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Retos científicos

Esta parte del proyecto se ha centrado en el desarrollo de mini-robots quirúrgicos dirigidos desde el exterior del paciente con campos magnéticos controlados por brazos manipuladores. En concreto, la plataforma está compuesta por dos brazos robóticos y tres mini-robots: cámara, iluminación y pinza, tal y como se muestra en la Figura 1. Dichos mini-robots están compuestos por una serie de imanes permanentes los cuales, una vez dentro del abdomen, son sujetos a la pared abdominal gracias a los holder magnéticos que se encuentran situados en los extremos de los brazos robóticos.

Uno de los brazos robóticos es el encargado de manejar tanto el minirobot cámara como el iluminación, de manera que puede cambiar de holder cada vez que el cirujano lo requiera y llevar a cabo el guiado los mini-robots a lo largo de la cavidad abdominal (ver Figuras 2 y 3). Así mismo, la muñeca del brazo robótico está provista de un motor lineal el cual permite la reorientación de la cámara del mini-robot.

El segundo brazo robótico es el encargado de sostener el mini-robot pinza, este brazo también se encuentra provisto de una muñeca compuesta por dos motores los cuales permiten abrir y cerrar la pinza (ver Figura 4). Además este brazo ofrece la posibilidad de ser teleoprarlo para llevar a cabo el manejo de dicho mini-robot.

Figura 1

                
Figura 2                                                                                     Figura 3                                                                                   Figura 4

A continuación se exponen los principales retos científicos que se han planteado y las soluciones adoptadas en cada uno de ellos:

• Diseño y construcción de mini-robots dotados de instrumental e instrumentación, que resulten capaces de ayudar en una intervención
  • SOLUCIÓN: Mini-robot cámara, de iluminación y pinza

• Sistema de control de movimientos para que brazos manipuladores manejen desde el exterior los mini-robots gracias a agarres magnéticos
  • SOLUCIÓN: Estrategia de fuerza-posición para el desplazamiento de los mini-robots y actuación del robot pinza

• Planificador de movimientos basado en el reconocimiento de gestos para que el sistema robótico trabaje de forma colaborativa con el cirujano. Como soluciones se han desarrollado:
  • Un reconocedor de los gestos quirúrgicos del cirujano
  • Un secuenciador de acciones cirujano-robot

• Desarrollo de un demostrador con arquitectura CIS para la evaluación in-vitro de los resultados obtenidos
  • SOLUCIÓN: Arquitectura abierta basada en Robotics Operating System (ROS)

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