医疗行业中的嵌入式电机控制应用系统 (2)

      在标准的腹腔镜外科手术中，仪器的运动是违反直觉的，就如同看着一面镜子在做手术。

　　机器人运动控制器会在外科医生手、腕的运动和外科仪器间，保持着一种相应的眼－手－仪器的顺序。这样就减少了医生学习使用设备的负担，减小了医生的疲劳度，更有利于灵活精确的操作。只要外科医生顺时针扭动调节装置，机器手就会随之顺时针扭动。同时，运动控制器也会滤除医生手的颤动。

　　尽管压电致动器能够提供十分微小的位移，但Intuitive Surgical的高级副主席Gary Guthart指出，直流伺服电机足够简单，花费很值，而且能够提供所必需的大驱动力——手术刀尖几磅的力量，以切开组织。

　　由于手术中需要的亚毫米分辨率，机器人技术正在推动着直流伺服电机分辨率的提高。Intuitive的运动控制系统使用一个1200Hz的控制回路来提供足够的速度和精确性，从而使仪器运动更快，更自然，以达到医生的期望。

　　机器人外科助理装置的另外一个控制回路为外科医生提供了基础的触觉反馈。低摩擦的直流伺服电机足够支持Intuitive Surgical机器人反馈系统。这个反馈系统给外科医生提供了与病人的感觉交互。运动控制器在和医生的通信交互中构造出了触觉的界限。除了这种环路感觉外，运动控制系统还使用了硬件看门狗和软件计算核对，同时使用逻辑一致性检查以保证安全。系统只需要为错误检查提供一些冗余的感测，并在发生错误时跳入安全模式和通知手术医生或操作者即可。

　　以上这些基于运动控制的系统，为系统设计者们提供了成功的先例，促进了他们继续寻找新的方式，把嵌入式电机控制应用到医学研究和医疗过程之中。