10339

10339

كنترل همزمان نيرو و جابجايي در سيستم ربات‏هاي جراحي از راه دور

كارشناسي ارشد

برق گرايش كنترل

شهريور ماه 1391

شهريور ماه 1391

دكتر علي اكبر جلالي

در اين پروژه يك سيستم جراحي از راه دور معرفي و كنترل¬كننده¬ي همزمان نيرو و جابجايي براي سيستم طراحي شده است و الگوريتم¬هاي كنترلي روي يك سيستم ساده عمليات از راه دور پياده سازي شده است. در ابتدا ديناميك بخش¬هاي مختلف سيستم جراحي از راه دور، شامل انسان، ربات پايه، كانال ارتباطي، ربات پيرو و محيط نرم (بافت شكم انسان) مشخص شده-اند. سپس كنترل¬كننده¬ي چهاركاناله جهت رسيدن به شفافيت كامل در سيستم طراحي شده است. در بخش بعد كنترل¬كننده¬ي چهار كاناله تطبيقي با شناسايي پارامترهاي سيستم براي انتقال امپدانس ربات¬¬هاي پايه و پيرو در كانال ارتباطي و در نتيجه ايجاد حس دقيق¬تر محيط به دست جراح انجام شده است و در آخر كنترل¬كننده چهاركاناله تطبيقي غيرفعال تعميم يافته جهت ايجاد پايداري در برابر تأخير زماني متغير در كانال ارتباطي طراحي شده است. استفاده از ربات¬ها در پزشكي و مخصوصاً جراحي به شدت در حال گسترش بوده و يكي از موضوعات مهم تحقيقاتي در دنيا است. اما آنچه در تعامل ربات¬ها وانسان اهميت دارد حفظ امنيت و كنترل رفتاري ربات است. هدف اصلي اين پروژه كنترل كردن موقعيت ربات جراح ( موقعيت و جهت¬¬گيري مناسب) و انتقال نيروي ابزار انتهايي ربات پيرو به دست انسان است بطوريكه جراح حس كند در محيط جراحي قرار گرفته است. نتايج شبيه¬سازي نشان مي دهد كنترل¬كننده¬هاي طراحي شده نسبت به 10 درصد خطاي پارامتري و 100 ميلي¬ثانيه تأخير (تأخير معمول در كانال¬هاي ارتباطي مانند اينترنت) پايدار و داري كارايي قابل قبول مي¬باشد. در آخر كنترل¬كننده¬ها بر روي يك سيستم پايه-پيرو تك لينكي بصورت عملي پياده¬سازي شده كه نشان از پايداري كنترل¬كننده و كارايي سيستم مي-باشد. واژه‌هاي كليدي: سيستم عمليات از راه دور، سيستم جراحي از راه دور، ربات پايه و پيرو، شفافيت