یک نیاز اساسی برای انجام عمل جراحی رباتیک قلب تپنده، الگوریتم پیشبینی است که بتواند حرکت آینده قلب را با دقت بالا و در یک بازه زمانی طولانی تخمین بزند. در این مطالعه ابتدا به وسیله یک شبیهساز حرکت قلب، قابلیت استفاده از یک دوربین فروسرخ برای اندازهگیری حرکت آزاد قلب ارزیابی شد. نتایج آزمایشها نشان داد در صورتی که دادهبرداریها همزمان باشند و دوربین در فاصله ‎100 سانتیمتری از سطح قلب قرار بگیرد، دقت دوربین در حدود ‎81‎ میکرون است. در ادامه حرکت قلب و سیگنالهای بیولوژیکی یعنی دبی تنفس و تحریک الکتریکی قلب از دو نمونه سگ تحت عمل جراحی توراکوتومی اندازهگیری شد. دادهها در دو حالت ضربان ثابت و متغیر ثبت شدند. با توجه به نتایج تجربی، یک مدل اتورگرسیو چندمتغیره (MVAR) ‎ارائه شد که به طور صریح از سیگنالهای حجم تنفس و تحریک الکتریکی قلب استفاده میکند. فرم ‎‎استاندارد مدل ‎MVAR‎ به گونهای اصلاح شد که دادههای گذشته با نرخهای متفاوت اندازهگیری بکار رود. یک پیشبینگر مستقل و تخمینزن ‎RLS‎ نیز برای کاهش محاسبات الگوریتم به ویژه برای بکار بردن تعداد دادههای زیاد اجرا شد. علاوه بر این، یک الگوریتم پیشبینی ترکیبی (AM-AR) ‎برای بهبود دقت پیشبینی حرکت قلب با ضربان متغیر پیشنهاد شد. نوسانهای کلی و محلی حرکت قلب به ترتیب با مدلهای ‎AM‎ و ‎AR‎ تخمین زده شد. یک فرم بهبود یافته از مدل AM‎ برای جبران تغییرات ضربان قلب ارائه شد. الگوریتم پیشنهادی به دو مجموعه از دادههای تجربی اعمال شد و دقت و حجم محاسبات آن در پیشبینی حرکت قلب با بازه طولانی ارزیابی شد. خطای مدل MVAR‎ در محدوده ‎162-82‎ میکرون است که کمتر از نصف خطای بهترین روش مورد مقایسه است. این مدل با وجود داشتن هزینه بالاتر محاسباتی نسبت به روشهای قبلی، میتواند حرکت قلب را برای ‎200‎ میلیثانیه بعد با صرف تنها ‎85/0 میلیثانیه، پیشبینی کند. خطای پیشبینی الگوریتم AM-AR‎ بین ‎145‎ تا ‎263‎ میکرون برای ضربان متغیر است که به طور قابل توجهی کمتر از خطایی‎‎ است که در مطالعات قبلی گزارش شده است. هزینه محاسبات الگوریتم ‎AM-AR‎ در هر گام از پیشبینی در حدود ‎2/0‎ میلیثانیه است. الگوریتمهای ارائه شده در این مطالعه‏، دارای کارآیی بهتر در مقایسه با روشهای قبلی هستند. این مدلها با پیشبینیهای بسیار دقیق در زمان واقعی و برای بازههای پیشبینی بزرگ، مدلهایی امیدوار کننده برای استفاده عملی در جراحی رباتیک قلب تپنده هستند.