22个全球第一！这一医疗机器人实验室太NG体育牛

　　NG体育约翰斯霍普金斯大学Johns Hopkins University是美国第一所研究型大学，美国国家科学基金会连续33年将该校列为

　　，目前在校任教的有4位，包括分子生物学家Peter Agre和Carol Greider，遗传学家Gregg Semenza和天体物理学家Adam Riess。JHU有全美顶尖医院，疫情期间美国数据就来自这里，可以看思宇医械前期报道。

　　计算机感知和机器人实验室LCSR（The Laboratory for Computational Sensing and Robotics）由来自怀廷工学院（WSE）、约翰霍普金斯大学医学院（SOM）、应用物理实验室（APL），肯尼迪克里格研究所、彭博公共卫生学院、克里格艺术与科学学院的研究人员组成，是医疗机器人、自主系统和生物传感领域的国际领导者，是世界上规模最大、技术最先进的机器人研究中心之一。

　　约翰霍普金斯大学机器人研究可以追溯到20世纪60年代初（机器人技术作为一门工程学科领域，始于第二次世界大战中用于操纵放射性材料的远程操作系统）。

　　当时约翰霍普金斯大学应用物理实验室（JHU APL）的研究人员开发了约翰霍普金斯野兽，这是一种轮式移动机器人，可以导航走廊并自动定位并连接到墙壁插座，以自动为其电池充电。

　　怀廷工学院（WSE）的机器人研究始于1990年代中期，1992年Gregory Chirikjian，1995年Louis Whitcomb和Russell Taylor的到来推动了机器人发展。随后，1998年NSF计算机集成手术系统与技术工程研究中心（CISST ERC）的成立推动了机器人项目的显著增长，重点是医疗机器人。

　　计算传感和机器人实验室（LCSR）成立于2007年，旨在为机器人研究的广泛跨学科项目提供基础设施。

　　约翰霍普金斯大学被广泛认为是世界上顶级机器人研究机构之一，在医疗机器人领域排名第一。

　　Russell Taylor教授是计算机集成介入系统（CIIS）实验室的负责人。该实验室的存在是为了开发集成新型计算机和人机界面技术的手术系统，这些技术将彻底改变外科手术程序，扩展外科医生的能力，以更低的成本实现更好的结果。最近的一些研究项目包括机器人辅助显微外科（稳定手眼机器人），手术控制和计划，蛇形机器人，可变形人体解剖模型，智能手术器械，放射肿瘤学治疗计划优化，图像叠加，腹腔镜辅助机器人系统，机器人辅助超声波和MRI兼容机器人。

　　由Noah J. Cowan领导的LIMBS实验室致力于揭示动物和机器人感官引导的原理。对于动物来说，这是一个分析问题：对动物运动背后的生物力学和神经控制原理进行逆向工程。对于机器人技术来说，这是一个设计问题：结合生物灵感和工程见解来综合机器人控制的新方法。该研究计划包括机器人和动物（包括人类）传感，导航和控制方面的几个项目。

　　由Gregory Hager博士领导的计算交互和机器人实验室致力于研究涉及成像，机器人和人机交互交叉点的动态空间相互作用的问题。该实验室在这一领域有许多正在进行的项目。运动语言项目正在寻求开发新的方法来识别和评估熟练的人为操作，特别强调手术。数据使用达芬奇手术机器人收集，并处理成基于手势的模型，以支持技能评估，训练和人机协作任务执行。同时操纵和感知（MAPS）项目旨在将计算机视觉原理应用于触觉传感，目的是开发触觉物体识别的新方法。该实验室最近的工作旨在开发通用感知，以支持对物理世界中物体的通用操作。该实验室还在医学成像领域开展工作。基于图像的交互式计算机辅助诊断系统也是一个感兴趣的领域。

　　由Iulian Iordachita博士领导的先进医疗仪器和机器人研究实验室（AMIRo）进行研究，以帮助和支持机器人辅助医疗技术，包括医学诊断和治疗以及临床研究。主要目标是创造未来的医疗机器人和设备，帮助临床医生以更低的成本和更短的时间提供早期诊断和更少的侵入性治疗。应用领域包括机器人辅助显微外科手术、MRI兼容机电一体化系统、图像引导程序、基于光纤的力和形状传感以及小动物研究平台。

　　Peter Kazanzides博士领导SMARTS实验室，该实验室致力于在极端环境中用于计算机辅助手术和机器人技术的组件和集成系统。这包括混合现实用户界面的开发和实时传感的集成，以便在具有挑战性的环境中提供机器人辅助，例如微创手术，显微外科手术和外太空。组件技术的研究包括高性能电机控制、传感、传感器融合和头戴式显示器。该实验室还进行系统架构研究，应用基于组件的软件工程概念，为多线程、多进程和多处理器系统提供统一的编程模型。

　　由Marin Kobilarov博士领导的自主系统，控制和优化实验室（ASCO）旨在开发智能机器人车辆，这些车辆可以在不确定，动态和高度受限的环境中感知，导航和完成具有挑战性的任务。该实验室在不确定性下的力学，控制，运动规划和推理的分析和计算方法以及新型机制和嵌入式系统的设计和集成方面进行研究。应用领域包括移动机器人、飞行器和纳米卫星。

　　空气动力学和流体动力学帮助人类了解动物如何飞行和游泳，并开发出在空气和水中快速，敏捷和高效地移动的空中和水上车辆。相比之下，我们对陆生动物如何在自然界中移动得如此之好知之甚少，即使是最好的机器人仍然在复杂的地形中挣扎，如建筑瓦砾，森林地板，山体巨石和杂乱的室内环境。本实验室正在开发实验工具和理论模型，以创建描述复杂运动 - 地形相互作用的地球动力学新领域，并使用地球动力学来更好地了解动物运动并推进机器人在复杂地形中的运动。

　　CAMP实验室旨在为计算机辅助干预开发下一代解决方案。手术环境的复杂性要求我们研究，建模和监测手术工作流程，从而能够开发新的患者和过程特定的成像和可视化方法。由于对灵活性和可靠性的要求，致力于新型的机器人化多模态成像解决方案，为了满足具有挑战性的可用性要求。专注于增强现实环境中的数据融合及其交互式表示。

　　Louis Whitcomb教授指导DSCL实验室，其研究重点是线性和非线性动力系统的导航，动力学和控制问题，观察者，非线性系统分析，建模和传感，与在极端环境中动态交互的机器人相关。专注于由几个应用领域驱动的问题，这些应用领域共享一个共同的基础数学框架，包括水下机器人、太空远程机器人和医疗机器人。实验室主任Louis Whitcomb和他的学生参与了众多水下航行器的开发，用于海洋科学任务，包括2009年潜入马里亚纳海沟底部的Nereus混合水下航行器，以及2016年部署在北纬87度北极海冰下的Nereid冰下（NUI）混合水下航行器。

　　Ralph Etienne-Cummings博士指导CSMS实验室。该实验室目前的研究包括各种实验，以了解脊柱神经回路的神经生理学，与它们接口，解码它们的感觉 - 运动关系，并利用这些关系来控制生物形态机器人。该实验室正在开发类似大脑的计算系统，以模仿人类和灵长类动物中发现的物体检测，识别和跟踪。该计划是继续扩大这一研究领域，同时利用实验室在VLSI电路和系统，视觉和听觉信息处理，神经形态计算系统和生物形态机器人方面的专业知识。

　　由Dennice Gayme博士领导的网络化和空间分布式系统（NSDS）小组致力于表征，预测和控制空间分布式和网络化系统，以确保稳定性和管理干扰，同时优化效率和性能。这些系统通常表示为在图形上相互作用的动力系统（例如运输NG体育，通信或电力网络）或偏微分方程（例如风力发电场，墙壁湍流和电力系统振荡）。为动态系统、控制和流体力学的跨学科交叉点的应用开发理论和计算方法，例如风电场的协调控制和可再生能源的电网整合。

　　光子学和光电子学实验室由Jin U. Kang领导，在光子学和光电子学领域进行实验和理论研究，重点是开发用于医疗应用的新型光纤成像和传感器系统。具体而言，该实验室开发了高速实时光学相干断层扫描系统，该系统可以指导外科手术程序，并使医生能够对手术结果做出准确的预后。此外，还开发了一系列智能手术工具，使用光纤OCT远端传感器来确保安全和精确的手术操作。此外，还致力于开发一系列亚毫米内窥镜成像系统，该系统允许对清醒自由移动的小鼠的大脑活动进行成像。

　　泌尿外科机器人是一个研究和教育计划，致力于推进泌尿外科中使用的技术。该实验室的主要重点是开发用于实时图像引导干预的机器人。实验室技术的应用范围扩展到其他医疗专业和行业。该计划基于一个由学生，工程师和临床医生组成的多学科综合团队，从工作台到床边合作。该实验室专门从事外科机器人系统的开发，特别是用于图像引导干预（IGI）的机器人技术NG体育。除泌尿外科外，实验室中创建的仪器和系统还适用于更广泛的医学领域，例如介入放射学。该实验室是布雷迪泌尿外科研究所（约翰霍普金斯医学院泌尿科）的一部分，位于约翰霍普金斯湾景医疗中心。

　　研究涵盖生物医学成像、计算机视觉、动力学和控制、机器学习和机器人技术等广泛领域。特别是几何、动力学、光度测量和统计的推理问题，例如（1）从图像（图像/视频分割和运动结构），静态数据（广义PCA）或动态数据（混合系统的识别）推断模型，

　　（2）使用这些模型来完成复杂的任务（降落直升机NG体育，追捕一组逃避者， 遵循一个阵型）NG体育。

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