基于协作空间与灵巧度的机器人辅助微创手术术前规划算法

来源：机器人杂志2016年第2期北京时间：

作者：王伟, 王伟东, 董为, 杜志江, 孙永平

摘要：机器人辅助微创外科手术的术前准备工作相对于传统微创手术更加复杂和关键．为了提高手术执行效率，充分利用机器人特性，本文以机械臂的运动学性能和器械间的协作能力作为优化目标，相应地提出了机械臂灵巧度指标 IICV 与体内协作空间指标 IICS，设计了一套基于 NSGA-II 的多目标术前规划方法，将微创手术介入位置选择与机械臂初始位姿优化两类术前规划问题作为统一整体优化．最后，将由术前规划算法优化得到的系统性能指标与医生凭借经验给出的结果进行比较．实验结果表明，由优化算法得到的术前规划方案优势明显，能够为机器人辅助微创手术操作提供一个相对理想的手术执行环境．

关键词：微创外科手术机器人, 术前规划, NSGA-II, 灵巧度