マウス頭蓋窓作製のための自律ロボットドリリングシステム
Autonomous Robotic Drilling System for Mice Cranial Window Creation
画像と力情報を統合してドリル完了度を認識し、マウスの頭蓋骨に窓を開ける自律ロボットシステムを開発。卵殻とマウス遺体で評価し、70%の成功率を達成した。
著者: Enduo Zhao, Murilo M. Marinho, Kanako Harada
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Robotic assistance for experimental manipulation in the life sciences is expected to enable favorable outcomes, regardless of the skill of the scientist. Experimental specimens in the life sciences are subject to individual variability and hence require intricate algorithms for successful autonomous robotic control. As a use case, we are studying the cranial window creation in mice. This operation requires the removal of an 8-mm circular patch of the skull, which is approximately 300 um thick, but the shape and thickness of the mouse skull significantly varies depending on the strain of the mouse, sex, and age. In this work, we develop an autonomous robotic drilling system with no offline planning, consisting of a trajectory planner with execution-time feedback with drilling completion level recognition based on image and force information. In the experiments, we first evaluate the image-and-force-based drilling completion level recognition by comparing it with other state-of-the-art deep learning image processing methods and conduct an ablation study in eggshell drilling to evaluate the impact of each module on system performance. Finally, the system performance is further evaluated in postmortem mice, achieving a success rate of 70% (14/20 trials) with an average drilling time of 9.3 min.
関連論文
- 片手補助:単一チャネル内視鏡的粘膜下層剥離術における牽引のための連続体ロボット把持器医療ロボティクス
- 脳血管内治療における臨床医とAIの協働:自律性スペクトラムにわたるロボットナビゲーションのCopilot支援モードに関するin-vitroユーザー研究医療ロボティクス
- 低悪性度脾外傷の止血に向けた監督付き自律双腕吸引・焼灼システム医療ロボティクス
- 言語条件付き行動クローニングによる自律内視鏡ガイダンス医療ロボティクス
- MCP-Net:ロボットガイドワイヤ操作のためのリアルタイム冠動脈認識ネットワークとトポロジー解析医療ロボティクス
- 手術フェーズ認識と視覚追従を統合した自律腹腔鏡制御フレームワーク医療ロボティクス
