Dissertação

{pt_PT=Telemanipulation of a Redundant Manipulator for Minimal Invasion Surgery using a Gestural Master Interface} {} EVALUATED

{pt=Na cirurgia de invasão mínima, pequenas incisões são feitas no paciente, para que ferramentas cirúrgicas sejam inseridas. O ponto de incisão é chamado de centro remoto de movimento (CRM) e restringe o movimento do cirurgião em 4 graus de liberdade, em vez dos normais 7 em cirurgia aberta. Esta dissertação de mestrado apresenta uma nova maneira e mais económica de realizar cirurgias, quando comparada com sistemas robóticos já existentes mais complexos, usando para isso o manipulador redundante KUKA LWR 4+, como escravo, e 2 Leap Motion®, como mestres. Desta forma, o Leap Motion® faz um mapeamento da mão do cirurgião, que permite telemanipular o manipulador de modo a realizar cirurgias de invasão mínima, tendo em conta a restrição do CRM. Para realizar esta tele-manipulação o cirurgião coloca a mão direita entre os 2 Leap Motion®. Se a mão estiver na configuração de pinça, o robô é controlado no espaço cartesiano de acordo com a restrição do CRM e o espaço de juntas pode ser mexido manualmente por uma segunda pessoa, mas se a mão estiver esticada, o robô é controlado no espaço de juntas, através do ângulo de swivel. Quando o sensor não vê nenhuma mão, o robô mantêm a sua pose estática e o espaço de juntas pode ser mexido manualmente. O cirurgião pode ainda mover livremente o robô, ou seja co-manipular, a qualquer instante, e pode também escolher a escala do movimento da mão de modo a ter movimentos mais precisos., en=In minimal invasion surgery, small incision are done on the patient, were surgical tolls are inserted. This point of incision is called the remote center of motion (RCM) and constrains the surgeon's movement to 4 Dofs, instead of the normal 7 Dofs in open surgery. Therefore, this master thesis presents a new and economic way to perform surgeries, when compared with more complex robotic systems available nowadays, using for this the redundant manipulator KUKA LWR 4+, as a slave, and 2 Leap Motions®, as masters. In this way, the Leap Motion® does a mapping of the surgeon's hand, which permits telemanipulate the manipulator to perform minimal invasion surgery, accordly with the RCM constrain. To perform this telemanipulation the surgeon puts his right hand on the 2 Leap Motion®. If the hand is in jaw configuration the robot is controlled in the cartesian space accordly with the RCM constrain and the joint space can be manually change by a second person, but if otherwise the hand is stretched the robot is controlled in the joint space, trough the swivel angle. Further, if the sensor does not see any hand, the robot will maintain its pose static and the joint space can be changed manually. The surgeon can also move the robot freely, that is comanipulation, at any time, and chose the required hand motion scaling for a more precise movement.}
{pt=Tele-manipulação, Co-manipulação, Leap Motion®, KUKA LWR 4+, Centro Remoto de Movimento, Cirurgia de Invasão Mínima, en=Telemanipulation, Comanipulation, Leap Motion®, KUKA LWR 4+, Remote Center of Motion, Minimal Invasion Surgery}

Junho 17, 2019, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

Jorge Manuel Mateus Martins

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado