外科医生控制台的触觉控制

摘要

一种手术机器人系统包括外科医生控制台、远程手术机器人和控制单元。外科医生控制台包括通过联动装置连接到手动控制器的基座，联动装置包括多个关节，由此可以改变联动装置的构造。外科医生控制台包括驱动器，该驱动器用以驱动每个关节移动。外科医生控制台还包括存在传感器，该存在传感器用以感测外科医生的手在手动控制器上的存在。控制单元从手动控制器接收用户输入，将所接收的用户输入转换成用于驱动手术机器人的操纵的命令信号，从包括存在传感器的传感器接收传感输入，以及在手术操作期间，通过控制驱动器以外力方向上的阻尼响应来驱动关节，对从所接收的传感输入同时检测到(i)外科医生的手不在手动控制器上，以及(ii)除了重力之外还有外力作用于手动控制器作出响应。

说明书

背景技术

本公开涉及从远程外科医生控制台控制手术机器人的运动。

图1示出了对人104进行手术的手术机器人101、102、103。每个机器人包括经由柔性臂连接到手术器械的基座。机器人由外科医生远程控制。外科医生位于外科医生控制台200处，如图2所示。外科医生操纵手动控制器201、202。控制系统将手动控制器的移动转换成控制信号，以移动手术机器人的臂关节和/或器械末端执行器。来自手术部位处的内窥镜的视频馈送被显示在显示器203上，使得外科医生能够查看他正在用手动控制器201、202操纵的器械末端执行器。

为了减少由支撑手动控制器201、202引起的外科医生的疲劳，已知针对重力补偿每个手动控制器。换句话说，控制系统驱动支持手动控制器的联动装置的每个关节，以便向作用于该关节上的重力提供反作用力。如果外科医生放开手动控制器，则手动控制器保持在相同位置，而不是在重力作用下跌落。因此，外科医生不必在操纵手动控制器的同时支撑其质量。

重力得到补偿的手动控制器拿放轻便，且易于操作。这是合乎需要的，特别是对于执行长时间手术的外科医生来说。然而，手动控制器容易受到撞击，因为最轻微的接触都将导致移动。这种移动继而可能在机器人臂和/或器械末端执行器处被复制。

已知在手动控制器上使用所谓的安全手柄。这是一种机械制动系统，其在外科医生放开手动控制器时会制动系统。此额外制动系统虽然有效，但显著增加了手动控制器和支撑联动装置的重量，这是不合需要的。

需要一种用于控制外科医生的手动控制器使得其轻便且在手术程序期间易于由外科医生处置、同时不太容易被无意移动的控制系统。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于控制手术机器人系统的控制单元，所述手术机器人系统包括远离外科医生控制台的手术机器人，所述外科医生控制台包括通过联动装置连接到手动控制器的基座，所述联动装置包括多个关节，由此可以改变联动装置的构造，对于每个关节，外科医生控制台包括被配置成驱动关节移动的驱动器，所述外科医生控制台还包括存在传感器，所述存在传感器被配置成感测外科医生的手在手动控制器上的存在，所述控制单元被配置成：从手动控制器接收用户输入；将所接收的用户输入转换成用于驱动手术机器人的操纵的命令信号；从包括存在传感器的传感器接收传感输入；以及在手术操作期间，通过控制驱动器以外力方向上的阻尼响应来驱动关节，对从所接收的传感输入同时检测到(i)外科医生的手不在手动控制器上，以及(ii)除了重力之外还有外力作用于手动控制器作出响应。

所述存在传感器可以是电容式传感器，控制单元被配置成从电容式传感器接收指示检测到的电容的传感输入。

所述存在传感器可以是电感式传感器，控制单元被配置成从电感式传感器接收指示检测到的电感的传感输入。

所述存在传感器可以是脉动血氧计，控制单元被配置成从脉动血氧计接收指示检测到的血氧饱和度的传感输入。

所述存在传感器可以是光学传感器，控制单元被配置成从光学传感器接收指示检测到的光信号或没有光信号的传感输入。

存在传感器可以被配置成检测手动控制器与外科医生的手的手掌的接触或未接触。

所述存在传感器可以是一组位置传感器，每个位置传感器感测联动装置的关节的位置，控制单元被配置成从一组位置传感器接收一组关节位置，控制单元被配置成针对该组关节位置确定联动装置的构造，并且从随后接收到的多组关节位置确定联动装置的运动。

如果联动装置的所确定运动具有以大于阈值梯度的梯度移动的距离的时间曲线，所述控制单元可以检测到外科医生的手不在手动控制器上。

所述存在传感器可以是一组扭矩传感器，每个扭矩传感器感测联动装置的关节上的扭矩，控制单元被配置成从一组扭矩传感器接收一组关节扭矩。

如果所接收的一组关节扭矩的关节扭矩的量值超过阈值，所述控制单元可以检测到外科医生的手不在手动控制器上。

外科医生控制台可以包括一组位置传感器，每个位置传感器感测联动装置的关节的位置，控制单元被配置成从一组位置传感器接收一组关节位置，控制单元被配置成针对该组关节位置确定联动装置的构造，并且从随后接收的多组关节位置确定联动装置的运动。

如果联动装置的所确定运动非零，所述控制单元可以检测到除了重力之外还有外力作用于手动控制器。

外科医生控制台可以包括一组扭矩传感器，每个扭矩传感器感测联动装置的关节上的扭矩，控制单元被配置成从一组扭矩传感器接收一组关节扭矩。

如果所接收的一组关节扭矩的关节扭矩的量值超过基线值，所述控制单元可以检测到除了重力之外还有外力作用于手动控制器。

所述控制单元可以控制驱动器驱动关节，从而重度阻尼外力方向上的运动。

所述控制单元可以控制驱动器驱动关节，从而轻度阻尼外力方向上的运动。

控制单元可以在由传感输入指示的联动装置构造中确定关节上的重力扭矩，并且控制驱动器驱动关节以便抵消关节上的重力扭矩。

根据第二方面，提供了一种外科医生控制台，其包括：通过联动装置连接到手动控制器的基座，联动装置包括多个关节，由此可以改变联动装置的构造，对于每个关节，外科医生控制台包括被配置成驱动关节移动的驱动器；存在传感器，所述存在传感器被配置成感测外科医生的手在手动控制器上的存在；以及以上任何段落所述的控制单元。

根据第三方面，提供了一种手术机器人系统，所述手术机器人系统包括外科医生控制台、远离外科医生控制台的手术机器人以及根据以上任何段落所述的控制单元，所述控制单元远离外科医生控制台。

根据第四方面，提供了一种控制手术机器人系统的外科医生控制台的手动控制器的运动的方法，所述手术机器人系统包括控制单元和远离外科医生控制台的手术机器人，所述外科医生控制台包括通过联动装置连接到手动控制器的基座，联动装置包括多个关节，由此可以改变联动装置的构造，对于每个关节，外科医生控制台包括被配置成驱动关节移动的驱动器，所述外科医生控制台还包括存在传感器，所述存在传感器被配置成感测外科医生的手在手动控制器上的存在，所述方法包括：从手动控制器接收用户输入；将所接收的用户输入转换成用于驱动手术机器人的操纵的命令信号；从包括存在传感器的传感器接收传感输入；以及在手术操作期间，通过控制驱动器以外力方向上的阻尼响应来驱动关节，对从所接收的传感输入同时检测到(i)外科医生的手不在手动控制器上，以及(ii)除了重力之外还有外力作用于手动控制器作出响应。

附图说明

现在将参照附图以举例的方式描述本公开。在附图中：

图1示出了正由一组手术机器人进行手术的人；

图2示出了外科医生控制台；

图3示出了手术机器人系统的示意图；

图4示出了机器人；

图5示出了外科医生控制台的手动控制器和联动装置；

图6是示出了抵消手动控制器上的重力和支撑外科医生控制台的联动装置的过程的流程图；以及

图7是示出了抵抗手动控制器的运动的过程的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及一种手术机器人系统，其包括手术机器人、外科医生控制台和控制单元。外科医生操纵外科医生控制台的重力得到补偿的手动控制器。控制单元将这种移动转换成用于驱动远程手术机器人的对应操纵的命令信号。外科医生控制台包括存在传感器，所述存在传感器用于感测外科医生的手在手动控制器上的存在。此存在传感器将其传感数据中继到控制单元。如果控制单元检测到外科医生的手不在手动控制器上，并且同时检测到作用于手动控制器(除重力之外)的外力，那么其控制外科医生控制台以外力方向上的阻尼响应来驱动手动控制器。

图3示出了手术机器人系统300。手术机器人系统300包括两个手术机器人301、302、控制单元303和外科医生控制台304。外科医生控制台304包括第一手动控制器305和第二手动控制器306。每个手动控制器通过柔性联动装置连接到外科医生控制台的基座。控制单元303从手动控制器接收用户输入307。控制单元303还从外科医生控制台接收传感输入308。传感输入308与手动控制器有关，并且包括来自存在传感器309的传感输入。传感输入还可以包括来自感测联动装置的关节的位置传感器和/或扭矩传感器的传感数据，所述联动装置将手动控制器连接到外科医生控制台的基座。位置传感器和/或扭矩传感器中的一者或多者可以位于关节自身上。例如，位置/扭矩传感器可以位于其感测的关节的致动器上，该致动器与关节位于同一位置。替代地或另外，位置传感器和/或扭矩传感器中的一者或多者可以远离关节定位。例如，位置/扭矩传感器可以位于其感测的关节的远程致动器上。远离其驱动的关节的致动器可以通过例如线缆驱动该关节。控制单元可以从外科医生控制台接收其它输入310，例如，脚踏板输入、按钮输入、语音识别输入、手势识别输入、眼睛识别输入等。控制单元303还可以从手术机器人301、302接收输入311。这些输入包括来自感测机器人臂关节的位置传感器和扭矩传感器的传感数据。控制单元303可以从每个机器人接收其它输入311，例如，力反馈、来自手术器械的数据等。控制单元303响应于其从机器人和外科医生控制台接收的输入而驱动机器人301、302。控制单元响应于其从外科医生控制台接收的输入而调节手动控制器305、306的运动。控制单元303包括处理器312和存储器313。存储器以非暂态方式存储可以由处理器执行的软件代码，以使处理器以本文描述的方式控制驱动器。控制单元303示出为远离外科医生控制台和手术机器人两者。替代地，控制单元303可以并入外科医生控制台304之内。作为另一替代方案，控制单元303可以并入手术机器人301、302中的任一个之内。

每个手术机器人301、302为图4中所示的形式。机器人包括基座401。柔性臂402从机器人的基座401延伸到用于手术器械404的附接件403。臂402借助于沿着其长度的多个柔性关节405铰接。在关节之间是刚性臂构件406。臂包括一组驱动器，每个驱动器407驱动一个或多个关节405。

图5示出了外科医生控制台的手动控制器及其与外科医生控制台的基座的连接。手动控制器501通过铰接联动装置502连接到外科医生控制台503的基座。联动装置502借助于沿着其长度的多个柔性关节504铰接。在关节之间是刚性连杆505。因此，可以通过操纵关节来改变联动装置502的构造。联动装置包括一组驱动器506。每个驱动器506驱动一个或多个关节504。

外科医生控制台包括一系列传感器。对于每个关节，这些传感器包括用于感测关节的位置的位置传感器507和用于感测围绕关节的旋转轴线施加的扭矩的扭矩传感器508中的一者或两者。用于关节的位置传感器和扭矩传感器中的一者或两者可以与用于该关节的电机集成。传感器的输出被传递到控制单元303，在此它们形成处理器312的输入。

外科医生控制台包括存在传感器。存在传感器被配置成感测外科医生的手在手动控制器上的存在。例如，存在传感器可以检测手动控制器与外科医生手掌的接触(或无接触)。存在传感器可以是以下中的任何一种或多种：

1.电容式传感器。电容式传感器位于手动控制器上。电容式传感器位于外科医生在操纵手动控制器时用手接触的手动控制器的表面的一部分上。电容式传感器将传感输入发送至控制单元303，这些传感输入指示检测到的电容。控制单元303将检测到的电容与阈值电容进行比较。如果检测到的电容低于阈值电容，那么控制单元303确定外科医生的手在手动控制器上。如果检测到的电容高于阈值电容，那么控制单元303确定外科医生的手不在手动控制器上。

2.电感式传感器。电感式传感器位于手动控制器上。电感式传感器位于外科医生在操纵手动控制器时用手接触的手动控制器的表面的一部分上。电感式传感器将传感输入发送至控制单元303，这些传感输入指示检测到的电感。控制单元303将检测到的电感与阈值电感进行比较。如果检测到的电感高于阈值电感，那么控制单元303确定外科医生的手在手动控制器上。如果检测到的电感低于阈值电感，那么控制单元303确定外科医生的手不在手动控制器上。

3.脉动血氧计。脉动血氧计位于手动控制器上。脉动血氧计位于外科医生在操纵手动控制器时用手接触的手动控制器的表面的一部分上。脉动血氧计将传感输入发送至控制单元303，这些传感输入指示检测到的血氧饱和度。控制单元303将检测到的血氧饱和度与阈值血氧饱和度进行比较。如果检测到的血氧饱和度高于阈值血氧饱和度，那么控制单元303确定外科医生的手在手动控制器上。如果检测到的血氧饱和度低于阈值血氧饱和度，那么控制单元303确定外科医生的手不在手动控制器上。

4.光学传感器。光学传感器具有发射器和检测器。检测器位于手动控制器上。当外科医生未将手动控制器握在手中时，发射器位于外科医生控制台上，在检测器的视线内。当外科医生将手动控制器握在手中时，发射器位于外科医生控制台上，不在检测器的视线内。光学传感器将传感输入发送至控制单元303，这些传感输入指示检测到的光信号。控制单元303将检测到的光水平与阈值光水平进行比较。如果检测到的光水平低于阈值光水平，那么控制单元303确定外科医生的手在手动控制器上。如果检测到的光水平高于阈值光水平，那么控制单元303确定外科医生的手不在手动控制器上。

5.关节位置传感器在联动装置上。每个位置传感器感测其相关联关节的位置。例如，它可以感测关节的关节角度。控制单元从关节位置传感器接收关节位置。控制单元已经在存储器313中存储了联动装置的几何形状/布局。根据联动装置的几何形状和所接收的关节位置，控制单元303确定联动装置的当前构造。根据后续多组所接收的关节位置，控制单元确定联动装置的后续构造。因此，控制单元确定联动装置随时间推移的运动。控制单元分析联动装置的运动，以便检测外科医生的手是否在手动控制器上。如果联动装置的运动与外科医生在手术程序期间移动手动控制器引起的联动装置的典型运动一致，那么控制单元检测外科医生的手在手动控制器上。如果联动装置的运动与外科医生在手术程序期间移动手动控制器引起的联动装置的典型运动不一致，那么控制单元检测外科医生的手不在手动控制器上。例如，控制单元可以评估联动装置移动的距离的时间曲线。如果此曲线具有大于阈值梯度的梯度，那么控制单元可以确定外科医生的手不在手动控制器上。

6.关节扭矩传感器在联动装置上。每个扭矩传感器感测其相关联关节的扭矩。控制单元从关节扭矩传感器接收关节扭矩。如果任何单个关节扭矩超过阈值，那么控制单元可以确定外科医生的手不在手动控制器上。替代地或附加地，控制单元可以将联动装置的几何形状/布局存储在存储器313中。根据联动装置的几何形状和接收的多组关节扭矩，控制单元303确定联动装置随时间推移的运动。控制单元分析联动装置的运动，以便检测外科医生的手是否在手动控制器上。如果联动装置的运动与外科医生在手术程序期间移动手动控制器引起的联动装置的典型运动一致，那么控制单元检测外科医生的手在手动控制器上。如果联动装置的运动与外科医生在手术程序期间移动手动控制器引起的联动装置的典型运动不一致，那么控制单元检测外科医生的手不在手动控制器上。例如，控制单元可以评估联动装置移动的距离的时间曲线。如果此曲线具有大于阈值梯度的梯度，那么控制单元可以确定外科医生的手不在手动控制器上。

控制单元驱动将手动控制器连接到外科医生控制台的基座的联动装置的关节，以便抵消关节上的重力扭矩。图6示出了控制单元303为了这样做而实施的步骤。

控制单元从感测联动装置的关节的位置传感器507接收位置传感数据601作为输入。例如，每个位置传感器可以报告其感测的关节的关节角度。控制单元将联动装置502的几何形状/布局存储在存储器313中。控制单元的处理器312从存储器313检索所存储的联动装置的几何形状。在步骤602处，控制单元的处理器309根据所接收的位置传感数据和联动装置的几何形状确定联动装置的当前构造。联动装置的构造也称为联动装置的姿态。适当地，处理器312将联动装置的当前构造存储在存储器313中。

控制单元将联动装置的重力模型603存储在存储器313中。存储器313针对联动装置的每个元件和附接的手动控制器存储其质量、其质心与联动装置的前一关节的距离，以及用于前一关节的关节传感器的质心与位置输出之间的关系。控制单元的处理器312从存储器313检索所存储的重力模型603。在步骤604处，控制单元的处理器312使用联动装置的当前构造和重力模型以针对联动装置的当前构造对联动装置的元件上的重力效应建模。在这样做时，处理器312确定由于重力作用于联动装置的每个关节而引起的扭矩。

在步骤605处，处理器312控制联动装置的关节的驱动器506驱动联动装置的每个关节504，以便补偿在步骤604处计算的作用于该关节的重力扭矩。以此方式，控制单元抵抗重力维持手动控制器的位置。因此，控制台而非外科医生抵抗重力支撑手动控制器的质量。如果外科医生放开手动控制器，它不会在重力作用下跌落。相反，它保持在其当前位置。这使手动控制器对外科医生而言使用起来轻便。外科医生施加到手动控制器的任何力都会使其移动。

不需要控制单元实际上确定联动装置的构造。控制单元可以直接根据位置传感数据、联动装置的已知几何形状和重力模型来计算重力扭矩。

控制单元针对它所连接到的每个手动控制器执行结合图6描述的步骤。

控制单元响应于从外科医生正在操纵的手动控制器接收的用户输入而驱动机器人臂的关节。来自手动控制器的用户输入307由控制单元303接收。控制单元303将来自手动控制器的用户输入转换成用于驱动手术机器人的操纵的命令信号。控制单元303接着将命令信号314发送至手术机器人的驱动器407。驱动器407通过根据命令信号314驱动其相应的关节405来对命令信号314作出响应。

下文描述控制单元303利用从外科医生控制台304接收的传感数据来检测重力得到补偿的手动控制器在手术程序期间何时已被除外科医生的手施加的力之外的力移动的示例。控制单元303通过控制联动装置的驱动器驱动联动装置的关节，从而在外力的方向上提供阻力响应来作出响应。由控制系统施加到每个关节的力(不包括为抵消作用于该关节的重力扭矩而施加的力)由下式(的矢量版本)给出：

其中，x是位移，

由于控制单元303控制驱动器驱动联动装置的关节以施加方程1的力，所以控制单元可以选择m、B和k的值以向外科医生提供期望的感觉。例如，控制单元300可以选择以下任一种模式：轻模式，在轻模式下，m较小，使得联动装置和手动控制器很轻，因此外科医生使用起来不累；重模式，在重模式下，m较大，使得联动装置和手动控制器很重，因此外科医生可更容易地控制；响应模式，在响应模式下，B较小，使得手动控制器对外科医生的手施加的力作出响应；阻尼模式，在阻尼模式下，B较大，使得手动控制器的运动被阻尼。

弹簧常数可以很小。k<1N/mm。适当地，阻尼参数B足够大以使系统可控，但不是太大以使系统难以移动。阻尼参数B由控制单元根据外科医生的手是否在手动控制器上来修改。如果外科医生的手在手动控制器上，那么阻尼参数B可设置为B1，并且如果外科医生的手不在手动控制器上，那么阻尼参数B可设置为B2。选择B1的值，使得手动控制器的运动是轻的并且对外科医生的手施加的力作出响应。选择B2的值，使得手动控制器的运动响应于除外科医生的手之外的实体施加的力受到重度阻尼。适当地，B2大于B1。优选地，B2>>B1。

参考图7，控制单元在步骤701处从外科医生控制台接收传感输入。这些传感输入包括来自存在传感器的输入。存在传感器可以是上述存在传感器中的任一种或组合。

在步骤702处，对于外科医生控制台的每个手动控制器，控制单元303确定外科医生的手是否在手动控制器上。控制单元如上所述分析来自存在传感器的传感输入，以便检测外科医生的手是否在手动控制器上。控制单元检测到外科医生的手在手动控制器上，或者检测到外科医生的手不在手动控制器上。如果控制单元确定外科医生的手在手动控制器上，则该过程继续进行到步骤703。在步骤703处，控制单元将阻尼参数B的值设置为B1。在步骤702处，阻尼参数B可能已被设置为B1。在这种情况下，控制单元将阻尼参数的值保持在B1。然而，如果在步骤702处将阻尼参数B设置为B2，那么控制单元将阻尼参数B的值改变为B1。然后，该过程返回到步骤701，在该步骤处，从存在传感器接收更多传感输入。如果在步骤702处，控制单元确定外科医生的手不在手动控制器上，则该过程继续进行到步骤704。

在步骤704处，控制单元将阻尼参数B的值设置为B2。在步骤702处，阻尼参数B可能已被设置为B2。在这种情况下，控制单元将阻尼参数的值保持在B2。然而，如果在步骤702处将阻尼参数B设置为B1，那么控制单元将阻尼参数B的值改变为B2。该过程接着继续进行到步骤705。

在步骤705处，控制单元评估是否有外力作用于手动控制器。控制单元使用来自感测联动装置502的关节504的位置传感器和扭矩传感器中的任一者或两者的传感数据来确定是否存在作用于手动控制器的外力。如上文所解释的，此外力是除作用于手动控制器的重力以外的力。

在位置传感器的情况下，控制单元从位置传感器接收联动装置关节的一组关节位置。据此以及联动装置的所存储的几何形状，控制单元针对该组关节位置确定联动装置的构造。控制单元在后续时间接收后续多组关节位置。控制单元确定这些后续时间中的每一个时间的联动装置构造。因此，控制单元确定联动装置随时间的位移，即联动装置的速度。如果联动装置的速度在已考虑重力之后非零，那么控制单元确定除了重力之外还有外力正作用于手动控制器。如果联动装置的速度在已考虑重力之后为零，那么控制单元确定除了重力之外没有外力作用于手动控制器。

在扭矩传感器的情况下，控制单元从扭矩传感器接收联动装置关节的一组关节扭矩。控制单元将关节扭矩中的每一个与基线值进行比较。如果关节扭矩的量值在已考虑重力之后超过基线值，那么控制单元确定除了重力之外还有外力正作用于手动控制器。如果在已考虑重力之后没有量值超过基线值的关节扭矩，那么控制单元确定除了重力之外没有外力作用于手动控制器。

如果在步骤705处，控制单元确定除了重力之外没有外力作用于手动控制器，则该过程返回到步骤701，在该步骤处，从存在传感器接收更多传感输入。如果控制单元确定除了重力之外还有外力正作用于手动控制器，则该过程继续进行到步骤706。在步骤706处，在已经确定在外科医生的手不在手动控制器上的同时除了重力之外还有外力正作用于手动控制器之后，控制单元控制联动装置的驱动器驱动联动装置关节，从而提供外力方向上的阻尼响应。控制单元控制联动装置的驱动器根据由上述方程1的矢量版本给出的力驱动联动装置关节。在此方程中，x、

控制单元可以选择B2的值，以便对外力的检测提供以下响应中的任一种：在外力方向上的重度阻尼运动、在外力方向上的轻度阻尼运动，或在外力方向上的完全阻尼运动使得手动控制器完全无法移动。控制单元可以选择提供在外力方向上的非线性阻尼运动。这种阻尼运动可以是弹簧状的。

在图7的流程图中，控制单元在评估除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器之前，评估外科医生的手是否在手动控制器上。在一种实施方式中，当控制单元已经确定外科医生的手不在手动控制器上时，控制单元仅评估除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器。在另一种实施方式中，步骤702和705相反。于是，控制单元在评估外科医生的手是否在手动控制器上之前，评估除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器。任选地，仅当控制单元检测到除了重力之外还有外力作用于手动控制器时，才评估外科医生的手是否在手动控制器上。在另一种实施方式中，控制单元同时确定外科医生的手是否在手动控制器上以及除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器。当控制单元既检测到外科医生的手不在手动控制器上又检测到除了重力之外还有外力作用于手动控制器时，其控制驱动器抵抗手动控制器的运动。

在存在传感器由一组位置传感器实现的情况下，这些位置传感器既可以提供用于存在传感器的传感输入，又可以提供用于确定除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器的传感输入。

在存在传感器由一组扭矩传感器实现的情况下，这些扭矩传感器既可以提供用于存在传感器的传感输入，又可以提供用于确定除了重力之外是否还有外力作用于手动控制器的传感输入。

针对重力补偿手动控制器会使手动控制器轻便且易于由外科医生操纵。然而，这也使它们容易被无意中移动。在现有技术系统中，这可能导致器械末端执行器在手术部位处移动。当外科医生希望重新开始控制时，这也可能导致手动控制器移动到外科医生不希望的位置。关于图7描述的过程检测这种性质的无意运动并减弱对它的响应。

关于图7描述的过程预期在手术程序期间使用。它不意图在外科医生在进行手术程序之前或已进行手术程序之后将手动控制器放置在一边时使用。

位置传感器可以例如是电位计、光学位置编码器、超声波或无线电距离传感器。扭矩传感器可以例如是基于电阻的应变计、压电应变计或半导体应变计。用于驱动联动装置的关节移动的驱动器可以是旋转或线性电机，或除电机之外的装置(例如，液压或气动撞锤)。

机器人可以用于除手术之外的目的。例如，机器人可以用于汽车制造中以查看发动机的内部。

申请人在此独立地公开了本文描述的每个单独的特征以及两个或更多个这种特征的任意组合，只要这些特征或组合能够基于本说明书作为一个整体根据本领域技术人员的公知常识来实施，而不管这些特征或特征的组合是否解决本文公开的任何问题，并且不限制权利要求的范围。申请人指出，本发明的各方面可以由任何这样的单个特征或特征组合组成。鉴于以上描述，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在本发明的范围内进行各种修改。