最近看了一篇综述论文2015 Continuum Robots for Medical Applications A survey，其实看的有点懵逼，主要是太长了，憋着劲看完了
然后又看了这个星期又看了一个建立了模型的论文Neuro-Adaptive Observer based Control of Flexible joint robot，主要讲的是RBF神经网络在自适应控制系统里做函数逼近的方法，运用到了柔性关节机器人上，只是分析了单个关节的数学模型
用两篇笔记来记录，这篇笔记记录第一篇论文
写这篇笔记的原因
写这篇笔记的原因是在上一篇的综述上讲述了很多种类的医疗机器人，其实也算是一个发展历程，但是我是英语渣渣，如果不是汉字笔记在旁边，我看一遍基本忘一遍。。。所以在这里写一些关于整体论文的概述。
第二篇论文是这个星期看完的，没看透…，模型建立过程过于复杂化了，讲了一堆基础知识再开始建立模型，在我看来是没必要的，但是开始建立模型那段开始，我还是没看透…估计还要看一遍，先做笔记
NOTE ONE-PAGE
什么continuum robot（连续体机器人），这个概念最早是在1960年代提出来了，先是发展出了一种蛇形机器人（体积庞大），然后在这种蛇形机器人的基础上作改进发展出了一种伪自由度机器人，就是连续体机器人。这种机器人的研究在1990年代末到2000年代初出现大量研究者，它现在主要的发展趋势是体积开始变得微小，可以作为临床手术辅助使用，最典型的例子就是da Vinci robot system，已经是运用到了现代医学手术上（牛逼哄哄的）。
在连续体机器人的发展中也是衍生出各种奇奇怪怪的东西，比如我接触最多的constant curvature continuum robot，还有一种现在也有研究的就是concentric tube continuum robot，因为它们可以把实际的体积作小
而snake inspired hyper-redundant robot的结构是把电机位置按在了每个真的joint上，这样传动会更灵活，但是电机体积做不小，做小了力矩不够。
这篇笔记也主要讲述一下前两种的区别和特点。
结构和驱动
先讲concentric tube robot，这是一种同心管机器人，主要是以嵌套的方式把各个软管嵌套在同心处，大体的结构如下图，图中的橙红绿三框下的管子是三根管，是嵌套形式的，管子可以做的很细，但是目前来看，好像最多只能做到三根管子的嵌套，而且嵌套的管子的曲率是固定死的，即要根据规定路径去选择嵌套管子的曲率，这就有点死板了，还做不到多管嵌套。可能也是我对这种结构的机器人不熟悉才会有这种放荡不羁的言论。。。
在论文中，还讲述了一个结构设计原则：最重要的两个原则就是连续体机器人设计的工作空间和刚度问题，一种连续体机器人，末端操纵体的力其实很重要，因为首要目的是把操纵体送到指定位置，最终目的是让操纵体工作，而且连续体机器人机体的刚度也很重要，必须保证一定的刚性才能正常传动，然后是工作空间的问题，其实是机体的运动范围，有点连续体会进入人体，这是是要做成顺势的方式运动，不能强行去任意运动。
然后是一些现在还在完善的部分工作分析，一部分就是计算设计方法，这个方面还没有一个统一认定的计算方法（主要原因是机体的运动学非常复杂，不像刚体机械臂），需要的是更先进的智能优化算法来做运动学模型建模和分析。
然后是Constant curvature robot的结构，我给自己设定的主要研究对象是这种的结构模型，首先是因为这种结构可以模块化，它是一个一个等曲率的小结构拼接在一起形成的机器人，优点就是可以模块化，灵活多变，，再者它也可以很好的满足作者给出的两种要求（虽然作者就是根据这几种机器人的特点来归纳设计原则的），这种机器人的主要结构如下图
这两种机器人的共同特点就是：在驱动上，是相对于蛇形类机械臂的机器人是内在驱动上，这种是利用外在驱动，运动主体没有任何的驱动源，优势在于可以大大的缩小体积（这是显著优势，对医学或者一些特殊场景来说），缺点就是会增加物理模型的分析难度，而且不能反向驱动。
之后论文就提出了一个话题，如何有效的调节机械结构的刚度的制动策略也是一个现在的研究方向。
建模方法
这里我不是看的很懂，刚开始接触的时候是直接看了几篇近几年的大牛论文，由于模型复杂度很高，只有少部分论文给出了动力学建模过程，大部分都是在几何层面分析，然后建立模型，主要是对结构上的创新和优化。
然后看了下这篇综述，主要讲述了几种建模方法和框架，首要的模型建立就是在运动学框架下的模型建立，最流行的一种方法是采用刚度离散方法建立模型，正常的机器人运动模型都是在机械机构上离散化，利用D-H表分析建立模型，continuum robots中，Constant curvature robot也可以根据这种方式来建立运动学模型。
之后有推出了一种等曲率运动学框架，主要是根据机器人关节曲率，长度和角度参数来描述机器人的形状，这种方法就像是上面说的几何层面，因为没有用到多电机的力矩等参数，但是可以类比D-H表来建立每个参数间的关系，通常情况都是分析单个常曲率部分，利用常曲率段作为驱动部分，类似与刚性结构的连杆框架。
在动力学分析上Constant curvature robot的运动学框架也是最流行的，有一种方式就是利用常曲率变换矩阵来建立模型，最早是用变曲率的运动学框架，在相对变曲率的情况下才有了假设的常曲率运动学框架。
第二种框架：mechanics frameworks，这种机械模型框架可以和动力学模型框架结合，它主要分析了机械模型的受力以及物理模型，最开始出现的是集总参数力学模型，参数模型类似于弹性/粘性介质的力学模型，在一些机器人的模型上也会加入弹簧等弹性结构来调整机体（具体怎么调整我也不是很清楚，但是有），在论文上也讲述了几种分析方法，第一种就是能量最小化方法，运用能量守恒法则来规划，在continuum robot操纵端在一个集总参数上利用能量最小化方法（虚功法），还有一种经典的方法：牛顿法来描述关节间的力（知道牛顿法，但是这种没接触过）。
之后就是介绍了框架下的模型：
杠杆理论下提出的模型（Cosserat rod theory）
主要用于弹性控制结构的机器人，这种方式已经用于研究模拟缝合，导管插入模型，磁驱动导管，在自由空间下的同心管机器人等。
主要部分就是上面这些，最后是一些在医学系统下的应用，这里我就不做笔记了。。。