基于信息物理融合的骨折复位机器人系统构建

傅卓鑫，孙 昊，陈建文，郭 悦，陈 金

（1.河北工业大学人工智能与数据科学学院，天津 300130；2.国家康复辅具研究中心附属康复医院骨外科，北京 100176；3.天津市人民医院康复科，天津 300121）

（*通信作者电子邮箱chenjin630715@163.com）

0 引言

将人的主观能动性因素考虑在内的信息物理融合系统（Cyber-Physical and Human System，CPHS）是一个人、机、物以及环境共融的系统模型［1］，连接起了物理系统与信息系统［2］，充分考虑了人的情感、动作、思维等状态在整个系统中的作用，将面临的多信息、多维度、干扰不确定等因素融入了系统中，使系统有了感知分析能力。CPHS是考虑了人的因素在内的集感知、计算、通信、控制于一体的控制模型［3］，应用于医疗保健大数据的构建［4］，解决了医疗设备与社交网络的高效融合［5］。以数据驱动寻找网络物理系统的状态轨迹［6］。作为医疗设备，安全稳定性是重要的临床因素，人因工程的研究为医疗领域的安全性提供了保障，也为医疗设备的可用性做了评估［7］，对设备的研发和市场监管部门的约束提供了保障依据，最终的受益群体还是设备相关者，包括制造商、医护人员及患者，同时为当前高度智能化、自动化的研究提供了新思路、新方案，更好地从传统系统向智能系统过渡。

如图1所示，CPHS由人-机-物-环境交互组成，信息感知模块、决策控制模块、动作执行模块以及具有主观能动性的人共同驱动完成任务。信息感知模块将感知系统所在的内外部环境因素、系统本身的变化及人的主观干扰，将信息传入决策控制模块，经过计算处理将执行命令传至动作执行组，系统执行相应的动作，整体模块的要素构成一个不断循环的交互系统。……