Analisi e caratterizzazione di sistemi telerobotici in diversi settori applicativi

[P01]: da Vinci prodotto da INTUITIVE SURGICAL [01.1] ha l’obiettivo di conservare i vantaggi, per il paziente, della chirurgia endoscopica restituendo al chirurgo l’abilità caratteristica della chirurgia “aperta”. In particolare il recupero della coordinazione occhio-mano, della profondità grazie alla visione stereoscopica, della naturalezza dei movimenti, dei gradi di libertà nella parte terminale degli strumenti. Il sistema robotico è costituito da un master console e da un slave robot.
Il chirurgo seduto controlla i bracci provvisti degli strumenti endoscopici guardando attraverso un dispositivo di visione tridimensionale; il sistema entra in funzione solo se la testa del chirurgo è posizionata nell’apposito alloggiamento.
Le “manopole” azionate dal chirurgo costituiscono un manipolatore seriale che funziona da dispositivo di input ad alta risoluzione; la teleoperazione così permette di eliminare il tremore dai movimenti del chirurgo (filtraggi) e di applicare un fattore di scala, garantendo una grande precisione e qualità del gesto. Le immagini della sede di intervento vengono trasmesse al chirurgo attraverso due monitor ad alta definizione che mostrano un’immagine a ciascun occhio del chirurgo. L’interfaccia alla console (switch e pulsanti azionabili con i piedi) permette al chirurgo di controllare la posizione dell’endoscopio, di riposizionare il master, mettere a fuoco.
Il controllore (periodo 10−3 secondi) è in grado di leggere 48 encoder e 96 canali di ingresso in tempo reale mentre controlla fino a 48 uscite. Il cuore del controllore è un’architettura parallela DSP in virgola mobile con picchi di potenza computazionale fino a 384 Mflops. Nel 2000 il da Vinci ha avuto l’approvazione FDA (Food and Drug Administration) per interventi di laparoscopia generale [01.2].
Da allora si è diffuso sempre più, e nel 2009 è stata realizzata una nuova versione con 3D alla risoluzione di 1080i e altre importanti innovazioni. Al 30 giugno 2010, ci sono stati 1.571 sistemi installati in tutto il mondo; di cui 1.160 negli Stati Uniti d'America, 276 in Europa e 135 nel resto del mondo [01.3]. [P02]: HIRO III è un’interfaccia aptica realizzata per dare la sensazione del tatto a utenti collegati in remoto a un DB con un modello virtuale. Dato che la tecnologia della realtà virtuale (VR) si è diffusa in molti campi.
Per esempio, il VR può essere utilizzato nei sistemi di formazione per i tecnici specializzati come i chirurgi nel settore medico.
Questo laboratorio ritiene necessario, nell’interazione tra l'essere umano e ambiente di realtà virtuale, l'interfaccia aptica che ha sviluppato con le seguenti caratteristiche: funzionamento in sicurezza, ampio spazio della zona di lavoro, rappresentazione di ogni forza direzione e peso degli oggetti virtuali nei punti di contatto con i polpastrelli [02.1].