目前世界上比較前沿的用于電極植入手術(shù)的神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人普遍存在自動(dòng)化程度低、定位精度低、缺少自動(dòng)開顱設(shè)備、缺少法向量植入電極功能等問(wèn)題。本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)一款無(wú)框架、高精度，能夠自主進(jìn)行開顱和電極法向量植入手術(shù)的動(dòng)物腦機(jī)接口快速埋植系統(tǒng)，以提高手術(shù)安全性、縮短手術(shù)時(shí)間和減少組織損傷，同時(shí)降低手術(shù)成本和對(duì)醫(yī)生的技能要求，為日后研發(fā)適用于其他動(dòng)物與人類的腦機(jī)接口埋植系統(tǒng)提供參考。

1. 研究高精度、高安全性、高靈活性的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、開顱模塊和快速植入模塊，達(dá)到快速且可靠的植入要求。

2. 構(gòu)建基于視覺(jué)識(shí)別的空間位置捕捉系統(tǒng)，獲取大鼠顱骨解剖特征，用于解析植入靶點(diǎn)位置以及植入角度；開發(fā)高精度、高分辨率的識(shí)別與配準(zhǔn)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)執(zhí)行模組的定位。

3. 開發(fā)手術(shù)路徑規(guī)劃算法，基于視覺(jué)識(shí)別數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高精度、高靈活性、高效率的三維路徑規(guī)劃；設(shè)計(jì)可視化交互界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同工作，為醫(yī)生開展手術(shù)提供便利。

1. 完成了四自由度基臺(tái)、開顱模塊和電極植入模塊的設(shè)計(jì)和制造，在大鼠顱骨模型上開展了開顱和植入實(shí)驗(yàn)。

2. 完成了用于視覺(jué)定位的相機(jī)的選型、標(biāo)定和精度驗(yàn)證，并實(shí)現(xiàn)了大鼠顱骨模型的點(diǎn)云配準(zhǔn)和靶點(diǎn)定位，以及真實(shí)大鼠顱骨的解剖特征、電極尖端和鉆頭的視覺(jué)識(shí)別。

3. 完成了手術(shù)區(qū)域避障和路徑規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)，開發(fā)了具有開顱、植入靶點(diǎn)選取和數(shù)據(jù)記錄功能的用戶界面。

4. 進(jìn)行了整機(jī)聯(lián)合測(cè)試，整體精度約為3mm，單根電極植入時(shí)間約為12分鐘。