1. 经鼻清醒气管插管手术机器人系统

研究内容及挑战：

  面向高传染性环境中无接触式麻醉的迫切需求，如COVID-19新冠肺炎疫情，以气管插管术、吸入麻醉等关键操作为切入点，开展面向临床麻醉关键操作的机器人核心技术及系统研究，构建经鼻气管插管手术机器人系统，探索人机协同的智能化诊疗方法，突破现有医护人员接触式作业模式，实现麻醉过程中自主操作，提升为医护人员生命安全提供保障。

主要结果：

 1）气管插管手术机器人设计及优化，实现对柔性内窥镜多自由度的控制，满足内镜在狭长的腔道内精准运动需求。第一代手术机器人系统样机已完成搭建，开展人体模型实验验证。

 2）针对具有低纹理特征的自然腔道场景，开发腔体中心检测、景深估计、目标区域分割等图像导航技术，辅助手术机器人运动控制。

 3）制定主被动协同的机器人控制策略，一方面医生可以遥操作控制机器人进行手术操作，另一方面机器人可以图像导航下自主进行气管插管，实现有效且安全的手术操作。

专利：

 1）发明专利，一种尺寸自适应的力解耦式导管输送装置及其工作方法，ZL202110557225.7, 2021

 2）发明专利，一种多运动模式的自适应型导管输送装置及其工作方法，ZL202110557219.1, 2021

项目来源：
福建省卫健委重大科研项目，机器人技术与人工智能在临床专科应用的理论研究与开发，编号：2021ZD01003，2021.01-2024.12

国家自然科学基金青年项目，机器人灵巧手拟人化抓取规划及手内操作学习研究，项目编号：62003089，起止时间：2021.01.01-2023.12.31

福建省自然科学基金面上项目，基于手势预测的机器人灵巧手自主抓取规划方法研究，项目编号：2020J01455，起止时间：2020.11.01-2023.11.01

2. 髋关节微创置换手术

研究内容及挑战：

 髋关节置换手术是髋关节骨关节炎的重要治疗方案，其微创化、精准化是当今临床医学的重要目标。现有骨科手术定位导航系统虽能有效提高手术质量，但在交互性、灵巧性等方面存在不足，不宜直接应用于髋关节微创置换术式。研发视觉技术导引下髋关节微创置换空间定位与导航系统，为髋关节微创置换手术的智能化、精准化奠定基础。

主要结果：

 1）实现医生与手术机器人在同一物理空间工作，达到工作空间共享的目标。主要体现在机器人定位系统对常规视线遮挡的适应能力，对多目标的辨识与抗混淆能力，以及定位特征与手术器械的融合等。

 2）实现医生经验与机器人数据的融合，达到紧密协调合作的状态，结合各自优势完成复杂任务。体现在术中配准时，如何将医生在骨组织自然特征辨识方面的经验知识传递给机器人，再借助机器人在精准位姿计算方面的劣势，实现高效术中配准。

项目来源：

 福建省卫健委重大科研项目，机器人技术与人工智能在临床专科应用的理论 研究与开发，编号：2021ZD01003，2021.01-2024.12，300万，项目负责人：郑晓春