(57)【要約】  本明細書に開示する様々な実施形態は、着脱可能なモジュール式コンポーネントを備えた様々な装置及び旋回するように取付けたモジュール式コンポーネントを備えた様々な装置を含む、モジュール式医療装置に関する。追加の実施形態は、これら様々な装置を協働して用いる手順に関する。これら医療装置の或る実施形態は、ロボットの生体内装置である。
2013514835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント化医療装置において、システムは、
（ａ）患者の空腔内に配置されるように構成された第１の本体セグメントであって、
（ｉ）第１の本体セグメントに関連付けられた第１の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第１の本体セグメントの第１端部における第１の結合コンポーネントと、を含む、第１の本体セグメントと、
（ｂ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第２の本体セグメントであって、
（ｉ）第２の本体セグメントに関連付けられた第２の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第２の本体セグメントの第１端部における第１の旋回連結器であって、第２の本体セグメントを第１の旋回連結器によって第１の本体セグメントに旋回可能に連結する、第１の旋回連結器と、
を含む、第２の本体セグメントと、
（ｃ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第３の本体セグメントであって、
（ｉ）第３の本体セグメントに関連付けられた第３の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第３の本体セグメントの第１端部における第２の旋回連結器であって、第３の本体セグメントを第２の旋回連結器によって第２の本体セグメントに旋回可能に連結する、第２の旋回連結器と、
（ｉｉｉ）第３の本体セグメントの第２端部における第２の結合コンポーネントであって、第１の結合コンポーネントと連結可能なように構成された第２の結合コンポーネントと、
を含む、第３の本体セグメントと、
（ｄ）前記セグメント化医療装置に関連付けられた取付けコンポーネントと、
から構成される、前記セグメント化医療装置。
【請求項２】
前記セグメント化医療装置は、第１の及び第２の結合コンポーネントが互いに連結されていない開いた位置と、第１の及び第２の結合コンポーネントが連結されている閉じた位置と、の間で位置を変えるように構成されている、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項３】
第１の本体セグメント、第２の本体セグメント、及び第３の本体セグメントは、前記閉じた位置において開口を形成する、請求項２に記載のセグメント化医療装置。
【請求項４】
前記取付けコンポーネントは、前記開口に配置される、請求項３に記載のセグメント化医療装置。
【請求項５】
前記取付けコンポーネントには、前記セグメント化医療装置に連結されたロッドが含まれ、該ロッドは、前記セグメント化医療装置から前記患者の空腔の外に延びるように構成されている、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項６】
前記取付けコンポーネントには、前記セグメント化医療装置が閉じた配置構成にあるときに、実質的に中央位置に配置される単一の磁石が含まれる、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項７】
第１の旋回連結器及び第２の旋回連結器には、第１の結合コンポーネント及び第２の結合コンポーネントを互いに向けて付勢するように構成された張力コンポーネントが含まれる、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項８】
第１の本体セグメントには、第１外側円柱状コンポーネント内に配置された第１内側円柱状コンポーネントが含まれ、該第１内側円柱状コンポーネントは、第１外側円柱状コンポーネントに対して回転可能である、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項９】
第１内側円柱状コンポーネントには、第１内側開口部が含まれ、第１外側円柱状コンポーネントには、第１外側開口部が含まれ、第１内側円柱状コンポーネント及び第１外側円柱状コンポーネントは、第１内側開口部及び第１外側開口部が整列することによって第１内側円柱状コンポーネントの内側部分へのアクセスを提供するように回転可能である、請求項８に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１０】
第１の手術用コンポーネントは、第１の手術用コンポーネントの一部が第１内側開口部及び第１外側開口部を介して、第１内側円柱状コンポーネントの内側部分内に配置された未展開位置と、第１内側円柱状コンポーネントの外側に配置される展開位置と、の間で位置を変えるように構成されている、請求項９に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１１】
セグメント化医療装置において、システムは、
（ａ）患者の空腔内に配置されるように構成された第１の本体セグメントであって、
（ｉ）第１の本体セグメントに関連付けられた第１の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第１の本体セグメントの第１端部における第１の結合コンポーネントと、を含む、第１の本体セグメントと、
（ｂ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第２の本体セグメントであって、
（ｉ）第２の本体セグメントに関連付けられた第２の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第２の本体セグメントの第１端部における第１の旋回連結器であって、第２の本体セグメントを第１の旋回連結器によって第１の本体セグメントに旋回可能に連結する、前記第１の旋回連結器と、
を含む、第２の本体セグメントと、
（ｃ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第３の本体セグメントであって、
（ｉ）第３の本体セグメントに関連付けられた第３の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第３の本体セグメントの第１端部における第２の旋回連結器であって、第３の本体セグメントを第２の旋回連結器によって第２の本体セグメントに旋回可能に連結する、前記第２の旋回連結器と、
（ｉｉｉ）第３の本体セグメントの第２端部における第２の結合コンポーネントであって、第１の結合コンポーネントと連結可能なように構成される、第２の結合コンポーネントと、
を含む、第３の本体セグメントと、
（ｄ）前記セグメント化医療装置が、第１の及び第２の結合コンポーネントが連結されている閉じた配置構成にあるときに、実質的に中央位置に配置される取付けコンポーネントと、
から構成され、
前記セグメント化医療装置は、前記閉じた配置構成と、前記第１の及び第２の結合コンポーネントが共に連結されていない開いた配置構成と、の間で動くように構成されている、前記セグメント化医療装置。
【請求項１２】
第１の本体セグメント、第２の本体セグメント、及び第３の本体セグメントは、前記閉じた位置において開口を形成し、前記取付けコンポーネントは、前記開口の実質的に中央位置に配置される、請求項２に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１３】
前記取付けコンポーネントには、前記セグメント化医療装置に連結されたロッドが含ま
れ、該ロッドは、前記セグメント化医療装置から前記患者の空腔の外側に延びるように構成されている、請求項１１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１４】
前記取付けコンポーネントには、前記セグメント化医療装置が閉じた配置構成にあるときに、実質的に中央位置に配置される単一の磁石が含まれる、請求項１１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１５】
（ａ）第１の本体セグメントには、第１外側円柱状コンポーネント内に配置された第１内側円柱状コンポーネントが含まれ、第１内側円柱状コンポーネントは、第１外側円柱状コンポーネントに対して回転可能であり、
（ｂ）第２の本体セグメントには、第２外側円柱状コンポーネント内に配置された第２内側円柱状コンポーネントが含まれ、第２内側円柱状コンポーネントは、第２外側円柱状コンポーネントに対して回転可能であり、
（ｃ）第３の本体セグメントには、第３外側円柱状コンポーネント内に配置された第３内側円柱状コンポーネントが含まれ、第３内側円柱状コンポーネントは、第３外側円柱状コンポーネントに対して回転可能である、請求項１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１６】
（ａ）第１内側円柱状コンポーネントには、第１内側開口部が含まれ、第１外側円柱状コンポーネントには、第１外側開口部が含まれ、第１内側円柱状コンポーネント及び第１外側円柱状コンポーネントは、第１内側開口部及び第１外側開口部が整列することによって第１内側円柱状コンポーネントの内側部分へのアクセスを提供するように回転可能であり、
（ｂ）第２外側円柱状コンポーネントには、第２外側開口部が含まれ、第２内側円柱状コンポーネント及び第２外側円柱状コンポーネントは、第２の手術用コンポーネントが第２外側開口部を介してアクセス可能なように回転可能であり、
（ｃ）第３内側円柱状コンポーネントには、第３内側開口部が含まれ、第３外側円柱状コンポーネントには、第３外側開口部が含まれ、第３内側円柱状コンポーネント及び第３外側円柱状コンポーネントは、第３内側開口部及び第３外側開口部が整列することによって前記第３内側円柱状コンポーネントの内側部分へのアクセスを提供するように回転可能である、請求項１５に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１７】
（ａ）第１の手術用コンポーネントは、第１の手術用コンポーネントの一部が第１内側開口部及び第１外側開口部を介して、第１内側円柱状コンポーネントの内側部分内に配置された未展開位置と、第１内側円柱状コンポーネントの外に配置される展開位置と、の間で位置を変えるように構成され、
（ｂ）第３の手術用コンポーネントは、第３の手術用コンポーネントの一部が第３内側開口部及び第３外側開口部を介して、第３内側円柱状コンポーネントの内側部分内に配置された未展開位置と、第３内側円柱状コンポーネントの外に配置される展開位置と、の間で位置を変えるように構成されている、請求項１６に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１８】
第１の手術用コンポーネントには、把持器が含まれ、第２の手術用コンポーネントには、焼灼フックが含まれる、請求項１７に記載のセグメント化医療装置。
【請求項１９】
第２の手術用コンポーネントには、少なくとも１つのカメラ又は少なくとも１つの光源が含まれる、請求項１１に記載のセグメント化医療装置。
【請求項２０】
セグメント化医療装置であって、
（ａ）患者の空腔内に配置されるように構成された第１の本体セグメントであって、
（ｉ）第１の本体セグメントに関連付けられた第１の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第１の本体セグメントの第１端部における第１の結合コンポーネントと、
を含む、第１の本体セグメントと、
（ｂ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第２の本体セグメントであって、
（ｉ）第２の本体セグメントに関連付けられた第２の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第２の本体セグメントの第１端部における旋回連結器であって、第２の本体セグメントを旋回連結器によって第１の本体セグメントに旋回可能に連結する、旋回連結器と、
を含む、第２の本体セグメントと、
（ｃ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第３の本体セグメントであって、
（ｉ）第３の本体セグメントに関連付けられた第３の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第３の本体セグメントの第１端部における旋回連結器であって、第３の本体セグメントを旋回連結器によって第２の本体セグメントに旋回可能に連結する、旋回連結器と、
を含む、第３の本体セグメントと、
（ｄ）前記患者の空腔内に配置されるように構成された第４の本体セグメントであって、
（ｉ）第４の本体セグメントに関連付けられた第４の手術用コンポーネントと、
（ｉｉ）第４の本体セグメントの第１端部における旋回連結器であって、第４の本体セグメントを旋回連結器によって第３の本体セグメントに旋回可能に連結する、旋回連結器と、
（ｉｉｉ）第４の本体セグメントの第２端部における第２の結合コンポーネントであって、第１の結合コンポーネントと連結可能なように構成される、第２の結合コンポーネントと、
を含む、第４の本体セグメントと、
（ｅ）前記セグメント化医療装置が閉じた配置構成にあるときに、実質的に中央位置に配置される取付けコンポーネントと、
から構成される、セグメント化医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する実施形態は、ロボット及び／又は生体内医療装置並びに関連するコンポーネントを含む、様々な医療装置及び関連するコンポーネントに関する。或る実施形態には、モジュール式の生体内装置及び／又はロボット装置を含む様々なモジュール式医療装置が含まれる。他の実施形態は、それら様々なモジュール式コンポーネントがセグメント化コンポーネント又は互いに連結されたコンポーネントであるモジュール式医療装置に関する。更なる実施形態は、様々な上記装置を協働して用いる方法を含む、上記装置を操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
侵襲的外科処置は、様々な病状に対処するために不可欠である。可能な場合には、腹腔鏡検査法等の最小限の侵襲的処置が好ましい。
しかしながら、腹腔鏡検査法等の公知の侵襲性を最小限に留める技術は、部分的には、１）侵入口を介して挿入される剛性ツールを用いることに起因する運動性の制約、及び２）視覚的フィードバックの制限のために、その有効範囲及び複雑さの点で限定されている。ダ・ヴィンチ外科手術システム（ｄａ＿Ｖｉｎｃｉ（登録商標）Ｓｕｒｇｉｃａｌ＿Ｓｙｓｔｅｍ）（カリフォルニア州、サニーベール、インテュイティヴ・サージカル社（Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ＿Ｓｕｒｇｉｃａｌ＿Ｉｎｃ．）から入手可能）等の公知のロボットシステムも、侵入口によって制限され、また、極めて大きく、極めて高価であり、ほとんどの病院では利用不可能であり、更に、感覚能及び運動能が限定されているという不利な点を有する。
【０００３】
当該分野では、外科手術の方法、システム、及び装置に対する改善の必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】別の実施形態によるモジュール式医療装置の斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａの装置の底面斜視図。
【図２Ａ】図１Ａの装置の上面斜視図。
【図２Ｂ】図１Ａの装置の側面斜視図。
【図２Ｃ】図１Ａの装置の一部分の拡大斜視図。
【図３】図１Ａの装置の底面斜視図。
【図４】図１Ａの装置の側面斜視図。
【図５】図１Ａの装置の上面図。
【図６】一実施形態によるモジュール式医療装置制御システム及び視覚化システムの斜視図。
【図７】一実施形態によるモジュール式医療装置の斜視図。
【図８Ａ】様々な実施形態による様々な磁石取付け機構の概略図。
【図８Ｂ】様々な実施形態による様々な磁石取付け機構の概略図。
【図８Ｃ】様々な実施形態による様々な磁石取付け機構の概略図。
【図９】図１Ａの装置の斜視図。
【図１０】一実施形態による図１Ａの装置に関連する様々な力の概略図。
【図１１】別の実施形態による図１Ａの装置に関連する様々な力の概略図。
【図１２Ａ】ロボット装置に関連する様々な力の概略図。
【図１２Ｂ】一実施形態による別のロボット装置に関連する様々な力の概略図。
【図１３】別の実施形態による別のロボット装置に関連する様々な力の概略図。
【図１４】更なる実施形態による更に別のロボット装置に関連する様々な力の概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本明細書に開示する様々なシステム及び装置は、医療処置及びシステムに使用される装置に関する。更に具体的には、様々な実施形態が、モジュール式の生体内装置及びロボット装置並びにこれらに関連する方法及びシステムを含む、様々なモジュール式又は組合せ式医療装置に関する一方、他の実施形態は、協働式生体内装置及びロボット装置並びにこれらに関連する方法及びシステムを含む、様々な協働式医療装置に関する。
【０００６】
本明細書に開示するモジュール式装置及び協働式装置並びにこれらに関連する方法及びシステムの様々な実施形態は、他のあらゆる公知の医療装置、システム、及び方法に組み込んだり又はこれらと共に用いたりすることができることが理解される。
【０００７】
例えば、本明細書に開示する様々な実施形態は、同時係属の米国出願第１２／１９２，７７９号（２００８年８月１５日に出願された、表題「モジュール式装置及び協働式医療装置並びにこれらに関連するシステム及び方法(“Modular and Cooperative Medical Devices and Related Systems and Methods”)」）、第１１／９３２，４４１号（２００７
年１０月３１日に出願された、表題「外科手術用ロボット(“Robot for Surgical Applications”)」）、第１１／６９５，９４４号（２００７年４月３日に出願された、表題「
外科手術用ロボット(Robot for Surgical Applications”)」）、第１１／９４７，０９
７号（２００７年１１月２７日に出願された、表題「薬剤送達コンポーネントを備えたロボット装置及びこれに関連する方法(“Robotic Devices with Agent Delivery Components and Related Methods”)」）、第１１／９３２，５１６号（２００７年１０月３１日に出願された、表題「外科手術用ロボット(“Robot for Surgical Applications”)」）、
第１１／７６６，６８３号（２００７年６月２１日に出願された、表題「磁気的に結合可能なロボット装置及びこれに関連する方法(“Magnetically Coupleable Robotic Devices
and Related Methods”)」）、第１１／７６６，７２０号（２００７年６月２１日に出
願された、表題「磁気的に結合可能な外科手術ロボット装置及びこれに関連する方法(“Magnetically Coupleable Surgical Robotic Devices and Related Methods”」）、第１
１／９６６，７４１号（２００７年１２月２８日に出願された、表題「外科手術の視覚化及び装置操作のための方法、システム，及び装置(Methods, Systems, and Devices for Surgical Visualization and Device Manipulation”)」）、第１２／１７１，４１３号（２００８年７月１１日に出願された、表題「ロボット装置における作動の方法及びシステム(“Methods and Systems of Actuation in Robotic Devices”)」）、第６０／９５６
，０３２号（２００７年８月１５日に出願された）、６０／９８３，４４５（２００７年１０月２９日に出願された）、第６０／９９０，０６２号（２００７年１１月２６日に出願された）、第６０／９９０，０７６号（２００７年１１月２６日に出願された）、第６０／９９０，０８６号（２００７年１１月２６日に出願された）、第６０／９９０，１０６号（２００７年１１月２６日に出願された）、第６０／９９０，４７０号（２００７年１１月２７日に出願された）、第６１／０２５，３４６号（２００８年２月１日に出願された）、第６１／０３０，５８８号（２００８年２月２２日に出願された）、及び第６１／０３０，６１７号（２００８年２月２２日に出願された）に開示されたあらゆる医療装置及びシステムに組み込んだり用いたりすることができ、これらは全てそれら全体を本明細書に引用し参照する。
【０００８】
上記列挙された出願に開示された或る装置の実施例は、内部空腔壁に接触して又は実質的にそれに隣接して配置し得る或る装置及び関連するシステムを含み、患者の体腔内に配置可能である。本明細書に用いる「生体内装置」は、患者の体腔内に配置されて、少なくとも部分的にユーザによる位置決め、操作、又は制御が可能なあらゆる装置を意味するが、実質的に患者の体腔壁に接触して又は隣接して配置されるあらゆる装置を含み、更に、その内部で作動される（外部からの原動力の供給無しの）あらゆる装置を含み、その上、
外科手術処置時に、腹腔鏡検査又は内視鏡検査に用い得るあらゆる装置を含む。本明細書に用いる用語「ロボット」及び「ロボット装置」は、自動的に又は命令に応じてその目的を実行し得るあらゆる装置を指すものとする。
【０００９】
本明細書に開示する或る実施例は、様々な配置構成として組み立て得る「組合せ式」又は「モジュール式」医療装置に関する。この用途の目的の場合、「組合せ装置」及び「モジュール式装置」は、双方共、様々な異なる形態として構成され得るモジュール式又は交換可能なコンポーネントを有する任意の医療装置を意味するものとする。本明細書に開示するモジュール式コンポーネント及び組合せ装置には、更に、セグメント化された三角形状又は四角形状の組合せ装置を含む。これらの装置は、三角形又は四角形の配置構成を形成するために接続されるモジュール式コンポーネント（更に、本明細書では、「セグメント」とも称する）から構成されるが、使用時に、梃子の作用及び／又は安定性を提供し、更に、装置内にかなりのペイロード空間(payload space)を提供して、より大きなコンポ
ーネント又はより多くの操作コンポーネントに使用することができる。一実施形態による上記の開示及び記述された様々な組合せ装置と同様に、これらの三角形又は四角形の装置は、上記の記述及び開示されたそれらの装置と同じように患者の体腔内に配置することができる。
【００１０】
図１Ａ−７は、１つの実施例に基づくマルチ・セグメント化医療装置１０を示す。一実施形態によれば、装置１０は、ロボット装置１０であり、更に、生体内装置１０であり得る。図示されるこの装置実施形態１０には、３つのセグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４が含まれる。セグメント１２Ａ及び１２Ｂは、マニピュレータ用セグメントであり、一方、セグメント１４は、命令及び撮像用セグメントである。他の選択肢では、３つのセグメントは、任意の組合せのコンポーネントと機能特性とを備えたセグメントの任意の組合せであってよい。例えば、他の選択肢の実施形態によれば、この装置は、１つのマニピュレータ用セグメントと、１つの命令及び撮像用セグメントと、センサ用セグメントと、を有し得る。更に他の選択肢では、これら様々なセグメントは、本明細書で述べた他のモジュール式コンポーネントについては、上述したあらゆるモジュールを含む如何なる種類のモジュールであってもよい。
【００１１】
図１Ａ及び１Ｂに最も良く示すように、セグメント１２Ａ，１２Ｂは、継手又は蝶番１６Ａ，１６Ｂを介してセグメント１４に回転可能に連結される。更に、具体的には、セグメント１２Ａは、図１Ｂにおいて矢印Ｂによって示される軸線の周りに継手１６Ａを中心にしてセグメント１４に対して回転可能であり、一方、セグメント１２Ｂは、図１Ｂの矢印Ｃによって示される軸線の周りに継手１６Ｂを中心にしてセグメント１４に対して回転可能である。
【００１２】
一実施形態に基づき、装置１０は、少なくとも２つの配置構成を有する。一つの配置構成は、図１Ａに示すように、伸長配置又は挿入配置であり、この場合、３つのセグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４は、同じ軸線に沿って整列する。他の配置構成は、図１Ｂに示すように、トライアングル（三角形）配置であり、この場合、マニピュレータ用セグメント１２Ａ，１２Ｂは、各々、継手１６Ａ，１６Ｂを介してセグメント１４に連結され、更に、継手１６Ａ，１６Ｂと反対側のセグメント１２Ａ，１２Ｂの端部の連結可能接続部１８で互いに連結される。
【００１３】
図２Ａに最も良く示すように、この特定の実施形態におけるマニピュレータ用セグメント１２Ａ，１２Ｂの各々は、手術用アーム２０，２２をそれぞれ有する。各アーム２０，２２は、（図４に最も良く示されるように、）継手２４Ａ，２４Ｂにおいてそのそれぞれのセグメント１２Ａ，１２Ｂに可動であるように連結される。更に、セグメント１４は、（図３に最も良く示されるように、）一対の撮像用コンポーネント２６Ａ，２６Ｂ（本明
細書では、各々「カメラ」とも称する）を有する。
【００１４】
一実施形態において、各アーム２０，２２は、そのセグメント１２Ａ，１２Ｂに対してその継手２４Ａ，２４Ｂにおいて回転して、図１Ｂに示すように、そのセグメント１２Ａ，１２Ｂ内に各アームが配置される未展開位置と、図２Ａに示す展開位置と、の間で位置を変えるように構成されている。一例において、アーム２０は、セグメント１２Ａに対して図４のＧによって示した方向に継手２４Ａを中心にして回転可能であり、一方、アーム２２は、セグメント１２Ｂに対して図４のＨによって示した方向に継手２４Ｂを中心にして回転可能である。他の選択肢では、アーム２０，２２は、任意の公知の方法で、また、任意の公知の機構によって、セグメント１２Ａ，１２Ｂに対して可動であるようにできる。
【００１５】
図２Ａに最も良く示すように、一実施形態によれば、各アーム２０，２２は、３つのコンポーネント、即ち、基端部２０Ａ，２２Ａ、先端部２０Ｂ，２２Ｂ、及びそれぞれ先端部２０Ｂ，２２Ｂに連結された手術用コンポーネント２０Ｃ，２２Ｃを有する。本実施形態では、各アーム２０，２２の先端部２０Ｂ，２２Ｂは、基端部２０Ａ，２２Ａに対してアーム軸線に沿って伸縮し、一方、基端部２０Ａ，２２Ａに対してそのアーム軸線の周りにも回転する。即ち、アーム２０の先端部２０Ｂは、図４において文字Ｋによって示すように、横方向に往復移動可能であり、更に、基端部２０Ａに対して文字Ｊによって示すように回転し得る。一方、アーム２２の先端部２２Ｂは、図４において文字Ｌによって示すように横方向に往復移動可能であり、更に、基端部２２Ａに対して文字Ｉによって示すように回転し得る。
【００１６】
一実施例に基づき、図２Ａに示す手術用コンポーネント２０Ｃ，２２Ｃ（本明細書では、「エンドエフェクタ」とも称する）は、把持器２０Ｃや焼灼フック２２Ｃである。装置１０又は本明細書の任意の実施形態に用いる手術用コンポーネントは、他の医療装置実施形態と共に上述した任意の手術用コンポーネントを含む、また更に、上記一体化した用途において述べた任意の手術用コンポーネントを含む、医療装置用のあらゆる公知の手術用コンポーネントであってよいことが理解される。他の選択肢では、２つのアーム２０，２２の内の１つだけが、手術用コンポーネントを有する。更に他の選択肢では、どちらのアームも手術用コンポーネントを有しない。
【００１７】
他の選択肢では、各アーム２０，２２には、１つの単体のコンポーネント又は３つ以上のコンポーネントが含まれる。アーム２０，２２は、医療装置に用いるための任意の種類の旋回又は可動アームであってよく、この医療装置は、それらアームに連結された又は他の方法で関連する手術用コンポーネントを有していてもそうでなくてもよいことも理解される。例えば、アーム２０，２２は、本明細書の他の場所で又は上記一体化された用途のいずれかにおいて記述された他のアーム実施形態と同様な構造又は配置構成を有し得る。更に他の選択肢では、装置１０は、１つのアームだけを有する。更に他の選択肢では、装置１０は、アームを有しない。そのような他の選択肢の実施例では、アームを有しないセグメントは、センサ等のセグメントに関連するもしくは連結された他のコンポーネントを有するか、又は手術用のアームを必要としない他の種類のコンポーネントを有し得る。
【００１８】
上述したように、図３に示す本実施形態のセグメント１４は、一対のカメラ２６Ａ，２６Ｂを有する。他の選択肢では、セグメント１４は、単一のカメラ又は３つ以上のカメラを有し得る。生体内装置を含む医療装置用のあらゆる公知の撮像用コンポーネントは、本明細書に開示する装置に用いることができ、また更に、装置の任意のセグメント又はアーム上のどこにでも配置できることが理解される。
【００１９】
更なる一実施形態において、図３に最も良く示すように、セグメント１４は、更に、照
明用コンポーネント２８を含み得る。実際、セグメント１４は、４つの照明用コンポーネント２８を有する。他の選択肢では、セグメント１４は、任意の数の照明用コンポーネント２８を有してもよく、あるいは照明用コンポーネントを有さなくてもよい。更に他の選択肢では、装置１０は、セグメント１２Ａ，１２Ｂの一方もしくは双方又は１つもしくは複数のアーム等の医療用装置上の他の場所に配置された１つ又は複数の照明用コンポーネントを有し得る。
【００２０】
図１Ｂ及び３に最も良く示す更なる実施形態に基づき、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４の各々は、互いに対して回転可能な２つの円柱状コンポーネント、即ち、外側円柱状コンポーネントと内側円柱状コンポーネントとを有する。更に具体的には、セグメント１２Ａは、外側円柱状コンポーネント３０Ａと、この外側コンポーネント３０Ａに対して図３に矢印Ｆで示す軸線の周りに回転する内側円柱状コンポーネント３０Ｂと、を有する。同様に、セグメント１２Ｂは、外側円柱状コンポーネント３２Ａと、この外側コンポーネント３２Ａに対して図３に矢印Ｅで示す軸線の周りに回転する内側円柱状コンポーネント３２Ｂと、を有する。更に、セグメント１４は、外側円柱状コンポーネント３４Ａと、この外側コンポーネント３４Ａに対して図３に矢印Ｄで示す軸線の周りに回転する内側円柱状コンポーネント３４Ｂと、を有する。
【００２１】
使用時に、上記段落に述べた回転可能な円柱状コンポーネントを有する実施形態は、任意のアーム、カメラ、又は他のあらゆる手術用コンポーネントを任意のセグメント内に内包することができる。更に、そのような回転可能なコンポーネントを有する任意のセグメントは、２つのセグメント配置構成、即ち、開いた配置及び閉じた配置を提供する。更に具体的には、セグメント１２Ａは、図３に示す開口部３６を備えた外側円柱状コンポーネント３０Ａを有するが、この開口部３６を介して、アーム２０は、展開位置と未展開位置との間で位置を変え得る。同様に、セグメント１２Ｂは、図３に示す開口部３８を備えた外側円柱状コンポーネント３２Ａを有するが、この開口部３８を介して、アーム２２は、展開位置と未展開位置との間で位置を変え得る。更に、セグメント１４は、図３に示す開口部４０を備えた外側円柱状コンポーネント３４Ａを有するが、この開口部４０を介して、撮像用コンポーネント２６Ａ，２６Ｂは、装置１０に隣接する又はその付近の処置領域又は対象領域の画像を取り込み得る。
【００２２】
図１Ｂは、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４の閉じた配置構成を示す。即ち、内側円柱状コンポーネント３０Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂの各々は、各セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４の内部がセグメントの外側から少なくとも部分的にアクセスできないように各開口部３６，３８，４０がそれぞれ内側円柱状コンポーネント３０Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂによって少なくとも部分的に閉じられるように、それぞれの外側円柱状コンポーネント３０Ａ，３２Ａ，３４Ａに対して配置される。
【００２３】
更に具体的には、閉じた位置では、セグメント１２Ａの内側円柱状コンポーネント３０Ｂは、アーム２０が少なくとも部分的にセグメント１２Ａ内に内包されるように、外側円柱状コンポーネント３０Ａに対して配置される。一実施形態によれば、内側円柱状コンポーネント３０Ｂは、図１Ｂに示すように閉じた位置にあるときに、開口部３６を完全に閉じるように構成されている。更に、一実施形態では、閉じた位置における内側円柱状コンポーネント３０Ｂは、液体に対してセグメント１２Ａの内部を外部から密閉する。
【００２４】
同様に、閉じた位置では、セグメント１２Ｂの内側円柱状コンポーネント３２Ｂは、アーム２２が少なくとも部分的にセグメント１２Ｂ内に内包されるように、外側円柱状コンポーネント３２Ａに対して配置される。一実施形態によれば、内側円柱状コンポーネント３２Ｂは、図１Ｂに示すように閉じた位置にあるときに、開口部３８を完全に閉じるように構成されている。更に、一実施形態では、閉じた位置における内側円柱状コンポーネン
ト３２Ｂは、液体に対してセグメント１２Ｂの内部を外部から密閉する。
【００２５】
更に、閉じた位置では、セグメント１４の内側円柱状コンポーネント３４Ｂは、撮像用コンポーネントが開口部４０内に配置されないように、外側円柱状コンポーネント３４Ａに対して配置される。一実施形態によれば、内側円柱状コンポーネント３４Ｂは、図１Ｂに示すように閉じた位置にあるときに、撮像用コンポーネント及びいくつかの照明用コンポーネントが、完全に視界から隠れ、セグメント１４の外部に露出しないように構成される。更なる実施形態では、閉じた位置における内側円柱状コンポーネント３４Ｂは、液体に対してセグメント１４の内部を外部から密閉する。
【００２６】
対照的に、図２Ａ及び図３は、開いた配置構成のセグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４を示す。これらの配置構成において、内側円柱状コンポーネント３０Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂの各々は、開口部３６，３８，４０が開くように配置される。
【００２７】
使用時に、一実施形態によれば、内側円柱状コンポーネント３０Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂは、従って、それらの閉じた位置とそれらの開いた位置との間で位置を変えるように作動し、これによって、閉じた配置構成又は非操作配置構成（この場合、アーム２０，２２及び／又は撮像用コンポーネント２６及び／又は照明用コンポーネント２８等の手術用コンポーネントは、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４内に操作不能な状態で配置される）と、開いた配置構成又は操作配置構成（この場合、手術用コンポーネントは、開口部３６，３８，４０を介してアクセス可能であり、従って、操作可能である）との間で装置１０を変形することができる。従って、一実施例によれば、装置１０は、患者の身体及び／又は対象領域への挿入時に、その閉じた配置構成又は非操作配置構成にすることができ、次に、内側円柱状コンポーネント３０Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂを回転させて開いた配置構成にすることによって、開いた配置構成又は操作配置構成に変形できる。
【００２８】
他の選択肢では、１つ又は複数の又は全てのセグメントは、互いに対して回転する内側及び外側コンポーネントを有しない。
本明細書に開示する装置１０の様々な実施形態には、アーム及び／又はセグメントの回転可能な円柱状体を操作するために必要な力を生成する適切な作動コンポーネントが含まれることが理解される。一実施形態では、作動コンポーネントは、モータである。例えば、セグメント１２Ａには、アーム２０と操作可能に連結されるとともに、アーム２０の運動に動力を供給するように構成されたモータ（図示せず）がある。同様に、セグメント１２Ｂにも、アーム２２と操作可能に連結されるとともに、アーム２０の運動に動力を供給するように構成されたモータ（図示せず）がある。更なる実施形態では、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４の各々にも、各セグメントの内側円柱状体及び外側円柱状体の一方又は双方に操作可能に連結され、互いに対して円柱状体の回転に動力を供給するモータ（図示せず）がある。一実施形態では、各セグメントは、そのセグメントに関連する全ての駆動可能な要素（アーム、円柱状体等）に動力を供給する１つのモータを有し得る。他の選択肢では、別個のモータを各駆動可能な要素に備えてもよい。
【００２９】
一実施形態において、継手１６Ａ，１６Ｂは、セグメント１２Ａ，１２Ｂを図１Ａの挿入配置構成から図１Ｂのトライアングル（三角形）配置構成に付勢するように構成されている。即ち、継手１６Ａ，１６Ｂは、セグメント１２Ａ，１２Ｂを付勢して、それら継手１６Ａ，１６Ｂの周りに回転させるためのねじりばね又は何らかの他の公知の機構を有する。例えば、図２Ｃは、継手１６Ａが、セグメント１２Ａをトライアングル（三角形）配置構成に付勢するように構成されたねじりばね４２を有する一実施形態を示す。
【００３０】
使用時に、一実施例に基づき、図１Ａに示す挿入配置構成にある装置１０は、矢印Ａによって示された方向に切開部、套管針口、又は自然な開口を介して患者の身体に挿入でき
る。これに代えて、装置１０は、反対の方向により挿入することもできる。挿入後及び／又は装置１０が患者の身体の対象領域又は処置領域に入ると、ねじりばね（又は他の標準的な機構）を備えた継手１６Ａ，１６Ｂは、セグメント１２Ａ，１２Ｂをそれらの挿入位置からそれらのトライアングル（三角形）位置まで付勢する。セグメント１２Ａ，１２Ｂが互いに接触して継手１８を形成すると、２つのセグメントは、セグメント１２Ａ，１２Ｂを共に半ロックする結合コンポーネントに互いに連結される。即ち、２つのセグメント１２Ａ，１２Ｂは、その半ロックに打ち勝つのに充分な力によって継手１８においてのみ分離できる。この目的のために、そのような公知の結合コンポーネント又は連結コンポーネントは、あらゆる機械的又は磁気的結合コンポーネントを含み、いずれも装置１０に組み込むことができる。
【００３１】
従って、一実施形態によれば、装置１０は、患者への挿入時に、その挿入配置構成の状態であり得る。装置１０が対象空腔に入り、その入口又は切開部を出る際に、継手１６Ａ，１６Ｂにおけるねじりばね又は他の機構によって、２つのセグメント１２Ａ，１２Ｂは、連結してトライアングル（三角形）配置構成を形成するまで互いに近づくように移動する。そして、装置１０は、外部の磁性ハンドル等の何らかの方法によって腹壁に取付けることができる。他の選択肢では、装置１０は、ユーザが所望するように、患者の空腔のどこにでも配置することができる。そして、装置１０は、何らかの種類の処置を実施するために用いられる。
【００３２】
その後、処置が完了すると、装置１０は、空腔から後退させることができる。そうするために、外科医は、マサチューセッツ州マンスフィールドのコヴィディエン（Ｃｏｖｉｄｉｅｎ）社製のエンドバブコック（ＥｎｄｏＢａｂｃｏｃｋ）把持器等の、把握ツール又は取出しツールを用いて、継手１８にある球体４４に取り付けるか、あるいはその球体４４を把持し、継手１８の半ロックに打ち勝つのに充分な力を付与する。他の選択肢では、患者の身体から装置１０を除去する目的のために、何らかの取出しコンポーネントをセグメント１２Ａの端部、又は装置１０の把握もしくは連結のための他の場所に配置し得る。半ロックの連結に打ち勝つ場合に、その力は、セグメント１２Ａ，１２Ｂを付勢して互いに遠ざけ、これによって、外科医は、出入口又は切開部を介して患者から球体４４を引き出し、これによって装置１０を強制的にその挿入配置構成にできる。
【００３３】
本明細書に開示した装置の様々な実施形態に提供された多数のセグメントは、単一の円柱状体よりかなり大きなペイロード空間になる。ペイロード空間が増大すると、更により大きい又は更に複雑な手術用コンポーネント、更により大きい又は更に複雑なモータ、磁石（後述）、及び更により大きい又は更に複雑なコンポーネントのための更なる空間の利用可能性に関する他の同様な利点を有する形態の本装置のための能力が増大する。例えば、図２Ｂは、一実施形態による装置１０の側面図を示し、セグメント１２Ｂにおいて利用可能なペイロード空間を示す。更に具体的には、セグメント１２Ｂ及びそのセグメント１２Ｂに連結されたアーム２２は、モータ、手術用コンポーネント、センサ、磁石（後述）又は、処置装置に有用な他のあらゆる種類のコンポーネントを収容するために用い得るペイロード空間４６，４８，５０，５２，５４を有する。同様に、各セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４は、そのようなペイロード空間を有し得る。更に、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４は、モータ、手術用コンポーネント、又は磁石等のコンポーネントを分散してそれらの有効性を最大化する一方、そのような各コンポーネントによって要求される空間量を最小限にしつつ、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４全体において利用可能なペイロード空間を最大化する。例えば、複数のセグメントにおけるコンポーネントの操作に力を付与する１つの大きなモータを１つのセグメントに有することは、利用される空間を最小限にしつつ装置１０の有効性を最大にし得る。
【００３４】
本明細書に開示したセグメント化装置の様々な実施形態は、患者の身体内に挿入して配
置され、処置を実施する生体内装置であることが理解される。一実施形態では、装置１０に信号を送信して装置１０を制御し、また、装置１０から信号を受信する外部コントローラが更に設けられる。一実施形態では、コントローラは、装置１０と無線通信を行う。他の選択肢では、コントローラ及び装置１０は、装置１０とコントローラとの間に延在するコード又はワイヤ等の可撓性通信コンポーネント（「テザー（ｔｅｔｈｅｒ）」とも称する）を介して連結される。
【００３５】
更に、本明細書に開示する装置の様々な実施形態は、患者内の内部空腔壁付近に、それに接触して、又はそれに隣接して装置を取付けるもしくは位置決めする公知の取付けコンポーネントと共に用い得ることが理解される。一実施形態において、取付けコンポーネントは、装置内に配置され、患者の身体外に配置された１つ又は複数の磁石と磁気的に連絡する１つ又は複数の磁石である。装置の磁石は、任意の適切な配置構成で装置上に又は装置内部に配置し得る。例えば、一実施形態の装置磁石は、図５に示すように、セグメント１２Ａ，１２Ｂ，１４内の位置５６，５８，６０に配置し得る。外部磁石は、身体の外側で用いて、身体内で装置１０を位置決め及び／又は移動し得ることが理解される。
【００３６】
更に、本明細書に開示する装置の様々な実施形態は、図６に示す制御装置７０等の公知の視覚化及び制御コンポーネントと共に用い得ることが理解される。制御装置７０は、表示装置７２及び磁石７４を有しており、磁石７４が、装置１０内に配置される又はそれに連結された装置の磁石（図示せず）との磁気的に連絡を行なえるように、患者の外側に配置される。制御装置７０は、装置１０が身体内で付勢されて可動するように、身体の外側で制御装置７０を動かすことによって装置１０を可動するように用い得る。これは、装置１０が制御装置７０に対して実質的に固定されたままになるように、制御装置の磁石１０が、装置１０内の装置磁石（図示せず）に磁気的に連絡されるためである。更に、図１Ａ−７に関連して開示及び記述された三角形（及び四角形（ｑｕａｄｒａｎｇｕｌａｒ））の装置は、開示され上述された、また、上記一体化された用途における外部コントローラ又は視覚化コンポーネント及びシステムのいずれとでも共に用い得ることが理解される。
【００３７】
一実施形態によれば、セグメント装置１０は、他の生体内装置と比較して、より良い安定性及び操作性を装置１０に提供する。即ち、装置１０等の複数のセグメントを有する装置は、装置１０のためのより大きな「設置面積」を備えた配置構成を提供し、これによって、装置１０の使用時に、安定性及び梃子の作用が大きくなる。例えば、制御装置磁石７４によって患者の内部空腔壁に接触して付勢される図６の三角形配置構成を備えた装置１０は、より小さい「設置面積」を有する装置と比較して、より大きい安定性及び梃子の作用を有する。即ち、装置１０が内部空腔壁に接触して磁気的に配置される場合に、装置１０の位置を維持しつつ、装置１０のアームは、対応する単一の円柱状の装置本体より大きい力を対象組織に付与できるように、装置１０は、三角形配置構成の３つのコーナ部に配置された少なくとも３つの磁石（図示せず）を有し得る。
【００３８】
本明細書に開示する装置の実施形態は、三角形配置構成に限定されないことが理解される。図７は、４つのセグメントを備えた四角形の配置構成を有する装置８０を示す。同様に、２つのセグメントから、患者の身体内に配置し得る装置に用い得る任意の数のセグメントまで、の範囲のいくつかの数のセグメントを有する装置が、本明細書では考えられる。例えば、本明細書に開示するコンポーネント及び構造を組み込む装置は、６又は８以上のセグメントを有し得る。
【００３９】
三角形ロボットの場合、幾つかの取付け方法が可能である。任意の形状又は形態の断面を有する機械的なロッド又は長尺部材を用いて、ロボットを支持し得る。長尺部材は、剛性を有していても可撓性を有していてもよい。ロボットは、更に、他の機器及び手動ツールの端部並びに別のロボットの端部に配置してよい。
【００４０】
上述したものを幾つか含み、他の実施形態において、取付け機構には、磁石が含まれる。ロボットへの磁石の取付けは、多くの異なる方法で実施し得るが、その幾つかを図８Ａ乃至８Ｃに示す。これには、腹壁に接触して置かれた患者の外部に磁石を含み得る。そして、この磁石は、ロボットと相互作用してロボットを支持し、そのロボットを所定の位置に保持する。外部磁石は、図８Ａに示すように、患者の内側にあってロボットに取付けた高透磁率材料と相互作用し得る。その役割は、逆転することも可能であり、高透磁率材料を患者外部に置き、磁石を内部に置くこともできる。
【００４１】
外部磁石は、患者の内側にあってロボットに取付けられた第２の磁石とも相互作用し得る。このことは、各磁石の単一の極を用いて（図８Ｂに示す）、又は各磁石の両極を用いる（図８Ｃに示す）ことによって、磁石の反対の極が引き合うようにすることができる。
【００４２】
ロボットに関連する磁石（又は高透磁率材料）は、ロボットに取付ける必要すらない。ロボットを安定化する力を生成するような方法で相互作用するだけでよい（この安定性については後述する）。例えば、一枚の紙を磁石で冷蔵庫に取付ける場合に、磁石は紙に付かないが、冷蔵庫に紙を固定する力を生成する。同様な手法をロボットにも用いることができる。
【００４３】
上述した磁石取付けの方法は、多くの異なる組合せとして用い得る。例えば、任意の数の磁石（０，１，２，３，）をロボットの取付けのために用い得る。１つの明らかな手法は、ロボットの三角形の各コーナ部（又は各セグメント）に磁石を置き、三つ組の外部磁石を患者の外部で用いることである。しかしながら、三角形（又は他の開いた又は閉じた多角形（２辺以上））は、磁石の幾つかの異なる組合せによって支持されるのに特に良好に適合する。例えば、三角形の形状は、この単一の磁石によって付与された力に反応する多軸支持を提供することから、単一の磁石は、三角形の内側に用い得る。このことは、次の節で更に述べる。「Ｖ」配置構成又は他の多角形は、同様な支持を与えることができる。
【００４４】
本明細書に開示する或る実施形態は、患者の身体内に配置された状態での様々な装置の実施形態の安定性を最大化することに関する。詳細に上述し且つ図９に示した生体内ロボット１０の三角形配置構成について考える。これは、ロボットの可能な取付け方法の一つである。ここで、単一の磁石９０が、患者の外にある磁石９２に引きつけられるように、磁石９０をロボット１０に取付ける。ロボット上の磁石９０は、ロボット１０に上向きの力を生成する。
【００４５】
反力の簡易解釈を示す簡易化した自由体図（ＦＢＤ）を図１０に示す。ここで、磁石９０は、ロボット１０の（剛体であると仮定された）本体に上向きの力Ｆｍを生成する。更に、ロボット１０の重量Ｗは、図示したように、ロボット１０の質量中心に作用している。ロボットの各コーナ部は、Ａ，Ｂ，及びＣと表記され、また、反力は、各コーナ部（ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ）に示される。これらの反力は、ロボットの形状、腹壁の剛性、及び他の要因に応じて、各辺の長さに沿って任意の分布で生じ得る。しかしながら、説明を簡単にするために、これらの反力は、各コーナ部にまとめられるものと仮定する。最後に、手術中に処理される組織にロボット１０が力を加える際のエンドエフェクタの力（ＦＲＨ，ＦＬＨ）を示す。更に、あらゆる外部付与モーメント又は動的負荷も考慮する必要がある。この解析は、更に詳細に後述するように、他のロボット配置構成（例えば、３つのマニピュレータを備えた正方形ロボット）に拡張することができる。
【００４６】
単一の磁石９０によって生成された図１０のロボット１０の安定性は、様々な数学的な技法を用いて求め得る。そのような技法の一例については、パパドプロス（Ｐａｐａｄｏ
ｐｏｕｌｏｓ＿Ｅ）及びレイ（Ｒｅｙ＿Ｄ）の、「可動マニピュレータ用の横転安定性マージンの新しい尺度（Ａ＿Ｎｅｗ＿Ｍｅａｓｕｒｅ＿ｏｆ＿Ｔｉｐ-ｏｖｅｒ＿Ｓｔａｂ
ｉｌｉｔｙ＿Ｍａｒｇｉｎ＿ｆｏｒ＿Ｍｏｂｉｌｅ＿Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ）」、ロボティックス及び自動化に関するＩＥＥＥ国際会議・議事録、ミネアポリス、ミネソタ州、１９９６年４月、（これは、大型オフロード車の安定性計算に関する）に記載されている。同様な技法を用いて、ロボット１０の安定性を求めることもできる。この解析の簡易版は、ロボットの各接触線の周りの全ての外力（及びモーメント）からモーメントの和を得ることである。本例の第１ステップは、接触線ＡＢの周りのモーメントの和を求めることである（図１０）。得られたモーメントによって、（例えば、大きな磁石力に起因して）ロボットが腹壁に「押される」場合に、この配置構成は、安定であり、ロボットは落下しない。得られたモーメントによって、（例えば、小さい磁石力及び大きなロボット重量に起因して）ロボットが腹壁から「はがされる」場合に、ロボットは、不安定であり、腹壁から落下する。そして、これは、全ての接触線（本例では、ＢＣ及びＣＡ）について繰り返して行う必要がある。
【００４７】
上記解析は、単一の磁石を用いてロボット１０を所定の位置に保持できることを示す。
簡易例を図１１に示す。ここで、ロボット１０は、質量ゼロであると仮定され、そのエンドエフェクタで力が付与されていない。明らかに分かるように、大きな磁力ＦＭは、線ＡＢの周りにモーメントを生成し、このモーメントによって、ロボットが、腹壁内で回転し、従って、ロボットの安定した配置構成を形成する。同じことが、線ＢＣ及びＣＡについても当てはまる。
【００４８】
図１１のこの例は、更に、図１２Ａ及び１２Ｂに示す２つの可能な配置構成によって例示される。この状況では、図１２Ａのロボット９４は、上記図１０に示す三角形配置構成の（Ａ及びＢに取付け磁石を備えた）１つのセグメントを単に用いることによって、生成し得る。図１２Ａでは、上腹壁（１つのセグメント）にロボット９４を保持する２つの取付け点（Ａ及びＢ）がある。ロボットのエンドエフェクタ（又はハンド）９６が、任意の方向に力を付与する場合、ゼロではないモーメントが接触線ＡＢの周りに存在する。これによって、ロボット９４は、線ＡＢの周りに回転し、また、何らかの不安定性が生じ得る。
【００４９】
対照的に、図１２は、点Ｃによって表される追加の構造を含む装置９８を示す。本実施形態では、接触線ＡＢの周りのモーメントを生成するハンド力（ＦＨａｎｄ）は、点Ｃにおける反力（ＦＣ）によって生成されたモーメントによって均衡し得る。同様に、他の接触線について考えた場合に（この場合ＢＣ及びＡＣ、他の可能性については後述する）、モーメントが均衡され、安定した配置構成が生成される。再度、説明を簡素化するために、離散的な点（Ａ，Ｂ，及びＣ）について述べるが、如何なる線セグメント（例えば、ＡＢ）も連続的な接触線であってよい。
【００５０】
１つの磁石に基づくこの安定性は、幾つかのロボットの配置構成として再現し得る。例えば、図１３は、図１１と同様な配置構成を示すが、図１３の「三角形」は、「開いた」配置構成１００であり、この場合、点Ａは、２つの点（Ａ及びＡ’）になる。この配置構成１００も、全ての接触線（ＡＢ、ＢＣ、ＣＡ’、及びＡ’Ａ）の周りのモーメントによってロボットが「はがされる」よりもむしろ腹壁に「押される」場合に、安定性を生成する。
【００５１】
図１４は、安定した取付けのために単一の磁石を用いる多辺多角形１０２の他の例を示す。上記で用いた同じ解析は、ここでも適用され、ロボット１０２が安定であることを示すために用い得る。更に、上述した配置構成で述べた単一の磁石によって提供される安定性は、多角形以外の形状の場合にも生じ得る。例えば、「Ｖ」又は「Ｔ」配置構成を用い
ることができる。これらの形状は、開いた又は閉じた状態であってよい。
【００５２】
単一の点で生じるロボット反力（例えば、ＦＡ，ＦＢ等、）の概念は、この議論の目的に対しては、過度の単純化であることが理解される。これらの力は、ロボットのあらゆる部分のあらゆるセグメントの連続体（又は離散的な点）として生じ得る。
【００５３】
或る実施形態において、磁石「タイプ」の異なる組合せを用いることができる。例えば、ロボットは、ロボットの１つのコーナ部に磁石を有し、２つの高透磁率材料を他の２つのコーナ部（又は辺）に有することができる。又は、ロボットは、２つの磁石及び１つの高透磁率材料、又は他の組合せを有し得る。
【００５４】
多数の実施形態を開示したが、本発明の例示の実施形態を示し記述する以下の詳細な説明から、本発明の更に他の実施形態が、当業者には明らかになるであろう。認識されるように、本発明は、様々な明白な態様の修正が、全て、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく可能である。従って、図面及び詳細な説明は、本質的に例示であり限定的ではないものとする。
【００５５】
好適な実施形態を参照して、本発明について説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細について変更を行い得ることを認識されるであろう。
【図１Ａ】
2013514835.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2013514835.tif 000023