超音波ロボティクスのための高速・低速知能階層システム
EmbodiedUS-FS: Fast Slow Intelligence for Ultrasound Robotics
臨床環境での超音波ロボット走査を安全かつ解釈可能にするため、高次臨床推論を行う低速脳と、リアルタイム実行を担う高速脳を備えた階層型システムを提案し、安全性と成功率を向上させた。
詳しい要約
1. どんなもの？
2. 先行研究と比べてどこがすごい？
3. 技術・手法の肝は？
4. どうやって有効だと検証した？
5. 議論はある？
6. 次に読むべき論文は？
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Fangzhuo Zhang, Xinyu Wang, Xiao Yang, Jinchang Zhang
分類: cs.RO, cs.CV
原文アブストラクト
Robotic ultrasound scanning in real clinical environments requires both high-level clinical workflow reasoning and low-level closed-loop execution. Physicians natural-language instructions often contain implicit anatomical targets, procedural logic, image-quality requirements, and safety constraints, while execution is affected by patient motion, contact variations, and target drift. We propose a fast and slow hierarchical embodied ultrasound system for safe and interpretable robotic ultrasound assistance. The Slow Brain performs intent parsing and stage-wise task planning with knowledge augmentation from an API and handbook corpus, and generates executable plans through task-graph construction and structured plan verification. The Fast Brain fuses multimodal feedback, including ultrasound images, robot pose and force states, and patient-motion information, to refine local actions and perform image-quality-guided recovery behaviors. The system further integrates a Safety Shield and a hierarchical escalation policy to constrain risky actions and trigger replanning or human confirmation under persistent failures or safety-bound violations. Experiments on planning evaluation, closed-loop execution under dynamic perturbations, and safety-mechanism validation demonstrate that the proposed hierarchical design improves task success rates while reducing safety violations.
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