Journal of Control
مجله کنترل
JoC
Engineering & Technology
http://joc.kntu.ac.ir
1
admin
2008-8345
2538-3752
10.52547/joc
fa
jalali
1399
3
1
gregorian
2020
6
1
14
2
online
1
fulltext
fa
طراحی یک ساختارکنترلی مقاوم مبتنی بر انعکاس نیرو با قابلیت انتقال بر خط اختیار عملیات در سامانه هپتیک دوکاربره آموزش جراحی
A Robust Controller with Online Authority Transformation for Dual User Haptic Training System
تخصصي
Special
پژوهشي
Research paper
<div style="text-align: justify;">در این تحقیق یک ساختار کنترلی مبتنی بر انعکاس نیرو برای سامانه هپتیک آموزش جراحی توسعه داده میشود. در سامانه هپتیک آموزش جراحی عملیات جراحی به صورت مشارکتی توسط استاد و دستیار انجام میشود. مشارکت هر یک از این دو جراح در عملیات توسط کنسولهای هپتیکی که در اختیار دارند امکانپذیر میشود. علیرغم آنکه عملیات اصلی به طور پیشفرض توسط دستیار انجام میشود، استاد میتواند در صورت بروز انحراف از سوی دستیار در عملیات مداخله نماید و اشتباهات احتمالی دستیار را تصحیح نماید. برای آنکه استاد قادر باشد در حین انجام عملیات، اختیار عمل را از دستیار به خود منتقل نماید، نیروی دست استاد در مواقع لزوم از طریق سامانه هپتیک به دستان دستیار منتقل میشود. با استفاده از سامانه هپتیک، موقعیت دستیار به سمت استاد منتقل میشود تا از این طریق استاد اطلاعات موقعیت لحظهای ابزار جراحی را در اختیار داشته باشد. کنترلکننده های پایدارساز برای هر یک از کنسول¬های هپتیک توسعه داده میشود. پایداری کلی مجموعه با استفاده از روش «پایداری ورودی به حالت» تحلیل میشود. نتایج شبیه سازی صحت عملکرد ساختار کنترلی پیشنهادی را تایید میکنند.</div>
<div style="text-align: justify;">In this study, a force reflection control structure is developed for the surgery training haptic system. In the surgery training haptic system, the surgical operation is cooperatively performed by a trainer and a trainee. The participation of each surgeon in the operation is established through their own haptic consoles. Although the operation is primarily performed by the trainee, the trainer is able to interfere into the procedure in case of observing any deviation on the part of trainee and correct the probable mistakes. To transform the task authority between the trainer and the trainee, the hand force of the trainer is reflected to the hands of the trainee. Utilizing the haptic system, the position of the trainee is transformed to the hands of the trainer, thus the trainer has necessary information regarding the current position of the surgical operation. Stabilizing controllers are developed for each haptic console. The stability of the closed loop system is analyzed using the Input-to-State Stability (ISS) approach. The simulation results confirmed the appropriate performance of the proposed structure.</div>
رباتیک, سامانه هپتیک, آموزش جراحی, کنترل مقاوم
Robotics, Haptic System, Surgery Training, Robust Control.
63
77
http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-885-1&slc_lang=fa&sid=1
Mohammad
Motaharifar
محمد
مطهری فر
motaharifar@email.kntu.ac.ir
10031947532846007104
10031947532846007104
Yes
K. N. Toosi University
دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
Hamid
Taghirad
حمید
تقی راد
taghirad@kntu.ac.ir
10031947532846007105
10031947532846007105
No
K. N. Toosi University
دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
Seyed-Farzad
Mohammadi
سید فرزاد
محمدی
sfmohammadi@tums.ac.ir
10031947532846007106
10031947532846007106
No
Tehran University of Medical Sciences
دانشگاه علوم پزشکی تهران