摘要：超声引导的经皮介入治疗已在临床中得到了广泛应用。针对机器人辅助的超声引导治疗中探头接触力引起软组织形变的问题,提出一种考虑软组织形变的实时无参考超声图像综合评估方法。所提方法在超声图像亮度和锐度评估的基础上,融合组织或腺体的聚集特性设计了一种多维度的超声图像评价指标。为了验证所提方法的有效性,分别采集前列腺体模、内置囊肿的体模、猪肝脏组织,以及内置囊肿的猪肝脏组织4种不同模型的超声图像进行实验测试与分析,并基于斯皮尔曼秩相关系数分析了主客观评价的相关性。实验结果表明单幅图像的平均评估时间为68.8 ms,满足实时应用的需要。本文所提方法实现了机器人辅助治疗中实时超声图像的有效评估,并且评估结果与主观评价具有良好的一致性。

摘要：自然步态规划方法是实现仿人机器人步态柔顺和能量优化的可行方法,该方法要求对人体步行及其平衡策略进行定量研究.本文分析自然步态规划方法的原理,建立了一套快捷有效的人体步态测试系统,并通过实验建立了人体步行的参数化数据库.实验结果揭示了人体步行的参数化特征及其平衡策略,对于仿人机器人的自然步态规划及控制提供了理论指导.结论特别指出,仅仅通过规划的方式实现仿人机器人的自然步态是不完备的,自然步态的实现必须同仿生控制策略相结合.同时实验结论对于仿人机器人的本体优化设计也提供了参考.

摘要：为解决当前单一的弯曲/伸展辅助运动的软体康复手套不能提供手部完整的运动动作支持,对脑卒中后肌张力异常导致的手部运动障碍康复效果欠佳,设计了一种新的纤维强化并联腔道式软体驱动器(SPA)结构,该结构能够在三路组合压力驱动下实现三维方向致动,实现对手部伸展/弯曲、外展/内收、对掌/复位及其复合动作的支持。通过对手部基本动作元的分析,设计了新的驱动器结构,利用有限元工具对设计参数进行了验证,并建立了运动学描述模型;给出了新驱动器的制备方法,并对制备的新驱动器进行了加载测试和软体康复手套样机操作测试。测试结果表明,所设计的驱动器能够实现复合运动模式下的多指协同动作,支持手部运动多模式的辅助康复,并显著提升患者手部敏捷交互操作能力。

摘要：在传统的口腔正畸临床治疗中,弓丝矫治器主要依赖于正畸医师手工弯制来完成,这不仅要求医师有长时间的训练过程,同时难以达到理想的个性化及精度要求,也增加了患者复诊次数及椅旁等待时间。据此,我们研发机器人系统来实现自动化的正畸弓丝矫治器制备。其中的一个难点问题是,弓丝材料的高弹性引起的回弹现象严重影响了弓丝矫治器的成形精度。因此,提出一种基于过弯预补偿模型和回弹力在线检测的过弯补偿方法,来消除弯制过程中的弓丝回弹现象。该方法首先通过一个自行设计的弯制回弹装置测量回弹前后的角度差,并将回弹后的角度作为目标成形角,以此建立成形角过弯量预补偿模型;然后通过力传感器进行弓丝回弹力在线检测,建立基于零力状态判断的自动弯制控制方法。上述方法在所研发的弓丝弯制机器人系统中进行弯制实验测试。结果表明,它能够最大限度地减小回弹效应,实现满足临床精度要求的正畸弓丝自动弯制成形。