"医療システムであって:アクチュエーターと;関節と;第1の端が前記関節に取り付けられ、第2の端が前記アクチュエーターに機械的に接続され、前記関節接合に対して力を伝達できるリンクと;前記関節の位置を測定するように接続されたセンサーと;位置の測定値を受け取るように接続されたコントロールシステムと;を含み該コントロールシステムは、前記位置の測定値を使用して、前記アクチュエーターから前記リンクに対して伝達されるアクチュエーター力を調整する、ことを特徴とする医療システム。前記関節は、ロータリージョイント、複数リンクの部位、および連続的でフレキシブルな部位、から成るグループから選択されたメカニズムである、請求項1に記載のシステム。前記リンクは、迎合的であり、調整された値のアクチュエーター力の下で、関節接合において許容される誤差以上に応じた量だけ伸びる、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記リンクに対して伝達される前記アクチュエーター力を、前記アクチュエーターの位置とは独立したものであるように調整する、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記アクチュエーター力が最小値と最大値との間で変化する関数を使用して、前記アクチュエーター力を決定する、請求項1に記載のシステム。前記最小値は、前記リンクの張力を保持する、請求項5に記載のシステム。前記関数の変化範囲に渡り、前記アクチュエーター力が、前記関節に係る現在の位置測定値と前記関節に係る現在の望ましい位置との間の相違によって変化する、請求項5に記載のシステム。前記力は、前記現在の位置測定値と前記現在の望ましい位置との間の相違によって線型的に変化する、請求項5に記載のシステム。変化範囲に渡り、前記アクチュエーター力は、前記関節に係る速度と前記関節に係る現在の望ましい速度との相違によって変化する、請求項5に記載のシステム。前記アクチュエーター力は、前記関節に係る速度と前記関節に係る現在の望ましい速度との相違によって線型的に変化する、請求項9に記載のシステム。前記変化範囲に渡り、前記アクチュエーター力は、前記アクチュエーターに係る現在の速度に依存する、請求項5に記載のシステム。前記システムは、さらに、第2のアクチュエーターと;第1の端が前記関節に取り付けられ、第2の端が前記第2のアクチュエーターに機械的に接続され、前記関節接合に対して力を伝達できる第2のリンクと;を含み、変化範囲に渡り、前記アクチュエーター力は、前記第2のアクチュエーターに係る現在の速度に依存する、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記関節に関連する前記アクチュエーターに係る現在の速度間の相違についての関数を使用して、前記アクチュエーター力を決定する、請求項12に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記アクチュエーター力を、前記関節に係る現在の位置測定値と前記関節に係る現在の望ましい位置との間の相違、および前記関節に係る速度前記関節に係る現在の望ましい速度との間の相違についての関数を使用して、前記アクチュエーター力を決定する、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記位置測定値と望ましい位置との違いに係る積分を使用して、前記アクチュエーター力を決定する、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、前記アクチュエーター力を、前記リンクに係る現在の望ましい速度と現在のアクチュエーター速度に基づいて算出された前記リンクに係る現在の速度との間の相違についての関数を使用して、前記アクチュエーター力を決定する、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、毎秒250回以上感知された遠位位置に係る関数として前記アクチュエーター力を調整する、請求項1に記載のシステム。前記リンクおよび前記アクチュエーターは、バック駆動可能である、請求項1に記載のシステム。前記アクチュエーターは、ダイレクトドライブの電気モーターを含む、請求項1に記載のシステム。前記コントロールシステムは、モーター電流をコントロールすることによって前記リンクに対して伝達される前記アクチュエーター力を調整する、請求項19に記載のシステム。前記リンクは、ポリマー製テンドン、ロッドエレメント、およびボーデンケーブル、のうち少なくとも一つを含むテンドンを有する、請求項1に記載のシステム。前記医療システムは、さらに、第2のアクチュエーターと;第1の端が前記関節に取り付けられ、第2の端が前記第2のアクチュエーターに機械的に接続され、前記関節接合に対して力を伝達できる第2のリンクと;を含む、請求項1に記載のシステム。医療器具に係る関節をコントロールする方法であって:関節の位置を測定するステップと;前記関節に係る望ましい位置を指示するコマンドを受け取るステップと;前記アクチュエーターに係る位置とは独立しているアクチュエーター力を決定するステップであり、該アクチュエーター力を決定することは、前記関節に係る前記位置と前記関節に係る前記望ましい位置を使用することを含むステップと;前記アクチュエーター力を前記関節に接続されたリンクに対して適用するようにアクチュエーターを動作するステップと、を含むことを特徴とする方法。前記リンクは、前記関節に係る位置と前記アクチュエーターに係る位置との間の関係であり、該関係を使用して前記関節のコントロールをするために十分正確な関係を、前記リンクが提供することができないような迎合性を有する、請求項23に記載のシステム。前記位置と前記望ましい位置を使用することは、前記関節に係る前記位置と前記関節に係る望ましい位置との間の相違、および前記関節に係る速度と前記関節に係る望ましい速度との間の相違に依存する関数を評価すること、を含む、請求項23に記載のシステム。前記方法は、さらに、前記関節に係る速度を決定するステップと;前記関節に係る望ましい速度を指示するコマンドを受け取るステップと、を含み、前記アクチュエーター力を決定するステップは、前記関節に係る前記速度と前記関節に係る前記望ましい速度とを使用することを含む、請求項23に記載のシステム。前記方法は、さらに、前記アクチュエーターに係る速度を決定するステップと;前記関節に係る望ましい速度を指示するコマンドを受け取るステップと、を含み、前記アクチュエーター力を決定するステップは、前記アクチュエーターに係る前記速度と前記アクチュエーターに係る前記望ましい速度とを使用することを含む、請求項23に記載のシステム。前記方法は、さらに、前記アクチュエーターに係る第1の速度を決定するステップと;第2のリンクを通じて前記関節に接続されている第2のアクチュエーターに係る第2の速度を決定するステップと、を含み、前記アクチュエーター力を決定するステップは、前記第1と第2の速度とを使用することを含む、請求項23に記載のシステム。前記方法は、さらに、累積された相違を決定するために、前記位置の測定値と望ましい位置との間の相違を合計するステップを含み、前記アクチュエーター力を決定するステップは、前記累積された相違を使用することを含む、請求項23に記載のシステム。本発明の態様に従って、コントロールシステム及びその方法は、一つまたはそれ以上の近位にあるアクチュエーターが機械的リンクを介して関節に適用する力を決定しコントロールするために遠心位置のフィードバックを使用する。力のコントロールと遠位のフィードバックを使用することにより、関節と近位のアクチュアーターの間の迎合性が無視できない機械的リンクを持った医療機器のロボットコントロールを可能にし、とりわけ、遠位の関節の位置が近位にあるモーターの位置から直接的に推察できないような場合においてさえ正確な機器の操作を可能にする。加えて、力をコントロールすることは、医療機器における離れた関節に対して、望ましい関節剛性を与えるように動的なコントロールを可能にする。例えば、関節剛性は、体内組織の操作といった医療的機能を達成するために必要とされる範囲内に保持することができるし、もしくは、周辺組織へのダメージを避けるために小さな内腔の中へ機器を挿入する際には、より迎合的にすることができる。さらに、力のコントロールと遠位のフィードバックの利用を通じて、コントロールシステムは、医療機器の離れた関節の位置コントロールと剛性コントロールの両方を、アクチュエーターの位置とは関係なく提供することができる。本発明の一つの特定の実施例は、アクチュエーター、関節、リンク、センサー、そしてコントロールシステムを含む医療システムである。リンクの第一の端は関節に取付けられ、第二の端は、関節接合に対する力の伝達ができるように、機械的にアクチュエーターに連結されている。センサーが関節の位置を測定するように接続され、その位置測定結果を受け取るようにコントロールシステムが接続される。コントロールシステムは、アクチュエーターからリンクに対して伝達されるアクチュエーターの力をどのように調整するかを決定するために位置測定結果を使用する。もう一つの本発明の特定の実施例は、医療機器の関節をコントロールする方法である。本方法は、一般的に、関節の位置を測定すること、関節の望ましい位置を示すコマンドを受取ること、関節の測定された位置と望ましい位置に拠るが、アクチュエーターの位置には関係が無いアクチュエーターの力を決定すること、および関節に連結されたリンクに対してアクチュエーターの力を適用するようにアクチュエーターを動作させること、を含んでいる。アクチュエーターの力を決定することは、関節位置と望ましい関節位置に依存する機能の値を算出することを含み得る。本発明の態様に従って、医療機器における離れた関節は、アクチュエーター位置と関節位置との固定された関係を備えるものではないリンクを介して、コントロールされ得る。特に、システムオペレーター例えば、外科医の動作は、離れた関節の現時点で望ましい位置及び速度を示すことができ、一方、センサーは、その離れた関節の実際の位置及び速度を測定する。次に、望ましい位置と実際の位置を利用して力、張力、またはトルクを計算することができ、離れた関節を実際の位置から望ましい位置へ移動するようにリンクを通じて適用することができる。一般的には、医療機器における力又は張力はトルクに比例する。比例性は、例えばアームのモーメントといった、機器の機械的もしくは幾何学的な特性によって設定され固定の要因によって定まる。それにより、力、張力、またはトルクのいずれか1つを計算すれば他の2つの値も示される。アクチュエーターが適用する力の計算は、もし適用する力の以前の計算により関節がオーバーシュートしたり、望ましい位置に到達できなかったりすれば、訂正され又は適合され得る。図2は、米国特許出願第12/494797号、タイトルCompliantSurgicalDeviceにより記載されたように、駆動リンクを有する迎合的な医療機器200の一部を示している。本文献は、ここでは参考として導入されている。機器200は、テンドン222と224のそれぞれの張力をコントロールすることを通じて操作される結合エレメント210を含んでいる。一般的に、機器200は、結合エレメント210に類似する多くの機械的な関節を含むことができ、それぞれの関節はテンドン222と224に類似のテンドンを使用してコントロールすることができる。典型的な一実施例においては、機器200は、患者の体内の自然の内腔に従うように操作することができる進入ガイドentryguideである。典型的に進入ガイドは、脊椎エレメント210を含むを囲むフレキシブルな外側の覆いを含み、他の医療機器が作業部位にアクセスするために挿入される1つ又はそれ以上の中心的な内腔を提供する。進入ガイドにおいて迎合性は特に望ましい。進入ガイドの動作又は反動が、侵入ガイドに逆らって移動したり又は圧迫したりする周辺組織を傷付けることがないようにするためである。しかしながら、他のタイプの医療機器もまた、図2に示すタイプの迎合的な駆動機構から利益を得ている。機器200は、テンドン222と224によってモーター242と244を駆動するために、連結エレメント210に接続された迎合的なリンクを備えるバックエンド機構230を含む。特には、バックエンド機構230は、テンドン222と224と、駆動モーター242と244に取付けられたばねシステム235を含んでいる。図2におけるそれぞれの駆動システム235は機械的駆動システム232と一定力のバネ234を含んでいる。それぞれの駆動システム232はモーター242又は244と連結し、モーター242又は244の回転運動を直線運動に変換し、関連する一定力のバネ234によってテンドン222又は224に適用された一定の力を変える。図示された実施例においては、それぞれの一定力のバネ234は、従来のフックの法則に従うバネ236とカム238を含んでいる。それぞれのバネ236は、駆動システム232の直線運動がバネ236の近位端を移動させるために、関連する駆動システム232と接続する。それぞれのカム238は第1のガイド面を有し、関連するバネ236の遠位端に取付けられたケーブル237がその面上に取り付き、載る。そして、その面上にテンドン222又は224が取り付き、載る第2のガイド面を有する。それぞれのカム238のガイド面は一般的に取付けられたケーブル237と取付けられたテンドン222又は224の動作のための異なったモーメントアームmomentarmを備えている。そして、繰り出す、もしくは、繰り込むテンドン222又は224の長さが、取付けられたバネ236によって与えられる力を変化させる際にも、テンドン222又は224の張力が一定を維持するような形状になっている。それぞれのカム238のそれぞれの表面は、テンドン222又は224の張力を一定に維持しながらもテンドン222又は224の望ましい動作範囲を提供するために1回又はそれ以上の回転に広がるスパイラル形状の面であり得る。それぞれの駆動システム232は、対応するバネ236の近位端の位置をコントロールし、それにより対応するバネ236におけるベースラインbaselineの伸び量と取付けられたテンドン222又は224の張力に影響する。手術においては、もし、バネシステム235の駆動システム232が取付けられたバネ236を引っ張れば、バネ236は伸び始める。そして、もし、要素210とバネシステム235に取付けられたテンドン222と224が固定されているとすれば、バネ236がカム238に及ぼす力は増加し、それにより取付けられたケーブル222又は224の張力が増加する。従って、テンドン222と224における張力はフックの法則、カム238のモーメントアーム、及びバネ236のバネ定数に従って、バネ236のそれぞれの近位端の動きに線形に依存する。しかし、それぞれのバネシステム235は、例えば、テンドン222又は224を動かす外力もしくは遠位端の力に応じて一定の力で非対称的にふるまう。一定の力のバネ234と駆動システム232は、上記に参照された米国特許出願第12/494797号においてさらに記載されているような種々の方法で代替的に実行され得る。連結されたエレメント210は、1次元の動作の自由度を有しており例えば、軸まわりの回転である、一般的には、駆動モーター242又は244が、取付けられた一定の力のバネ238によって適用される力を変化させるために駆動システム232を回転させる際に動く。しかしながら、この駆動システムは迎合的なものであり、駆動システム232が対応する回転なしに、外力がエレメント210を動かすことができる。結果として、連結エレメント210の位置又は向きと駆動システム232又は駆動モーター242の位置との間には、固定した関係が無い。本発明の態様に従って、コントロールシステム250は、エレメント210の向きを測定するためにセンサー260を使用している。センサー260は、例えば、形状センサーであり得るし、エレメント210を含む機器200の長さに沿って主チューブの形状を感知することができる。形状センサーのいくつかの例は、Larkin他によるタイトルRoboticSurgerySystemIncludingPositionSensorsUsingFiberBraggGratingsである米国出願特許公開公報第2007/0156019A1号2006年7月20日出願、およびGiuseppeM.PriscoによるタイトルFiberopticshapesensorである米国出願特許第12/164829号2008年6月30日出願に記載されており、両者ともここにおいて参考として導入されている。しかしながら、連結エレメント210の角位置を測定することができるあらゆるセンサーが代替的に使用され得るだろう。以下にさらに記載されるように、コントロールプロセスは、連結エレメント210を操作するために必要な適用する力を計算するために、こうした測定値を使用している。機器200は、バックエンド機構230がモーターパックから切り離されたときのバックドライブbackdriving能力を有している。一定力のバネ235は、なおもテンドン222と224が緩まないように保持し、機器の遠位端が、バックエンド機構230に被害を与えたり、テンドン222又は224に緩みが生じたりすること無く、手動で配置できるもしくは姿勢をとるようにする。このバックドライブ能力は、一般的に、外科手術用機器の望ましい特性である。特に、機器がコントロールシステム250の動的なコントロールの下に無くて、機器の挿入の間に曲げられたり、操作されたりする、フレキシブルな主チューブを持った機器にとってはそうである。例えば、機器200は、手動で姿勢をとることができ、主シャフトの中のテンドンは、過度な張力もしくは緩みを経験することはない。図3Aは、医療機器における関節のための迎合的な駆動リンクの別の例を示している。図3Aは、機器の動作中において、駆動モーターが自由に回転すること、又は駆動テンドンが駆動モーターに対してスリップすることを許容する動作プロセスを使用する医療機器300の典型的な実施例を示している。その全体がここにおいて参考として導入されているタイトルPassivePreloadandCapstanDriveforSurgicalInstrumentsの米国出願特許第12/286644号に記載されているようにである。医療機器300は、主チューブ320の端に先端効果器310を有しており、バックエンド機構330は、主チューブ320を通って走るテンドン322と324を操作して、先端効果器310の動作の自由度をコントロールする。図示された実施例においては、テンドン322と324は先端効果器310の機械的部分に取付けられ、テンドン322と324における張力が、先端効果器310を、ピボット関節構造に関して反対の方向に回転させる。図3Aに示す関節構造は、一例に過ぎないし、テンドンのペアに適用される張力に応じて運動の一自由度を提供する他の関節メカニズムが、本発明の代替的な実施例において採用され得る。例えば、図3Bは、テンドン322と324を通じて適用される力に応じて曲がったり、折れたりすることができるカテーテルの部位に対応する関節310の実施例を示している。カテーテルの関節は、テンドン322と324の張力の違いに応じて曲がるプラスチック材料の押し出し品を単に含み得る。この構成において、テンドン322と324は、カテーテルの中の内腔を通じて伸び、カテーテルの端に付着する。このように、テンドン322と324における力は、例えば、挿入の際にカテーテルを操作するためにカテーテルを曲げるように使用され得る。図3Bの実施例においては、遠位センサー360は、関節角度と速度を計測したり計算したりするために、カテーテルの遠位端部分の曲げ角度を測定することができる。図3Bにおけるカテーテルの関節のためのバックエンドやコントロール構成は、アクチュエーターケーブルの内腔と遠位のフレキシブルな部分の中心との間の距離を掛け算することにより、測定された関節角度と速度をテンドンの位置と速度に転換することができることを除いて、図3Aの実施例の構成と同じである。主チューブ320の近位端に付着するバックエンド機構330は、駆動モーター342と344により適用されたトルクを、テンドン322と324のそれぞれの張力や先端効果器310における駆動関節に適用される力やトルクに転換する伝動装置のように振舞う。図示された実施例においては、駆動モーター342と344は、その周りにそれぞれタンドン322と324が巻きつくキャプスタン332と334に直接的に結合されているダイレクトドライブの電気モーターであり得る。特に、テンドン322は、対応するキャプスタン322の周りに、設定巻き付き角度だけ全ターンよりは小さいか、もしくは、1またはそれ以上のターンと同じであり得る巻き付いており、キャプスタン332に付着しておらず、キャプスタン332から受動的プリロードシステム333に向かって伸びる端面を有している。同様に、テンドン324は、対応するキャプスタン324の周りに、設定巻き付き角度だけ巻き付いており、キャプスタン334から受動的プリロードシステム335に向かって伸びる端面を有している。テンドン322と324は、永久にキャプスタン332と334に取り付く必要もないので、テンドン322と324はキャプスタン332と334に対してスリップし得るし、それぞれがキャプスタン332と334に接続された駆動モーター342と344の軸に対してスリップし得る。テンドン322と324の近位端は、それぞれ受動的プリロードシステム333と335に取り付いており、一緒に、一定力のバネとして動作するカムと、フックの法則に従うバネとして、それぞれが図3Aの中に含まれている。受動的プリロードシステム333と335にはバイアスがかかっており、システム332と334が、機器300の動作範囲の初めから終わりまで、テンドン322と324に対するゼロでない力または張力を適用している。この構成により、キャプスタン332と334が回転自由であるときに、受動的プリロードシステム333と335は、テンドン322と324における張力をコントロールし、テンドン322と324の必要な長さを巻き込んだり、もしくは繰り出すことによって、テンドン322と324の緩みを回避する。バックエンド機構330がモーター342と344から分離されたときは、受動的プリロードシステム333と335は、なおもテンドン322と324が緩まないように保持し、バックエンド機構330に被害を与えたり、テンドン322又は324に緩みに生じたりすること無く、先端効果器310と主チューブ320フレキシブルなときにが、手動で配置できるもしくは姿勢をとるようにする。従って、機器300もまた、図2の機器200について上述されたのと同様に、バックドライブ能力を有している。先端効果器310は、動的コントロールシステム350と人による入力例えば、マスタースレイブmaster-slaveサーボコントロールシステムにおける入力の下で、駆動モーター342と344を使用して操作され得る。例えば、モーター342がテンドン322を引くときには、テンドン322の遠位部分に適用された張力として、モータートルクが伝達される。キャプスタン332がテンドン322の近位部分に適用できる最大の張力は、テンドン322がキャプスタン332に対してスリップし始める張力に依存する。しかし一般的には、実際に使用される最大の張力は、テンドン322と324がキャプスタン332と334の上で滑ることを防ぐように、選定することができる。同時に、モーター344へのパワーを切ったときに、モーター344とキャプスタン334を自由回転にすることにより、テンドン324は最小の張力を維持することができる。つまり、受動的プリロードシステム335が、キャプスタン334を通じて、テンドン324の近位端に適用する一定力である。テンドン322における張力が大きいほど、先端効果器310の図3Aにおける反時計回りの回転を引き起こしやすい。同様に、モーター342のパワーを切り、テンドン324を通じて先端効果器310に力を適用するためにモーター344のパワーを入れることは、先端効果器310の図3Aにおける時計回りの回転を引き起こしやすい。テンドン322と324に張力がかかっているときにモーター342と344が自由回転する能力と、キャプスタン332と334の上でのテンドン322と324の滑りを許容することは、コントロールシステム350がモーター340と先端効果器310の角度位置の間の固定した関係に依存することを許さない。しかしながら、コントロールシステム350は、テンドン322と324を通じて駆動された関節に関して、先端効果器310の角度位置を測定するセンサー360を使用することができる。図2と図3Aに示す器具の、アクチュエーターと関節の間で駆動されるリンクは、特にフレキシブルな主チューブを持った器具にとって、望ましい迎合性を提供する。しかしながら、迎合性を持ったリンクもまた、より伝統的な器具において存在していた。例えば、図1の既知の器具は、カバーで覆われた、もしくはボーデンBowdenケーブルを器具の曲がる部分に使用し、ロッドrod要素を直線部分に使用することができる。ロッド要素は、アクチュエーターと関節位置の直接的な関係と干渉する伸びを削減し得る。しかしながら、いくつかのアプリケーションにおいては、よりフレキシブルな材料のテンドン例えば、電気的絶縁、または最小限の摩擦が望まれるポリマー製テンドンを使用することが望ましい、しかし、そのようなテンドンは、アクチュエーターと関節位置の直接的な関係に依存することで、コントロールプロセスのためには許容できない量の伸びを招いてしまう。本発明の一つの態様に従えば、図2と図3に係る医療器具、または、そうでなければ迎合性のあるリンクを持った器具のためのコントロールプロセスは、メカニカル関節を駆動するのに適用される張力を決定するために、メカニカル関節の位置のリモート測定を使用することができる。図4は、角度または位置θに応じた動作の自由度を有するメカニカル関節410を備える医療器具400の一般的な概念を模式的に示している。一般的に、関節410は、医療器具の二つの部分の間で一次元の自由度を提供するメカニカルな手段であり得る。一つの実施例においては、関節410は、二つの堅いリンク部品が関節軸まわりに回転できるようにするロータリーメカニズムであり得る。他の実施例においては、二つの堅いリンク部品の間の回転は固定された軸まわりのものではない。別の実施例においては、二つの堅いリンク部品の間の回転は、リンクを結合するフレキシブルな曲げ部分によって実現される。他の実施例においては、関節410は、リンク420と422の駆動によって曲げられる曲げ部分であり、このようにしてカテーテルといった連続的にフレキシブルな器官に係る二つの隣接した部分の間の相対的な角度を変えている。位置という用語は、ここにおいて、デカルト座標系における位置、角度位置、もしくはメカニカルシステムの自由度の構成に係る他の指標、を含んで広く使用される。センサー図示なしは、遠く離れた関節410における位置θを測定し、測定されたθをコントロールシステム450に対して提供する。例えば、センサーから器具400の遠位端まで延びている信号ワイヤー図示なしを通じ、そして、器具の近位端においてコントロールシステム450までの器具400の主チューブ図示なしを通じてである。センサーは、加えて関節140の動作としての速度を測定する、もしくは速度は二つまたはそれ以上の位置θの測定から推察され得る。関節410は、迎合的なリンク420を通じてアクチュエーター440に接続されており、関節410はアクチュエーターから遠く離れている。例えば、関節410は器具の遠位端にあり、一方、アクチュエーター440は器具の近位端にある。図示された実施例においては、迎合的なリンク420が関節410に接続され、アクチュエーター440によってリンク420に対して適用される張力Tが、関節410を時計回り方向に回転させる。しかしながら、リンク42は迎合的必ずしもそうである必要はないがに過ぎて関節410の位置とアクチュエーター440の位置との直接的な関係が、関節410をコントロールするのに十分に正確ではない。例えば、リンク420は、適用される張力Tの最小値と最大値の間の張力で伸び、リンク420の有効長の違いは関節接合の45度に相当する。反対に、典型的な医療装置は、アクチュエーター位置に基づいて関節の位置を正確にモデル化することができるように、関節接合のたった数度に対応する伸びしか許さない。一般的な場合、迎合性は、スプリング構造の伸びに係る単なるフックの法則に制限されるものではないことが理解されるべきである。迎合的なリンク420は、例えば、図2に係る実施例におけるテンドン222とバックエンドメカニズム230の少なくとも一部分、もしくは図3Aに係る実施例におけるテンドン322とバックエンドメカニズム330の少なくとも一部分、を含み得る。一般的に、リンク420の近位端において適用された張力Tに対するリンク420の応答、およびリンク420の長手方向に沿って関節410に対して適用された外力に対するリンク420の応答はモデル化することが難しい。アクチュエーター440は、図2または図3Aに係る駆動モーター242または342を含み得るが、リンク420の近位端に対して張力Tを適用し、リンク420を通じて関節410に対して力またはトルクを加える。しかし、他の力やトルクもまた関節410に対して加えられる。特には、一つまたはそれ以上の他のリンク420は、関節410に接続され、関節410の回転を引き起こす正味の張力または力を集合的に加える。図4に図示された実施例においては、単一のリンク422が関節410と駆動モーター442に接続されている、リンク422における張力が、加えられた張力Tに抗し、関節410を図4における時計回り方向に回転させるようにする。追加的なリンク422または他のリンクはリンク420と同様であり、違いは、リンク422が関節410に接続していることだけである。コントロールシステム450は、アクチュエーターが迎合的なリンク420に加える張力Tをコントロールする駆動信号を生成するためのプログラムまたは回路を実行する汎用のコンピューターであり得る。アクチュエーター440が電気モーターである場合には、駆動信号は、アクチュエーター440からのトルク出力をコントロールする駆動電圧または電流であり、張力Tは、モータートルクをリンク420に対して張力Tが加わっている地点の有効なモーメントアームで割った値に等しい。以下にさらに述べるように、コントロールシステム450は、関節410に対する望ましい位置θD、望ましい速度、そして現状と過去の時点における関節410の位置θの一つまたはそれ以上の測定値を使用して、張力Tの大きさもしくはモータートルクを算出することができる。ユーザー例えば、システム400をコントロールする外科医は、コントローラー460を操作することで望ましい位置θDと速度を提供することができる。コントローラー460の正確な構成は、コントローラー460が、そこから望ましい位置θDと速度が決定されるところの信号を提供することができることを除いては、本発明にとって重大なものではない。複合的な医療器具にとって好適な手動コントローラーは、一般的に、医療器具の動作のための多くの同時指令を示す信号を生成し、そうした動作は器具における複合的な関節を含み得る。コントローラー460としての使用に好適なマニピュレーターが、例えば、IntuotiveSurgival,Inc.のダビンチサージカルシステムdaVinciSurgicalSystemのマスターコントローラーの中に備えられている。一般的に関節410を現在の測定された位置θからタイムインターバルΔtで望ましい位置θDに移動するために必要な張力Tは、以下の多くの要因に因っている。すなわち、適用された張力Tに抗する関節410の有効イナーシャ、張力Tを適用するアクチュエーター440のイナーシャ、関節410に接続され正味の有効な力を適用するあらゆるリンクのイナーシャ、関節410に適用する外力、関節420の駆動もしくはリンクの移動に抗する内部および外部の摩擦力、関節410の現在の速度、そして内部および外部のダンピング力、である。これらの要因の多くは、器具400の作業環境に拠って変化し得るし、測定またはモデル化することが難しい。しかしながら、システムのメカニズムに基づいて、または、その医療器具の特定の関節について実験的に、モデルを作ることができる。一つの特定の実施例においては、コントロールシステム450は遠位関節誤差であるθD-θとから張力Tを決定する。これらは、それぞれが、関節410の測定された位置と望ましい位置との相違であり、関節410の測定された速度と望ましい速度との相違である。特に、誤差θD-θとを増加させる適用された張力Tは、関節410の位置が望ましい位置に収束するようにさせる。図5は、図4に係るシステム400の基本的構成を有する医療器具をコントロールするためのプロセス500についてのフロー図を示している。プロセス500は、ステップ510において、関節410の位置θの現在値を読み込み、関節速度の現在値を決定すること、から始まる。速度は、現在の位置θ、以前の位置θ’、測定間のタイムインターバルΔtを使用して、よく知られた方法で、直接的に測定され、または決定され、もしくは見積もることができる。例えば、速度が一定例えば、であるという仮定の下で、もしくは以前の速度決定が与えられ加速度が一定であるという仮定の下においてである。次に、ステップ515は、関節410の望ましい位置θDと望ましい速度を獲得し、ステップ520は、測定値と望ましい位置との間の相違または誤差であるθD-θ、および測定値と望ましい速度との間の相違または誤差であるを算出する。ステップ520において算出された位置と速度の誤差は、関節410を望ましい位置θDに近づけるために必要な張力Tを決定するために使用される。図5に係る実施例においては、適用される張力Tは複数の貢献を含み得る。最も重要な貢献は遠位張力TDSTであり、位置誤差θD-θと速度誤差の関数F1として決定される。遠位張力TDSTは、アクチュエーターの位置、例としてモーターシャフトの角度、とは独立しており、関節410の位置とアクチュエーター440の位置との間に直接的な関係が無い場合においてさえも遠位張力TDSTを決定することができる。一つの特定の実施例においては、関数F1は以下の式1の形式である。g1とg2はゲインファクターであり、Cは定数または配置に依存するパラメーターであり、そしてTsignはリンクのサインsignである。サインTsignはリンク420における張力によって生じる関節410の動作と関連しており、例えば、リンク420における張力が位置座標θを増加させようとする場合には正の値例えば、プラス1であり、リンク420における張力が位置座標θを減少させようとする場合には負の値例えば、マイナス1であり得る。別の実施例においては、関数F1は力についてより低い縛りを課す、例えば、力が常に正の値であるようにである。パラメーターCは、システムの他の部分によって関節410に対して適用される既知またはモデル化された力に応じて選択された定数であり得る。例えば、パラメーターCは、関節410に対して力を適用している他のリングによって生じるトルクとバランスをとるために、もしくは予想される摩擦力または外力を説明するために選択された定数であり得る。しかしながら、パラメーターCは、厳格に定数である必要は無く、効果的にモデル化できる重力またはメカニズム剛性といった特性を補填する定数ではない項を含むことができる。従って、測定された関節位置または速度に依存し得るものである。ゲインファクターg1とg2は、関節410の望ましい剛性に応じて選択され得る。特に、関節410が静的なグリップとして使用される場合は、体組織に適用される正味のグリップ力またはトルクは、式1に係る項g1θD-θに依存する。一般的に、ゲインファクターg1とg2および定数Cは、関節410の望ましい剛性または応答性に応じて、もしくは誤差の累積に応じて選択され得る。例えば、器具400を患者の自然な内腔に従って挿入する場合には、関節410を優しく振る舞うようにさせ、関節410が周囲の組織を傷つけないようにするために、ゲインg1を低い値に設定することができる。挿入が終わると、外科医がその器具を使って正確な外科手術が行えるように、ゲインファクターg1をより高い値に設定することができる。式1式1に係る項は、与えられた時間Δt内に、リンク420を使用して、望ましい位置θDに到達するように関節410を回転させるのに現在必要とされる関節410におけるトルクまたは力を、おおよそ決定するために使用される。トルクと力は、トルクは力と有効なモーメントアームRとの積であるという点で関係している。Rは、関節410に対するリンク420の接合と関節410の回転軸との間の垂直距離によって定義されるものである。有効なモーメントアームRは、ゲインファクターg1とg2および定数Cのどちらかに取り込まれ得るし、もしくは算出された遠位張力TDSTを計算されたトルクに変換するために使用され得る。遠位張力TDSTは、例えば、式1におけるパラメーターg1、g2、およびCの適正な選択といった、関数F1を適正に選択することで、人間オペレーターによるマスターコントローラー260の操作に応じたやり方で関節410を動作させるために、アクチュエーター440が適用する必要のある力を概算することができる。しかしながら、ある条件下においては、ステップ530、535,540、そして545による任意的な修正が行われる。特に、任意的なステップ530と535は、それぞれ位置誤差θD-θの飽和した累計または積分Iを計算し、統合的な張力TINTを算出する。統合的な張力TINTは、正の値、ゼロ、もしくは負の値であり、ステップ525において算出された遠位張力TDSTに加えることができる。統合的な張力TINTは、飽和した積分Iの関数F2として算出することができ、単純に積分Iとゲインファクターとの積であり得る。ステップ530において算出される飽和した積分Iは、N個のインターバルについて、インターバルの最後において測定された位置と達成されるべき望ましい位置との間の位置誤差θD-θもしくは相違θD、i-θi-1の単純な合計であり得る。合計に含まれるインターバルの回数N個は制限されていてもいなくてもよく、積分Iは、積分の大きさは最大の飽和値を超えられないというところで飽和し得る。一般的に飽和値は統合的な張力TINTの最大値または最小値を定めるように選択される。しかしながら、統合的な張力TINTの最小値または最大値は、関数F2の値を算出する際に代替的に限度を定められる。任意的なステップ540は、ここにおいて近位張力TPROXとして参照される別の調整値を算出する。それは、正の値、ゼロ、もしくは負の値であり得る。近位張力TPROXは遠位張力TDISTに付加することができ、ステップ525において算出される。図6は、近位張力TPROXを算出するためのプロセス600に係るフロー図である。プロセス600は、ステップ610においてアクチュエーター400の現在の速度を読み込むことから始まる。速度は、アクチュエーター440のベースに取り付く一般的なタコメーターによって測定することができる。計算効率を改善するために、ステップ610は、また、図5に係るステップ510とステップ515との間にスケジュールされ得る。次に、ステップ620は、近位リンク速度差または誤差を算出する。これは、関節410の望ましい速度に基づいて算出された望ましいリンク速度と、現在のアクチュエーター速度に基づいて算出された現在のリンク速度との差または誤差として定義されるものである。一つの特定の実施例においては、望ましいリンク速度は有効モーメントアームRと、リンクのサインTsignと、関節410の望ましい速度との積であり得るし、一方、現在のリンク速度はアクチュエーター440の有効モーメントアームRと、アクチュエーター速度との積であり得る。図6に係る実施例において、近位張力TPROXは近位リンク速度誤差の関数F4として決定される。一つの特定の実施例においては、関数F4は単純に、近位リンク速度誤差とゲインファクターとの積である。ゲインファクターは、リンク420に対して追加的なダンピング効果を提供するように選択することができる。図5に係る任意的なステップ545は、一対の張力TPAIRを算出する。これは、ステップ525において算出される遠位張力TDISTに対する正の、ゼロの、もしくは負の調整であり得る。図7は、一対の張力TPAIRを算出するためのプロセス700に係るフロー図である。プロセス700は、ステップ710において、アクチュエーター440の速度の現在の値、および関節410に関連する他の全てのアクチュエーターの速度の値を読み込むことから始まる。図4に係るシステムにおいては、関節410に接続された二つのアクチュエーター440と442が存在し、二つのアクチュエーター速度とがある。計算効率を改善するために、ステップ710は、図5に係るステップ510とステップ515との間に実行するようにスケジュールされ得る。次に、ステップ720は、一対のリンク速度差または誤差を算出する。これは、関節410に関連するアクチュエーター440と442の現在のリンク速度ととの差または誤差として定義されるものであり、アクチュエーター440と442が実質的に同一である場合である。例えば、リンク420と422それぞれの動作のための有効モーメントアームが同一である場合である。一つの特定の実施例においては、現在のリンク速度誤差は、差とアクチュエーター440と442の有効モーメントアームとの積であり得る。図7に係る実施例においては、一対の張力TPAIRは、一対のリンク速度誤差の関数F5として決定される。一つの特定の実施例においては、関数F5は単純に、一対のリンク速度誤差とゲインファクターとの積である。ゲインファクターは、リンク420に対して追加的なダンピング効果を提供するように選択することができる。張力Tは、図5に係るステップ550において、関数F3として決定される。関数F3は、遠位張力TDISTと、近位張力TPROXと、一対の張力TPAIRと、統合的な張力TINTとの和である。図8に係る実施例において、関数F3は張力Tの最大値および最小値を制限する。最大張力TMAXおよび最小張力TMINは、コントロールシステム450のプログラミング例えば、ソフトウェアにおいて設定され得る。しかしながら、迎合的なリンクは、自分自身で張力の最小値と最大値を持っている。例えば、図3Aで図示されたリンクは、モーター/アクチュエーター342又は344がフリーホイールfreewheelingであるときは、プリロードシステム333又は335の設定によってコントロールされる最小張力TMINを有し、対のモーター342又は344のトルクが、テンドン322又は324がキャプスタン332又は334の上をスリップするポイントを超えてしまうときは、結果としてスリップを生じる最大張力TMAXを有する。一般的に、最大張力TMAXは、ハードウェアとソフトウェアの両方によって設定されるのが望ましい。特に、最大張力TMAXは、大きな力を加えることにより生じる器具の損傷を避けるために設定されるべきであり、最小張力TMINは、リンクにおけるテンドンが緩くなったり、脱線したり、ねじれたりすることがないことを確実にするために設定されるべきである。図5に係るステップ555は、コントロール信号を生成し、アクチュエーター440はステップ550において算出した張力Tを適用する。例えば、アクチュエーター440がダイレクトドライブの電気モーターであるときは、コントロール信号は、算出された張力Tに対して比例するようにコントロールされた駆動電流であり得る。ステップ560において、コントロールシステム450は、アクチュエーター440が、タイムインターバルΔtの間、算出された張力Tを適用し、保持するようにする。その間に、関節410は現在の望ましい位置θDに向かって動作する。張力Tを変えると、アクチュエーター440のイナーシャに応じた時間によって、全張力Tの適用が遅れることになる。望ましくは、素早く反応するために、アクチュエーター440のイナーシャは比較的に小さいほうが良い。例えば、アクチュエーター440として動作しているドライブモーターのイナーシャは、関節410のイナーシャの5倍以下であることが望ましい。時間Δtの経過後、プロセス500はステップ510に戻り、関節位置の測定、目標とする位置と速度の獲得、そして次のタイムインターバルの間に適用される張力Tの計算、を繰り返す。一般的に、時間Δtは、器具のオペレーターに対してスムーズであるように見える動作を提供し、器具において望ましくない振動を生じることがないように、十分小さくあるべきである。例えば、一秒間に250回以上の張力Tを算出し、設定することは、人の目に対してスムーズに見える動作を提供し、人の命令、例えば、人によるコントローラー460の操作、に応じた器具の動作を提供する。張力Tの算出において誤差を使用することは、一般的に、関節410を望ましい位置に収束させる。その際、統合的な張力TINTを伴っても伴わなくてもよく、器具または外部環境のモデル化もしくは測定は伴わない。しかしながら、上述のように、適用する張力Tの算出において使用されるゲインg1とg2といったパラメーターは、特定の器具について調整され、その器具に係る外部の環境変化を補償するために、使用において、さらに調整される。アクチュエーター442がリンク422に対して適用する張力は、図5に係るコントロールプロセス500を使用してもコントロールできる。プロセス500においてアクチュエーター442とリンク422に対して使用されたパラメーターは、アクチュエーター442とリンク422を比較した際の、アクチュエーター442とリンク422についての類似性と相違性に基づいた、アクチュエーター442とリンク422に対するパラメーターと同一であっても異なっていてもよい。特に、図4に係る構成におけるアクチュエーター442に対するサイン値Tsignは、アクチュエーター440に対するサイン値Tsignとは逆の関係にある。リンク422と420は、関節410を回転させるように反対方法から接続されているからである。結果として、ステップ525で算出される主要な張力の貢献であるTDSTは、典型的にはアクチュエーター440または442の一方について負の値になり得る。適用する張力Tを算出する、ステップ550は、図8に示すように、最小張力TMINとして、負の張力総計TDISTTPROXTPAIRTINTを設定することができる。従って、例えば、定数Cといった、ステップ525における遠位張力TDISTの算出のためのパラメーターは、一般的に、他方のアクチュエーターが作用張力TMINを適用するという仮定に基づいて選択することができる。本発明は、特定の実施例に関して述べられてきたが、こうした記載は本発明のアプリケーションについての単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものと理解されるべきではない。特許請求の範囲によって定義されるように、開示された実施例に係る特徴の多様な適用や組み合わせは、本発明の範囲内のものである。"