倫敦帝國理工學院，研究人員正在夜以繼日地工作，以便顯著改善神經(jīng)外科手術的流程，使之更加微創(chuàng)。歐盟資助的 EDEN2020 多學科項目旨在通過整合幾項關鍵技術來推進腦部疾病的治療和確切的藥物輸送，其中機器人輔助導管操縱是一個關鍵的主要組成部分。
Elmo 運動控制公司被選中，以其 Platinum Maestro 運動控制器來主控 4 軸機器人系統(tǒng)，并用 4 個微型 Gold Twitter 伺服驅動器來驅動電機。
作為該技術核心的可轉向機器人針頭(以及創(chuàng)新的藥物輸送方法，術前磁共振成像和術中超聲波)，可幫助外科醫(yī)生精確地在大腦導航，抵達準確的腫瘤位置，從而實現(xiàn)精確的藥物輸送。優(yōu)化軌跡將各種障礙和敏感的大腦區(qū)域考慮在內，并以最大的準確度進行操縱，從而最大限度地減少出現(xiàn)任何不可逆腦損傷的可能性。
可轉向針頭技術極大地降低了手術過程中的腦損傷
通過大腦來控制機器人，可轉向導管的任務并非易事。由于采用高 4 軸同步水平以及低至 10μm 的精度要求，因此任何錯誤都可能嚴重損傷大腦。Elmo 先進的多軸運動控制器 Platinum Maestro 可以實現(xiàn)最多 4 軸同步，以 250μs 的 EtherCAT 循環(huán)速度向前移動刺針。
在最近與 Elmo 代表會面時，EDEN2020 項目協(xié)調員 Ferdinando Rodriqugez Y Baena 教授解釋說：“該系統(tǒng)將能夠以無與倫比的準確性，精確度和更新速度來感受及感知術中不斷變形的大腦解剖結構?！?/FONT>
Platinum Maestro (P-MAS) 是一款配備有高效 EtherCAT 網(wǎng)絡的同類最佳運動控制器，專為要求苛刻的多軸應用而定制，其高度同步的系統(tǒng)所需的巨大處理能力與無數(shù)運動算法相結合，使其成為需要更快更精確進行擦拭的機器和機器人的理想之選。P-MAS 對 EtherCAT 網(wǎng)絡的優(yōu)化方式獨一無二，將最短的網(wǎng)絡循環(huán)時間以及決定性的用戶程序相結合，可實現(xiàn)快速、可靠且無與倫比的多軸性能。
Platinum Maestro 主控腦部手術期間的多軸導航
可編程斜面針尖 (PBN) 通過大腦向前推進，它由 4 個生物具有相容性的柔性互鎖塑料段節(jié)構成，每個塑料段節(jié)都有一個用于藥物輸送的工作通道以及一個含有用于形狀感測的光纖電纜通道，針頭的整體轉向能力受每段節(jié)同步推進管控。
例如，某些段節(jié)會有針對性地推進，而另一些段節(jié)會保持在原位，這能夠讓針頭在受到來自周圍軟組織的作用力時彎曲及屈曲，每段節(jié)的運動均由一個小型無鐵芯電機驅動，該電機由 Elmo 的 Gold-Twitter (G-TWI) 伺服驅動器驅動。
G-TWI 是世界上最小最強勁的伺服驅動器，選中它出于幾個原因。由于它是一個便攜式工作站，因此極小的尺寸對于保持手術臺的總占地面積至關重要。此外，高效 PWM 切換過程會導致伺服驅動器產(chǎn)生極低的 EMI，這是各種成像過程中所涉及到的醫(yī)療類應用的另一個關鍵因素。
In an environment where safety is a clear concern, The Gold Twitter, being the world’s smallest STO (SIL-3) certified drive, possess a huge advantage.
PBN 設計稱為 STING，由 4 個柔性段節(jié)組成，向前推進并使其彎曲
Gold Twitter - 超微伺服驅動器
在被問及對 Elmo 運動解決方案所做的工作時，研究工程師 Eloise Matheson(醫(yī)學機電一體化博士學位預科生)補充說，“縮短開發(fā)時間”是其控制項目選項的關鍵因素。P-MAS 是一種現(xiàn)貨運動控制器，可為用戶提供眾多工具和功能，簡化并精簡機器運動的實施。
對于帝國理工學院來說，正是 P-MAS 與所有驅動器之間的簡單互連，以及所有節(jié)點的自動 EtherCAT 配置，才使其顯得與眾不同，此外已證明，從 P-MAS 級別控制所有驅動參數(shù)非常有用。
正在接收 Elmo 的演示站的“Matheson(左)，Gaukroger(Elmo 英國公司)和其他機器人研究團隊成員(2017年6月)
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