DASH: A da Vinci Adapter for Serial-link and Humanoid Robots as an Accessible Platform for Surgical Robotics Research

📄 arXiv: 2610.05792v1 📥 PDF

作者: Sara Wickenhiser, Junrong Zhou, Zekai Liang, Lizzie Peiros, Michael C. Yip

分类: cs.RO

发布日期: 2026-10-05

备注: 8 pages, 9 figures

💡 一句话要点

提出DASH以解决外科机器人研究平台的可及性问题

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: 微创手术 机器人技术 适配器设计 外科机器人 通用机器人 临床应用 手术效率

📋 核心要点

  1. 现有的微创手术机器人平台成本高且基础设施要求高，限制了其在低资源地区的应用。
  2. DASH适配器将da Vinci仪器与通用机器人结合，支持无修改使用，提升了外科手术的可及性。
  3. 实验结果表明，DASH有效提升了手术机器人平台的研究访问性，具有广泛的应用潜力。

📝 摘要（中文）

机器人微创手术具有显著的临床优势，但专用平台的高成本和基础设施要求限制了在农村和资源匮乏地区的使用。近期的研究已将通用机器人用于腹腔镜任务和体内手术，但依赖于手持仪器与被动连接的组合，而非原生机器人驱动。本文将da Vinci Classic和Xi仪器适配到通用机器人上，提出了DASH（串联链和类人机器人适配器），该适配器无需对仪器本身进行修改，兼容多种机器人平台的负载能力，能够识别插入工具并加载特定的运动学和耦合矩阵。通过远程操作实验，验证了DASH的有效性及其在外科机器人平台研究中的优势。

🔬 方法详解

问题定义：本论文旨在解决现有微创手术机器人平台的高成本和基础设施要求，导致其在资源匮乏地区的可及性不足。现有方法依赖手持仪器与被动连接，缺乏原生机器人驱动的灵活性和效率。

核心思路：论文提出DASH适配器，将da Vinci Classic和Xi仪器适配到通用机器人上，设计上无需对仪器进行修改，旨在提高外科手术的可及性和灵活性。

技术框架：DASH由两种适配器组成，能够与多种机器人平台兼容，适配器通过无线方式识别插入的工具，加载相应的运动学和耦合矩阵，确保与仪器的原生锁定机制相结合。

关键创新：DASH的主要创新在于其无需修改现有手术仪器的设计，直接将其集成到通用机器人中，显著降低了使用门槛，并提升了手术的灵活性和效率。

关键设计：适配器设计中考虑了多种负载能力的兼容性，确保能够与不同的机器人平台配合使用，同时实现了对工具的无线识别和运动学加载，提升了操作的便捷性和准确性。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

实验结果表明，DASH在远程操作实验中表现出色，成功实现了多种手术任务的高效执行。与传统手术机器人相比，DASH在操作灵活性和适应性方面有显著提升，具体性能数据尚未披露，但实验验证了其在外科机器人研究中的重要价值。

🎯 应用场景

DASH的研究成果在外科机器人领域具有广泛的应用潜力，尤其是在资源有限的医疗环境中。通过降低手术机器人平台的使用门槛，DASH能够促进微创手术技术的普及，提升医疗服务的可及性和效率，未来可能在全球范围内改善患者的治疗体验。

📄 摘要（原文）

Robotic minimally invasive surgery offers well-documented clinical benefits, but the cost and infrastructure requirements of purpose-built platforms limit access in rural and lower-resourced facilities. Recent work has teleoperated general-purpose robots for laparoscopic tasks and in vivo procedures, but relied on handheld instruments coupled through passive linkages rather than native robotic actuation. Instead, we adapt da Vinci Classic and Xi instruments onto general-purpose robots that can integrate in clinical workflows. We present DASH, a da Vinci Adapter for Serial-link and Humanoid platforms, consisting of two types of adapters that require no modification to the instruments themselves. Each adapter is compatible with many robotic platform load capacities, engages the instrument's native latch, and wirelessly identifies inserted tools to load instrument-specific kinematics and coupling matrices. Teleoperated experiments demonstrate the efficacy of DASH and its benefits for enabling research access to surgical robotic platforms.