시킬 수 있거나, 또는 그렇지 않으면, 원격작동이 연결되어 있다는 표시를 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
도 6b는 수술 로봇 시스템에 대한 원격작동에 재연결하기 위한 방법의 흐름도이며, 이는 실시예에 대해 또는 실시예에 의해 실시될 수 있다. 단계(92)에서, 수술 로봇 시스템은 원격작동에 재연결하라는 지시를 검출한다. 예를 들어, 시스템은 UID가 픽업되거나, 그렇지 않으면 시스템의 도크로부터 제거되는 것, 사용자 시선이 시스템의 사용자 콘솔의 디스플레이 상에 포커싱되는 것, 또는 페달 액션이 시스템의 발 페달에서 발생하는 것을 검출할 수 있다. 이러한 또는 다른 검출된 액션 또는 이벤트는 시스템에 의해 원격작동에 재연결하라는 지시로서 해석된다.
단계(94)에서, 시스템은 그가 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정한다.
단계(96)에서, 시스템은 상태 머신을 실행시킨다. 한 가지 형태에서, 상태 머신은 UID가 로봇 파지기와 매칭하기를 기다리기 위한 매칭 상태, 및 UID가 로봇 파지기와 매칭할 때를 위한 매칭된 상태를 갖는다. 시스템은 UID가 로봇 파지기와 매칭하는 것에 응답하여, UID가 로봇 파지기와 매칭하기를 기다리기 위한 매칭 상태로부터 UID가 로봇 파지기와 매칭할 때를 위한 매칭된 상태로 전환한다. 시스템은 매칭된 상태에 있을 때 원격작동에 연결한다.
다른 형태에서, 상태 머신은 상태 머신이 UID 파지기가 충분히 개방되기를 기다리는 동안인 비매칭 개방 상태를 갖고, 그 후에 상태 머신이 UID 파지기가 충분히 폐쇄되기를 기다리는 동안인 비매칭 폐쇄 상태로 전환하고, 그 후에 매칭 상태로 전환한다.
단계(98)에서, 시스템은 사용자 인터페이스 디바이스(UID)를 통해 사용자 액션들의 시퀀스를 수신한다. 이러한 사용자 액션들의 시퀀스는 상태 머신이 상태들 사이를 전환하게 한다. 한 가지 형태에서, 사용자 액션들의 시퀀스는 UID를 개방하는 것, 및 UID와 로봇 파지기가 매칭할 때까지 UID를 폐쇄하는 것을 포함한다.
단계(99)에서, 상태 머신이 수술 로봇 시스템의 로봇 파지기의 조오 각도 또는 그립력과 매칭하는 UID에 대응하는 상태에 도달한 것으로 결정하는 것에 응답하여, 수술 로봇 시스템은 UID와 로봇 파지기를 원격작동으로 연결한다.
소정 실시예가 기술되었고 첨부 도면에 도시되었지만, 그러한 실시예는 넓은 발명의 단지 예시적인 것이며 넓은 발명에 대해 제한적인 것이 아니며, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 구성 및 배열로 제한되지 않는데, 이는 다양한 다른 변형예가 당업자에게 일어날 수 있기 때문이라는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 UID 파지기(22) 및 수술 로봇 파지기(30)의 특정 예를 도시하지만, 다른 UID, 파지기 및 도구가 가능하다. UID 파지기(22)는 도 1의 예에 도시된 바와 같이 접지되지 않은 디바이스 - 그것은 베이스 또는 프레임에 기계적으로 링크되지 않음 - 인 UID(14)의 일부일 수 있고; 대안적으로, UID 파지기(22)는 접지된, 즉 베이스 또는 프레임에 기계적으로 링크되는 UID(14)의 일부일 수 있다. 따라서, 본 설명은 제한하는 대신에 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 수술 로봇 시스템으로서,
    2개의 조오(jaw)들을 갖는 로봇 파지기(grasper);
    사용자 인터페이스 디바이스(UID); 및
    상기 UID 및 상기 로봇 파지기에 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세서들을 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서들은,
    상기 로봇 파지기가 상기 UID로부터 수신된 사용자 입력들에 의해 제어되는 원격작동 모드에 연결하라는 또는 재연결하라는 지시를 검출하고;
    상기 수술 로봇 시스템이 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정하고;
    상기 UID를 통해 검출된 사용자 액션(action)들의 시퀀스를 수신하고;
    상기 검출된 사용자 액션들의 시퀀스의 결과로서, 상기 UID가 상기 2개의 조오들 사이의 조오 각도 또는 상기 로봇 파지기의 2개의 조오들의 영향을 받는 그립력(grip force)과 정합하는 것으로 결정하고;
    상기 UID가 상기 조오 각도 또는 상기 그립력과 정합한다는 결정에 응답하여, 상기 수술 로봇 시스템을 원격작동 모드로 전환시키도록 구성되는, 수술 로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원격작동 모드에 연결하라는 또는 재연결하라는 상기 지시는 상기 UID가 사용자에 의해 도크(dock)로부터 제거되는 것, 사용자 콘솔의 디스플레이 상에 사용자 시선을 포커싱하는 것, 또는 사용자에 의한 페달 액션 중 적어도 하나에 의해 표시되는, 수술 로봇 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비-원격작동 모드는 연결해제 모드 또는 일시정지 모드 중 하나를 포함하고;
    상기 연결해제 모드는, 원격작동 세션(session) 전에, 상기 UID가 상기 로봇 파지기를 제어하는 것으로부터 연결해제된 상태이고;
    상기 일시정지 모드는 원격작동 세션을 일시정지시키기 위해 상기 UID가 상기 로봇 파지기를 제어하는 것으로부터 연결해제된 상태인, 수술 로봇 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검출된 사용자 액션들의 시퀀스는 상기 UID를 개방하는 것, 상기 UID를 폐쇄하는 것, 및 상기 UID와 상기 로봇 파지기가 정합할 때까지 상기 UID를 개방하는 것을 포함하는, 수술 로봇 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 UID가 정합하는 것으로 결정하기 위하여 그리고 상기 수술 로봇 시스템을 상기 원격작동 모드로 전환시키기 위해, 상기 하나 이상의 프로세서들은,
    상기 UID가 개방되어 있고 폐쇄되기 시작할 때 비정합 폐쇄 상태로 전환하는, 상기 UID가 개방되기를 기다리기 위한 비정합 개방 상태;
    상기 UID가 폐쇄되어 있고 개방되기 시작할 때 정합 상태로 전환하는, 상기 UID가 폐쇄되기를 기다리기 위한 상기 비정합 폐쇄 상태;
    상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합할 때 정합된 상태로 전환하는, 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합하기를 기다리기 위한 상기 정합 상태; 및
    상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합할 때를 위한, 그리고 상기 원격작동 모드로의 상기 전환을 위한 상기 정합된 상태를 포함하는 상태 머신을 작동시키도록 추가로 구성되는, 수술 로봇 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들은,
    상기 수술 로봇 시스템이 일시정지 모드에 있는 것으로 결정하고;
    상기 UID와 상기 로봇 파지기를 정합시키기 위한 사용자 액션을 수신하고;
    상기 수술 로봇 시스템을 상기 원격작동 모드로 전환시키도록 추가로 구성되는, 수술 로봇 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들은,
    상기 검출된 사용자 액션들의 시퀀스에 대한 안내를 제공하도록 추가로 구성되는, 수술 로봇 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들은,
    상기 UID가 상기 조오 각도 또는 상기 그립력과 정합하는 것으로 결정하는 것에 응답하여, 정합 상태의 표시를 디스플레이하도록 추가로 구성되는, 수술 로봇 시스템.
  9. 수술 로봇 시스템에 대한 원격작동에 재연결하는 방법으로서,
    사용자 인터페이스 디바이스(UID) 및 로봇 파지기에 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세서들에 의해, 원격작동에 재연결하라는 지시를 검출하는 단계;
    상기 수술 로봇 시스템이 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 복수의 상태들을 갖는 상태 머신을 실행시키는 단계;
    상기 상태 머신이 상기 복수의 상태들 사이를 전환하게 하는 사용자 액션들의 시퀀스를 상기 UID를 통해 수신하는 단계; 및
    상기 UID가 상기 로봇 파지기의 조오 각도 또는 그립력과 정합하는 것에 대응하는 상태에 상기 상태 머신이 도달한 것으로 결정하는 것에 응답하여, 상기 수술 로봇 시스템에 원격작동으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 상태들은 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합하기를 기다리기 위한 정합 상태를 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복수의 상태들은 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합할 때를 위한 정합된 상태를 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 상태 머신을 실행시키는 단계는, 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합하는 것에 응답하여, 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합하기를 기다리기 위한 제1 상태로부터 상기 UID가 상기 로봇 파지기와 정합할 때를 위한 제2 상태로 전환하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 전환하는 단계를 야기하는 상기 검출된 사용자 액션들의 시퀀스는 상기 사용자가 UID 파지기 링크 또는 변형가능 표면을 압착하고 있는 경우인, 방법.
  14. 수술 로봇 시스템에 의해 수행되는, 상기 수술 로봇 시스템의 원격작동에 연결하기 위한 방법으로서,
    2개의 조오들을 갖는 로봇 파지기가 사용자 입력 디바이스(UID)로부터 수신된 사용자 입력들에 의해 제어되는 원격작동 모드에 연결하라는 지시를 검출하는 단계;
    상기 수술 로봇 시스템이 비-원격작동 모드에 있는 것으로 결정하는 단계;
    상기 UID를 통해 사용자 액션들의 시퀀스를 수신하는 단계;
    상기 사용자 액션들의 시퀀스의 결과로서, 상기 UID가 상기 2개의 조오들 사이의 조오 각도 또는 상기 로봇 파지기의 2개의 조오들의 영향을 받는 그립력과 정합하는 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 UID가 상기 조오 각도 또는 상기 그립력과 정합한다는 결정의 결과로서, 상기 수술 로봇 시스템을 원격작동 모드로 전환시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 원격작동 모드에 연결하라는 또는 재연결하라는 지시를 검출하는 단계는 사용자에 의한 클러치 해제, 상기 UID가 도크로부터 제거되는 것, 사용자 콘솔의 디스플레이 상에 사용자 시선을 포커싱하는 것, 또는 페달 액션 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 비-원격작동 모드는 연결해제 모드 또는 일시정지 모드 중 하나를 포함하고;
    상기 연결해제 모드는 상기 시스템이 원격작동을 가능하게 하기 전에 정교한 프로세스를 수행하는 경우이고;
    상기 일시정지 모드는 상기 시스템이 원격작동을 가능하게 하기 전에 단순한 프로세스를 수행하는 경우인, 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 사용자 액션들의 시퀀스는 상기 UID를 개방하는 것, 상기 UID를 폐쇄하는 것, 및 상기 UID와 상기 로봇 파지기가 정합할 때까지 상기 UID를 개방하는 것을 포함하는, 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 수술 로봇 시스템이 일시정지 모드에 있는 것으로 결정하는 단계;
    상기 UID와 상기 로봇 파지기를 정합시키기 위한 사용자 액션을 수신하는 단계; 및
    상기 수술 로봇 시스템을 상기 원격작동 모드로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 사용자 액션들의 시퀀스에 대한 안내를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 수술 로봇 시스템을 상기 원격작동 모드로 전환시키는 단계의 표시를 디스플레이하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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