Análisis de la detección de colisiones en un entorno virtual para aplicaciones hápticas de asistencia quirúrgica

Analysing collision detection in a virtual environment for haptic applications in surgery

Este trabajo presenta de forma resumida el uso de dos interfaces hápticas comercialmente disponibles para aplicaciones de asistencia quirúrgica en tareas de entrenamiento y simulación médica. Mediante la integración de kits de desarrollo con librerías software de código abierto como OpenGL y VCollide, se propone una solución a los problemas de pérdida de realismo táctil y detección de colisiones con objetos sólidos en un entorno virtual.Con base en los resultados de algunos trabajos relacionados con la obtención, procesamiento y análisis de imágenes para la construcción de modelos, se desarrollan aplicaciones hápticas de interacción con sólidos rígidos de interés médico, que incluyen herramientas para la marcación de puntos y trayectorias sobre una superficie, y un algoritmo de reflexión de fuerzas para la simulación de interacción con órganos modelados por medio de técnicas  hibridas  (renderizado  superficial  y  volumétrico).  Se hace especial énfasis en la representación de los instrumentos virtuales quirúrgicos, integrando herramientas con geometría 3D.

Introducción

Háptica es un área que estudia e investiga la interacción de la modalidad sensorial del tacto con un mundo virtual. Las interfaces hápticas son dispositivos bidireccionales que proporcionan sensaciones de fuerzas o tacto al operador a través de la misma interfaz con la que envía consignas al sistema remoto; son básicamente posicionadores de avanzadas prestaciones que  permiten simular sensaciones táctiles gracias a la realimentación de fuerzas (Gómez, 2005).

De acuerdo a los resultados de selección de una interfaz háptica para aplicaciones de asistencia quirúrgica presentados en (Méndez, 2008), los joysticks hápticos Phantom Omni® y Novint Falcon™ son dispositivos de bajo costo con una serie de características electromecánicas que permiten una interacción apropiada en sistemas de teleoperación donde se requiere de ciertas habilidades manuales especiales.