Robot-assisted surgery is evolving to incorporate a higher number of minimally invasive techniques. There is a growing interest in robotic breast reconstruction that uses autologous tissue. Since a traditional latissimus dorsi (LD) flap leads to a long donor scar, which can be an unpleasant burden to patients, there have been many attempts to decrease the scar length using minimally invasive approaches. This study presents the case of a patient who underwent a robot-assisted nipple-sparing mastectomy followed by immediate breast reconstruction with an LD flap using a single-port robotic surgery system. With the assistance of a single-port robot, a simple docking process using a short and less visible incision is possible. Compared to multiport surgery systems, single-port robots can reduce the possibility of collision between robotic arms and provide a clear view of the medial border of the LD where the curvature of the back restricts the visual field. We recommend the use of single-port robots as a minimally invasive approach for harvesting LD flaps.
농업인구의 감소, 고령화 등의 문제를 해결하기 위해 다양한 농작업의 자동화를 목적으로 농업용 로봇의 연구가 활발히 진행 중이다. 농가 작업 중 가장 노동력이 많이 투입되는 과정은 수확 과정으로 타 과정 대비 약 2~3배 소모된다. 농가의 수확물 이송 작업은 인건비가 가장 많이 들고 작업 중 부상의 위험성도 있기 때문에 이송 작업을 농업용 로봇을 통해 자동화시키면 안전성 향상과 더불어 생산성을 대폭 향상할 수 있다. 따라서 본 논문은 농가 작업 현장에 최적화되고 자율주행이 가능한 농업용 로봇을 제안한다.
Currently, robot-assisted latissimus dorsi muscle flap (RLDF) surgery is used in treating patients with Poland syndrome and for breast reconstruction. However, conventional RLDF surgery has several inherent issues. We resolved the existing problems of the conventional system by introducing the da Vinci single-port system in patients with Poland syndrome. Overall, three patients underwent RLDF surgery using the da Vinci single-port system with gas insufflation. In the female patient, after performing RLDF with silicone implant, augmentation mammoplasty was also performed on the contralateral side. Both surgeries were performed as single-port robotic-assisted surgery through the transaxillary approach. The mean operating time was 449 (335-480) minutes; 8.67 (4-14) minutes were required for docking and 59 (52-67) minutes for robotic dissection and LD harvesting. No patients had perioperative complication and postoperative problems related to gas inflation. The single-port robot-assisted surgical system overcomes the drawbacks of previous robotic surgery in patients with Poland syndrome, significantly shortens the procedure time of robotic surgery, has superior cosmetic outcomes in a surgical scar, and improves the operator's convenience. Furthermore, concurrent application to another surgery demonstrates the possibility in the broad application of the robotic single-port surgical system.
Kim, Miae;Koh, Inseok;Jeon, Hyewon;Choi, Jiyeong;Min, Byung Cheol;Matson, Eric T.;Gallagher, John
Advances in robotics research
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제2권3호
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pp.201-217
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2018
Agriculture production is a critical human intensive task, which takes place in all regions of the world. The process to grow and harvest crops is labor intensive in many countries due to the lack of automation and advanced technology. Much of the difficult, dangerous and dirty labor of crop production can be automated with intelligent and robotic platforms. We propose an intelligent, agent-oriented robotic team, which can enable the process of harvesting, gathering and collecting crops and fruits, of many types, from agricultural fields. This paper describes a novel robotic organization enabling humans, robots and agents to work together for automation of gathering and collection functions. The focus of the research is a model, called HARMS, which can enable Humans, software Agents, Robots, Machines and Sensors to work together indistinguishably. With this model, any capability-based human-like organization can be conceived and modeled, such as in manufacturing or agriculture. In this research, we model, design and implement a technology application of knowledge-based robot-to-robot and human-to-robot collaboration for an agricultural gathering and collection function. The gathering and collection functions were chosen as they are some of the most labor intensive and least automated processes in the process acquisition of agricultural products. The use of robotic organizations can reduce human labor and increase efficiency allowing people to focus on higher level tasks and minimizing the backbreaking tasks of agricultural production in the future. In this work, the HARMS model was applied to three different robotic instances and an integrated test was completed with satisfactory results that show the basic promise of this research.
현재 사용되고 있는 수술 로봇 중 가장 진보된 장비인 da Vinci (Intuitive Surgical, Sunnyvale, CA, USA)는 심장 수술분야에서도 그 적응증을 넓혀가고 있다. 저자들은 주로 승모판막의 수술에 이용되었던 da Vinci 시스템을 이용하여 3혈관 질환 환자에서 양측 내흉동맥을 박리하고, 좌 요골동맥을 취득한 후 최소 개흉 다혈관 관상동맥우회술을 섬박동하에 성공적으로 시행하였기에 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
시각 장애인들은 식품의 영양 정보 표시 부재로 인해 식품 섭취에 어려움을 겪고 있는 상황이며, 전국 등록 장애인 수는 고령화와 함께 지속적으로 증가하는 추세이다. 이에 따른 돌봄 인력 부족 및 돌봄 예산 증가가 예상되고 있다. 이러한 배경을 고려하여, 본 논문에서는 시각 장애인들에게 영양을 고려한 식자재를 제공하기 위한 과채류 수확 로봇을 개발하고 제공함으로써, 과채류 섭취 부족 문제와 돌봄 인력 부족 문제를 해결하는 것을 목표로 한다. 특히, 본 제품은 사용자의 편의성을 고려하여 음성 인식 기능을 도입하고, 사용자의 요구사항에 따른 권장 섭취량을 기반으로 수확 및 자율주행 배달 서비스를 제공한다.
참외 재배환경은 토양 위의 수평바닥에서 재배된 것을 수확하여야 하며, 참외가 잎으로 덮여져 있어 인식이 어렵고, 덩굴성 줄기로 인해 참외를 그립하기에도 매우 불리하다. 이러한 재배환경에 적합하도록 엔드이펙트, 머니퓰레이터, 인식장치 등의 참외 수확 로봇을 개발하였고 이를 시험하였다. 엔드이펙터는 수확물을 잡기 위한 그립퍼와 줄기를 절단하는 커터로 구분되며, 그립퍼는 4개의 핑거가 동시에 구동하고, 커터는 2개로 전후진 동작이 되도록 설계하여 파지력과 절단력을 제어할 수 있도록 하였다. 머니퓰레이터는 중심축을 기준으로 회전을 하는 L-R형 모델에 직교 좌표형과 셔틀형 머니퓰레이터를 조합한 4축 매니플레이트 구조로 설계하였다. 인식장치는 1차 인식장치인 GVC와 2차 인식장치인 LVC를 이용하여 참외를 식별하고 그 중에서 당도나 숙도를 예측하여 선별하였다. 이 장치를 이용하여 로봇의 성능시험을 한 결과 수확시간은 평균 18.2sec/ea, 픽업율은 평균 91.4%, 손상율은 평균 8.2%, 선별율은 평균 72.6%로 나타났다.
본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$와 $5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.
배경: 일반적으로 심장수술은 정중흉골절개를 통해 행해져 오고 있으며, 과거 십 년간 내시경 장비와 수술 수기의 향상은 작은 절개를 이용한 최소 침습적 심장수술의 발전을 이끌었다. 술자의 음성 명령을 인식하여 내시경을 움직이는 로봇 팔(AESOP 3000, Automated Endoscope System for Optimal Positioning)의 등장으로 심장수술은 로봇 시대에 진입하였다. 대상 및 방법: 2004년 4월부터 12월까지 총 78명의 환자들에게 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행하였고 그 중 64명의 환자들에게는 음성명령으로 조절되는 로봇 팔과 대퇴 동정맥관 삽관, 경피적 내경정맥관 삽관, 흉곽을 통한 대동맥 겸자를 사용하여 5cm 우외측 최소개흉으로 로봇을 이용한 최소 침습적 심장수술을 시행하였다. 다른 14명의 환자들에게는 AESOP을 이용한 내흉동맥 박리를 통해 최소 침습적 관상동맥 우회술(MIDCAB)을 시행하였다. 결과: 로봇을 이용한 심장수술은 승모판막 성형술이 37예, 승모판막 치환술이 10예, 대동맥판막 치환술이 1예, MIDCAB이 14예, 심방중격결손증 수술이 9예, Maze 수술만 시행한 경우가 1예였다. 승모판 수술의 경우 평균 체외순환시간은 $165.3\pm43.1$분이었고 평균대동맥 차단 시간은 $110.4\pm48.2$분이였다. 재원일수의 중간값은 승모판 수술인 경우 6일($3\~30$일), MIDCAB은 4일($2\~7$일), 심방중격결손증 수술은 4일($2\~6$일)이였다. 합병증으로는 술 후 출혈로 재수술한 경우가 3예이였고 사망환자는 없었다. 결론: 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행한 우리의 경험으로 볼 때 많은 심장외과 의사들이 로봇을 이용하여 작은 창상을 통해 최소 침습적 심장수술이 가능하리라 본다. 수술로봇을 이용한 심장수술의 이점을 분석하기 위해서는 잘 계획된 연구와 긴밀한 장기간의 관찰이 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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