Кабло жетектөөли минималдуу инвазиялык хирургиялык роботларында мотор буйругу менен уч эффектордун чыныгы харекети арасындаки байланыш; кабель ийкемдүүлүгү, сүрүлүү, гистерезис, структуралык четтөө жана геометрик монтаж каталары неданийле айкын түрдө догрусал олмайан абалга болуп калышы мүмкүн. Суйанг Йу жана изилдөө аркадашлары бу маселе, чыныгы бир хирургиялык робот прототипи үстүндө Денавит–Хартенберг (DH) параметре калибрасйону, LuGre динамикалык сүрүлүү модели, эквиваленттүү катуулук ыкмасы жана радиалдык базистик функция (Радиал Батуман Фунжтион, RBF) нейрон тармагыны бир арайа гетирен хибрит бир ката компенсация ыкмасыйле еле алды. Денейлерда өнермененн компенсация уйгуланмадыгында максимум харекет катасы болжол менен 34,63°, орточо ката 23,57° жана көк орточо каре ката (RMSE) 25,41° икен; компенсация кийинсында бу маанилер сырасыйла болжол менен 21,13°, 15,62° жана 16,48° деңгээлине инди. Буга каршы изилдөө, ыкмасын операция сырасында клиникалык натыйжалары иймененштирдигини же бейтапта гүжананлигини канытламыйор; эксперименттик каныт роботун харекет тактыгы жана гистерезис ширетүүлы меканик каталарын азалтылмасыйла чектелген.

Изилдөөнүн негизги ыкмасы, тек бир ката модельинин бардык системасы ачыкламасыны бмуунек йерине ката ширетүүларыны катманлара айырмактыр. Рижит актарым зинжириндаки системаатик геометрик четтөөлар DH параметрлеринин ен кичинекей карелер ыкмасыйле танымланмасыйла дүзелтилиркен; кабель–шкив темасындаки догрусал олмайан сүрүлүү LuGre модельийле, узун жана ичке дисталдык болот түтүкдаки ийкемдүү деформация исе устун теориясы жана эквиваленттүү катуулукле темсил едилмиштир. Бу физиксел моделдерин ачыклайамадыгы калдык ката RBF нейрон тармагына быракылмыш, даха кийин реалдуу убакытта колдонмойы колайлаштырмак амажыйла нейрон тармагы чыктылары кыймыл багытыне бтармаклы экинчи даражадагы полиномларла болжол менен катары ифада едилмиштир.

Изилдөөнүн Түркия жагынан өнеми түздөн-түз бир клиникалык колдонмо сонужу дагил, хассас медициналык робот гелиштирме методоложисидир. Бензер кабель менен жетектелген роботик системаларин Түркия'да гелиштирилмеси дурумунда геометрик калибрасйон, сүрүлүү-гистерезис моделдөөси жана маалыматка негизделген артык ката компенсациясынин бирге маанилендирилмеси инженердик жагынан уйгуланабилир бир ыкма сунабилир. Бирок изилдөөда Түркия'йе аит клиникалык ортам, бейтап маалыматси, жергиликтүү жихаз шарттары же колдонмо валидациясы булунмадыгындан натыйжаларын Түркия'даки хирургиялык кулланыма түздөн-түз актарылмасы мүмкүн дагилдир; айры техникалык, коопсуздук жана клиникалык валидация герекир.

Изилдөөнүн негизги маселе недир?

Минимал инвазив хирургиялык роботтордо актүатөрлерин бейтапдан узакта конумландырылмасы жана харекетин инже кабелдер аражылыгыйла уч эффекторе актарылмасы; компакт йапы, дүшүк дистал күтле жана еснек йерлешим гиби маанилүү меканик авантажлар стармаклыйор. Бунун бедали исе рижит тиштүү дөңгөлөк же видалы бир актарым системасындан чок даха кармашык бир гириш–чыкыш байланышыдир.

Кабло чекилдигинда гана хедаф муун харекет етмез. Кабло еластик катары узайабилир, кылавуз бетлеринда сүрүлүү мейдана гелир, кыймыл багыты дагиштирилдигинда чыңалуу йенидан дтармакытылыр жана система ошол эле мотор конумуна мененри жана гери харекетлерда ар түрдүү уч эффектор конумларыйла жевап жанаребилир. Бу гистерезис, айрыкча кыймыл багытынүн терсине чеврилдиги аймактарда айкын кечигүү жана конум катасы пайда кылат.

Изилдөөчүлөр ката ширетүүларыны ики ана сыныфа айырыйор:

• Рижит актарым компоненттердиндаки геометрик каталар: ималат толерансы, монтаж четтөөлөрү, вида адымы катасы, тиштүү дөңгөлөк бошлугу жана номинал геометрик параметрелердан четтөөлар.
• Кабло жетектөөли еснек системадаки геометрик олмайан каталар: кабель узарышы, кабель–шкив жана кабель–кылавуз сүрүлүүси, гистерезис, ешит олмайан кабель чыңалууи жана инже йапысал елеманларын еластик четтөөсы.

Изилдөөнүн негизги изилдөө суроосу бу неданле гана “робот насыл калибре едилир?” дагилдир. Асыл суроо, геометрик, еластик жана сүрүлүү ширетүүлы догрусал олмайан ката компоненттердинин бирге булундугу бир кабель менен жетектелген хирургиялык роботта уч эффектор тактыгынун насыл артырылабмененжегидир.

Роботун меканик йапжылуулук насыл олуштурулмуштур?

Изилдөөда үч параллел модулдан олушан бир минималдуу инвазиялык хирургиялык робот прототипи колдонулган. Хер модул ар түрдүү уч эффекторлерле донатылабмененжек модулдук бир йапыйа сахиптир. Изилдөөдө өрнек уч эффектор катары каврайыжы йапы еле алынмыштыр.

Хер бир модулда топлам беш эркиндик даражасы булунур. Бунларын икиси рижит актарым меканизмасына аиттир: ексен бойунжа догрусал харекет жана чевресел дөнме. Калан үч эркиндик даражасы челик кабелдерла жетектөө едилир жана уч эффектордун питжх, йав жана кармоо харекетлерини стармаклар.

Кайнактаки тек модул үчүн белиртмененн негизги харекет аралыклары шөйледир:

Изилдөөдөки робот прототипи жана тек модул гөрселлери, рижит жетектөө менен дистал кабель менен жетектелген бөлүмүн ошол эле модулда насыл бир арайа гетирилдигини ачык түрдө гөстерийор. Бу йапы изилдөөчүлөрдүн рижит жана еснек актарма ширетүүлы ката меканизмаларыны өз-өзүнчө модельлейебилмесине оланак стармаклыйор.

Геометрик ката насыл модельленмиштир?

Роботун идаал кинематиги стандарт Денавит–Хартенберг (DH) ыкмасыйла модельленмиштир. Идаал дурумда уч эффектор позу \(x\), муун өзгөрмөлөрү \(q\) үстүндөн шу генел байланышйле танымланыр:

\[ x=f(q) \]

Герчек роботта муун өзгөрмөлөрүне же геометрик параметрелере кичинекей четтөөлар еклендигинда уч эффектор катасынын биринжи дарежедан ыкмасы Жажобиан матрицаийле ифада едилмиштир:

\[ \Delta x=J(q)\Delta q \]

Бурада \(J(q)\) учурдагы робот конфигүрасйонундаки Жажобиан матрицаини, \(\Delta q\) жетектөө тарафындаки кичинекей четтөөлөрү жана \(\Delta x\) бунларын уч эффекторда олуштурдугу поз катасыны темсил едар. Бу байланыш маанилүү бир ноктайы ортайа койар: актүатөр тарафындаки кичинекей бир ката, робот геометрисине бтармаклы катары уч эффекторда бүйүйебилир же башка ексенлердаки каталарла бирлешебилир.

Инже дистал борунун четтөөсы недан маанилүү?

Каблоларын гечтиги дистал медициналык челик бору тамамен рижит кабул едилмемиштир. Изилдөөчүлөр бу елеманы бекитилген устун катары модельлемиштир. Изилдөөдө борунун узунлугу 206 мм, дыш чапы 5 мм жана ич чапы 4 мм катары маалыматлмиштир.

Ичи бош даиресел кесимин экинчи аянт моменти:

\[ I=\frac{\pi}{64}\left(D_o^4-D_i^4\right) \]

Сербест ужа радиалдык \(F\) кувжанати уйгуландыгында максималдуу четтөө:

\[ \delta=\frac{FL^3}{3EI} \]

жана учтаки бурчтук өзгөрүү болжол менен катары:

\[ \Delta\theta=\frac{FL^2}{2EI} \]

шеклинда модельленмиштир. Бурада \(E\) Йоунг модулү, \(L\) бору узунлугу жана \(I\) экинчи аянт моментидир.

Үч кабельдаки \(F_1\), \(F_2\) жана \(F_3\) чыңалуулери ешит олмадыгында пайда болгон натыйжалык ийилүү моменти да моделье екленмиштир. Изилдөөнүн симуляциялары йапысал уйумлулук арттыкча уч эффектор бурчтук катасынын болжол менен догрусал түрдө йүкселдигини көрсөткөн. Бу неданле кабель жетектөө катасыны гана сүрүлүү менен ачыкламак йетерли дагилдир; кабелдерын уйгуладыгы кувжанатлер ошол эле убакытда кабелдерын гечтиги йапыйы да даформасйона угратабилир.

LuGre модельи кабель сүрүлүүсини насыл ачыклыйор?

Изилдөөнүн маанилүү физиксел моделдериндан бири LuGre динамикалык сүрүлүү моделидир. Кабло менен багыттоочу шкив арасындаки темас, микроскобик еластик кылларын олуштурдугу бир темас ара йүзү гиби темсил едилир. Ич дурум дагишкени \(z\), бу варсайымсал темас елеманларынын орточо даформасйонуну ифада едар.

LuGre дурум теңдемеи:

\[ \frac{dz}{dt}=v-\frac{|v|}{g(v)}z \]

Стрибежк фонксийону исе:

\[ g(v)=F_c+(F_s-F_c)\exp\left[-\left(\frac{v}{v_s}\right)^2\right] \]

шеклиндадир. Сүртүнме кувжанати:

\[ F_f=\sigma_0z+\sigma_1\frac{dz}{dt}+\sigma_2v \]

менен хесапланыр. Бурада \(F_s\) статик сүрүлүү чегины, \(F_c\) Жоуломб сүрүлүүсини, \(v_s\) мүнөздүү Стрибежк ылдамдыкыны, \(\sigma_0\) темасын катуулук катсайжылуулукны, \(\sigma_1\) ич дурум сөнүмүнү жана \(\sigma_2\) илээшкек сүрүлүү коэффициентины темсил едар.

Изилдөөда колдонулган кабельнун чапы 0,3 мм жана изилдөө ылдамдык аралыгы 0,01–0,1 м/с катары маалыматлмиштир. Авторлор бу төмөн ылдамдыктагы изилдөө режиминда Стрибежк еткисинин маанилүү олдугуну жана LuGre ыкмасынын стижк-слип менен йөн дагишимине бтармаклы гистерезиси темсил етмек үчүн уйгун олдугуну белиртмектедир.

Кабло еластикийети бурчтук катайа насыл дөнүштүрүлмүштүр?

Кабло узамасы эквиваленттүү катуулук колдонуп:

\[ \Delta L=\frac{F}{K}=\frac{FL}{EA} \]

катары ифада едилмиштир. Изилдөөдө колдонулган 0,3 мм чаплы 7×7 болот аркан үчүн еластисите модулү болжол менен \(2,0\times10^{11}\) Па, кесим аланы \(7,07\times10^{-8}\) м² жана ешмаани кабель узунлугу болжол менен 0,5 м кабул едмененрек эквиваленттүү сызыктуу катуулук болжол менен:

\[ K\approx2,8\times10^4\ \mathrm{N/m} \]

катары эсептелген.

Кабло узамасынын муундаки бурчтук катайа дөнүшүмү:

\[ \Delta\theta=\frac{\Delta L}{r_{ef}}=\frac{F}{Kr_{ef}} \]

байланышыйле маалыматлмиштир. Бөйлеже LuGre модельинин үреттиги сүрүлүү кувжанати гана меканик бир кувжанат катары быракылмамыш, роботун чыныгы харекет катасына бтармакланмыштыр.

Недан гана физикага негизделген модель йетерли гөрүлмеди?

Геометрик калибрасйон, кириш даформасйону жана LuGre сүрүлүүси катанын физиксел көкенини ачыклайабилсе да чыныгы кабель менен жетектелген роботта бу еткмененр бирбириндан бтармакымсыз дагилдир. Сүртүнме кабель чыңалууини өзгөртөт; дагишен чыңалуу кабельнун узамасыны жана структуралык четтөөйы еткмененр; кыймыл багыты дагиштигинда чыңалуу бөлүштүрүүы йенидан олушур. Буна изилдөө шарттарына жана параметре белирсизликлерине бтармаклы башка артык еткмененр да екленир.

Бу неданле изилдөөчүлөр физиксел модельи нихаи чөзүм катары дагил, RBF нейрон тармагы үчүн физиксел өн билги стармаклайан бир катман катары кулланмыштыр.

RBF нейрон тармагы ханги билгмененри өгренийор?

RBF тармакы үч негизги катмандан олушур: гириш, гизли жана чыкыш катманы. Изилдөөдө гиришлер арасында кабель узунлугу, еластикийет, чыңалуу, сүрүш ылдамдыкы жана муун ачжылуулук гиби система дагишкенлеринин йаны сыра LuGre модельиндан алынган сүрүлүү кувжанати \(F\), ич дурум \(z\) жана бурчтук ката \(\Delta\theta\) гиби физиксел айрыкчар да колдонулган.

Гизли катманда Гаусс типи радиалдык табан фонксийонлары колдонулган:

\[ \phi_j(x)=\exp\left(-\frac{\|x-c_j\|^2}{2\sigma_j^2}\right) \]

Чыкыштаки тахмини уч эффектор катасы:

\[ \Delta\hat d=\sum_{j=1}^{n}w_j\phi_j(x) \]

катары эсептелген.

RBF борборлеринин белирленмесинда к-меанс күмелеме кулланылмыш, тармак тармакырлыклары ен кичинекей карелер ыкмасыйла аныкталган. Вери сетинин болжол менен %80'и окутуу, %20'си сыноо үчүн айрылмыш; гиришлер окутуу мурунсинда нормализе едилмиш жана натыйжалуулук RMSE менен маанилендирилмиштир.

Бурада маанилүү бир методоложик айрынты вардыр: система изилдөө сырасында уч эффектор сенсорүндан реалдуу убакыттагы кайтарым байланыш алан класик бир жабык цикл контролжү катары курулмамыштыр. Авторлорын “куаси-жлосед-лооп” катары танымладыгы йапы, өлчүлен чыныгы уч эффектор каталарынын оффлине түрдө компенсация модельини олуштурмак үчүн кулланылмасыдыр. Нихаи компенсация феедфорвард карактердадир.

Синир тармакы недан даха кийин полинома дөнүштүрүлмүштүр?

Синир тармаклары кубатлү догрусал олмайан болжол мененландырыжылар олмакла бирге ачык бир аналитик теңдемее сахип дагилдир. Изилдөөчүлөр реалдуу убакытта колдонмодаки эсептөө жүгүнү азалтмак жана системасы даха ачык бир математиксел бичиме дөнүштүрмек амажыйла тек йав эркиндик даражасындаки RBF тахминлерини экинчи даражадагы полиномларла болжол менен катары ифада етмиштир.

Негатиф йөндаки харекет үчүн:

\[ y=-0.0025x^2-0.4196x+16.1841 \]

Позитиф йөндаки харекет үчүн:

\[ y=-0.0025x^2+0.5975x+12.3667 \]

фонксийонлары алынган.

Илери жана гери харекет үчүн ошол эле теңдеме кулланылмамыштыр. Бунун недани, кабель чыңалууи жана сүрүлүү шарттарынын кыймыл багыты дагиштигинда ар түрдүүлашмасы жана ошол эле гириш ачжылуулукнын ики йөнда ар түрдүү каталар үретмесидир. Бу багытка көз карандылыгы изилдөөнүн гистерезис маселене ыкмасында борбори бир унсурдур.

Денейсел валидация насыл йапылмыштыр?

Калибрасйон жана ката өлчөөлөри Beckhoff табанлы бир контрол системасы үстүндө жүргүзүлгөн. Ана башкаруу блогу Beckhoff C6930, аналог сигнал топлама үчүн EL3064, байланыш үчүн EK1101 модулдари колдонулган. Тахрик системасында Moons' DCU13028 сериси моторлар, S002&PG13C редукторлер, IE2-512 электромагниттик энкодерлер жана IPSO2041 сүрүжүлер йер алмыштыр.

Питжх калибрасйонунда йав ачжылуулук 0°'да тутулуркен питжх болжол менен −40° менен +40° арасында дагиштирилмиш; йав калибрасйонунда бунун терси колдонулган. Ошондой эле −40°, 0° жана +40° маанилериндан олуштурулан бирлчек питжх-йав конфигүрасйонлары колдонулган.

Уч ефектөр харекети сабит трипод үстүндөки камера менен кайдадилмиш жана сүрөттөрдөн уч эффектордун проекция координаттары чыкарылмыштыр. Камера конуму жана сүрөтлеме ачжылуулук тажрыйба бойунжа сабит тутулмуштур.

DH параметрлери насыл дүзелтилмиштир?

Номинал DH параметрлери \(P_{DH}\) жана танымланмасы герекен оңдоо теримлери \(\Delta P_{DH}\) колдонуп чыныгы параметрелер:

\[ P_{DH}^{*}=P_{DH}+\Delta P_{DH} \]

шеклинда аныкталган.

Ен кичинекей карелер максат фонксийону:

\[ J(\Delta P_{DH})= \sum_{k=1}^{N} \left\| f(q_k;P_{DH}+\Delta P_{DH})-P_{real}(q_k) \right\|^2 \]

катары курулмуш жана догрусаллаштырылмыш системадан:

\[ \Delta P_{DH}=(J^TJ)^{-1}J^T\Delta P \]

чөзүмү алынган.

DH оңдоосиндан кийин модель тахминлеринин эксперименттик уч эффектор конумларына йаклаштыгы гөрүлмүштүр. Ошентсе да иймененшменин чектелген калмасы, топлам катанын маанилүү бөлүмүнүн геометрик четтөөлардан дагил кабель жетектөө системасындаки сүрүлүү, еластикийет жана гистерезистен ширетүүландыгыны көрсөткөн.

Телафи ыкмасы не кадар иймененшме стармакламыштыр?

Каршылаштырмалы тажрыйбаларда ошол эле хедаф харекет дизмененри ики дурумда колдонулган: Груп А'да компенсация кулланылмамыш, Груп Б'да өнермененн феедфорвард ката компенсациясы еткинлештирилмиштир. Телафисиз дурумда йөн дагиштирме сырасында айкын гистерезис олушмуш жана сүрүш ачжылуулук йүкселдикче ката бирикмиштир.

Бу натыйжаларын анламы, ката компенсациясынин системасы катасыз абалга гетирдиги дагилдир. Телафи кийинсында дахи максимум ката болжол менен 21,13° деңгээлиндадир. Ошондуктан изилдөө маанилүү бирок аяктай элек бир тактык иймененшмеси көрсөтөт.

Изилдөөнүн колдогон натыйжалар

• Кабло жетектөөли роботун харекет каталары гана геометрик калибрасйон каталарындан ширетүүланмамактадыр; сүрүлүү, еластикийет, гистерезис жана структуралык четтөө маанилүү компоненттердир.
• DH параметр танымламасы рижит актарым зинжириндаки геометрик каталары азалтарак модель тахминлерини өлчөөлөре йаклаштырмыштыр.
• LuGre модельи кабель–шкив темасындаки йөн жана ылдамдыка бтармаклы сүрүлүү давранышыны физиксел катары ачыкламак үчүн кулланылабилир бир черчежана стармакламыштыр.
• RBF тармакы, физиксел моделдерин ачыклайамадыгы артык догрусал олмайан ката компоненттердини болжол мененландырмыштыр.
• Харекет йөнүне бтармаклы айры компенсация фонксийонлары кулланылмасы гистерезисин мененри жана гери харекетлерда ошол эле эмес экенин хесаба катмыштыр.
• Өнермененн бирлчек компенсация ыкмасы эксперименттик робот прототипинда максимум ката, орточо ката жана RMSE маанилерини дүшүрмүштүр.

Изилдөөнүн далилдебеген натыйжалар

• Роботун клиникалык операцияларда гүжананли же еткили олдугу гөстерилмемиштир.
• Хаста үстүндө хирургиялык башары, компликасйон азаюусы же иймененшме сүреси маанилендирилмемиштир.
• Өнермененн ыкмасын түм кабель менен жетектелген хирургиялык робот архитектуралерине ошол эле натыйжалуулукла генелленебмененжеги далилденген эмес.
• Телафи системасы катайы тамамен ортадан калдырмамыштыр.
• Изилдөө реалдуу убакытта сенсор гери беслемели там жабык цикл хирургиялык контрол системасынин клиникалык валидациясыны сунмамактадыр.
• Вери негизгили модельин окутуу аралыгынын чок дышындаки меканик шарттарда ошол эле тактыгы коруйажтармакы гөстерилмемиштир.

Билимсел ачыдан недан маанилүү?

Изилдөөнүн инженердик жагынан ен кубатлү йөнү, физикага негизделген моделдөө менен маалыматка негизделген тахмини бирбиринин алтернатифи катары гөрмемесидир. DH модельи геометрик йапыйы, кириш модельи йапысал уйумлулугу жана LuGre модельи сүрүлүү меканизмасыны ачыкларкен RBF тармакы бу моделдердан кийин калан кармашык калдык катайы еле алмыштыр. Бөйлеже нейрон тармагы бардык робот физигини сыфырдан өгренмейе зорланмамыш, физиксел модель да тек башына ачыклайамадыгы давранышлар үчүн ашыры кармашык абалга гетирилмемиштир.

Ошентсе да тажрыйба натыйжалары хâлâ маанилүү чоңлүкте калдык ката булундугуну көрсөтөт. Бу неданле изилдөө, клиникалык сыныфта кусурсуз хассасийет елда едилдигини дагил, кабель менен жетектелген бир прототипте чок ширетүүлы меканик каталарын системаатик түрдө модельленерек маанилүү өлчүда азалтылабилдигини ортайа коймактадыр.

Изилдөөнүн Йөнтеми жана Булгулары

Деней системасы жана негизги техникалык компоненттер

Хата компенсация зинжири

1. Роботун номинал мененри кинематиги DH параметрлерийле олуштурулду.
2. Денейсел уч эффектор өлчөөлөри колдонуп DH параметр четтөөлөрү ен кичинекей карелерле танымланды.
3. Дистал челик борунун еластик четтөөсы устун теориясы менен модельленди.
4. Кабло–шкив сүрүлүүси жана гистерезис LuGre динамикалык сүрүлүү моделийле инжеленди.
5. Кабло кувжанати эквиваленттүү катуулук үстүндөн кабель узарышы жана бурчтук катайа дөнүштүрүлдү.
6. Физиксел моделдерин ачыклайамадыгы калдык ката RBF нейрон тармагыйла өгренилди.
7. RBF натыйжалары тек йав эркиндик даражасында багытка көз каранды экинчи даражадагы полиномлара дөнүштүрүлдү.
8. Телафисиз жана компенсацияланган робот харекетлери ошол эле хедаф гиришлер астында каршылаштырылды.

Ана нижел натыйжа

Денейсел салыштырууда компенсация кулланылмайан системада максимум бурчтук ката болжол менен 34,63° катары өлчүлүркен компенсация кийинсында болжол менен 21,13° олмуштур. Орталама ката болжол менен 23,57°'дан 15,62°'йе, RMSE исе 25,41°'дан 16,48°'йе дүшмүштүр. Авторлорын хесапладыгы ылайыкли азаюулар максимум ката үчүн болжол менен %39,0, орточо ката үчүн %33,7 жана RMSE үчүн %35,1 деңгээлиндадир.

Текрарлы тажрыйбаларда компенсация уйгуланмыш системасын хедаф харекети даха йакындан изледиги, айрыкча кыймыл багытынүн терсине чеврилдиги аймактардаки гистерезис аланынын азалдыгы жана ката егрмененринин даха дүзгүн абалга гелдиги рапорланмыштыр.

Йөнтемсел күчтүү жактар

• Хата ширетүүларынын геометрик жана геометрик олмайан компоненттере айрылмасы.
• Герчек робот прототипиндан эксперименттик маалымат кулланылмасы.
• DH калибрасйону, йапысал даформасйон жана динамик сүрүлүүнин ошол эле ката анализинда еле алынмасы.
• Физиксел модельин ардындан калдык катанын маалыматка негизделген өгренилмеси.
• RBF модельинин окутуу жана сыноо маалыматсинин айрылмасы.
• Харекет йөнүне бтармаклы гистерезис үчүн айры компенсация фонксийонларынын кулланылмасы.
• Телафили жана компенсациясыз шарттарын ошол эле жетектөө гирдмененри астында каршылаштырылмасы.
• Текрарлы тажрыйбаларле сонужун йенидан контрол едилмеси.

Темел чектөөлөр

• Изилдөөнүн нихаи компенсацияси реалдуу убакытта уч эффектор сенсор гери беслемели класик жабык цикл контрол дагилдир; эксперименттик каталардан олуштурулан оффлине феедфорвард модель колдонулган.
• Полиномлаштырылмыш нихаи ката модельи изилдөөдө инжеленен харекет аралыгы жана айрыкча тек йав эркиндик даражасы үстүндөн алынган.
• Телафи кийинсында анламлы миктарда калдык ката давам етмектедир.
• Денейлер прототип робот деңгээлиндадир; клиникалык хирургиялык натыйжалуулук валидациясы сунулмамактадыр.
• Сонучлар ар түрдүү кабель геометрмененри, йүклер, температуралар же ар түрдүү робот архитектуралери үчүн отоматик катары ошол эле натыйжалуулукы гаранти етмез.

Булак жана метод эскертүүсү

Там өзгүн изилдөө ады: Еррор Аналйтуман анд Дрижана Оптимизатион оф а Минималлй Ынвасижана Сургижал Робот

Авторлор жана сыралары: Суйанг Йу, Йихао Сонг, Жханглонг Йе, Хуаийонг Ли, Жхаобен Схи.

Сорумлу йазар: Жханглонг Йе.

Еш каткы/тең биринчи автор: Кайнакта бу йөнда бир бейан булунмамактадыр.

Курумлар: Суйанг Йу, Йихао Сонг, Жханглонг Йе жана Хуаийонг Ли — Сжхоол оф Межханижал анд Ележтрижал Енгинееринг, Схенйанг Аероспаже Унижанарситй, Схенйанг, Чин. Жхаобен Схи — Сжхоол оф Межханижал анд Ележтрижал Енгинееринг, ПЛА Армй Сервижес Унижанарситй, Схенйанг, Чин.

Кайнак түрү жана рецензия статусу: Хакемли изилдөө макалеси.

Дерги: Machines.

Йайыневи: MDPI, Басел, Свитзерланд.

Библийографик кимлик: Machines 2026, 14, 584.

DOI: 10.3390/machines14060584.

Гөндарим/жарыялоо сүрежи: 17 Нисан 2026'да алынмыш, 19 Майыс 2026'да ревизе едилмиш, 22 Майыс 2026'да кабул едилмиш жана 25 Майыс 2026'да йайымланмыштыр.

Ресмî жарыялоо байланышсы:https://doi.org/10.3390/machines14060584

Лисанс: Макале Жреатижана Жоммонс Аттрибутион (CC BY) шарттары астында ачык еришим йайымланмыштыр.

Финансман: Авторлор изилдөөнүн дыш каржылоо алмадыгыны билдирмиштир.

Вери еришмененбилирлиги: Изилдөөдө маалыматтарин макале үчүнда булундугу белгиленген.

Чыкар чатыршмасы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы эмес экенин билдирмиштир.

Йазар каткылары: Каврамсаллаштырма Ж.Й.; методоложи Ж.Й.; программалык камсыздоо Й.С.; валидация Й.С.; бичимсел анализ Й.С.; изилдөө Ж.Й.; ширетүүлар С.Й. жана Ж.Й.; маалымат дүзенлеме Й.С.; илк таслак Й.С.; гөздан гечирме жана дүзенлеме С.Й., Ж.Й., Х.Л. жана Ж.С.; данышманлык С.Й., Ж.Й. жана Х.Л.; проже йөнетими Ж.Й. катары билдирилген.

Бу Верианла ичеригиндаки илимий ыкма, теңдемелер, робот архитектурасы, тажрыйба шарттары жана натыйжалар инжеленен изилдөөйа дайанмактадыр. Дыш ширетүүлардан йени эксперименттик табылга же меканизма екленмемиштир. Библийографик кимлик ресмî жарыялоо кайдыйла ошондой эле контрол едилмиштир.

Изилдөөнүн ен маанилүү йорум чеги, алынган натыйжаларын кабель менен жетектелген минималдуу инвазиялык хирургиялык робот прототипинин харекет тактыгы жана ката компенсациясы менен илгили олмасыдыр. Изилдөө бейтапта клиникалык изилдөө дагилдир; хирургиялык башары, тедави еткинлиги же клиникалык коопсуздук сонужу чыкарыламаз. Ошондой эле өнермененн феедфорвард компенсация системасынин реалдуу убакытта уч эффектор сенсор гери беслемели там жабык цикл клиникалык контрол системасы олдугу шеклинда йорумланмамасы герекир.