Comparing Human Haptic Perception and Robotic Force/Torque Sensing in a Simulated Surgical Palpation Task

触觉技术 触诊 遥操作 任务(项目管理) 计算机科学 人工智能 触觉知觉 机器人 感知 模拟 人机交互 刚度 遥控机器人学 计算机视觉 机械人手术 生物医学工程 医学 外科 工程类 移动机器人 心理学 神经科学 系统工程 结构工程
作者
Timo Markert,Sebastian Matich,Elias Hoerner,Jonas Pfannes,Andreas Theissler,Martin Atzmueller
标识
DOI:10.1109/iros47612.2022.9981495
摘要

In minimally invasive surgery (MIS), the reliable detection of hard inclusions in soft tissue is crucial for the success of the intervention. In robot-assisted surgery (RAS) however, limited technologies are available for intracorporeal tissue stiffness assessment due to the lack of force and tactile feedback from the robot tool tip. This paper investigates both, human haptic perception and robotic F/T sensing in similar experimental setups to draw conclusions about the usage of a haptic sensor for teleoperation in RAS. We use a novel 6-axis F/T sensor compact enough to be moved through trocars during RAS interventions and experimentally analyze its performance in a simulated robotic palpation task. Furthermore, we carry out a comprehensive user study $(n=30)$ and collect fingertip interaction data to investigate human haptic perception. Results show, that both approaches detect larger bead diameters of 19 mm and 15 mm with high precision and show similar accuracy rates. With regards to interaction forces, subjects on average apply more than 10 times the amount of normal force $(F_{z}=28.8\pm 4.9\mathrm{N})$ , which leads to higher accuracy particularly for smaller embedded nodules. The robotic sensing technique, on the contrary, offers distinct advantages by providing more gentle treatments and reducing the risk of tissue damage.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
胡程阳发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
2秒前
初景应助huhu采纳,获得20
2秒前
sky299完成签到 ,获得积分10
3秒前
正直的半梅完成签到,获得积分10
4秒前
amexin520发布了新的文献求助10
5秒前
sxl完成签到 ,获得积分10
6秒前
夏天发布了新的文献求助10
7秒前
jnf发布了新的文献求助10
7秒前
甘蔗侠发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
彩虹完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
12秒前
小二郎应助Mavis采纳,获得30
13秒前
奶昔发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
斯文败类应助夏天采纳,获得10
15秒前
泥娃娃完成签到,获得积分10
16秒前
LiangxuanPan完成签到,获得积分10
16秒前
跳跃靖发布了新的文献求助10
17秒前
芥末发布了新的文献求助10
17秒前
怕孤独的若云完成签到,获得积分10
17秒前
Lll发布了新的文献求助10
18秒前
ding应助冯佩采纳,获得10
18秒前
312完成签到,获得积分10
21秒前
丘比特应助伍伍慧采纳,获得10
21秒前
21秒前
22秒前
learning完成签到,获得积分10
22秒前
Cpp完成签到 ,获得积分10
23秒前
郭干成发布了新的文献求助10
23秒前
ddj发布了新的文献求助30
25秒前
syhjxk发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
pride发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Solution-State NMR of Lignocellulosic Biomass 400
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6692755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8435663
关于积分的说明 18023258
捐赠科研通 5921420
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2985645
邀请新用户注册赠送积分活动 1961587
关于科研通互助平台的介绍 1901154