Robot absolute accuracy analysis and improvement for robot application in neurosurgery

Industrijski roboti su danas postali nezamjenjivi dio moderne industrije a njihovim brzim razvojem počeli su se primjenjivati i u područjima medicine, ponajviše u neurokirurškim zahvatima. Najveći nedostatak takvih robotskih sustava je loša apsolutna točnost koja nastaje iz grešaka kinematičkog lanca, grešaka korištenog vizijskog sustava i ostalih alata koji se primjenjuju. Problem postizanja zadovoljavajuće apsolutne točnosti će biti glavni predmet razmatranja ovoga rada. U ovome radu provesti će se analiza apsolutne točnosti robotskog sustava za primjenu u neurokirurgiji te će se na temelju izvršene analize implementirati model za poboljšanje apsolutne točnosti robotskog sustava, kao i nova metoda za postupak ispitivanja. U prvome dijelu rada je opisan cijeli postupak i analiza ispitivanja zajedno sa uputama za korištenje svih upotrebljavanih programskih paketa. Korišten je program za obradu slike koju proizvodi medicinska oprema, OsiriX, zatim Matlab za transformaciju koordinatnih točaka te rješavanje kinematičkog modela. Za kreiranje vizijskih programa koristio se Vision Builder, a za komunikaciju između robota i računala kreirana su php sučelja. Zatim je opisan korišteni robotski sustav za primjenu u neurokirurgiji. Robot koji se koristio je KUKA KR 6 R900 sixx, a od ostale opreme i alata koristio se stereovizijski sustav, markerska pločica, kalibracijska sonda, sonda za ispitivanje, Mayfield stezaljka te fantomi (uzorci za ispitivanje). Također je i razvijen veći broj robotskih programa za ispitivanje radnog područja, za skupljanje točaka potrebnih za rješavanje kinematičkog modela te programi za ispitivanje točnosti. Nakon provedene analize opisani su postupci poboljšanja točnosti robotskog sustava od kalibracija alata, podešavanja robotskih osi te kinematičkog modela. I na kraju je razvijen novi sustav za ispitivanje koji sadrži novu konstrukciju stereovizijskog sustava, zajedno sa njegovim postavkama, nove alata, nove uzorke za ispitivanje te robotske programe za ispitivanja