河北的医疗机器人

    一套手术机器人系统主要由哪些部分组成？手术机器人，或者辅助手术机器人，是近几年科研和投资的热点，受到越来越多投资人和创业者的青睐。目前的进一步让大家意识到了医疗行业机器换人的潜在价值。美国、欧洲、日本的手术机器人临床应用已较为成熟，国内受制于技术起步晚、医疗认证周期较长等原因，目前进入临床应用的还不多。不过已有不少科研团队已经进入这个赛道，走在融资、研发、拿证的路上。应用场景涵盖多个领域，包括：骨科手术、神经外科、消融、其它微创手术、整形外科、牙科、植发、按摩、针灸、等。如何研发一套完整的手术机器人？创业团队需要掌握哪些关键技术？手术机器人的价值在于它的精细性和稳定性。因为人的眼睛误差远大于精密光学仪器，人的手也会抖动或疲劳而机械臂不会。所以，一套手术机器人首先需要一个机械臂来替代医生的手，或帮助医生进行手术器械的辅助定位。如下图：（医疗机械臂）（辅助手术定位）其次，手术机器人只有手是不行的，它还需要一双眼睛。因为有了视觉，才可以保证手臂能够按照医生的手术规划进行精确的移动或旋转（六自由度移动）。这就需要一套三维空间定位系统。 此外，人机协同医疗模式不仅有助于解决术中操作精细度不足、复杂术式难普及等问题；河北的医疗机器人

如何把一个物体快速变成VR交互设备？人机交互设备是虚拟现实系统中不可或缺的一部分，可以提高VR系统的沉浸感和交互性。本文主要介绍在PST光学定位系统中如何轻松创建新的VR交互设备（目标物）。首先在新目标物上随机添加标记点（可使用平面反光贴、反光球或主动发光marker），然后使用PST客户端软件训练该目标物，该过程大约需要几秒钟。训练完成后，该目标物即可用于VR交互。新目标物创建为使PST的交互性能达到比较好，请保持至少四个标记点同时可见（针对红外摄像头）。为防止标记点的自身遮挡，目标物所有相邻边之间的角度应大于90°。所以，凸面物体比较适用于追踪。如下图示例，系统可以从单个视角清晰地看到多个标记点。由于PST使用IRLED面板进行环境照明，所以应注意将追踪目标物的反射率降至比较低。金属或光滑的表面会降低其追踪性能，而使用黑色物体时追踪性能为比较好。要验证目标物是否适合追踪，请在PST客户端应用程序的“查看”菜单中打开“摄像机图像”窗口。将目标物放在PST定位仪的前面，并检查标记点与目标物之间的对比度是否过高，且除标记物外是否有其它反射。在比较好情况下，标记点为白色而目标物应显示为黑色。

河北的医疗机器人2000年，机器人做的外科手术达1500例，而2004年，机器人已实施了2万例手术。

    为什么光学系统的高速度和低延迟在机器人手术中如此重要？光学系统是机器人的眼睛。可以说，如果你想要一个机器人快速准确地移动，你需要高效的眼睛！这部分是正确的。但是，您需要考虑其他元素才能拥有一个高效的系统。首先，让我们尝试类比人类抓握物体时的手眼协调。我们生活在一个三维的世界，但我们的视网膜只能在二维中捕捉它。立体视觉是一种大脑皮层过程，它在心理上重建了一个三维世界，这个三维世界通过视网膜从环境中捕获光而简化为二维世界。更正式地说，立体视觉是基于双目视差线索计算物体的立体感和深度。为了拿起一个物体，我们必须首先估计它的形状和它相对于我们身体的位置。立体视觉可以明确地确定这些属性，因为眼睛聚散度指定了一个物体的以自我为中心的距离，而双眼视差决定了它的3D（3维）结构。LiesbethMazyn通过分析具有单眼、正常和弱立体视觉能力的受试者捕捉移动网球的效率，做了一个非常简单的心理物理实验。实验结果如下：事实证明，球越快，就越有必要拥有良好的立体视觉。无论是人还是机器人，立体视觉系统的质量都会影响完成移动任务的速度。实际上，机器人的眼睛需要良好的准确性（或真实性）。相反，机器人应该能够移动得足够快！

    但对于一些不确定的思考型问题，人脑有着不可替代的优势。“计算机是把多维空间的信息转换成010101的一维信息流。CPU主频越来越快，换句话说它主要利用的是时间复杂度。人脑，尽管还有太多的未知原理，但一个神经元可以连接一千到一万个神经元，即将信息从多维空间扩大到了一千到一万维。换句话说，它利用的是空间复杂度。同时，人脑利用脉冲来编码，又利用了时空复杂度。”施路平说。如果在现有计算机时间复杂度的基础上，提高空间复杂度和时空复杂度，岂不两全其美？经过讨论，团队一致认为实现人机融合的类脑计算是比较好解决方案之一，而首先要做的，是发展一个二者融合的计算平台。在人工智能路上“沿途下蛋”2012年，施路平放弃了新加坡的优渥待遇，接受了时任清华大学人事主管邱勇（现清华大学校长）的邀请，加入清华大学参与创建类脑计算研究中心。“这是一个非常有前途的领域，但也极具风险和挑战性。”施路平说，团队制定了目标，即发展类脑计算，支撑人工通用智能。“因为我们做的不是仿脑，不需要模仿人脑的一切。我们做的是类脑，是借鉴脑科学的基本原理，凝练出一些指导计算架构发展的新规律。”施路平介绍，在此基础上。 威高集团等多家上市公司近年来不断拓展业务领域，也开始积极布局研发骨科手术机器人。

    如果我们对机器人有一点了解的话，那就是我们知道它们会坏的。它们一直会出现问题。软件坏了。硬件坏了。你认为永远，永远都不可能会坏的零件坏掉的时候，你必须试着向导师解释到底发生了什么，他一直站在那里看着你的机器人失败，然后再整夜的熬夜修复那些本不该严重损坏的东西。虽然这其中的大部分只是机器人的一个基本特性，但欧盟委员会正在资助一个名为SHERO（SelfHEalingsoftRObotics，自愈软机器人）的项目，试图解决机器人遭受的物理破坏。SHERO是一个为期三年、耗资300万欧元的合作项目，由布鲁塞尔大学、剑桥大学、巴黎大学物理与工业学院和瑞士联邦材料科学与技术实验室（EMPA）共同完成。正如SHERO这个名字所暗示的，这个项目的目标是开发出能够完全从机器人在日常操作中可能遭受的各种伤害中恢复过来的软材料，以及偶尔发生的更为极端的事故。大多数材料，特别是软性材料，不管是用强力胶还是胶带，都是可以固定的。但修复东西需要人类首先识别出它们何时损坏，然后执行潜在的技能、劳动、时间和金钱密集型任务。SHERO的软材料终将使整个过程具有自主性，使机器人能够自我识别损伤并自行开始。 因此，骨科疾病患病人数将不断增加，相关手术量将进一步增长。河北的医疗机器人

其中机器人辅助关节置换手术的普及度相对较高。河北的医疗机器人

    机器人用于在假体植入之前准确放置螺钉或切割/雕刻骨骼。通常，首先将标记固定在患者身上，以便机器人可以在解剖结构移动的情况下调整其运动。第二个标记以相对于末端执行器的已知姿势（机器人的远端位置，如钻或锯）放置在手术器械上。机器人将按照手术前或干预期间实现的计划进行操作。结果的质量主要取决于以下因素：•生态系统的真实性，包括光学系统的准确性、基准技术、标记的几何设计、•配准过程（数字解剖与物理解剖的对齐），•机器人视觉控制回路补偿患者运动的能力，较低的延迟不仅会提高反馈回路后机器人位置校正的准确性，而且还会使操作更快。结论在构建机器人应用程序时，考虑光学系统的性能很重要。但是，还应考虑机器人结构的实际效率，以及其他组件，如基准技术和标记的几何形状。配准过程也会对整体误差产生很大影响，应予以考虑。，应考虑人体工程学和可用性考虑，因为机器人在手术过程中肯定需要人工合作。 河北的医疗机器人

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