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AccuRobAs

AccuRobAs
Ansprechpartner:

Dr. Jörg Raczkowsky

Links:
Projektgruppe:

MeGI

Förderung:

6. EU-Forschungsrahmenprogramm

Starttermin:

Oktober 2006

Endtermin:

September 2009

Hauptziel des Projektes ist es ein innovatives und universelles Roboterassistenzsystem zu entwickeln um Menschen bei anspruchsvollen Operationen zu unterstützen. Zu diesem Zweck werden Methoden entwickelt, um die Genauigkeit eines Leichtbauroboters während verschiedenen chirurgischen Eingriffen zu erhöhen. Die Eingriffe unterscheiden sich vor allem in der Autonomie des Systems und reichen von Telemanipulation bis zu vollständig autonomem Verhalten. Unabhängig davon hat der Benutzer jederzeit die Möglichkeit in den Prozess einzugreifen. Augenmerk liegt dabei vor allem auf adaptiver Kontrolle, wobei ein Multisensorkonzept verwendet wird um die Genauigkeit des Gesamtsystems merklich zu erhöhen.
Ein Roboter braucht eine detaillierte Beschreibung seiner Umwelt um in einem komplexen Arbeitsraum zu agieren. Eine natürliche Umgebung ist normalerweise nicht genau modellierbar und unterliegt ständiger Veränderung. Eine der wichtigsten Aufgaben ist die Entwicklung eines Modells das den Arbeitsraum mit hinreichender Genauigkeit beschreibt. Auch die Planung muss hinsichtlich von Ungenauigkeiten des Modells entsprechend angepasst werden u. A. muss die Möglichkeit bestehen ungewisse Systemzustände in der Planung zu beschreiben. Ein Leichtbauroboter ist Herzstück des Gesamtsystems. Seine kinematische Redundanz erlaubt es, den Endeffektor in einer Position und Orientierung verbleiben zu lassen während die einzelnen Segmente eine andere Konfiguration annehmen. Der Roboter ist mit einem komplexen Sensorsystem ausgestattet. Desweiteren ist die Steuerung für eine Vielzahl menschlicher Tätigkeiten geeignet, insbesondere für  komplizierte chirurgische Eingriffe.
Die Systemarchitektur ist offen und  modular. Abhängig vom Eingriff, der durchgeführt wird kann die Zahl der verwendeten Roboter stark variieren. Während beim robotergestützten Laserschneiden nur ein Arm verwendet wird, werden im Falle minimal-invasiver Chirurgie drei verwendet. Die Leichtbauweise ermöglicht einen schnellen Auf- und Abbau im OP durch den Benutzer. Die Fähigkeiten des Frameworks werden an zwei Fallbeispielen demonstriert; zum einen robotergestützte Laserosteotomie als auch telemanipulierte Palpation.
Ziel 1: Erhöhung der Robotergenauigkeit mit Hilfe eines Multisensor-Konzepts.
Ziel 2: Erhöhung der Planungsgenauigkeit durch ein adaptives Model, Weichteilmodellierung und online Motion Prediction.
Ziel 3: Entwicklung neuer Techniken für die Laserosteotomie um ein kontaktfreies Schneiden menschlicher Knochen mit beliebigen Trajektorien und ausgezeichneter Genauigkeit zu ermöglichen.
Ziel 4: Bereitstellung kinästhetischen Feedbacks mit dem Roboter für die Palpation sowohl in echten als auch in simulierten Umgebungen.