特許 6857655 ロボットアームの位置特定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6857655

(24)【登録日】2021年3月24日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】ロボットアームの位置特定

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/30 20160101AFI20210405BHJP

   A61B 90/98 20160101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   A61B34/30

   A61B90/98

【請求項の数】21

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-529929(P2018-529929)

(86)(22)【出願日】2016年12月9日

(65)【公表番号】特表2018-538066(P2018-538066A)

(43)【公表日】2018年12月27日

(86)【国際出願番号】GB2016053886

(87)【国際公開番号】WO2017098261

(87)【国際公開日】20170615

【審査請求日】2019年11月5日

(31)【優先権主張番号】1521814.2

(32)【優先日】2015年12月10日

(33)【優先権主張国】GB

(31)【優先権主張番号】1611731.9

(32)【優先日】2016年7月5日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】516210894

【氏名又は名称】シーエムアール・サージカル・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＭＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100086793

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅士

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】スコーラン・アンドリュー・マレー

【審査官】 槻木澤 昌司

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１２１１０１９３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１７５２１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１４９４１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１１８８００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１４２８１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１８１７８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３４／３０−３４／３７

Ａ６１Ｂ ９０／９０−９０／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科手術用ロボットアームであって、
当該ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる取付部を備え、
前記取付部が、位置識別子を読み取るリーダを有し、前記リーダは、前記ロボットアームの前記取付部の位置を、前記リーダが読み取った前記位置識別子によって識別された一意に定まる位置として判定するように構成されており、
前記リーダは、電磁的に前記位置識別子を読み取るように構成されており、かつ、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられている、ロボットアーム。

【請求項2】

請求項１に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダは、前記リーダから受信した信号を処理するプロセッサと通信するものであり、前記リーダは、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記プロセッサに信号を送信するものである、ロボットアーム。

【請求項3】

請求項２に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記ロボットアームは前記プロセッサを備え、前記プロセッサは、前記リーダから信号を受信し、かつ前記リーダから受信した前記信号に基づいて前記ロボットアームの前記位置を判定するものである、ロボットアーム。

【請求項4】

請求項３に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記プロセッサは、前記位置の前記判定の結果を、当該ロボットアームを制御する中央制御装置に送信するものである、ロボットアーム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダが、
光学的および／または磁気的に前記位置識別子を読み取るリーダ、
電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つによって前記位置識別子を読み取るリーダ、および、
２次元コードリーダ、
の少なくとも１つである、ロボットアーム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが、前記位置識別子を照明する光源、および、光レベルを検知する光センサの少なくとも１つを備える、ロボットアーム。

【請求項7】

外科手術用ロボットシステムであって、
請求項１から６のいずれか一項に記載の前記ロボットアームと、
当該ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットとを備える、ロボットシステム。

【請求項8】

請求項７に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが前記位置識別子を備える、ロボットシステム。

【請求項9】

請求項７または８に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが、前記ロボットアームの前記取付部を複数の向きで収容するものである、ロボットシステム。

【請求項10】

請求項７から９のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは第１位置と第２位置との間で可動であり、単一のソケットが、前記ロボットアームを前記第１位置および第２位置で取り付けるのに用いられる、ロボットシステム。

【請求項11】

請求項１０に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記ロボットアームが前記ソケットに取り付けられた状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で可動であるロボットシステム。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが第１ソケット窓を備え、前記第１ソケット窓を介することで、前記第１位置における第１の位置識別子および前記第２位置おける第２の位置識別子のうちの一方が前記リーダによって読み取られるロボットシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓は、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている、ロボットシステム。

【請求項14】

請求項１０から１３のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが複数のソケット窓を備え、これら複数のソケット窓を介することで、前記複数の位置識別子が前記リーダによって読み取られる、ロボットシステム。

【請求項15】

請求項１２または１３に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓が、光学透過性と電磁透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的方法と電磁的方法の少なくとも一方で読み取られる、ロボットシステム。

【請求項16】

請求項１４に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数のソケット窓の少なくとも１つのソケット窓が、光学透過性と電磁透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的方法と電磁的方法の少なくとも一方で読み取られる、ロボットシステム。

【請求項17】

請求項１０から１６のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは取付装置上または取付位置に沿って可動であり、前記取付装置は複数のインデックス付き取付位置を有する、ロボットシステム。

【請求項18】

請求項１７に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数のインデックス付き取付位置には、それぞれ、位置識別子が設けられる、ロボットシステム。

【請求項19】

請求項１７または１８に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記取付装置が狭間付きレールである、ロボットシステム。

【請求項20】

外科手術用ロボットアームの取付部の位置を判定する方法であって、前記取付部は、前記ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる部分であり、前記取付部は、電磁的に位置識別子を読み取るように構成され、かつ、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられているリーダを有し、当該方法が、
前記取付部の少なくとも一部を前記ソケットに取り付ける工程と、
前記リーダで前記位置識別子を読み取る工程と、
前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記ロボットアームの前記取付部の位置を前記位置識別子によって識別された一意に定まる位置として判定する工程と、を備える方法。

【請求項21】

請求項２０に記載の方法において、前記ロボットアームが光センサを備え、当該方法が、さらに、
前記光センサで光レベルを検知する工程と、
前記光レベルが前記位置識別子を照明して前記リーダで読み取るために十分であるかどうかを判定する工程と、
十分でない場合、光源をオンにする工程とを備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアーム、およびロボットアームの位置を特定する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットアームが組み込まれたロボットシステムは、動作の再現性および／または精密性が求められる多くの状況で用いることができる。そうしたロボットシステムの一例は、外科手術用ロボットシステムである。

【0003】

特に外科手術用ロボットシステムにおいては、ロボットアームの位置が判明されていることが極めて望ましい。これによりアームの動作を正確に制御することができるので、ロボットアーム近傍の物体および／または人の損傷が防止される。これは、システムによっては、幾つかのロボットアームをベースユニットに連結することによって実現可能である。このシステムでは、ベースユニットを基準座標として用いて、複数のアーム同士の相対位置を判定することが可能である。通常、ベースユニットは共通のベースユニットであり、このベースユニットに幾つかのロボットアームが連結される。

【0004】

他のシステムにおいては、使用前に各ロボットアームの位置（場所）を判定する必要がある。これは、アームの先端が周囲環境における既知の点（手術台の上など）に接触するようにアームを操縦することで行うことができる。また、位置情報をロボットシステムに手動で入力することも可能である。

【0005】

分離可能なロボットアームの場合、使用前にロボットアームごとに別々の較正工程を行うことが必要であることから、システムに遅延が生じる。アームが新しい場所に配置されると、アームを使用する前に較正工程を再度行わなければならないので、こういった遅延は、アームを１つの場所から別の場所に移動させる場合に大きくなってしまう可能性がある。

【0006】

操作環境が狭い場合、較正工程においてアームを操作することが困難または不可能なこともある。このような場合、アームは使用不能であるか、位置を正確に判定できないまま使用しなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

改良されたロボットアーム、およびロボットアームの位置を特定する改良された方法が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の１つの態様によれば、ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる取付部を備えるロボットアームであって、前記取付部が、当該ロボットアームの位置を判定するように位置識別子を読み取るリーダを有するロボットアームが提供される。

【0009】

リーダを設けることにより、前記ソケットに取り付けられたときの前記ロボットアームの前記位置を判定することができる。このロボットアームは、外科手術用ロボットシステムに使用されるためのものであってもよい。好適には、前記ロボットアームは、外科手術用ロボットアームである。

【0010】

好適には、前記リーダは、前記リーダから受信した信号を処理するためのプロセッサと通信するものである。好適には、前記リーダは、少なくとも部分的に無線通信を用いて前記プロセッサと通信するものである。これにより、必要な配線を最小限に留め、かつ／または前記ロボットアームにおける前記リーダの位置決め自由度を高めることができる。好適には、前記リーダは、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記プロセッサに信号を送信するものである。好適には、前記プロセッサは、前記リーダから信号を受信し、かつ前記リーダから受信した前記信号に応じて前記ロボットアームの前記位置を判定するものである。

【0011】

前記ロボットアームは前記プロセッサを備えていてもよい。好適には、前記プロセッサは、前記位置の前記判定の結果を、前記ロボットアームを制御する中央制御装置に送信するものである。

【0012】

前記プロセッサは、情報（例えば、前記リーダから受信した前記信号）を前記中央制御装置に送信するものであってもよい。前記中央制御装置は、前記プロセッサから受信した前記情報に応じて（例えば、前記リーダから受信した前記信号に応じて）、前記ロボットアームの前記位置を判定するものであってもよい。

【0013】

好適には、前記プロセッサが前記ロボットアームの遠隔に位置する。好適には、前記ロボットアームを制御するように構成された中央制御装置が、前記プロセッサを備える。

【0014】

好適には、前記リーダは、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられている。

【0015】

前記リーダは、前記リーダが前記ロボットアームに隣接するまたはその近くにある位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部の外部位置（例えば、外表面）に設けられていてもよい。前記取付部は窓を備えていてもよく、前記リーダは、この窓を介することで位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部の内側に設けられてもよい。このように配置することで、前記リーダに、衝撃および／または環境条件に対する幾らかの物理的な保護を与えることが可能である。

【0016】

好適には、前記リーダが、光学的および磁気的な方法の一方または両方で前記位置識別子を読み取るものである。好適には、前記窓が光学透過性および磁気透過性の一方または両方を有し、前記窓を介することで前記リーダによって前記位置識別子を光学的および／または磁気的に読み取ることができる。好適には、前記窓が固体物質である。前記リーダはコードリーダ（例えば、ＱＲコードリーダ）であってもよい。前記位置識別子はＱＲコード（登録商標）などの光学コードであってもよい。ＱＲコードのような向きが特定しているコードを読み取ることができるリーダを設けることにより、前記リーダは、位置情報だけでなく付加的な情報（例えば、向き情報）も判定できる。

【0017】

前記窓は、前記取付部に孔を備えていてもよい。前記取付部の全体が前記窓を備えていてもよい。好適には、前記リーダによって前記位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部が透過性を有する。換言すれば、前記取付部の全体が透過性を有していてもよい。前記取付部の全体または前記取付部の一部が前記窓として機能してもよい。

【0018】

前記リーダが、電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）前記位置識別子を読み取るように構成されていてもよい。好適には、前記窓が電磁透過性を有し、前記窓を介して前記リーダによって前記位置識別子を電磁的に読み取ることができる。前記窓は、前記リーダが前記窓を介して前記位置識別子を読み取ることができれば、透過性を有するものとする。

【0019】

好適には、前記リーダが、マトリックス式バーコードつまり２次元バーコードを読み取るものである。好適には、前記位置識別子がマトリックス式バーコードつまり２次元バーコードである。前記リーダは、磁気的なコードまたはパターンを読み取るものであってもよい。好適には、前記位置識別子が磁気的なコードまたはパターンである。前記リーダは、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上を読み取るものであってもよい。前記位置識別子は、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上であってもよい。

【0020】

前記ロボットアームは、前記位置識別子を照明する光源を備えていてもよい。前記光源を設けることにより、弱光条件下であっても、前記リーダは前記位置識別子を読み取ることができる。好適には、前記取付部が前記光源を備えている。前記ロボットアームは、光レベルを検知する光センサを備えていてもよい。前記光源は、前記光センサによって検知された光レベルに応じてオンになるように配置されてもよい。前記ロボットアームは、前記リーダ、前記光源および前記光センサのうちの少なくとも１つに電力を供給するローカル電源を備えていてもよい。前記ロボットアームは、前記リーダ、前記光源および前記光センサのうちの少なくとも１つに電力を供給する外部電源に前記ロボットアームを連結できる電源連結部を備えていてもよい。

【0021】

本発明の他の態様によれば、上記で定義された前記ロボットアームと、当該ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットとを備えるロボットシステムが提供される。前記ロボットシステムは外科手術用ロボットシステムであってもよい。

【0022】

本発明の他の態様によれば、前記ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットが提供される。

【0023】

前記ソケットは前記位置識別子を備えていてもよい。好適には、前記位置識別子が、前記ソケットの内部位置に（例えば、内表面に）設けられる。このように配置することで、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに、前記リーダが前記位置識別子を容易に読み取ることができる。また、このように配置することで、前記ソケットに取り付けられていないロボットアームのリーダが前記位置識別子を誤って読み取ってしまうことを抑制することができる。

【0024】

前記ソケットは、前記ロボットアームの前記取付部を複数の向きで収容するものであってもよい。好適には、前記複数の向きが、前記取付部の前記ソケットへの挿入の軸心を中心として回転配置されている。前記ソケットは、前記複数の向きの各向きにそれぞれ対応する複数の位置識別子を備えていてもよい。

【0025】

前記ソケットは、好ましくは、前記複数の位置識別子のそれぞれが、前記取付部が前記ソケットに前記複数の向きそれぞれで取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている。

【0026】

好適には、前記ソケットは第１位置と第２位置との間で可動であり、単一のソケットが、前記ロボットアームを前記第１位置および第２位置に取り付けるのに用いられることが可能である。前記ソケットは、前記ロボットアームが前記ソケットに取り付けられた状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で可動であってもよい。好適には、前記ソケットが第１ソケット窓を備え、前記第１ソケット窓を介することで、前記第１位置における第１の位置識別子および前記第２位置おける第２の位置識別子のうちの一方が前記リーダによって読み取られることが可能である。好適には、前記第１ソケット窓は、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている。

【0027】

好適には、前記ソケットが複数のソケット窓を備え、これら複数のソケット窓を介することで、前記複数の位置識別子が前記リーダによって読み取られる。好適には、前記複数のソケット窓が前記複数の位置識別子に対応する。換言すれば、前記複数のソケット窓が前記複数の向きに対応してもよい。

【0028】

好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが光学透過性および磁気透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的および／または磁気的に読み取られることができる。好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが固体物質からなる。

【0029】

好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが電磁透過性を有し、前記リーダによって前記位置識別子を電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）読み取ることができる。

【0030】

前記ソケットは取付装置上または取付装置に沿って可動であってもよく、前記取付装置は複数のインデックス付き取付位置を有する。前記インデックス付き取付位置は前記第１位置および前記第２位置を含んでいてもよい。換言すれば、前記取付装置は、前記取付装置上の、または前記取付装置に沿った、不連続な（別個の）取付位置に配置されるための前記ソケットを設けてもよい。好適には、複数のインデックス付き取付位置には、それぞれ、位置識別子が設けられる。位置識別子は、それぞれ、各インデックス付き取付位置に隣接する前記取付装置の外部位置（例えば、外表面）に設けられていてもよい。

【0031】

好適には、前記取付装置は狭間付きレールである。前記ソケットは、前記狭間付きレールに沿った複数の箇所であって、前記レールの複数の凸部および／または複数の凹部のうちの少なくとも一部に隣接する箇所に配置自在に構成されていてもよい。前記狭間付きレールは、前記レールの前記複数の凸部および／または複数の凹部のうちの少なくとも一部に隣接する箇所に位置識別子を備えていてもよい。すなわち、前記狭間付きレールは、前記ソケットが配置可能である前記狭間付きレールに沿った前記箇所に隣接するまたはその近くの箇所に、位置識別子を備えていてもよい。

【0032】

好適には、前記ソケットが、前記ロボットアームの前記電源連結部に連結するソケット電源連結部を備える。好適には、前記ソケットが、前記ロボットアームに連結して前記ロボットアームから送信される信号を、前記ロボットアームを制御する中央制御装置に伝達する信号連結部を備える。

【0033】

前記ロボットシステムは前記プロセッサを備えていてもよい。前記ロボットシステムは前記中央制御装置を備えていてもよい。

【0034】

本発明の他の態様によれば、ロボットアームの位置を判定する方法であって、前記ロボットアームが取付部を備え、前記取付部がリーダを備え、前記方法が、前記取付部の少なくとも一部を前記ソケットに取り付ける工程と、前記リーダで位置識別子を読み取る工程と、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記ロボットアームの前記位置を判定する工程と、を備える方法が提供される。

【0035】

本方法は、前記リーダからプロセッサに信号を送信する工程と、前記プロセッサで前記ロボットアームの位置を判定する工程とを含んでいてもよい。前記プロセッサは遠隔プロセッサであってもよい。

【0036】

前記ロボットアームは光源を備えていてもよく、前記方法は、前記位置識別子を照明するように前記光源をオンにする工程と、前記光源がオンになると、前記位置識別子を前記リーダで読み取る工程とを含んでいてもよい。

【0037】

前記ロボットアームは光センサを備えていてもよく、前記方法は、前記光センサで光レベルを検知する工程と、前記光レベルが前記位置識別子を照明して前記リーダで読み取るために十分であるかどうかを判定する工程と、十分でない場合、前記光源をオンにする工程とを含んでいてもよい。

【0038】

上記のいずれかの態様に含まれる一つ以上の構成を、上記のいずれかの他の態様に含まれる一つ以上の構成と組み合わせてもよい。全ての装置の構成は、可能なであれば方法の構成として記載してもよく、その逆もまた然りである。こうした内容について、簡潔性のため、本明細書において全ては記載していない。

【0039】

本発明について、添付の図面を参照しながら、あくまでも例示的に説明を行う。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】ロボットアームの模式図である。

【図2a】ロボットアームの取付部およびソケットの模式図である。

【図2b】図２ａのソケットに取り付けられた、図２ａの取付部の模式図である。

【図3】ソケットの部分断面図である。

【図4】狭間付きレールの図である。

【図5】ロボットアームの位置を判定するプロセスを示している。

【図6】ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。

【図7】ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。

【図8】ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。

【発明を実施するための形態】

【0041】

外科手術用ロボットシステムにより、外科医による１つ以上のロボットアームを用いた手術用具等の精密な制御が可能である。通常、外科医は、患者の外科用開口で直接作業するよりも、遠隔ワークステーションで作業する。ロボットアームを使用することにより、従来の手術で用いられた開口よりも小さい外科用開口を介して挿入することができる様々な手術器具を使用することができる。手術に必要な外科用開口が小さくなることにより、手術後の患者の回復時間を向上させることが可能である。

【0042】

外科手術用ロボットシステムに使用されるロボットアーム１０は、図１に模式的に示されている。ロボットアーム１０は、複数の関節１４によって互いに接続された複数のアームセグメント１２を備える。手術器具（図示せず）を担持するためのツール部１６がロボットアーム１０の遠位端近くに設けられ、取付部１８がロボットアーム１０の近位端近く設けられている。実施例によっては、関節１４は、回転関節および直動関節の一方または他方である。実施例によっては、関節は、回転関節、直動関節および／または他の形式の関節を組み合わせたものである。これら関節１４により、ツール部を取付部１８に対して動かすことができ、ロボットアーム１０を制御して、ツール部１６によって担持される器具を所望の位置および向きに位置付けることができる。

【0043】

実施例によっては、ロボットアーム１０のツール部１６によって担持される手術器具を外科手術中に取り替える可能性がある。実施例によっては、代わりに、手術器具をロボットアーム１０上の位置にそのまま残し、ロボットアーム１０を取り替えることが望ましい。したがって、ロボットアーム１０を、外科手術用ロボットシステムから容易に着脱できるものとすることが望ましい。

【0044】

実施例によっては、ロボットアーム１０のツール部１６によって担持される手術器具を取り替えるかどうかに関わらず、ロボットアーム１０の位置を変更することが望ましい。これは、例えば、ロボットアーム１０が同一手順で異なる手術部位に、または同一の手術部位に異なる配置（設定）で使用される場合に当てはまる。こういった実施例においても、ロボットアーム１０を、外科手術用ロボットシステムから容易に着脱できるものとすることが望ましい。

【0045】

実施例によっては、外科手術用ロボットシステムは、（例えば外科医のワークステーションから）入力を受信し、ロボットアーム１０に制御信号を出力してロボットアーム１０に所望の動作を行わせる中央制御装置を備える。中央制御装置がロボットアーム１０の動作を正確に制御するために、ロボットアーム１０の位置が判明されているのが望ましい。したがって、外科手術でロボットアーム１０を使用する前に、その位置がシステムに入力される。

【0046】

上記の幾つかの例と同様に、ロボットアームが外科手術の開始時またはその最中に取り替えられる場合、各ロボットアームの位置が、最小限の遅延および／または最大限の精度でシステムに入力されることが望ましい。この手法により、外科手術において当該システムを効率的に使用することができる。ロボットアームを移動する際に長い遅延が生じると、外科手術が長引くこととなり、望ましくない。

【0047】

ロボットアーム１０はソケット２２に取付自在である。これは図２に模式的に示されている。ロボットアーム１０は、取付部１８によってソケット２２に取付自在である。図２ａは、取付部１８（分かりやすくするために、この図においてロボットアーム１０の他の部分の図示は省略されている）およびソケット２２を互いに分離した状態で示しており、図２ｂは、ソケット２２内に配置された取付部１８を示している。実施例によっては、ソケット２２は外科手術用ロボットシステムの一部を構成する。ソケット２２は、ロボットアーム１０の取付部１８の少なくとも一部を収納して、ロボットアーム１０を定位置に保持するように構成されている。実施例によっては、取付部１８は、ソケット２２と協働するように構成されている。実施例によっては、取付部１８は、実質的にソケット２２内に据え付けられるように構成されている。これにより、ソケット２２はロボットアーム１０をより強固に保持できる。

【0048】

一実施例において、取付部１８は円筒（円柱）状であり、ソケット２２内の定位置に係止されるように構成されている。一実施例において、取付部１８は、ソケット２２内の凹部または溝に嵌入する突起（突出耳部）を備える。この突起は、取付部１８を取付方向にソケット２２に挿入する際、第１溝部に係合可能である。取付部１８は（取付方向に沿った）挿入軸心を中心として回転可能である。そのため、突起は、第１溝部と連通しかつ角度を成すように構成された第２溝部に導かれることができる。第２溝部は、取付部１８がソケット２２内に保持されるように突起を保持するように構成されている。一構成において、取付部１８は、挿入軸心回りに再度回転させて突起を第１溝部に移動させなければ、ソケット２２から取り外すことができない。

【0049】

２つ以上の突起、および２つ以上の凹部または溝を使用してもよい。複数の突起および凹部が用いられる場合、突起が取付部の外周に沿って離間しており、それと対応して、凹部がソケットの内周に沿って離間していることが好ましい。複数の突起と複数の凹部がそれぞれ等しく離間することで、ソケット内に保持される取付部の安定性を補助することができる。同様に、１つ以上の突起をソケットに設け、対応する１つ以上の凹部または溝を取付部に設けてもよい。取付部をソケット内で定位置に係止するための他の機構も当業者にとっては自明である。

【0050】

ロボットアーム１０が配置された位置を容易かつ／または正確に判定する一手法は、複数の位置識別子を使用する。１つの位置識別子を特定の位置に設けて、その位置を識別することが可能である。位置識別子は位置を一意に識別してもよい。位置識別子はリーダによって読み取り可能である。リーダによって位置識別子を読み取るということは、リーダが特定位置にあることを示している。

【0051】

一実施例において、リーダは、位置識別子を読み取ると信号を生成するように構成されている。この信号はプロセッサに送信される。プロセッサは信号に応じて位置を判定するように構成されている。一実施例において、プロセッサは信号を使用してルックアップテーブルを参照するように構成されており、このルックアップテーブルから位置を判定することができる。他の実施例において、位置識別子は位置を直接識別してもよく、そのため、プロセッサは信号に基づいて位置を判定することができる。例えば、信号は、その信号を生じさせた位置識別子が配置された位置についての詳細を提供してもよい。

【0052】

取付部１８は、位置識別子を読み取るリーダ２０を備える。実施例によっては、ソケット２２は位置識別子２６を備える（図３を参照）。実施例によっては、この位置識別子はソケットの内部位置（例えば、内表面２７）に設けられている。取付部１８およびソケット２２は、取付部１８をソケット２２に取り付けたとき、リーダ２０が位置識別子２６を読み取ることができるように構成されている。

【0053】

実施例によっては、位置識別子２６は光学的に読み取られるように構成されている。実施例によっては、位置識別子２６は、付加的にまたは代替的に、磁気的に読み取られるように構成されている。リーダ２０は、光学的および磁気的な方法の少なくとも１つで位置識別子を読み取るように構成されている。例えば、位置識別子２６はＱＲコードなどの光学コードであってもよく、リーダ２０はＱＲコードリーダなどの光学コードリーダであってもよい。実施例によっては、リーダ２０はカメラである。

【0054】

実施例によっては、位置識別子２６は電磁的に（例えば、電波を介して、誘導的におよび／または容量的に）読み取られるように構成されている。これらの実施例において、リーダ２０は位置識別子を電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）読み取るように構成されている。

【0055】

実施例によっては、リーダ２０は取付部１８の外表面に設けられている。他の実施例において、リーダ２０は取付部１８の内部に設けられており、取付部１８は、リーダ２０が取付部１８の近傍にある位置識別子を読み取ることができるように構成されている。実施例によっては、取付部１８は窓（図示せず）を備え、この窓を介して、リーダは位置識別子を読み取ることができる。窓を設けることにより、リーダ２０を周囲から保護することができる。実施例によっては、この窓は固体（例えば、ガラスや、透明プラスチックのようなプラスチック）からなる。リーダ２０が窓を介して位置識別子を読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に透過性を有するように構成されている。換言すれば、位置識別子が光学的に読み取られる場合、リーダ２０が窓を介して位置識別子２６を光学的に読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に光学透過性を有する。位置識別子が磁気的に読み取られる場合、リーダ２０が窓を介して位置識別子２６を磁気的に読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に磁気透過性を有する。位置識別子２６が電磁的に読み取られるように構成されている場合、窓は少なくとも部分的に電磁透過性を有する。

【0056】

実施例によっては、例えばソケット２２が可動である場合、位置識別子２６はソケット２２自体に設けられておらず、その代わりに、ソケット２２の位置に隣接してまたはその近くに設けられている。実施例によっては、ソケット２２が可動である場合、複数の位置識別子が設けられ、それぞれソケット２２の位置のうちの１つに隣接するかまたはその近くにある。

【0057】

実施例によっては、ソケット２２は、第１ソケット窓２４を備える（第１ソケット窓２４は、この構成が任意であることを示すために図２ａにおいて破線で示されている）。第１ソケット窓は、第１ソケット窓２４を介してリーダ２０が位置識別子２６を読み取ることができるように設けられている。換言すれば、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第１ソケット窓を介して位置識別子２６を読み取ることができる。ソケット２２に取り付けられた取付部１８を示す図２ｂを参照すると、リーダ２０は第１ソケット窓２４と位置が揃っており、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を読み取ることができる。

【0058】

実施例によっては、第１ソケット窓２４は、少なくとも部分的に光学透過性および／または磁気透過性を有する。これにより、リーダ２０は、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を光学的および／または磁気的に読み取ることができる。実施例によっては、第１ソケット窓２４は固体からなる。実施例によっては、第１ソケット窓はガラス、または透明プラスチックのようなプラスチックである。これにより、ソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０および／または取付部１８を周囲から保護することができる。また、塵および／またはごみなどの環境物質がソケット２２内部に入ってしまうことを抑制できる。実施例によっては、第１ソケット窓２４は少なくとも部分的に電磁透過性を有する。これにより、リーダ２０は、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を電磁的に読み取ることができる。

【0059】

位置識別子２６が外表面に設けられる場合、位置識別子２６を接着剤で外表面に付着させてもよい（光学コードおよび／または磁気コードを表面に接着するなど）。また、光学コードなどのパターンを表面にエッチングしてもよい。位置識別子２６を外表面に設ける場合、この表面をパターン状に磁化させるか、またはＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上を表面に付着させてもよい。

【0060】

実施例によっては、取付部１８およびソケット２２を備えるロボットシステムは、複数の形態をとる。実施例によっては、ロボットシステムは、取付部１８が複数の向きでソケット２２に取付自在であるように構成されている。例えば、この複数の向きが、取付部１８がソケット２２に挿入される軸心回りに回転されて、定められてもよい。一実施例において、第１の向きは、第２の向きに対して９０°回転して定められている。この実施例において、ロボットシステムは、ソケット２２によって第１または第２の向きのいずれかの向きでロボットアーム１０を取り付けることができるように構成されている。これにより、ロボットアーム１０をさらに柔軟に用いることが可能である。この実施例において、第１および第２の向きはそれぞれ、対応する位置識別子２６を有する。これら位置識別子は、ロボットアーム１０を第１の向きに取り付けたときに、リーダ２０が第１の向き用の位置識別子を読み取ることができるように、また、ロボットアーム１０を第２の向きに取り付けたときに、リーダ２０が第２の向き用の位置識別子を読み取ることができるように設けられている。これにより、ロボットアーム１０の位置および向きを判定することができる。

【0061】

実施例によっては、２つの位置識別子は、ソケット２２の内部（内表面など）に設けられることでそれぞれ第１および第２の向きに対応している。これらの位置識別子は、この実施例において、ソケット２２回りに互いに９０°離間して設けられている。これは、ソケット２２が可動でない場合に当てはまる。

【0062】

実施例によっては、２つの位置識別子は、ソケット２２に隣接してまたはその近くに設けられることで、第１および第２の向きに対応している。この実施例において、ソケット２２は、第１ソケット窓と、ソケット２２の軸心回りに９０°回転させることで第１ソケット窓から離間した第２ソケット窓とを備える。一方の位置識別子は第１ソケット窓に隣接してまたはその近くに設けられており、他方の位置識別子は第２ソケット窓に隣接してまたはその近くに設けられている。これにより、ロボットアーム１０が第１の向きでソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第１ソケット窓を介して一方の位置識別子を読み取ることができる。ロボットアーム１０が第２の向きでソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第２ソケット窓を介して他方の位置識別子を読み取ることができる。

【0063】

より一般的に述べると、複数の向き（および、該当する場合には複数のソケット窓）と関連付けられた複数の位置識別子は、ソケットの軸心回りに互いに離間している。これらは、所望する形態によって、等しく離間している必要はない。

【0064】

実施例によっては、リーダ２０は、取付部１８がソケット２２に挿入されたとき、このリーダが、位置識別子、つまり複数の位置識別子のうちの対応する位置識別子と、位置が揃うように取付部１８に設けられている。実施例によっては、位置識別子２６、つまり複数の位置識別子のうちの少なくとも１つは、取付部１８がソケット２２に取り付けられたときのみ、リーダ２０によって読み取ることができるように構成されている。実施例によっては、位置識別子２６、つまり複数の位置識別子のうちの少なくとも１つの位置識別子は、各位置識別子２６に対して所定の近さ以内にあるリーダ２０によってのみ読み取ることができるように構成されている。したがって、位置識別子２６が磁気的に読み取られるように構成されている場合、リーダが位置識別子を読み取ることができるように、リーダ２０を位置識別子２６に十分に近付ける必要がある。これにより、ソケット２２に取り付けられていないとき、リーダ２０が位置識別子２６を不用意に読み取ってしまう可能性が抑制される。

【0065】

実施例によっては、位置識別子２６が光学的に読み取られるように構成されている場合、位置識別子は、ソケット２２に取り付けられていないリーダ２０によって容易に読み取ることができない位置に設けられる。実施例によっては、位置識別子２６は、リーダ２０がソケット２２に取り付けられない限り、リーダ２０から位置識別子に直線見通し線が存在しないように設けられる。これにより、ソケット２２に取り付けられていないとき、リーダ２０が位置識別子２６を不用意に読み取ってしまう可能性が抑制される。

【0066】

実施例によっては、ソケット２２は第１位置と第２位置との間で可動である。また、３つ以上の位置とすることも可能である。これらの実施例において、ソケット２２は少なくとも１つのソケット窓２４を備え、各位置に、それに対応する位置識別子２６を有する。実施例によっては、位置識別子２６は、ソケット２２に取り付けられたロボットアーム１０のリーダ２０によってソケット窓２４を介して読み取ることができるように、各位置に隣接しているかまたはその近くに設けられている。

【0067】

実施例によっては、ソケット２２は、取付装置に沿ってまたはその上で第１および第２位置の間で可動である。取付装置は、第１および第２位置のそれぞれの位置においてソケット２２を支持するように構成され、これにより、ロボットアーム１０がこれらの各位置においてソケット２２によって保持される。これらの位置は取付装置に沿って不連続に設けられている。各位置は別個の取付位置と見なすことができる。各位置は、対応する位置識別子を有する。実施例によっては、各位置識別子は取付装置に設けられており、ソケット２２によって取り付けられたロボットアーム１０のリーダ２０によって、それぞれの位置で読み取ることができる。実施例によっては、位置識別子は、各取付位置に隣接するかまたはその近くにある、取付装置の外表面に設けられている。

【0068】

取付装置の一例は、図４に模式的に示されているように、狭間付きレール３０である。４つの凸部（突出部）３２が示されているが、凸部をこれよりも多くまたは少なくすることも可能である。図示された実施例において、ソケット２２は、狭間付きレールに沿った凸部３２および凹部の両方に配置可能に構成されている。他の実施例において、ソケット２２および／または狭間付きレール３０は、ソケット２２が、凸部３２と凹部のいずれか、あるいは凸部３２および凹部の少なくともいくつかに配置可能であるように構成されていてもよい。

【0069】

狭間付きレール３０に沿った、ソケット２２の配置可能な各位置に、位置識別子が設けられている。図４を参照すると、ソケット２２が各凸部３２に配置されたとき、複数の位置識別子３４がソケット２２と位置が揃い、ソケット２２が各凹部に配置されたとき、複数の位置識別子３６がソケット２２と位置が揃う。

【0070】

狭間付きレール３０を設けることにより、ロボットアーム１０を、ソケット２２と共に狭間付きレール３０に沿って適宜の位置に移動させることができる。手術者は、例えば、（外科手術用ロボットシステムの場合）手術部位に最も適切に到達する位置に、アーム１０を移動させることが可能である。配置が完了すると、ロボットアーム１０のリーダ２０はその位置で位置識別子２６を読み取る。これにより、手術者による更なる動作を必要とすることなく、またはアーム１０に何らかの較正動作を行わせることも必要とすることなく、ロボットアーム１０の位置を自動的に判定することができる。

【0071】

狭間付きレール３０は直線状のレールである必要はない。レール３０に沿った利用可能な位置および／または向きが判明されている限り、所望の形状を取ることが可能である。狭間付きレール３０は、ベッドに沿って設けることができる。代わりに、狭間付きレール３０は、ベッドの一部として、例えばベッドサイドレールとして設けることができる。さらなる代替案として、狭間付きレール３０は手術室の他の部分（例えば、天井または壁）に取り付けることができる。天井または壁に取り付けられた場合、ロボットアームは狭間付きレール３０から手術部位に向かって垂下してもよい。換言すれば、ロボットアームは狭間付きレール３０から手術部位に向かって概ね下方に延びてもよい。狭間付きレールをいかなる形状および配置の組合せとしてもよい。

【0072】

この手法により、ロボットアーム１０の配置可能性の自由度を高め、かつロボットアーム１０が使用可能になるまでに要する時間を縮めることが可能である。

【0073】

実施例によっては、位置識別子２６がソケット２２内またはソケット２２に隣接してもしくはその近くに設けられる場合、照明状態が悪いこともあり、こうした状況では光学的に位置識別子２６を正確に読み取ることが難しい。実施例によっては、ロボットアーム１０は、リーダ２０によってより容易かつ／または正確に位置識別子を読み取ることができるように、位置識別子２６を照明するための光源（照明）１９を備えていてもよい。実施例によっては、取付部１８は光源１９を備える。この配置により、光源１９をリーダ２０に隣接してまたはその近くに設けることができる。したがって、比較的に低電力の光源で、リーダ２０が位置識別子２６を読み取るための許容可能な証明レベルを得てもよい。これにより、省電力とし、かつ／または高電力の光源を用いた場合に生じ得る、妨害となり得る光を低減することができる。

【0074】

リーダ２０および位置識別子２６の周囲光レベルが変わることもある。実施例によっては、ロボットアーム１０は光レベルを検知するための光センサ２１を備える。実施例によっては、取付部１８は光センサ２１を備える。有利な実施形態では、光センサ２１は、位置識別子における光レベルを検知することができるように、位置識別子２６の近傍に設けられる。実施例によっては、光源１９は、光センサ２１によって検知された光レベルが所定の閾値よりも低い場合にオンになるように構成されている。

【0075】

実施例によっては、リーダ２０および光センサ２１のうちの少なくとも一方から受信した信号を処理するために、プロセッサ（図示せず）が設けられている。実施例によっては、このプロセッサは、光センサ２１から受信した信号に応じて光源１９をオンにするかどうかを判定する。実施例によっては、プロセッサは、リーダ２０から受信した信号に応じてロボットアーム１０の位置を判定する。実施例によっては、ロボットシステムがプロセッサを備える。実施例によっては、ロボットアーム１０がプロセッサを備える。実施例によっては、プロセッサはロボットアーム１０から離れた場所（遠隔）にある。

【0076】

実施例によっては、ソケット２２および取付部１８は、ソケット２２および取付部１８を電気的に接続するための補完し合う取付部品を備える。この取付部品（図示せず）により、ソケット２２（ひいては外科手術用ロボットシステム）とロボットアーム１０との間で電力および／または信号を伝達することができる。

【0077】

実施例によっては、ロボットアーム１０の取付部１８は、取付部１８がソケット２２に取り付けられたことを検知する取付センサを備える。実施例によっては、リーダ２０は、取付部１８がソケット２２に取り付けられたことを取付センサが検知したことに応答して、位置識別子２６を読み取るように構成されている。これにより、リーダは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたと判定されたとき、位置識別子を読み取る。

【0078】

他の実施例において、ソケット２２は、光源１９、光センサ２１および取付センサのうちの少なくとも１つを備える。

【0079】

実施例によっては、ロボットアーム１０および外科手術用ロボットシステムは、制御信号ならびに／またはリーダ２０および光センサ２１からの信号などの信号を伝達する無線送受信機（または別個の無線送信機および無線受信機）を備える。また、無線送受信機（または別個の無線送信機および無線受信機）は、取付センサからの信号を伝達するために用いることもできる。付加的にまたは代替的に、有線送受信機（または送信機および受信機）を信号伝達のために用いることが可能である。

【0080】

図５を参照しながら、ロボットアーム１０の位置を判定する方法を説明する。まず、ロボットアーム１０をソケット２２に取り付ける（工程Ｓ０１）。そして、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。上記のとおり、これは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたということを取付センサが検知したことに応答したものとすることが可能である。工程Ｓ０３において、信号がリーダ２０からプロセッサに送信される。位置識別子２６がリーダ２０によって読み取られたということを示す、リーダ２０からの信号を受信したことに応答して、プロセッサは、ロボットアーム１０の位置を判定する（工程Ｓ０４）。

【0081】

位置識別子２６が（光学式および／または磁気式のいずれかの）コードである場合、コードをデコードすることで（例えば、既知の位置のリストについてのルックアップテーブルを用いることで）位置を判定することができる。上記のとおり、位置識別子２６は、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの少なくとも１つであってもよい。したがって、付加的にまたは代替的に、コードは、ＲＦＩＤコード、誘導性コードおよび容量性コードのうちの少なくとも１つであってもよい。

【0082】

実施例によっては、コードは、関連する位置および／または向きの情報が記憶されたルックアップテーブル内の位置を特定することができる。他の実施例によっては、コードは、位置および／または向きの情報を含むことができる。位置識別子２６の向き（例えば、コードの向き）は、ソケット２２の向きを示すことができる。実施例によっては、本方法は、判定された位置を中央制御装置に送信すること（工程Ｓ０５）を含み、これにより、判定された位置に応じてロボットアーム１０を制御することができる。

【0083】

次に図６を参照すると、一実施例において、本方法は以下の工程を含む。工程Ｓ０１において、ロボットアーム１０をソケット２２に取り付ける。そして、工程Ｓ１１において、光センサ２１が、光レベルが所定の閾値よりも高いかどうかを検知する。これは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたということを取付センサが検知したことに応答したものとすることが可能である。光レベルが所定の閾値よりも低い場合、工程Ｓ１２において、光源１９がオンにされ、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。光レベルが所定の閾値以上である場合、本方法は工程Ｓ０２に直接進む。つまり、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る。

【0084】

工程Ｓ１３において、リーダ２０が位置識別子２６を読み取ったかどうかについての判定がなされる。一実施例において、リーダ２０からプロセッサに信号が出力されることに応じて、位置識別子が読み取られたという判定がなされる。位置識別子２６が読み取られたと判定されると、光源がオフにされる（工程Ｓ１４；光源がオンにされない場合、この工程は省略される）。そして、前述と同じように、ロボットアーム１０の位置が判定される（工程Ｓ０４）。

【0085】

さらに、ロボットアームは、ロボットアームがソケット２２に取り付けられたという判定に応答して、光源１９をオンに切り替えるように構成することができる。これは、光センサ２１によって検知された光レベルとは無関係としてもよい。光源１９は、取付センサからの信号に応答してオンに切り替えることができる。光源１９は、プロセッサからの指示に応答してオンに切り替えることができる。例えば、プロセッサは、ロボットアームがソケット２２に取り付けられたことを取付センサからの信号を受信することなどによって判定し、その判定に応答して光源１９をオンにする指示を送信するように構成してもよい。

【0086】

ロボットアームは、(i)コードなどの識別子がリーダ２０によって無事に読み取られたこと、(ii)所定時間が過ぎたこと（例えば、取付部をソケットに取り付けてから所定時間、もしくは光源をオンに切り替えてから所定時間）、および／または(iii)光源をオフに切り替える指示（例えば、プロセッサからの指示）を受信したことを判定したことに応答して、光源１９をオフに切り替えるように構成することができる。

【0087】

図７を参照すると、工程Ｓ０１において、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられる。工程Ｓ１２において、ロボットアームがソケットに取り付けられたという判定に応答して、光源がオンに切り替えられる。この判定は、上記のように行うことが可能である。リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。工程Ｓ１５において、プロセッサは、所定時間が過ぎたかどうかを判定する。この所定時間は、プロセッサ内のクロック、またはプロセッサから離間して接続されたクロックによって測定することができる。クロックは、取付部がソケットに取り付けられたとき、または光源がオンに切り替えられたときに動作を開始するように設計されている。代わりに、予め流れているクロック信号を開始時間として使用することができる。プロセッサは、クロックが所定時間に到達したとき、または現在のクロック信号と開始時間との間の差異が所定時間以上であるとき、所定時間が過ぎたと判定するように設計されている。

【0088】

実装によっては、所定時間は、例えばユーザによって、調節可能である。例えば、所定時間は約５秒である。他の実施例において、所定時間は約２秒である。代わりに、所定時間は約１秒である。所定時間は、リーダ２０が位置識別子２６を読み取るのにかかる測定時間または平均測定時間と同じか、僅かに大きくなる（例えば、１．５倍または２倍）ように選択することができる。

【0089】

所定時間が過ぎたことが例えばプロセッサによって判定されると（工程Ｓ１５）、工程Ｓ１４において光源はオフに切り替えられる。図示では工程Ｓ０４はこの後に行われると示されているが、ロボットアームの位置の判定は、リーダ２０によって位置識別子２６が読み取られた（工程Ｓ０２）後、いかなる時点で行うこともできると理解されたい。これは、当該実装、ならびに先の図６および以下の図８を参照しながら説明した実装に当てはまる。

【0090】

図８を参照しながら説明する他の実装において、光源１９は、指示に応答してオフに切り替えることができる。方法における初期工程は、図６で説明したプロセス（すなわち、工程Ｓ０１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ０２および／もしくはＳ１３）および／もしくは図７で説明したプロセス（すなわち、工程Ｓ０１，Ｓ１２，Ｓ０２および／もしくはＳ１５）に含まれる工程の一部もしくは全て、または、これらの工程の一部もしくは全ての何らかの組合せとすることができる。

【0091】

光源がオンになったとき、それが指示に応答して、検知された光レベルに応答して、および／またはロボットアームがソケットに取り付けられたことを検知したことに応答してオンになったのかに関わらず、光源１９は、指示に応じてオフにすることができる（工程Ｓ１６）。この指示はプロセッサから受信することができる。この指示は、プロセッサによって自動的に、またはユーザによる相互作用に応答して、発行することができる。

【0092】

工程Ｓ１６のあと、工程Ｓ１４において光源はオフに切り替えられ、工程Ｓ０４においてロボットアームの位置が判定される。上記のとおり、実装によっては、工程Ｓ０４はこれよりも前に行うことができる。このプロセスは、光源がオフになるのを待って位置判定を行う必要はない。リーダ２０によって位置識別子２６が読み取られるとすぐに工程Ｓ０４に進むことにより、ロボットアームの位置が判定されるまでにかかる時間を抑えることができる。

【0093】

図６から図８に言及した上記の説明では、光源をオン・オフに切り替えることを述べた。これは、位置識別子が光学的に読み取られる場合に有用である。光源は設けられなくてもよい。位置識別子が光学的に読み取られない実施例において、光源を省略可能である。光源の代わりに、または付加的に、位置識別子の読取りを可能にする異なるエネルギ源を設けることが可能である。例えば、位置識別子がＲＦＩＤ識別子である場合、エネルギ源をＲＦエネルギ源として、パッシブＲＦＩＤ識別子を励磁することができる。上記した他の型の位置識別子に合わせて他のエネルギ源を選択することも可能である。エネルギ源は、好適には、電磁エネルギ源である。

【0094】

実施例によっては、これらの方法工程を組み合せることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0095】

上記において、本発明のロボットアームを外科手術用ロボットアームに用いた場合について説明したが、ここでの原理は、これよりも広い用途に利用可能である。この原理は、産業用のロボット、またはロボットアームが用いられる他の型のロボットシステム（例えば、設定可能なロボットマニピュレータ）に適用してもよい。

【0096】

出願人は、本願明細書において、これまでに説明した各構成およびそれら構成の２つ以上の組合せを、それら構成またはその組合せが当業者の一般的な知識に照らして本明細書の全体に基づいて実施可能な範囲で個別に開示している。それら構成または構成の組合せは、本願に開示された課題を解決するかということに関わらず、また本願の請求の範囲を限定するものではない。出願人は、本発明の態様がそうした個々の構成または構成の組合せを含んでいてもよいということを表明する。これまでの説明を考慮すると、本発明の範囲内で種々の変更を行ってもよいことは当業者にとって明白であろう。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
［態様１］
外科手術用ロボットアームであって、
当該ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる取付部を備え、
前記取付部が、当該ロボットアームの位置を判定するように位置識別子を読み取るリーダを有する、ロボットアーム。
［態様２］
態様１に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダは、前記リーダから受信した信号を処理するプロセッサと通信するものであり、前記リーダは、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記プロセッサに信号を送信するものである、ロボットアーム。
［態様３］
態様２に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが前記プロセッサを備え、前記プロセッサは、前記リーダから信号を受信し、前記リーダから受信した前記信号に基づいて当該ロボットアームの前記位置を判定するものである、ロボットアーム。
［態様４］
態様３に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記プロセッサは、前記位置の前記判定の結果を、当該ロボットアームを制御する中央制御装置に送信するものである、ロボットアーム。
［態様５］
態様１から４のいずれかに記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダは、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられている、ロボットアーム。
［態様６］
態様１から５のいずれかに記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダが、電磁的に前記位置識別子を読み取るものである、ロボットアーム。
［態様７］
態様１から６のいずれかに記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダが、２次元コードリーダである、ロボットアーム。
［態様８］
態様１から７のいずれかに記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが、前記位置識別子を照明する光源を備える、ロボットアーム。
［態様９］
態様１から８のいずれかに記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが、光レベルを検知する光センサを備える、ロボットアーム。
［態様１０］
外科手術用ロボットシステムであって、
態様１から９のいずれかに記載の前記ロボットアームと、
当該ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットとを備える、ロボットシステム。
［態様１１］
態様１０に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが前記位置識別子を備える、ロボットシステム。
［態様１２］
態様１０または１１に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが、前記ロボットアームの前記取付部を複数の向きで収容するものである、ロボットシステム。
［態様１３］
態様１２に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数の向きが、前記取付部の前記ソケットへの挿入の軸心を中心として回転配置されている、ロボットシステム。
［態様１４］
態様１２または１３に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが複数の位置識別子を備え、各位置識別子は前記複数の向きの１つに対応する、ロボットシステム。
［態様１５］
態様１４に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記複数の位置識別子のそれぞれが、前記取付部が前記ソケットに前記複数の向きそれぞれで取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている、ロボットシステム。
［態様１６］
態様１０から１５のいずれかに記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは第１位置と第２位置との間で可動であり、単一のソケットが、前記ロボットアームを前記第１位置および第２位置で取り付けるのに用いられる、ロボットシステム。
［態様１７］
態様１６に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記ロボットアームが前記ソケットに取り付けられた状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で可動である、ロボットシステム。
［態様１８］
態様１６または１７に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが第１ソケット窓を備え、前記第１ソケット窓を介することで、前記第１位置における第１の位置識別子および前記第２位置おける第２の位置識別子のうちの一方が前記リーダによって読み取られる、ロボットシステム。
［態様１９］
態様１８に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓は、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている、ロボットシステム。
［態様２０］
態様１５から１９のいずれかに記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが複数のソケット窓を備え、これら複数のソケット窓を介することで、前記複数の位置識別子が前記リーダによって読み取られる、ロボットシステム。
［態様２１］
態様１８から２０のいずれかに記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓と、前記複数のソケット窓の少なくとも１つとの、いずれか一方または両方が、光学透過性と電磁透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的方法と電磁的方法の少なくとも一方で読み取られる、ロボットシステム。
［態様２２］
態様１６から２１のいずれかに記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは取付装置上または取付装置に沿って可動であり、前記取付装置は複数のインデックス付き取付位置を有する、ロボットシステム。
［態様２３］
態様２２に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数のインデックス付き取付位置には、それぞれ、位置識別子が設けられている、ロボットシステム。
［態様２４］
態様２２または２３に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記取付装置が狭間付きレールである、ロボットシステム。
［態様２５］
態様２４に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記狭間付きレールに沿った複数の位置であって、前記レールの複数の凸部と複数の凹部の少なくとも幾つかに隣接する位置に配置自在であり、前記狭間付きレールはこれら位置に隣接する位置識別子を有する、ロボットシステム。
［態様２６］
外科手術用ロボットアームの位置を判定する方法であって、前記ロボットアームが取付部を備え、前記取付部はリーダを備える方法であって、
前記取付部の少なくとも一部を前記ソケットに取り付ける工程と、
前記リーダで位置識別子を読み取る工程と、
前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記ロボットアームの位置を判定する工程と、を備える方法。
［態様２７］
態様２６に記載の方法において、さらに、
前記リーダからプロセッサに信号を送信する工程と、
前記プロセッサで前記ロボットアームの位置を判定する工程と、を備える方法。
［態様２８］
態様２６または２７に記載の方法において、前記ロボットアームが光源を備え、当該方法が、さらに、
前記位置識別子を照明するように前記光源をオンにする工程と、
前記光源がオンになると、前記位置識別子を前記リーダで読み取る工程と、を備える方法。
［態様２９］
態様２６から２８のいずれかに記載の方法において、前記ロボットアームが光センサを備え、当該方法が、さらに、
前記光センサで光レベルを検知する工程と、
前記光レベルが前記位置識別子を照明して前記リーダで読み取るために十分であるかどうかを判定する工程と、
十分でない場合、前記光源をオンにする工程とを備える、方法。
［態様３０］
外科手術用ロボットアームであって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、ロボットアーム。
［態様３１］
外科手術用ロボットシステムであって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、ロボットシステム。
［態様３２］
外科手術用ロボットアームの位置を特定する方法であって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、方法。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】