李建民 ，张增玉 ，赵建厂 ，苏 赫

(1. 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室，天津 300354；2. 天津大学机械工程学院，天津 300354)

泌尿系统结石是一种世界范围内非常常见的疾病．统计数据显示，泌尿系统结石的发病率呈上升趋势[1-2]．近年来，为减轻泌尿外科医生的手术负担，提高手术质量，降低辐射风险，机器人辅助输尿管软镜术(robot-assisted flexible ureteroscopy)已被应用于泌尿系统结石的手术中[3-5]．然而由于人体自然腔道约束的存在，输尿管软镜绕轴向旋转时不可避免地产生运动偏差．精确控制输尿管软镜末端的运动可以有效减少手术并发症，降低手术风险，同时这也是实现手术机器人自动化的重要步骤．

目前，国内外的研究者针对医用内窥镜的控制问题进行了研究，提出了多种控制策略．Hong 等[6]设计了一种头戴式主界面，通过外科医生的头部运动来控制刚性内窥镜．然而，在手术过程中医生多余的头部运动是不可避免的．Cao 等[7]提出利用瞳孔变化来控制内窥镜，设计了一种基于支持向量机(support vector machines，SVM)和概率神经网络(probabilistic neural network，PNN)的内窥镜机械臂控制系统，获得了较高的眼球运动分类精度．然而，在实际应用中，算法很难判断医生的眼球运动是否是有意义的．语音识别是另一种可行的控制方法[8]．但在外科手术过程中，外科医生之间需要进行必要的语言交流，这将影响语音指令对内窥镜的控制．以上针对内窥镜的控制方法均为开环控制，无法利用内窥镜的运动信息，因此难以实现精……