깊고 좁은 공간에서 전통적인 비강 내 수술의 조작 민첩성 부족 및 수술 중 접근 경로 내비게이션 정보 부족 문제를 해결하기 위해 접근 자세 광섬유 내비게이션 기반 비강 유연 수술 로봇을 제안하였다. 유연한 구면 관절 연쇄와 핀-슬롯 구성 방식을 채택하여 민첩성과 비틀림 간섭 저항성을 겸비한 유연한 기계 팔 구조를 설계하였고, 기하학적 분석과 D-H 파라미터법을 결합하여 수술 로봇의 정·역 운동학 모델을 구축하였다; 각 유연 기계 팔 내부에 90° 간격으로 분포된 두 개의 광섬유 내비게이션 센서를 삽입하고, 쌍안 시각 및 극한 학습기를 결합한 데이터 기반 접근 자세 광섬유 현장 보정법을 제안하여 기존 오프라인 보정으로 인한 측정 오차 및 미분기하학 이론에 기반한 자세 획득 방법의 오차 누적 문제를 피함으로써 수술 로봇의 수술 중 형상 및 위치 고정밀 자가 인지를 실현하였다. 실험 결과, 유연 기계 팔의 최대 굽힘 각도는 105°에 달하며, 80° 굽힘 범위 내에서 허용 하중은 0.9N이다; 광섬유 내비게이션을 통해 자유 환경과 장애물 환경에서 유연 기계 팔 끝단의 최대 위치 예측 오차는 각각 0.920mm, 1.635mm로 나타나 본 논문에서 제안한 접근 자세 광섬유 내비게이션 기반 비강 유연 수술 로봇의 유효성과 실현 가능성을 검증하였다.

광섬유 내비게이션;유연 수술 로봇;극한 학습기;위치 추적