Software manipulador del robot porta endoscopio HIBOU para cirugía laparoscópica

Abstract

En este proyecto se presentara el desarrollo de un software manipulador para el robot para cirugía laparoscópica (HIBOU), ya desarrollado en un trabajo de pregrado anterior, simulado bajo la plataforma de Matlab® y Virtual Reality. Este robot será manipulado a través de un joystick en un ambiente virtual creado a través del motor gráfico de renderizado Ogre 3D. Se utiliza el lenguaje de programación C++ que permite a la aplicación trabajar de forma más rápida, bajo el entorno de desarrollo integrado Visual Studio. En este IDE se construye el robot en un ambiente virtual quirúrgico a partir de mallas obtenidas a través del software CAD Blender y Solid Edge®, este último fue la plataforma en la cual se construyó el robot. Se implementa el modelo geométrico inverso (MGI), que permite calcular los valores de las variables articulares del HIBOU, dependiendo de la orientación y localización deseada del efector final en el espacio cartesiano. Además se implementan los modelos dinámicos, Modelo Dinámico Inverso (MDI) y Modelo Dinámico Directo (MDD), que contienen toda la información geométrica y dinámica del robot, obteniendo así todo el lazo de control que manipulara al robot. Este desarrollo de software va de la mano con un segundo sub-proyecto encargado de la construcción de un dispositivo de mando externo, que tiene el objetivo de manipular la posición y orientación del efector final en el interior del abdomen insuflado.

This project will introduce the development of manipulating software for the laparoscopic surgery robot (HIBOU), which was developed in a previous undergraduate work, simulated under Matlab platform using Virtual Reality. This robot will be manipulated by a Joystick in a virtual environment created with the rendering graphics engine Ogre3D. It uses the programming language C++, which allows the application to work in a more rapid, under the integrated development environment Visual Studio. This IDE will rebuild the robot in a virtual surgical environment from meshes obtained through the CAD software Blender and Solid Edge, on which the robot was built. The inverse geometric model (MGI) will be implemented, which can calculate the values of the joint variables of the HIBOU, depending on the desired orientation and location of the end effector in the Cartesian space. Also, dynamic models are implemented, the Inverse Dynamic Model (IDM) and the Direct Dynamic Model (DDM), which contain all the geometric and dynamic information of the HIBOU, thus obtaining the entire loop control to manipulate the robot. This software development goes hand in hand with a second sub-project, in charge of the construction of an external control device, which aims to manipulate the position and orientation of the end effector inside the insufflated abdomen.