Sistema de captura de gestos con KINECT para la manipulación de robots quirúrgicos virtuales
DOI:
https://doi.org/10.15332/iteckne.v12i1.817Palabras clave:
Dispositivo Kinect, interfaces naturales, robots quirúrgicos, simuladores quirúrgicosResumen
Este artículo presenta la aplicación de un sistema de captura de gestos con el fin de manipular dos robots quirúrgicos virtuales. El sistema de captura de gestos se realiza por medio de un dispositivo Kinect, el cual detecta el movimiento de las manos del usuario con el fin de mover los robots quirúrgicos, y de su rodilla derecha, utilizada para cambiar los instrumentos quirúrgicos de cada robot. Este sistema de captura con interfaz natural se prueba en un simulador quirúrgico para operaciones de laparoscopia, el cual consta de un robot porta endoscopio que se manipula con un joystick, y los dos robots quirúrgicos cuyos órganos terminales son guiados a partir de las señales captadas por el dispositivo Kinect, las cuales son transformadas en movimientos articulares de los robots debido al modelo cinemático. El sistema se prueba en una rutina de extracción de vesícula (colecistectomía) robotizada, permitiendo al usuario un mejor manejo gracias al uso de esta interfaz natural.Descargas
Citas
D.B. Jones, Laparoscopic Surgery: Principles and Procedures. New York: Marcel Dekker, 2004.
N. Katkhouda, Advanced Laparoscopic Surgery: Techniques and Tips. New York: Springer, 2010.
J. Marescaux, and F. Rubino, “The Zeus robotic system: experimental and clinical applications,” Surgical Clinics of North America, vol. 83, pp. 1305-1345, 2003.
G.H. Ballantyne, and F. Molle, “The Da Vinci telerobotic surgical system: the virtual operative field and telepresence surgery,” Surgical Clinics of North America, vol. 83, pp. 1293-1304, 2003.
C. Vaessen, “Location of robotic surgical systems worldwide and in France,” Journal of Visceral Surgery, vol. 148, pp. 9-11, 2011.
A. Liu, F. Tendick, K. Cleary, and C. Kaufmann, “A survey of surgical simulation: applications, Technology, and education,” Presence, vol. 12, no. 6, pp. 599-614, 2003.
H. Delingette and N. Ayache, “Hepatic Surgery Simulation,” Communications of the ACM, vol. 48, pp. 31-36, no. 2, 2005.
J. García, M. Arias y E. Valencia, “Diseño de prototipo de simulador para entrenamiento en cirugía laparoscópica,” Revista Ingeniería Biomédica, vol. 5, no. 9, pp. 13-19, 2011.
R. Valero, Y.H. Ko, S. Chauhan, O. Schatloff, A. Sivaraman, R.F. Coelho, F. Ortega, K.J. Palmer, R. SanchezSalas, H. Davila, X. Cathelineau, and V.R. Patel, “Cirugía robótica: Historia e impacto en la enseñanza,” Actas Urológicas Españolas, vol. 35, no. 9, pp. 540-545, 2011.
C. Lallas and J. Davis, “Robotic surgery training with commercially available simulation systems in 2011: a current review and practice pattern survey from the society of urologic robotic surgeons”, Journal of Endourology, vol. 26, no. 3, pp. 283-293. 2012.
S. Salinas y A. Vivas, “Modelado, simulación y control del robot para cirugía laparoscópica Lapbot,” Revista Chilena de Ingeniería, vol. 17, pp. 317-328, 2009.
V. Torres, C. Méndez, A. Vivas y S. Salinas, “Diseño y simulación en 3D de un robot porta endoscopio para operaciones de laparoscopia,” en V Seminario Internacional de Ingeniería Electrónica, Bucaramanga, Colombia, 2011.
D. Guzmán, “Herramienta software para la práctica y experimentación de la robótica quirúrgica,” Tesis Ingeniería en Automática Industrial, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, 2013.
N. Petersen, “Continuous natural user interface: Reducing the gap between real and digital world,” presented at 8th IEEE International Symposium of Mixed and Augmented Reality, Orlando, FL, pp. 23-26, 2009.
Y, Li, “Hand gesture recognition using Kinect,” presented at 3rd International Conference on Software Engineering and Software Science, Beijing, China, 2012.
S. Lang, “Sign language Recognition whit Kinect,” Tesis de licenciatura, Freie Univesität Berlin, Berlin, Germany, 2011.
K. Jahrmann, “3D Reconstruction with the Kinect-Camera,” Tesis de licenciatura, Technischen Universität Wien, Wien, Austria, 2013.
E. Trilles, “Desarrollo de interfaces de usuarios naturales con Kinect,” Tesis Ingeniería Informática, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, España, 2012.
S. Pfeiffer, “Guiado gestual de un robot humanoide mediante un sensor Kinect,” Tesis Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, España, 2011.
G. Du and P. Zhang, “Markerless human–robot interface for dual robot manipulators using Kinect sensor,” Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, vol. 30, no. 2, pp. 150-159, 2014.
Y. Chang, B. Lange, M. Zhang, S. Koenig, P. Requejo, N. Somboon, A. Sawchuk and A. Rizzo, “Towards pervasive physical rehabilitation using Microsoft Kinect,” presented at Pervasive Computing Technologies for Healthcare (PervasiveHealth), San Diego, CA, 2012.
Y. Chang, W. Han and Y. Tsai, “A Kinect-based upper limb rehabilitation system to assist people with cerebral palsy,” Research in Developmental Disabilities, vol. 34, no. 11, pp. 3654-3659, 2013.
R. Wen, W. Tay, B. Nguyen, C. Chng and C. Chui, “Hand gesture guided robot-assisted surgery based on a direct augmented reality interface,” Computer Methods and Programs in Biomedicine, vol. 116, no. 2, pp. 68-80, 2014.
S. Dargar, A. Nunno and G. Sankaranarayanan, “Microsoft Kinect based head tracking for Life Size Collaborative Surgical Simulation Environments (LS-CollaSSLE),” Studies in Health Technology and Informatics, vol. 184, pp. 109-113, 2013.
M. Jacob and J. Wachs, “Context-based hand gesture recognition for the operating room,” Pattern Recognition Letters, vol. 35, pp. 196-203, 2014.
W. Souba, F. Mitchell, G. Jurkovich, L. Kaiser, W. Pearce, J. Pemberton, and N. Soper, ACS Surgery: Principles and Practice, 6th edition. Hamilton: Decker Publishing, 2007.
D. Litwin, and M. Cahan, “Laparoscopic cholecystectomy,” Surgical Clinics of North America, vol. 88, pp. 1295-1313, 2008.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
La revista ITECKNE se encuentra registrada bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional Por lo tanto, esta obra se puede reproducir, distribuir y comunicar públicamente, siempre que se reconozca el nombre de los autores y a la Universidad Santo Tomás. Se permite citar, adaptar, transformar, autoarchivar, republicar y crear a partir del material, siempre que se reconozca adecuadamente la autoría, se proporcione un enlace a la obra original y se indique si se han realizado cambios.
La Revista ITECKNE no retiene los derechos sobre las obras publicadas y los contenidos son responsabilidad exclusiva de los autores, quienes conservan sus derechos morales, intelectuales, de privacidad y publicidad. Sin embargo esta facultada para editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir el artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.
