中文摘要：

面向微创腹腔手术机器人系统故障仿真、功能完善、手术培训和手术规划等技术需求，针对实际手术机器人系统缺乏多维力反馈、虚拟仿真系统缺乏临场感等问题，提出半物理仿真方法。重点探讨虚拟视觉反馈和虚拟力反馈方面的科学问题和关键技术为符合医生手术操作习惯，基于人机工程学原理，建立虚拟动态视窗下主从一致性运动方法模型；以遗传算法为技术手段，探讨软组织材料参数选择方法，基于支持向量回归模型，结合连续介质弹性理论，建立一种基于有限元的肝胆软组织物理形变快速计算模型；深入探讨铰链间力的传递机理，提出通用的混联式主手3维力感数学建模新方法。在此基础上，结合实验研究形成较为完善的面向微创腹腔手术机器人及其虚拟环境的半物理仿真理论体系，具有重要的学术价值。项目成果将为微创腹腔外科手术机器人系统、力反馈混联主手、虚拟仿真系统的开发提供理论基础与技术支持，具有广泛的应用前景和社会价值。