Kabel orqali harakatlantiriladigan minimal invaziv jarrohlik robotlarida motor buyrugʻi bilan uchki effektorning haqiqiy harakati oʻrtasidagi bogʻliqlik kabel elastikligi, ishqalanish, gisterezis, konstruktiv ogʻish va geometrik yigʻish xatolari tufayli sezilarli darajada nochiziqli boʻlishi mumkin. Suyang Yu va uning hamkasblari bu muammoni haqiqiy jarrohlik roboti prototipida Denavit–Hartenberg (DH) parametrlarini kalibrlash, LuGre dinamik ishqalanish modeli, ekvivalent qattiqlik yondashuvi va radial bazis funksiyali (Radial Basis Function, RBF) neyron tarmogʻini birlashtirgan gibrid xatoni kompensatsiya qilish usuli bilan oʻrgandi. Tajribalarda taklif etilgan kompensatsiya qoʻllanmaganda maksimal harakat xatosi taxminan 34,63°, oʻrtacha xato 23,57° va ildiz-oʻrtacha-kvadratik xato (RMSE) 25,41° boʻlgan; kompensatsiyadan keyin bu qiymatlar mos ravishda taxminan 21,13°, 15,62° va 16,48° darajasiga tushgan. Biroq tadqiqot usul operatsiya vaqtida klinik natijalarni yaxshilashini yoki bemorlarda xavfsiz ekanini isbotlamaydi; tajribaviy dalillar robotning harakat aniqligini oshirish va gisterezisga bogʻliq mexanik xatolarni kamaytirish bilan cheklangan.

Tadqiqotning asosiy yondashuvi barcha tizimni bitta xato modeli bilan tushuntirishga urinish oʻrniga xato manbalarini qatlamlarga ajratishdir. Qattiq uzatish zanjiridagi tizimli geometrik ogʻishlar DH parametrlarini eng kichik kvadratlar usuli bilan aniqlash orqali tuzatilgan; kabel–shkiv kontaktidagi nochiziqli ishqalanish LuGre modeli bilan, uzun va ingichka distal poʻlat naychadagi elastik deformatsiya esa nur nazariyasi va ekvivalent qattiqlik orqali ifodalangan. Ushbu fizik modellar tushuntira olmagan qoldiq xato RBF neyron tarmogʻiga topshirilgan, soʻng real vaqt rejimida qoʻllashni yengillashtirish uchun tarmoq chiqishlari harakat yoʻnalishiga bogʻliq ikkinchi darajali polinomlar bilan yaqinlashtirilgan.

Tadqiqotning Turkiya nuqtai nazaridan ahamiyati bevosita klinik qoʻllash natijasidan koʻra, yuqori aniqlikdagi tibbiy robotlarni ishlab chiqish metodologiyasidadir. Turkiyada shunga oʻxshash kabel bilan boshqariladigan robot tizimlari ishlab chiqilsa, geometrik kalibrlash, ishqalanish–gisterezisni modellashtirish va maʼlumotlarga asoslangan qoldiq xatoni kompensatsiya qilishni birgalikda koʻrib chiqish muhandislik jihatdan qoʻllanadigan yondashuv boʻlishi mumkin. Biroq tadqiqotda Turkiyaga xos klinik muhit, bemor maʼlumotlari, mahalliy qurilma sharoitlari yoki amaliy tasdiqlash mavjud emas; shu sabab natijalarni Turkiyadagi jarrohlik amaliyotiga bevosita koʻchirish mumkin emas va alohida texnik, xavfsizlik hamda klinik tasdiqlash talab etiladi.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Minimal invaziv jarrohlik robotlarida aktuatorlarning bemordan uzoqda joylashtirilishi va harakatning ingichka kabellar orqali uchki effektorga uzatilishi ixcham konstruksiya, distal qismning kichik massasi va moslashuvchan joylashuv kabi muhim mexanik afzalliklarni beradi. Buning evaziga kirish–chiqish munosabati qattiq tishli yoki vintli uzatish tizimiga qaraganda ancha murakkablashadi.

Kabel tortilganda faqat maqsadli boʻgʻim harakatlanmaydi. Kabel elastik choʻzilishi, yoʻnaltiruvchi sirtlarda ishqalanish yuzaga kelishi, harakat yoʻnalishi oʻzgarganda taranglik qayta taqsimlanishi mumkin va tizim bir xil motor holatiga oldinga hamda orqaga harakatda turli uchki effektor holatlari bilan javob berishi mumkin. Bu gisterezis, ayniqsa harakat yoʻnalishi teskari oʻzgartiriladigan hududlarda sezilarli kechikish va pozitsiya xatosini keltirib chiqaradi.

Tadqiqotchilar xato manbalarini ikki asosiy sinfga ajratadi:

• Qattiq uzatish komponentlaridagi geometrik xatolar: ishlab chiqarish tolerantligi, yigʻish ogʻishlari, vint qadami xatosi, tishli uzatmadagi boʻshliq va nominal geometrik parametrlardan ogʻishlar.
• Kabel bilan boshqariladigan moslashuvchan tizimdagi geometrik boʻlmagan xatolar: kabel choʻzilishi, kabel–shkiv va kabel–yoʻnaltirgich ishqalanishi, gisterezis, kabel tarangligining teng boʻlmasligi va ingichka konstruktiv elementlarning elastik ogʻishi.

Shu sabab tadqiqotning asosiy savoli shunchaki “robot qanday kalibrlanadi?” emas. Asosiy savol — geometrik, elastik va ishqalanishdan kelib chiqadigan nochiziqli xato komponentlari birga mavjud boʻlgan kabel bilan boshqariladigan jarrohlik robotida uchki effektor aniqligini qanday oshirish mumkinligidir.

Robotning mexanik tuzilishi qanday yaratilgan?

Tadqiqotda uchta parallel moduldan iborat minimal invaziv jarrohlik roboti prototipi ishlatilgan. Har bir modul turli uchki effektorlar bilan jihozlanishi mumkin boʻlgan modulli tuzilishga ega. Tadqiqotda namuna uchki effektor sifatida qisqich konstruksiyasi koʻrib chiqilgan.

Har bir modulda jami beshta erkinlik darajasi mavjud. Ulardan ikkitasi qattiq uzatish mexanizmiga tegishli: oʻq boʻylab chiziqli harakat va aylana boʻylab aylanish. Qolgan uchta erkinlik darajasi poʻlat kabellar bilan boshqariladi va uchki effektorning pitch, yaw va qisish harakatlarini taʼminlaydi.

Manbada bitta modul uchun keltirilgan asosiy harakat diapazonlari quyidagicha:

Tadqiqotdagi robot prototipi va bitta modul tasvirlari qattiq uzatma bilan distal kabel orqali boshqariladigan qism bir modulda qanday birlashtirilganini aniq koʻrsatadi. Bu tuzilma tadqiqotchilarga qattiq va moslashuvchan uzatmalardan kelib chiqadigan xato mexanizmlarini alohida modellashtirish imkonini beradi.

Geometrik xato qanday modellashtirilgan?

Robotning ideal kinematikasi standart Denavit–Hartenberg (DH) yondashuvi bilan modellashtirilgan. Ideal holatda uchki effektor pozasi \(x\), boʻgʻim oʻzgaruvchilari \(q\) orqali quyidagi umumiy munosabat bilan aniqlanadi:

\[ x=f(q) \]

Haqiqiy robotda boʻgʻim oʻzgaruvchilari yoki geometrik parametrlarga kichik ogʻishlar qoʻshilganda, uchki effektor xatosining birinchi tartibli yaqinlashuvi Yakobian matritsasi bilan ifodalangan:

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

Bu yerda \(J(q)\) joriy robot konfiguratsiyasidagi Yakobian matritsasini, \(\Delta q\) haydovchi tomonidagi kichik ogʻishlarni va \(\Delta x\) esa ularning uchki effektorda hosil qiladigan poza xatosini bildiradi. Bu munosabat muhim jihatni koʻrsatadi: aktuator tomonidagi kichik xato robot geometriyasiga qarab uchki effektorda kattalashishi yoki boshqa oʻqlardagi xatolar bilan qoʻshilishi mumkin.

Ingichka distal naychaning ogʻishi nega muhim?

Kabellar oʻtadigan distal tibbiy poʻlat naycha mutlaqo qattiq deb qabul qilinmagan. Tadqiqotchilar bu elementni konsol nur sifatida modellashtirgan. Tadqiqotda naycha uzunligi 206 mm, tashqi diametri 5 mm va ichki diametri 4 mm deb berilgan.

Ichi boʻsh doirasimon kesimning ikkinchi yuza momenti:

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

Erkin uchga radial \(F\) kuchi qoʻllanganda maksimal ogʻish:

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

va uchdagi burchak oʻzgarishi taxminan:

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

koʻrinishida modellashtirilgan. Bu yerda \(E\) — Yung moduli, \(L\) — naycha uzunligi va \(I\) — ikkinchi yuza momenti.

Uchta kabeldagi \(F_1\), \(F_2\) va \(F_3\) tarangliklari teng boʻlmaganda yuzaga keladigan natijaviy egilish momenti ham modelga qoʻshilgan. Tadqiqot simulyatsiyalari konstruktiv moslashuvchanlik ortgani sari uchki effektorning burchak xatosi taxminan chiziqli ravishda oshishini koʻrsatgan. Shu sabab kabel uzatmasi xatosini faqat ishqalanish bilan izohlash yetarli emas; kabellar taʼsir ettiradigan kuchlar kabel oʻtadigan konstruksiyani ham deformatsiyalashi mumkin.

LuGre modeli kabel ishqalanishini qanday tushuntiradi?

Tadqiqotdagi muhim fizik modellardan biri LuGre dinamik ishqalanish modelidir. Kabel bilan yoʻnaltiruvchi shkiv oʻrtasidagi kontakt mikroskopik elastik tukchalardan tashkil topgan aloqa interfeysi sifatida ifodalanadi. Ichki holat oʻzgaruvchisi \(z\) ushbu faraziy kontakt elementlarining oʻrtacha deformatsiyasini bildiradi.

LuGre holat tenglamasi:

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

Stribeck funksiyasi esa:

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

koʻrinishidadir. Ishqalanish kuchi:

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

orqali hisoblanadi. Bu yerda \(F_s\) statik ishqalanish chegarasini, \(F_c\) Kulon ishqalanishini, \(v_s\) xarakterli Stribeck tezligini, \(\sigma_0\) kontaktning qattiqlik koeffitsiyentini, \(\sigma_1\) ichki holat soʻnishini va \(\sigma_2\) viskoz ishqalanish koeffitsiyentini bildiradi.

Tadqiqotda ishlatilgan kabel diametri 0,3 mm va ish tezligi diapazoni 0,01–0,1 m/s deb berilgan. Mualliflar bunday past tezlik rejimida Stribeck effekti muhimligini va LuGre yondashuvi stick-slip hamda yoʻnalish oʻzgarishiga bogʻliq gisterezisni ifodalashga mos ekanini taʼkidlaydi.

Kabel elastikligi burchak xatosiga qanday aylantirilgan?

Kabel choʻzilishi ekvivalent qattiqlik yordamida:

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

koʻrinishida ifodalangan. Tadqiqotda ishlatilgan 0,3 mm diametrli 7×7 poʻlat sim arqon uchun elastiklik moduli taxminan \(2,0\times10^{11}\) Pa, kesim yuzi \(7,07\times10^{-8}\) m² va ekvivalent kabel uzunligi taxminan 0,5 m deb qabul qilinib, ekvivalent chiziqli qattiqlik taxminan:

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

deb hisoblangan.

Kabel choʻzilishining boʻgʻimdagi burchak xatosiga aylanishi:

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

munosabati bilan berilgan. Shunday qilib, LuGre modeli hosil qilgan ishqalanish kuchi faqat mexanik kuch sifatida qoldirilmay, robotning haqiqiy harakat xatosi bilan bogʻlangan.

Nega faqat fizikaga asoslangan model yetarli deb topilmadi?

Geometrik kalibrlash, nur deformatsiyasi va LuGre ishqalanishi xatoning fizik kelib chiqishini tushuntira olsa-da, haqiqiy kabel bilan boshqariladigan robotda bu taʼsirlar bir-biridan mustaqil emas. Ishqalanish kabel tarangligini oʻzgartiradi; oʻzgargan taranglik kabel choʻzilishi va konstruktiv ogʻishga taʼsir qiladi; harakat yoʻnalishi oʻzgarganda taranglik taqsimoti qayta shakllanadi. Bunga ish sharoitlari va parametr noaniqliklariga bogʻliq boshqa qoldiq taʼsirlar ham qoʻshiladi.

Shu sabab tadqiqotchilar fizik modelni yakuniy yechim sifatida emas, RBF neyron tarmogʻi uchun fizik oldindan bilim beruvchi qatlam sifatida ishlatgan.

RBF neyron tarmogʻi qanday maʼlumotlarni oʻrganadi?

RBF tarmogʻi uchta asosiy qatlamdan iborat: kirish, yashirin va chiqish qatlamlari. Tadqiqotda kirishlar qatoriga kabel uzunligi, elastiklik, taranglik, yuritish tezligi va boʻgʻim burchagi kabi tizim oʻzgaruvchilari bilan birga LuGre modelidan olingan ishqalanish kuchi \(F\), ichki holat \(z\) va burchak xatosi \(\Delta\theta\) kabi fizik xususiyatlar ham kiritilgan.

Yashirin qatlamda Gauss tipidagi radial bazis funksiyalari qoʻllangan:

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

Chiqishdagi taxminiy uchki effektor xatosi:

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

deb hisoblangan.

RBF markazlarini aniqlashda k-means klasterlash ishlatilgan, tarmoq ogʻirliklari esa eng kichik kvadratlar yondashuvi bilan aniqlangan. Maʼlumotlar toʻplamining taxminan %80'i oʻqitish, %20'si test uchun ajratilgan; kirishlar oʻqitishdan oldin normallashtirilgan va samaradorlik RMSE bilan baholangan.

Bu yerda muhim metodologik tafsilot bor: tizim ish paytida uchki effektor sensoridan real vaqtli qayta aloqa oladigan klassik yopiq kontur boshqaruvchisi sifatida qurilmagan. Mualliflar “quasi-closed-loop” deb atagan tuzilmada oʻlchangan haqiqiy uchki effektor xatolari offlayn ravishda kompensatsiya modelini tuzish uchun ishlatiladi. Yakuniy kompensatsiya feedforward xususiyatiga ega.

Nega neyron tarmogʻi keyin polinomga aylantirilgan?

Neyron tarmoqlari kuchli nochiziqli yaqinlashtiruvchilar boʻlsa-da, ochiq analitik tenglamaga ega emas. Tadqiqotchilar real vaqt qoʻllanmasidagi hisoblash yukini kamaytirish va tizimni yanada aniq matematik shaklga keltirish uchun bitta yaw erkinlik darajasidagi RBF taxminlarini ikkinchi darajali polinomlar bilan yaqinlashtirgan.

Manfiy yoʻnalishdagi harakat uchun:

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

Musbat yoʻnalishdagi harakat uchun:

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

funksiyalar olingan.

Oldinga va orqaga harakat uchun bir xil tenglama ishlatilmagan. Sababi kabel tarangligi va ishqalanish sharoitlari harakat yoʻnalishi oʻzgarganda farqlanadi va bir xil kirish burchagi ikki yoʻnalishda turli xatolar hosil qiladi. Bu yoʻnalishga bogʻliqlik tadqiqotning gisterezis muammosiga yondashuvida markaziy oʻrin tutadi.

Tajribaviy tasdiqlash qanday amalga oshirilgan?

Kalibrlash va xato oʻlchovlari Beckhoff asosidagi boshqaruv tizimida bajarilgan. Asosiy boshqaruv bloki Beckhoff C6930, analog signal yigʻish uchun EL3064, aloqa uchun EK1101 modullari ishlatilgan. Yuritish tizimida Moons' DCU13028 seriyali motorlar, S002&PG13C reduktorlar, IE2-512 elektromagnit enkoderlar va IPSO2041 drayverlari mavjud boʻlgan.

Pitch kalibrlashda yaw burchagi 0° da ushlab turilib, pitch taxminan −40° dan +40° gacha oʻzgartirilgan; yaw kalibrlashda buning aksi qoʻllangan. Shuningdek −40°, 0° va +40° qiymatlaridan tuzilgan birlashgan pitch-yaw konfiguratsiyalari ishlatilgan.

Uchki effektor harakati mahkam tripoddagi kamera bilan yozib olingan va tasvirlardan uchki effektorning proyeksiya koordinatalari chiqarilgan. Kamera holati va koʻrish burchagi tajriba davomida oʻzgarmas saqlangan.

DH parametrlari qanday tuzatilgan?

Nominal DH parametrlari \(P_{DH}\) va aniqlanishi kerak boʻlgan tuzatish hadlari \(\Delta P_{DH}\) yordamida haqiqiy parametrlar:

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

koʻrinishida aniqlangan.

Eng kichik kvadratlar maqsad funksiyasi:

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

koʻrinishida tuzilgan va chiziqlashtirilgan tizimdan:

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

yechim olingan.

DH tuzatishidan soʻng model taxminlari tajribaviy uchki effektor holatlariga yaqinlashgani kuzatilgan. Biroq yaxshilanish cheklangan boʻlib qolishi umumiy xatoning muhim qismi geometrik ogʻishlardan emas, balki kabel yuritish tizimidagi ishqalanish, elastiklik va gisterezisdan kelib chiqishini koʻrsatgan.

Kompensatsiya usuli qanchalik yaxshilanish berdi?

Taqqoslash tajribalarida bir xil maqsadli harakat ketma-ketliklari ikki holatda qoʻllangan: A guruhida kompensatsiya ishlatilmagan, B guruhida taklif etilgan feedforward xato kompensatsiyasi faollashtirilgan. Kompensatsiyasiz holatda yoʻnalish almashganda yaqqol gisterezis yuzaga kelgan va yuritish burchagi oshgani sari xato toʻplangan.

Bu natijalar xato kompensatsiyasi tizimni xatosiz qilganini anglatmaydi. Kompensatsiyadan keyin ham maksimal xato taxminan 21,13° darajasida qolgan. Demak, tadqiqot muhim, ammo hali toʻliq boʻlmagan aniqlik yaxshilanishini koʻrsatadi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan natijalar

• Kabel bilan boshqariladigan robotning harakat xatolari faqat geometrik kalibrlash xatolaridan kelib chiqmaydi; ishqalanish, elastiklik, gisterezis va konstruktiv ogʻish muhim komponentlardir.
• DH parametrlarini aniqlash qattiq uzatish zanjiridagi geometrik xatolarni kamaytirib, model taxminlarini oʻlchovlarga yaqinlashtirgan.
• LuGre modeli kabel–shkiv kontaktidagi yoʻnalish va tezlikka bogʻliq ishqalanish xatti-harakatini fizik jihatdan tushuntirish uchun foydali asos taqdim etgan.
• RBF tarmogʻi fizik modellar tushuntira olmagan qoldiq nochiziqli xato komponentlarini yaqinlashtirgan.
• Harakat yoʻnalishiga bogʻliq alohida kompensatsiya funksiyalaridan foydalanish gisterezisning oldinga va orqaga harakatlarda bir xil emasligini hisobga olgan.
• Taklif etilgan birlashtirilgan kompensatsiya yondashuvi tajribaviy robot prototipida maksimal xato, oʻrtacha xato va RMSE qiymatlarini kamaytirgan.

Tadqiqot isbotlamaydigan natijalar

• Robotning klinik operatsiyalarda xavfsiz yoki samarali ekani koʻrsatilmagan.
• Bemorda jarrohlik muvaffaqiyati, asoratlarning kamayishi yoki tiklanish muddati baholanmagan.
• Taklif etilgan usul barcha kabel bilan boshqariladigan jarrohlik robot arxitekturalariga bir xil samaradorlik bilan umumlashtirilishi isbotlanmagan.
• Kompensatsiya tizimi xatoni butunlay yoʻq qilmagan.
• Tadqiqot real vaqtli sensor qayta aloqasiga ega toʻliq yopiq kontur jarrohlik boshqaruv tizimining klinik tasdiqlanishini taqdim etmaydi.
• Maʼlumotlarga asoslangan model oʻqitish diapazonidan ancha tashqaridagi mexanik sharoitlarda ham shu aniqlikni saqlashi koʻrsatilmagan.

Nega bu ilmiy jihatdan muhim?

Tadqiqotning muhandislik nuqtai nazaridan eng kuchli jihati fizikaga asoslangan modellashtirish va maʼlumotlarga asoslangan baholashni bir-biriga muqobil deb hisoblamasligidir. DH modeli geometrik tuzilmani, nur modeli konstruktiv moslashuvchanlikni va LuGre modeli ishqalanish mexanizmini tushuntiradi, RBF tarmogʻi esa bu modellardan keyin qolgan murakkab qoldiq xatoni koʻrib chiqadi. Shunday qilib, neyron tarmogʻi robot fizikasining barchasini noldan oʻrganishga majbur qilinmagan, fizik model esa oʻzi tushuntira olmaydigan xatti-harakatlar uchun ortiqcha murakkablashtirilmagan.

Shunga qaramay, tajriba natijalari hali ham sezilarli miqdorda qoldiq xato mavjudligini koʻrsatadi. Shu sabab tadqiqot klinik darajadagi mukammal aniqlikka erishilganini emas, balki kabel bilan boshqariladigan prototipda koʻp manbali mexanik xatolarni tizimli ravishda modellashtirib, sezilarli darajada kamaytirish mumkinligini koʻrsatadi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tajriba tizimi va asosiy texnik komponentlar

Xatoni kompensatsiya qilish zanjiri

1. Robotning nominal oldinga kinematikasi DH parametrlari bilan tuzilgan.
2. Tajribaviy uchki effektor oʻlchovlari yordamida DH parametrlaridagi ogʻishlar eng kichik kvadratlar usuli bilan aniqlangan.
3. Distal poʻlat naychaning elastik ogʻishi nur nazariyasi bilan modellashtirilgan.
4. Kabel–shkiv ishqalanishi va gisterezis LuGre dinamik ishqalanish modeli bilan oʻrganilgan.
5. Kabel kuchi ekvivalent qattiqlik orqali kabel choʻzilishi va burchak xatosiga aylantirilgan.
6. Fizik modellar tushuntira olmagan qoldiq xato RBF neyron tarmogʻi bilan oʻrganilgan.
7. RBF natijalari bitta yaw erkinlik darajasida yoʻnalishga bogʻliq ikkinchi darajali polinomlarga aylantirilgan.
8. Kompensatsiyasiz va kompensatsiyali robot harakatlari bir xil maqsadli kirishlar ostida taqqoslangan.

Asosiy miqdoriy natija

Tajribaviy taqqoslashda kompensatsiya qoʻllanmagan tizimda maksimal burchak xatosi taxminan 34,63° deb oʻlchangan, kompensatsiyadan keyin esa taxminan 21,13° boʻlgan. Oʻrtacha xato taxminan 23,57° dan 15,62° gacha, RMSE esa 25,41° dan 16,48° gacha kamaygan. Mualliflar hisoblagan nisbiy kamayishlar maksimal xato uchun taxminan %39,0, oʻrtacha xato uchun %33,7 va RMSE uchun %35,1 darajasida boʻlgan.

Takroriy tajribalarda kompensatsiya qoʻllangan tizim maqsadli harakatni aniqroq kuzatgani, ayniqsa harakat yoʻnalishi teskari oʻzgargan hududlarda gisterezis maydoni kamaygani va xato egri chiziqlari silliqroq boʻlgani xabar qilingan.

Metodologik kuchli jihatlar

• Xato manbalarining geometrik va geometrik boʻlmagan komponentlarga ajratilishi.
• Haqiqiy robot prototipidan tajribaviy maʼlumot ishlatilishi.
• DH kalibrlashi, konstruktiv deformatsiya va dinamik ishqalanishning bir xato tahlilida koʻrib chiqilishi.
• Fizik modeldan keyin qoldiq xatoning maʼlumotlarga asoslangan holda oʻrganilishi.
• RBF modeli uchun oʻqitish va test maʼlumotlarining ajratilishi.
• Harakat yoʻnalishiga bogʻliq gisterezis uchun alohida kompensatsiya funksiyalaridan foydalanilishi.
• Kompensatsiyali va kompensatsiyasiz sharoitlarning bir xil yuritish kirishlari ostida taqqoslanishi.
• Takroriy tajribalar bilan natijaning qayta tekshirilishi.

Asosiy cheklovlar

• Tadqiqotning yakuniy kompensatsiyasi real vaqtli uchki effektor sensor qayta aloqasiga ega klassik yopiq kontur boshqaruvi emas; tajribaviy xatolardan tuzilgan offlayn feedforward model ishlatilgan.
• Polinomlashtirilgan yakuniy xato modeli tadqiqotda koʻrib chiqilgan harakat diapazoni va ayniqsa bitta yaw erkinlik darajasidan olingan.
• Kompensatsiyadan keyin ham sezilarli miqdorda qoldiq xato saqlanib qolgan.
• Tajribalar prototip robot darajasida; klinik jarrohlik samaradorligi tasdiqlanmagan.
• Natijalar boshqa kabel geometriyalari, yuklar, haroratlar yoki boshqa robot arxitekturalarida avtomatik ravishda bir xil samaradorlikni kafolatlamaydi.

Manba va usul eslatmasi

Asarning toʻliq asl nomi: Error Analysis and Drive Optimization of a Minimally Invasive Surgical Robot

Mualliflar va ularning tartibi: Suyang Yu, Yihao Song, Changlong Ye, Huaiyong Li, Chaoben Shi.

Masʼul muallif: Changlong Ye.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bu haqda bayonot yoʻq.

Muassasalar: Suyang Yu, Yihao Song, Changlong Ye va Huaiyong Li — School of Mechanical and Electrical Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang, Xitoy. Chaoben Shi — School of Mechanical and Electrical Engineering, PLA Army Services University, Shenyang, Xitoy.

Manba turi va taqriz holati: Taqrizdan oʻtgan tadqiqot maqolasi.

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Bibliografik identifikatsiya: Machines 2026, 14, 584.

DOI: 10.3390/machines14060584.

Topshirish/nashr jarayoni: 17 Aprel 2026 da qabul qilingan, 19 May 2026 da qayta koʻrib chiqilgan, 22 May 2026 da qabul qilingan va 25 May 2026 da nashr etilgan.

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060584

Litsenziya: Maqola Creative Commons Attribution (CC BY) shartlari asosida ochiq kirishda nashr etilgan.

Moliyalashtirish: Mualliflar tadqiqot tashqi moliyalashtirish olmaganini bildirgan.

Maʼlumotlar mavjudligi: Tadqiqotda maʼlumotlar maqola ichida mavjudligi qayd etilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish C.Y.; metodologiya C.Y.; dasturiy taʼminot Y.S.; tasdiqlash Y.S.; formal tahlil Y.S.; tadqiqot C.Y.; resurslar S.Y. va C.Y.; maʼlumotlarni tartibga solish Y.S.; dastlabki qoʻlyozma Y.S.; koʻrib chiqish va tahrirlash S.Y., C.Y., H.L. va C.S.; rahbarlik S.Y., C.Y. va H.L.; loyiha boshqaruvi C.Y. tomonidan bajarilgan.

Ushbu Verianla mazmunidagi ilmiy usul, tenglamalar, robot arxitekturasi, tajriba sharoitlari va natijalar koʻrib chiqilgan tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manbalardan yangi tajribaviy topilma yoki mexanizm qoʻshilmagan. Bibliografik identifikatsiya rasmiy nashr yozuvi bilan alohida tekshirilgan.

Tadqiqotning eng muhim talqin chegarasi, olingan natijalarning kabel bilan boshqariladigan minimal invaziv jarrohlik roboti prototipining harakat aniqligi va xato kompensatsiyasi bilan bogʻliq ekanidir. Tadqiqot bemorlarda klinik sinov emas; undan jarrohlik muvaffaqiyati, davolash samaradorligi yoki klinik xavfsizlik haqida xulosa chiqarib boʻlmaydi. Shuningdek, taklif etilgan feedforward kompensatsiya tizimini real vaqtli uchki effektor sensor qayta aloqasiga ega toʻliq yopiq kontur klinik boshqaruv tizimi sifatida talqin qilmaslik kerak.