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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

Fiber-Bragg Gitter basierte Formsensorik in der Ureterorenoskopie - Konstruktion und Test eines Ausführungskonzeptes

AutorH. Pauer, D.Teber, W.Tuschmann, H.Wörn
Jahr2016
Veröffentlicht inTagungsband der 15. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie (CURAC 2016).
EditorCURAC
KurzfassungZum Tracken der Spitze von Endoskopen und der Form des Instrumentenschaftes in minimal-invasiven medizinischen Eingriffen können die entsprechenden Instrumente mit Formsensoren ausgestattet werden. In der Urologie werden sogenannte Ureterorenoskope eingesetzt. Sowohl Ausführungen mit linearem Schaft aus Metall und wenig Deformationsspielraum, als auch Instrumente mit flexiblem Schaft aus Polymeren und einem maximalen Biegeradius von bis zu weniger als 20 mm sind hier im Einsatz. Die Formsensoren erfassen die Verformung der Endoskope und ermöglichen damit die Berechnung der Position und Ausrichtung der Instrumentenspitze. Die Sensor-Hauptkomponente sind Glasfasern, in welche an diskreten Stellen mehrere optische Strukturen, sogenannte Bragg Gitter, eingeschrieben sind. Die physikalischen Eigenschaften dieser Gitter ändern sich mit der lokalen Deformation der Faser und können somit als Dehnmessstreifen eingesetzt werden. Um die Deformationscharakteristik der Instrumente auf die Fasern zu übertragen, müssen die Fasern über ein flexibles Trägermaterial an die Instrumentenoberfläche oder innerhalb des Instrumentenschaftes mit dem Instrument verbunden werden. In diesem Artikel wird ein Konzept der Faserintegration an ein starres Ureterorenoskop hergeleitet und getestet. Dabei werden sowohl die Auswahl der verwendeten Materialien, als auch die Art der Faserfühung entlang des Instrumentes in Betracht gezogen. Das Potenzial der Methode wird schließlich evaluiert.
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