Медицинский манипулятор.

проекты на основе Arduino/CraftDuino

Медицинский манипулятор.

Сообщение Jarlaxle » 10 мар 2014, 10:39

Доброго времени суток уважаемые форумчане. Я уже 2й год наблюдаю за развитием сайта Robocraft, по причине подробного и простого описания проектов и множества доступных примеров в работе с Arduino.

Пришло время которого я долго ждал, и мой научный руководитель дал добро на написание диплома с использованием микроконтроллера для управления манипулятором в условиях операционной.
Моя задача - спроектировать манипулятор, приспособленный для расширения разрезов и удержания их в определенном положении до конца операции.
Порывшись в интернете я нашел несколько медицинских манипуляторов, самым интересным из которых был многими известный робот-хирург "Da Vinchi". На данном этапе я не собираюсь делать что-либо подобное, но в моем представлении это должен быть манипулятор с высоким количеством степеней свободы, управляемый человеком оператором (с помощью джойстика или сенсорного экрана).

Я склоняюсь к использованию Arduino, но только потому что не умею работать с другими контроллерами. Мой научный руководитель советует работать с платой STM32, но поиск в интернете не показал подобной популярности использования этой платы и примеров, необходимых для общего представления о ней. Если есть советы на эту тему или предложения другого контроллера - пожалуйста предлагайте и обоснуйте почему.
Так же есть сомнения что лучше использовать в конструкции манипулятора: шаговые двигатели, или сервоприводы? С одной стороны с помощью шаговых двигателей можно добиться большей точности и плавности, но с другой сервоприводы легче и проще в использовании. Какие могут быть советы?

Если кто-либо встречался с подобным прошу связаться со мной в данной теме или написать в ICQ 447-122-707

Всех знатоков микроконтроллеров прошу поделиться литературой, желательно названиями книг или статьями известных авторов по данной тематике. Будет полезно все, что касается манипуляторов, программирования микроконтроллеров и самого железа, используемого в манипуляторах.

По мере развития проекта планирую создать отдельную тему, куда буду выкладывать результаты работы :)
Jarlaxle
 
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 10 мар 2014, 10:10

Re: Медицинский манипулятор.

Сообщение noonv » 10 мар 2014, 11:35

Jarlaxle писал(а):Я склоняюсь к использованию Arduino, но только потому что не умею работать с другими контроллерами. Мой научный руководитель советует работать с платой STM32, но поиск в интернете не показал подобной популярности использования этой платы и примеров, необходимых для общего представления о ней.

Можете попробовать Arduino для быстрого прототипирования, но лучше прислушайтесь к своему научному руководителю и начните осваивать STM32 - они тоже очень популярны, а мощности под капотом 32-разрядного МК ARM-вской архитектуры - намного больше, чем у 8-битной AVR ардуины.

Jarlaxle писал(а):Так же есть сомнения что лучше использовать в конструкции манипулятора: шаговые двигатели, или сервоприводы? С одной стороны с помощью шаговых двигателей можно добиться большей точности и плавности, но с другой сервоприводы легче и проще в использовании. Какие могут быть советы?

Выбор зависит, в том числе, и от механической схемы манипулятора которую вы выберете для выбранной задачи:
Jarlaxle писал(а): манипулятор, приспособленный для расширения разрезов и удержания их в определенном положении до конца операции.

Думаю, вы уже изучили существующие технологии, используемые в промышленных роботах-манипуляторах и медицинских роботах типа "Da Vinchi" - было бы интересно если бы вы привели небольшую выжимку из этих данных по технологиям и характеристикам, чтобы было понятно к чему нужно стремиться ;)
Аватара пользователя
noonv
Администратор
 
Сообщения: 556
Зарегистрирован: 05 май 2011, 15:44
Откуда: Калининград
programming: С++

Re: Медицинский манипулятор.

Сообщение Jarlaxle » 10 мар 2014, 13:42

Касательно аппарата Да Винчи. Робот использует 4 руки-манипулятора, управляемые при помощи специальных манипуляторов, позволяющих добиться высокой точности работы.
Изображение
Большинство операций, проводимых на этом аппарате осуществляется с минимальной степенью инвазивности (проникновения внутрь), практически все работы можно провести через небольшое отверстие в теле пациента. Изображение
Все насадки можно быстро заменить в ходе операции.
Проблема этого робота в том, что он является основным инструментом во время операции, и как любой инструмент требует внимательного наблюдения и своевременного обслуживания. Без человека, который бы следил за работой со стороны и помогал роботу обойтись невозможно. Расширение раны Da Vinchi осуществляет с помощью насадки Prograsp, захватывая край.
Изображение

Но и здесь большое НО. Расширению любой раны происходит очень быстро, чего механическая часть робота обеспечить не в состоянии. Обычно, рану расширяют сразу после разреза, в течении нескольких долей секунды.
Jarlaxle
 
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 10 мар 2014, 10:10

Re: Медицинский манипулятор.

Сообщение Jarlaxle » 30 мар 2014, 06:20

Даже не знаю с чего начать. Недавно приобрел STM32F0 Discovery (к сожалению в нашем городе других моделей не нашлось).
Начал изучать Ассемблер и Си, нашел основу конструкции манипулятора. И тут случилось нечто..
Мой научный руководитель сказал сворачивать проект т.к. по его мнению чтобы написать нормальную программу Си надо изучать долгие годы. :(
На предложение построить манипулятор на Arduino последовал комментарий что это контроллер для школьников, и ничего серьезного на нем сделать не получится. :pro_tiv: Данная ситуация меня сильно расстроила, но я не хочу сдаваться.
Сроки сдачи - не более двух месяцев, STM32 оставил о себе не лучшие впечатления, поэтому решил работать с Arduino.
Очень надеюсь на вашу помощь, т.к. самостоятельный поиск не принес желаемых результатов.
Для начала я бы хотел освоить связь контроллера и ПК через Processing. Прошу помочь с кодом.
Нужны примеры, как можно управлять отдельным сервоприводом (180 градусов) с помощью окна с ползунком.
Также хотелось бы попробовать управление сервоприводом с помощью кнопок на клавиатуре.
Всем большое спасибо)
Jarlaxle
 
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 10 мар 2014, 10:10

Re: Медицинский манипулятор.

Сообщение noonv » 31 мар 2014, 09:39

Jarlaxle писал(а):Для начала я бы хотел освоить связь контроллера и ПК через Processing. Прошу помочь с кодом.
Нужны примеры, как можно управлять отдельным сервоприводом (180 градусов) с помощью окна с ползунком.
Также хотелось бы попробовать управление сервоприводом с помощью кнопок на клавиатуре.

Ничего сложного там нет - нужен просто придумать/использовать готовый протокол взаимодействия контроллера и ПК.
См. Processing и Arduino.
Аватара пользователя
noonv
Администратор
 
Сообщения: 556
Зарегистрирован: 05 май 2011, 15:44
Откуда: Калининград
programming: С++


Вернуться в Проекты

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

© 2009-2017 |  О проекте  |  Политика Конфиденциальности  |