En los sistemas de cirugía ortopédica asistida por ordenador (CAOS), el taladrado del hueso en la reparación de fracturas de huesos largos (para estabilizarlos con placas, clavos o tornillos) es una tarea compleja que el cirujano debe realizar con gran precisión, evitando el calentamiento excesivo del tejido óseo. En la cirugía asistida por robots, se han utilizado principalmente robots industriales (Robodoc, Caspar, Crigos) adaptados a ambientes quirúrgicos para ayudar al cirujano en esta tarea. En esta tarea de taladrado de huesos es necesario tener en cuenta varios factores: temperatura del hueso, velocidades de giro y avance de la herramienta de taladrado y fuerzas y pares que actúan sobre el hueso durante su taladrado.
Es fundamental el desarrollo de algoritmos de control del robot manipulador para garantizar que las distintas variables que intervienen en el proceso de taladrado tomen los valores adecuados, bajo el control del cirujano, y así lograr una mayor calidad y precisión en la tarea quirúrgica de taladrado del hueso.
Desafortunadamente, la mayoría de los robots industriales tienen una arquitectura de control propietaria que impide una fácil implantación de algoritmos de control externos basados en realimentación multisensorial (visión, fuerza).
En este artículo se presenta el diseño de una arquitectura de control distribuido y abierto, que se ha implantado sobre el controlador de un robot Staubli. En ella se ha desarrollado una estrategia de control basada en realimentación de fuerza, que permite al cirujano realizar la tarea quirúrgica de taladrado del hueso con elevada precisión. Durante el taladrado con el robot, las fuerzas y pares que actúan sobre el hueso son medidos y utilizados para controlar la velocidad de avance de la herramienta de taladrado, y para controlar la fuerza aplicada al hueso. Se han obtenido resultados experimentales en condiciones de laboratorio con el manipulador equipado con un sensor de fuerza/par y una herramienta para taladrado quirúrgico.