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**品質(zhì)|淺析勃肯特并聯(lián)機(jī)器人中IP68防塵防水性能
浙江省經(jīng)信廳一級(jí)巡視員凌云一行蒞臨指導(dǎo)工作
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并聯(lián)機(jī)器人在食品、藥品行業(yè)應(yīng)用實(shí)例
勃肯特機(jī)器人帶上“3D眼鏡”
一套手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主要由哪些部分組成?手術(shù)機(jī)器人,或者輔助手術(shù)機(jī)器人,是近幾年科研和投資的熱點(diǎn),受到越來(lái)越多投資人和創(chuàng)業(yè)者的青睞。目前的進(jìn)一步讓大家意識(shí)到了醫(yī)療行業(yè)機(jī)器換人的潛在價(jià)值。美國(guó)、歐洲、日本的手術(shù)機(jī)器人臨床應(yīng)用已較為成熟,國(guó)內(nèi)受制于技術(shù)起步晚、醫(yī)療認(rèn)證周期較長(zhǎng)等原因,目前進(jìn)入臨床應(yīng)用的還不多。不過(guò)已有不少科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)賽道,走在融資、研發(fā)、拿證的路上。應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋多個(gè)領(lǐng)域,包括:骨科手術(shù)、神經(jīng)外科、消融、其它微創(chuàng)手術(shù)、整形外科、牙科、植發(fā)、按摩、針灸、等。如何研發(fā)一套完整的手術(shù)機(jī)器人?創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)需要掌握哪些關(guān)鍵技術(shù)?手術(shù)機(jī)器人的價(jià)值在于它的精細(xì)性和穩(wěn)定性。因?yàn)槿说难劬φ`差遠(yuǎn)大于精密光學(xué)儀器,人的手也會(huì)抖動(dòng)或疲勞而機(jī)械臂不會(huì)。所以,一套手術(shù)機(jī)器人首先需要一個(gè)機(jī)械臂來(lái)替代醫(yī)生的手,或幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)器械的輔助定位。如下圖:(醫(yī)療機(jī)械臂)(輔助手術(shù)定位)其次,手術(shù)機(jī)器人只有手是不行的,它還需要一雙眼睛。因?yàn)橛辛艘曈X,才可以保證手臂能夠按照醫(yī)生的手術(shù)規(guī)劃進(jìn)行精確的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)(六自由度移動(dòng))。這就需要一套三維空間定位系統(tǒng)。
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隔離病房巡診機(jī)器人來(lái)了!清華人在逆行!2020年的春天,告急,所有的人停下出行的腳步,卻有一群人逆風(fēng)而行。他們穿上白衣,就像一束火焰,點(diǎn)燃自己,照亮人間的希望。他們是這個(gè)春天麗的身影,也是所有清華人的牽掛?!搬t(yī)生救人,工程師提供裝備,醫(yī)工結(jié)合力量大!”2月2日,清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授鄭鋼鐵在他的朋友圈里擲地有聲地寫道。行勝于言。他是這樣說(shuō)的,更是這樣做的。2月24日,由他作為技術(shù)負(fù)責(zé)人的第二臺(tái)多功能隔離病房巡診機(jī)器人,走進(jìn)北京地壇醫(yī)院。從1月25日大年初一項(xiàng)目啟動(dòng),到第16天投入臨床試驗(yàn),再到第30天奔赴抗擊正式試用,他們“醫(yī)工結(jié)合”發(fā)揮多方優(yōu)勢(shì),科研備“戰(zhàn)”,創(chuàng)造了“清華速度”!快,就是責(zé)任!當(dāng)前,時(shí)間就是生命?!翱?,就是責(zé)任!”除夕夜,經(jīng)過(guò)和清華大學(xué)精細(xì)醫(yī)學(xué)研究院院長(zhǎng)、北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院執(zhí)行院長(zhǎng)董家鴻的多次討論,鄭鋼鐵了解到前線隔離病房中的醫(yī)護(hù)人員面臨高風(fēng)險(xiǎn)。副校長(zhǎng)尤政和長(zhǎng)庚醫(yī)院討論項(xiàng)目身為航天工程方面的教授,鄭鋼鐵和他的團(tuán)隊(duì)更善于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)急處理問題。作為臨床醫(yī)學(xué)院的教授,董家鴻對(duì)如何對(duì)抗和保護(hù)醫(yī)生有豐富的經(jīng)驗(yàn),這為機(jī)器人的研制提供了充分的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)?!盎蛟S可以用機(jī)器人為醫(yī)護(hù)人員隔離風(fēng)險(xiǎn)。
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包含四個(gè)反射基準(zhǔn)點(diǎn)的被動(dòng)Navex標(biāo)記點(diǎn)。主動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)通常用于探測(cè)解剖目標(biāo)點(diǎn),而Navex可以用作患者坐標(biāo)的參考,以檢測(cè)其解剖結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。從技術(shù)上講,紅外基準(zhǔn)在攝像機(jī)圖像中顯示為白色斑點(diǎn)(請(qǐng)參見下圖)。因此,可以使用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)輕松對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和分割。根據(jù)對(duì)極幾何和標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計(jì)約束條件,確定一個(gè)點(diǎn)與其在另一臺(tái)照相機(jī)的圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的匹配。此外,在匹配的點(diǎn)上執(zhí)行三角剖分,以找到它們各自的3D位置。如果對(duì)象由至少三個(gè)不對(duì)齊的固定基準(zhǔn)點(diǎn)(標(biāo)記點(diǎn))組成,則可以計(jì)算其位姿(對(duì)象的位置和姿態(tài))。FusionTrack250演示程序的界面。顯示由三個(gè)基準(zhǔn)組成的標(biāo)記點(diǎn)。左圖和右圖顯示了相機(jī)看到的各個(gè)點(diǎn)。在典型的設(shè)置中,將參考標(biāo)記物放置在患者身上,將另一個(gè)標(biāo)記物放置在手術(shù)工具上。在將身體患者的解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)于某些術(shù)前數(shù)據(jù)集(例如CT、MRI)進(jìn)行對(duì)應(yīng)后,手術(shù)工具能夠以模擬方式放置于預(yù)定路徑內(nèi),就像GPS坐標(biāo)與數(shù)字地圖相結(jié)合可以為司機(jī)提供導(dǎo)航。由于此過(guò)程隱含著許多錯(cuò)誤源,因此了解其根本原因和影響至關(guān)重要。以下各章將嘗試將其分解。準(zhǔn)確性、精度和真實(shí)性精度和準(zhǔn)確性常常是混合的,但是是考慮誤差的兩種不同方法。
如何把一個(gè)物體快速變成VR交互設(shè)備?人機(jī)交互設(shè)備是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中不可或缺的一部分,可以提高VR系統(tǒng)的沉浸感和交互性。本文主要介紹在PST光學(xué)定位系統(tǒng)中如何輕松創(chuàng)建新的VR交互設(shè)備(目標(biāo)物)。首先在新目標(biāo)物上隨機(jī)添加標(biāo)記點(diǎn)(可使用平面反光貼、反光球或主動(dòng)發(fā)光marker),然后使用PST客戶端軟件訓(xùn)練該目標(biāo)物,該過(guò)程大約需要幾秒鐘。訓(xùn)練完成后,該目標(biāo)物即可用于VR交互。新目標(biāo)物創(chuàng)建為使PST的交互性能達(dá)到比較好,請(qǐng)保持至少四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)可見(針對(duì)紅外攝像頭)。為防止標(biāo)記點(diǎn)的自身遮擋,目標(biāo)物所有相鄰邊之間的角度應(yīng)大于90°。所以,凸面物體比較適用于追蹤。如下圖示例,系統(tǒng)可以從單個(gè)視角清晰地看到多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。由于PST使用IRLED面板進(jìn)行環(huán)境照明,所以應(yīng)注意將追蹤目標(biāo)物的反射率降至比較低。金屬或光滑的表面會(huì)降低其追蹤性能,而使用黑色物體時(shí)追蹤性能為比較好。要驗(yàn)證目標(biāo)物是否適合追蹤,請(qǐng)?jiān)赑ST客戶端應(yīng)用程序的“查看”菜單中打開“攝像機(jī)圖像”窗口。將目標(biāo)物放在PST定位儀的前面,并檢查標(biāo)記點(diǎn)與目標(biāo)物之間的對(duì)比度是否過(guò)高,且除標(biāo)記物外是否有其它反射。在比較好情況下,標(biāo)記點(diǎn)為白色而目標(biāo)物應(yīng)顯示為黑色。
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研究人員通過(guò)CT掃描、3D打印和人造喉嚨使一具3000年前的干尸說(shuō)話了研究人員通過(guò)CT掃描、3D打印和人造喉嚨使一具3000年前的干尸說(shuō)話了這具棺材保存著公元前1100年左右的古埃及人Nesyamun(內(nèi)斯亞蒙)的木乃伊尸體,表達(dá)了這名男子希望自己的聲音繼續(xù)存在的愿望?,F(xiàn)在,在他死后3000年,這個(gè)愿望實(shí)現(xiàn)了。英國(guó)的研究人員利用奈斯亞蒙聲道的3D打印復(fù)制品和人造喉頭合成了死者的聲音。研究人員近日在《科學(xué)報(bào)告(ScientificReports)》雜志上描述了這一壯舉。倫敦皇家霍洛威大學(xué)(RoyalHollowayUniversityofLondon)電氣工程系主任DavidHoward說(shuō):“我們已經(jīng)為內(nèi)斯亞蒙的聲道創(chuàng)造了與他的埋葬位置相匹配的聲音?!币粋€(gè)3000歲的死人是什么樣的?在他木乃伊化的位置上,Nesyamun的聲道在“bed”和“bad”的元音之間發(fā)出持續(xù)的元音。是的,這很奇怪。這聲音不太可能是一個(gè)Nesyamun(發(fā)音為“NEZ-ee-uh-moon”)生前發(fā)出的。Howard說(shuō):“就像說(shuō)話一樣,但他的聲道姿勢(shì)不適合說(shuō)任何特定的元音。”這聲音不太可能是Nesyamun(發(fā)音為“NEZ-ee-uh-moon”)生前發(fā)出的。Howard說(shuō):“這像說(shuō)話一樣,但他的脖子向后傾斜,舌頭在下牙頂上,他的舌頭失去了大部分肌肉,軟腭也缺失了。
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所以這不是語(yǔ)音位置。”在復(fù)制木乃伊的聲道時(shí),研究人員首先對(duì)Nesyamun的身體進(jìn)行了的CT掃描。通過(guò)掃描,研究人員使用醫(yī)學(xué)成像建模軟件創(chuàng)建了聲帶的數(shù)字模型,然后使用三維打印技術(shù)合成了一個(gè)物理模型。為了從3D打印的聲道中聽到聲音,需要類似于人類喉部的輸入聲音。這是基于現(xiàn)代語(yǔ)音合成技術(shù)的計(jì)算機(jī)合成。Photos:DavidHoward3D-printedvocaltractofthemummifiedbodyofNesyamun.在3D打印聲帶和電子喉頭上使用塑料,可以讓Nesyamun的聲音從墳?zāi)估锇l(fā)出嗡嗡的聲音。但是Howard說(shuō)他有信心這聲音對(duì)木乃伊來(lái)說(shuō)是真實(shí)的。作為證據(jù),Howard指出,他和他的同事已經(jīng)制作了男性聲帶的3D打印復(fù)制品,并將聲音與男性真實(shí)的聲音進(jìn)行了比較。Howard說(shuō):“我們?cè)?D聲帶方面做了大量工作。我可以重建我的聲道,然后你聽到后告訴我是否相似,答案是肯定的。我們正利用這一事實(shí),將這段歷史轉(zhuǎn)換回3000年前,并說(shuō)我們有像Nesyamun那樣的聲音?!彼麄兂晒Φ年P(guān)鍵是Nesyamun的軟組織,除了舌頭,在木乃伊化過(guò)程中保存得非常完好。Howard說(shuō),當(dāng)然,聲道已經(jīng)干涸了,但這對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的目的沒有多大影響。歷史學(xué)家認(rèn)為,Nesyamun是一位埃及牧師,曾在底比斯古城(現(xiàn)代盧克索)的卡納克神廟工作。
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