本文针对近距离粒子植入放射治疗技术,以机器人辅助植入针刺入软组织这一过程为研究对象,对人工仿生物材料的制备和针刺软组织的轨迹规划分别进行了研究。全文工作和取得的成果概括如下:制备了仿生物软组织材料——聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶。实验得到了透明水凝胶材料添加配比和循环次数。拉伸实验测得了多组水凝胶的平均应力-应变曲线,找到了与肝脏力学性能最接近的的水凝胶材料添加配比和循环次数。建立了以肿瘤细胞具有吸引力,神经和血管具有排斥力的人工势能场。划分了组织内有限元节点,计算了针尖合力的最小方向,得到了三维静态条件下的针尖轨迹,找到了刺入点可变时针尖的最优位置。利用静态轨迹规划方法进一步得到了动态条件下的轨迹。搭建了一个模拟针刺入软组织的实验平台,建立了视觉数据采集系统,对两台摄像机分别进行标定。对摄像机采集同一时刻的两幅二维图像进行处理,得到了软组织内部目标点的实际空间坐标,即刺入过程中目标点的位移情况。分析了仿真结果与实验结果之间误差产生的原因,并且提出了可行的解决方案。