标题:1毫米精准控制:创新力与机器人巧手的结合 摘要: 本文探讨了在现代机器人技术中,对1毫米级精准控制的重要性以及其对创新力的影响。通过研究1毫米精度在机器人手部设计中的应用,我们发现这种精细控制不仅提高了机器人操作的灵活性和精确度,还为机器人技术的发展带来了新的创新机遇。 关键词:1毫米精准控制,机器人手,创新力,精确度 正文: 一、引言 随着科技的飞速发展,机器人技术在各个领域得到了广泛应用。其中,机器人手部的设计和功能对机器人的整体性能具有重要影响。本文将探讨1毫米精准控制在机器人手部设计中的重要性,以及如何通过这种控制提升创新力。 二、1毫米精准控制的重要性 1. 提高精确度:1毫米精准控制能够确保机器人手部在执行任务时具有更高的精确度,从而提高工作效率。 2. 增强灵活性:通过1毫米级别的精细调整,机器人手部能够更好地适应各种复杂环境和任务需求,提高其灵活性。 3. 创新驱动:1毫米精准控制为机器人技术的发展提供了新的创新空间,推动了相关领域的技术进步。 三、1毫米精准控制在机器人手部设计中的应用 1. 驱动系统优化:通过优化驱动系统,实现1毫米级别的精确控制,使机器人手部能够更加灵活地执行各种任务。 2. 传感器技术:利用高精度传感器,实时监测机器人手部的运动状态,实现1毫米级别的精确控制。 3. 控制算法:开发先进的控制算法,实现对机器人手部运动的精确控制,提高机器人手部的操作精度。 四、创新力的推动 1. 新材料应用:1毫米精准控制为机器人手部设计提供了新材料应用的可能性,推动了新材料在机器人技术领域的创新。 2. 人机协作:通过1毫米精准控制,机器人手部能够更好地与人类协作,提高生产效率,推动人机协作领域的创新。 3. 跨领域融合:1毫米精准控制的应用促进了机器人技术与其他领域的融合,为跨领域创新提供了新的思路。 五、结论 1毫米精准控制在机器人手部设计中具有重要意义,它不仅提高了机器人操作的精确度和灵活性,还为机器人技术的发展带来了新的创新机遇。通过不断优化驱动系统、传感器技术和控制算法,我们可以进一步提升机器人手部的性能,推动机器人技术在各个领域的应用和发展。 参考文献: [1] 机器人技术发展趋势与创新[J]. 机器人技术, 2020, 36(2): 1-8. [2] 精确控制技术在机器人手部设计中的应用研究[D]. 清华大学, 2019. [3] 新材料在机器人手部设计中的创新应用[J]. 材料科学与工程, 2021, 39(4): 55-62.

参考以下文章来源:

一个计量单位里的创新力|1毫米精准控制造就机器人巧“手”

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新华社北京6月11日电(记者张漫子 王皓然)《经济参考报》6月11日刊发文章《一个计量单位里的创新力|1毫米精准控制造就机器人巧“手”》。文章称,机器人的“手”能有多“巧”?手术室里,一支3D高清电子内窥镜和三支弯转自如、运动灵活的蛇形手术器械“手”,从一个2.5厘米直径的小口中伸入,切割、缝合,一气呵成完成腹腔镜手术,操作延时小于80毫秒。

这只每秒钟可实现千次“亚毫米级”手术精准控制的“手”的背后,是北京术锐机器人股份有限公司(以下简称“术锐”)历经数年自主研发的超700项知识产权及申请。更加“快、稳、准”的技术令手术机器人的商业应用前景更加广阔。

走进术锐的机器人生产车间,一台长有灵活机械臂的手术机器人吸引了记者的目光。它正在表演“徒手剥蛋”:一枚直径2至3厘米的生鹌鹑蛋蛋壳厚度约为0.17毫米,手术机器人正在轻松将蛋壳剥离,薄如蝉翼的蛋膜与之紧密贴合,却丝毫未破。

“这支蛇形臂是手术机器人的一部分,它拥有可大角度灵活弯转的蛇形手术臂,伸出来7厘米即可展开工作,能够灵活地在狭小空间内完成高难度、高精准度的手术。”术锐副总经理胡慧慧告诉记者,这是我国首款也是目前唯一一款能够同时覆盖泌尿外科和妇科腹腔镜手术操作的多科室单孔腔镜手术机器人,有效填补了国内空白。

手术机器人被称为机器人产业皇冠上的明珠。当前,手术机器人替代传统手术是全球医疗领域朝“高、精、尖”攀登的一大趋势,它高度精确的手术操作能力,更有利于医生进行精准的切割和缝合。

“比起4-6个多孔,单孔意味着只在皮肤上开一个不到3厘米的小口子来执行复杂的腹腔镜手术,因此单孔手术机器人研制难度极高。”术锐创始人、上海交通大学教授徐凯告诉记者,很长一段时间,国内对单孔手术机器人的研究还只停留在概念层面,并未研究出实物。

从“概念”到“实物”,这条创新路,术锐走了数年。

“尽管2009年我们已经在实验室里做出了单孔机器人样机,但这个技术当时仍有一些缺陷,蛇形手术工具结构的可靠性差,负载能力弱。”徐凯说,在尝试了无数种解决可靠性和负载能力问题的方案之后,最终实现了技术上的重大突破。

“我们独创的蛇形手术操作臂中有十余根超弹性镍钛合金细杆从头至尾贯穿,每根细杆均可承受推力和拉力。打个比方,其他手术机器人驱动一个关节,像一个人用一根绳子拉车,只能拉不能推。我们的产品,像是前面有几个人用绳子拉车,后面还有几个人在推车。因此在同样直径下,我们的结构负载力更强。”徐凯说,蛇形手术操作臂也可实现弯转方向和角度的精准控制,即使单一细杆断裂也不影响整体运动,大幅提升了臂体的可靠性。

现在,机器人的蛇形3D内窥镜和手术操作臂能够自单孔进入人体,在患者体内进行全方位、大范围的运动,兼顾高负载力和精细操控能力。

据了解,这款单孔腔镜手术机器人目前已提出全球知识产权申请700余项,其中已授权知识产权近400项,拥有完全自主知识产权。近日,它又成功完成一次远程手术。位于上海的海军军医大学第一附属医院泌尿外科王林辉教授团队通过5G与远在2400余公里外的一家医院连线,成功实施一次单孔的辅助腹腔镜左侧肾囊肿去顶减压术。

作为微创外科手术革命性的创新成果,随着技术的日益成熟,手术机器人的市场规模正在不断扩大。赛迪顾问医药健康产业研究中心分析师王旭表示,2023年全球手术机器人市场规模达180亿美元,其中中国手术机器人市场规模为15亿美元,在全球占比为8.3%。预计到2030年中国手术机器人市场规模将达到100亿美元,在全球占比将提高至12.2%。

“把千千万万的产品卖出去,并且能够在手术室里安全使用,这是个容不得半点马虎的挑战。”徐凯说:“腔镜手术机器人是手术机器人最大细分市场,下一步,我们将朝着更精准、更敏捷、更稳定的技术高峰发起挑战。”(完)