【技术实现步骤摘要】
一种远程虚拟手术的数字孪生触觉反馈交互方法及装置
[0001]本专利技术属于软件工程和计算机科学领域，具体涉及一种应用于远程虚拟手术的数字孪生触觉反馈交互方法及装置。
技术介绍
[0002]医疗设备联网，使得医生可以通过网络对手术室实施远程控制，同时提供更加精准的操作与更加严格的医疗环境保障。远程问诊，远程咨询，远程探病等新一代的医疗体系也必将进入人们的生活，为普通百姓带来实惠便利的医疗服务。虚拟手术系统，为医生提供一个虚拟的3D环境以及可交互操作平台，逼真的模拟临床手术的全过程。与传统的手术教学相比，虚拟手术具有无损伤性、可重复性和可指定性等优点。但是，该领域的大部分研究仅限于仿真的可视化阶段，由于缺乏触觉效果，医生在虚拟环境下完成的手术与临床环境差别很大。
[0003]数字孪生技术是当代中国的发展热潮之一，数字孪生是客观世界中的物化事物及其发展规律被软件定义后的一种结果，可以在计算机中通过三维建模复现出飞控计算机硬件装备的“孪生体”，并将采集到的数据传入计算机中驱动孪生体使其做出与物理设备相同的运动，从而实现“虚...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种远程虚拟手术的数字孪生触觉反馈交互方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设计触觉反馈手套，触觉反馈手套的形状模拟手套的形状进行设计；步骤二：建立待抓取物体以及人手的数字孪生模型，为触觉信号的产生提供基础条件，并且实现人手孪生模型与人手物体模型的虚实联动；步骤三：建立起孪生模型与作用环境之后，建立触觉信号产生机制，并将产生的触觉信号传送至触觉反馈手套，进而使触觉反馈手套对人手产生相应的压力，从而完成触觉的产生。2.根据权利要求1所述的一种远程虚拟手术的数字孪生触觉反馈交互方法，所述步骤一：设计触觉反馈手套，触觉反馈手套的形状模拟手套的形状进行设计，具体设计如下：
①
触觉反馈手套背面装有多个姿态传感器，每个姿态传感器的位置按照人手的指骨位置进行排列，从而用于解析人手各个指骨的位置信息，为驱动孪生系统中人手孪生模型运动提供数据基础，传感器与孪生系统之间使用无线透传模块进行信息传递；
②
触觉反馈手套的正面装有多个电驱动人工肌肉点，接收到孪生系统发出的触觉信息后控制人工肌肉点的电平信号从而驱动相应的人工肌肉点进行收缩，进而对用户的手掌产生挤压，从而使用户感知到触觉；不同位置的人工肌肉点进行联合运动对用户手掌模拟不同形状物体的触感。3.根据权利要求1所述的一种远程虚拟手术的数字孪生触觉反馈交互方法，所述步骤二：建立待抓取物体以及人手的数字孪生模型，为触觉信号的产生提供基础条件，并且实现人手孪生模型与人手物体模型的虚实联动，具体实现如下：
①
建立待抓取物体的孪生模型，在孪生系统中，待抓取物体需要添加“刚体”组件和碰撞器，并且启用碰撞触发功能，即可以检测物体是否被碰撞，以便于后期在于人手接触时产生碰撞信号；
②
建立人手数字孪生模型，人手的数字孪生模型参照触觉反馈手套的物理模型进行建立，对操作者人手的各个关节与指骨进行复刻，之后在Unity3D软件中对人手孪生模型中...
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