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Photo von Heinz Wörn

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Heinz Wörn

Professor im Ruhestand
Tel.: +49 721 608-44006
Fax: +49 721 608-47141
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Zur Person

Professor Wörn studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und promovierte dort am Institut für Werkzeugmaschinen mit seiner Arbeit zu dem Thema "Mehrprozessorsteuerungssystem für Werkzeugmaschinen mit standartisierten Schnittstellen". Im Anschluss arbeitete er bei KUKA Schweißanlagen und Roboter GmbH, wo er eine leitende Stellung in Forschung und Entwicklung inne hatte. Professor Wörn ist ein international anerkannter Experte für Roboter und Automation. Seine Erfahrung umfasst Roboteranwendungen, Robotersteuerungen und Sensoren für Roboter, sowie deren Programmmierung und Simulation. Seit 1997 leitet er das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik der Universität Karlsruhe als Professor für "Komplexe Systeme in Automation und Robotik".

Forschungsgebiete

  • Planung, Programmierung, Steuerung, Diagnose und Sensorsysteme für Industrieroboter
  • Autonome, mobile Roboter, Mikroroboter, Serviceroboter, Teleroboter, Autonome Fahrzeuge
  • Planung und Simulation von Anlagen und Fabriken
  • Roboter- und sensorgestützte Chirurgie
  • Mikromontage
  • Modellierung komplexer Systeme in Produktion und Medizin

Instrumentenorientierte Systemarchitektur für Chirurgierobotersysteme

AutorHelge Peters, Heinz Wörn
Jahr2006
Veröffentlicht inAutomed - 6. Workshop, Rostock-Warnemünde, Tagungsband, ISBN 3-86009-296-0
KurzfassungExistierende Chirurgieroboter sind hochintegrative Systeme bei denen meist alle Komponenten durch einen zentralen Rechner gesteuert werden. Diese monolithische Systemarchitektur führt dazu, dass Komponenten aus einem System nicht in einem anderen System wiederverwendet werden können. So muss heute eine Klinik, will sie eine neue robotergestützte Operationsmethode einführen, ein komplett neues System einkaufen, statt beispielsweise einfach das Werkzeug an einem vorhandenen Roboter auszutauschen. Einige Systeme verwenden verteilte Architekturansätze, bei denen Teilsysteme wie Lokalisationssysteme, Visualisierungssysteme und ein Roboter jeweils Komponenten darstellen. In der entsprechenden Softwarearchitektur werden diese Subsysteme so weit abstrahiert, dass sie sich gegen gleichartige Systeme austauschen lassen. Dies ermöglicht die Entwicklung der einzelnen Subsysteme unabhängig voneinander, wobei allerdings austauschbare Subsysteme identische Funktionalität aufweisen müssen. Der Roboter und das daran angebrachte chirurgische Instrument, das in diesem Zusammenhang als Endeffektor bezeichnet wird, bilden heute jedoch auch bei solchen Ansätzen ein monolithisches System. Dabei wird nicht berücksichtigt, dass in einem solchen System lediglich der Endeffektor direkt mit einem bestimmten chirurgischen Eingriff verknüpft ist. Alle anderen Komponenten sind in der Regel nicht spezialisiert und könnten bei unterschiedlichen Operationsarten eingesetzt werden. Außerdem können bei existierenden verteilten Architekturansätzen Subsysteme nur durch solche ersetzt werden, die die identische Funktion erfüllen. Module mit zusätzlichen, eingeschränkten oder schlicht anderen Funktionen lassen sich nicht integrieren. In dieser Arbeit wird untersucht, ob sich ein Robotersystem für die Chirurgie modular aufbauen lässt, so dass sich die für einen bestimmten Einsatz benötigten Subsysteme individuell zusammenschließen lassen. Insbesondere sollen hierbei der Endeffektor als eigentliches chirurgisches Instrument und der Roboter als separate Komponenten betrachtet werden.
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