การศึกษาการออกแบบและพัฒนาระบบควบคุมหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดส่วนแขนดาวินซี่
Abstract
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีการผ่าตัดที่มีหุ่นยนต์ทางการแพทย์เข้ามาเกี่ยวข้องมากขึ้น โดยการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ da Vinci เนื่องจากการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ทางการแพทย์มีราคาสูงมากและมีค่าดูแลรักษาที่สูงก่อนที่จะใช้งาน ศัลยแพทย์จึงจำเป็นที่จะต้องมีการฝึกฝนก่อนลงมือปฏิบัติจริง เนื่องจากทางวิทยาลัยวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต ได้รับมอบหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด da Vinci จาก โรงพยาบาลกรุงเทพภูเก็ตที่ไม่ได้ใช้งานแล้ว จึงเป็นต้นแบบในการวิจัยนี้ที่จะสร้างและออกแบบระบบควบคุมหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด da Vinci เพื่อนำไปใช้งานดังที่ได้กล่าวมา การออกแบบจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนของชุดประมวลผล ส่วนที่ใช้ควบคุมการผ่าตัดโดยตรง โดยมีทั้งหมด 4 ฟังก์ชั่น และ ส่วนที่ใช้ควบคุมตำแหน่งของเครื่องมือผ่าตัด โดยมีทั้งหมด 3 ฟังก์ชั่น ทางผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะทำชุดควบคุมการผ่าตัดทั้ง 3 ส่วน โดยใช้เทคนิคเอ็นโค้ดเดอร์สัมบูรณ์เพื่อสร้างต้นแบบให้ทำงานแบบเดียวกันกับหุ่นยนต์ da Vinci สามารถสร้างส่วนควบคุมหลัก และภาคประมวลผล ที่นำไปควบคุมหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด da Vinci ได้ นอกจากนี้ยังสามารถเข้าใจโครงสร้างการทำงานของหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดได้อย่างลึกซึ้ง
References
T. Dardona, S. Eslamian, L. A. Reisner, and A. Pandya, “Remote Presence: Development and Usability Evaluation of a Head-Mounted Display for Camera Control on the da Vinci Surgical System,”Robotics, vol. 8, no. 2, doi: 10.3390/robotics8020031.
P. Kumar, S. Talele, S. Deshpande, R. Ghyar, S. Rout, and B. Ravi, “Design, Analysis and Experimental Validation of a Novel 7-Degrees of Freedom Instrument for Laparoscopic Surgeries,” (in eng), no. 1573-9686 (Electronic).
M. H. Hamedani et al., “Robust Dynamic Surface Control of da Vinci Robot Manipulator Considering Uncertainties: A Fuzzy Based Approach,” in 2019 7th International Conference on Robotics and Mechatronics (ICRoM), 20-21 Nov. 2019 2019, pp. 418-423, doi: 10.1109/ICRoM48714.2019.9071876.
L. W. Sun, F. V. Meer, Y. Bailly, and C. K. Yeung, “Design and Development of a da Vinci Surgical System Simulator,” in 2007 International Conference on Mechatronics and Automation, 5-8 Aug. 2007 2007, pp. 1050-1055, doi: 10.1109/ICMA.2007.4303693.
E. Secco and A. T. Maereg, “Kinesthetic Feedback for Robot-Assisted Minimally Invasive Surgery (da Vinci) with Two fingers Exoskeleton,” 2019.
D. Somwanshi, M. Bundele, G. Kumar, and G. Parashar, “Comparison of Fuzzy-PID and PID Controller for Speed Control of DC Motor using LabVIEW,” Procedia Computer Science, vol. 152, pp. 252-260, 2019/01/01/ 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.05.019.
G. A. Fontanelli, F. Ficuciello, L. Villani, and B. Siciliano, “Modelling and identification of the da Vinci Research Kit robotic arms,” in 2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 24-28 Sept. 2017 2017, pp. 1464-1469, doi: 10.1109/IROS.2017.8205948.
D. Somwanshi, M. Bundele, G. Kumar, and G. Parashar, “Comparison of Fuzzy-PID and PID Controller for Speed Control of DC Motor using LabVIEW,” Procedia Computer Science, vol. 152, pp. 252-260, 2019/01/01/ 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.05.019.
