手术机器人的模糊神经网络变阻抗控制策略研究

摘要

针对手术机器人在颅颌面手术过程中无法有效跟踪期望位置和接触力的问题,提出一种基于模糊神经网络的变阻抗控制策略。首先,利用模糊PID位置控制模块对机器人运动至手术切口位置的期望轨迹进行跟踪控制。其次,通过基于神经网络的变阻抗控制模块建立起机械臂与目标之间的力/位置动态关系,该模块可对机器人辅助手术过程中的力跟踪偏差进行及时的自适应修正,以实时补偿环境动态变化带来的影响,提高了环境交互的安全性以及力跟踪的准确性。最后,对提出的控制方法进行验证,结果表明,在动态变化的手术环境下,相比传统定阻抗参数控制方法,该方法拥有更好的跟踪控制效果。