مشخصات پژوهش

عنوان	طراحی بهینه ابعاد و مسیر یک بازوی ماهر مکانیکی بند بند برای جراحی ماهرانه لاپاروسکوپی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	طراحی ابعاد ربات، بهینه سازی چند هدفه، بهینه سازی براساس مهارت ربات، ربات جراحی لاپاراسکوپی
چکیده	هزینه اولیه زیاد، تنظیم مکان اولیه و اندازه بزرگ از جمله مشکلات فعلی ربات های جراح می باشند. به منظور حل این مشکلات می توان با طراحی دوباره ابعاد ربات های صنعتی و افزایش مهارت آن ها، از این ربات ها برای جراحی بهره جست. از این رو، در پایان نامه حاضر طراحی ابعاد و بهینه سازی مسیر یک ربات 6 درجه آزادی صنعتی (به همراه ابزار جراحی با 3 درجه آزادی) مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور افزایش مهارت ربات، معیارهای قابلیت اداره پذیری، آیزوتروپی و عدد حالت که همگی بر مبنای ژاکوبین تعریف می شوند، استفاده شده است. ابتدا معادلات سینماتیکی و ژاکوبین ربات استخراج می شود. سپس با مشخص کردن معیارهای مهارت بر مبنای ژاکوبین، مهارت و چالاکی بازو در حالت کارکرد عادی (غیر جراحی) مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن سناریوهای جراحی برای اعضای مختلف بدن مانند معده، طحال، کیسه صفرا و غیره یک فضای کاری سهمی گون برای کار ابزار جراحی سه درجه آزادی که به انتهای ربات 6 درجه آزادی متصل می شود، در نظر گرفته شده است. با استفاده از روش های بهینه سازی تکاملی (مانند NSGA-III، MOEA/D، MOPSO) ابعاد بهینه ربات افزوده برای پوشش فضای کاری اعضای مورد مطالعه، به دست آمده است. بهینه سازی ابعاد سه هدفه و چهار هدفه با در نظر گرفتن قید های یکسان انجام می شود. در بهینه سازی سه هدفه، فقط از سه تابع مهارت و در بهینه سازی چهار هدفه علاوه بر سه تابع مهارت، کمینه کردن طول کلی ربات نیز در نظر گرفته می شود. هم چنین در مساله بهینه سازی، قید هایی برای تضمین قرارگیری سه مفصل ابزار جراحی درون فضای جراحی و هم چنین عبور رابط اتصال دهنده ابزار و ربات از نقطه تروکار تعریف شده اند. جواب های بهینه به دست آمده توسط یک سری آزمون مورد بررسی مجدد قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از بهینه سازی مسیر حاکی از تزاحم دو معیار دقت تعقیب مسیر و مهارت در طول مسیر می باشد و نیاز به یک مصالحه را نشان می دهند. نتایج بهینه سازی ابعاد، نشان می دهد که ابعاد بهینه به دست آمده برای جراحی یک عضو به خوبی می تواند برای جراحی ماهرانه حداقل دو عضو دیگر بدن هم مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران	داود نادری (استاد راهنما)، بهنام میری پور فرد (استاد راهنما)، رضا واحدی (دانشجو)