Desarrollo e implementación de una estrategia de gestión de singularidades para un sistema robótico redundante cooperativo destinado a la asistencia en intervenciones quirúrgicas

Abstract

[ES] En este trabajo se presenta un nuevo prototipo de plataforma robótica cooperativa, destinada a la asistencia en intervenciones quirúrgicas de fijación transpedicular lumbar. El uso de sistemas robóticos de asistencia durante la ejecución de procedimientos quirúrgicos convencionales contribuye a la mejora en los resultados de las intervenciones al permitir elevados niveles de precisión y seguridad. Por ello, resulta crucial garantizar la robustez y destreza de los dispositivos empleados, incluso en las proximidades de configuraciones que pudieran introducir inestabilidades en su funcionamiento. Partiendo de esta idea, se ha implementado una estrategia de gestión de singularidades en la plataforma robótica, basada en el uso de un algoritmo de mínimos cuadrados amortiguados con factor de amortiguamiento adaptativo, unido a un método para la optimización de la configuración articular del manipulador redundante empleado, Mitsubishi PA10–7C.

[EN] In this research work, a new prototype of collaborative robot- assisted surgical platform for transpedicular fixation surgeries is presented. The usage of assistive robotic systems during conventional surgical procedures improves surgical outcomes, as they ensure high levels of precision and safety. Hence, robustness and dexterity of the mechatronic devices must be guaranteed, even in the neighborhood of unstable configurations during their performance. Bearing this in mind, a singularity management strategy has been implemented in the robotic platform, based on the Damped Least Squares method using an adaptive damping factor together with a methodology for optimization of joint redundancy of the platform manipulator, Mitsubishi PA10-7C.