Im Bereich der Industrie- und Servicerobotik werden roboterbasierte Produktions- und Assistenzsysteme erforscht, die insbesondere den Einsatz von Robotern sowohl in autonomen als auch kollaborativen Anwendungsszenarien untersuchen. Dazu zählen sowohl Systeme im industriellen als auch im häuslichen Umfeld. Typische Anwendungsszenarien im industriellen Kontext sind kollisionsfreie Bahnplanung, Kalibrierung und neuartige Programmier- und Interaktionsverfahren. Typische Anwendungsszenarien im häuslichen Umfeld sind Assistenzsysteme, die Menschen im Lebensalltag unterstützen z.B. Exoskelette, roboterbasierte Geh- und Aufstehhilfen. Als übergreifende Technologien werden neuartige Sensorsysteme wie z.B. visuelle und haptische Sensoren, Näherungssensoren sowie Aktorsysteme, z.B. Mehrfinger-Greifer, haptische Displays sowie die darauf aufbauenden Algorithmen, z.B. Greifplanung, taktile Exploration, 2D/3D-Bildverarbeitung erforscht.
Für Produktionssysteme der Zukunft werden Hardwarelösungen sowie Diagnose-, Steuerungs- und Regelungssysteme erforscht. Anwendungsszenarien sind z.B. Unterwasser-Produktionssysteme für Öl und Gas, vorausschauende Wartung von Offshore-Anlagen, flexible roboterbasierte Verkettung von Produktions- und Logistik-Prozessen, Steuerung und Regelung für Roboterteams und –schwärme, Manipulationsaufgaben mit Mikrorobotern.
Im Bereich der Medizinrobotik ist das zentrale Thema am IPR die roboterassistierte Diagnose und Therapie. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die modell- und wissensbasierte Chirurgie für den Operationssaal der Zukunft gesetzt. Dies umfasst sensorgestützte autonome Roboter für die Knochenbearbeitung und Handhabung medizinischer Werkzeuge sowie medizinischer Objekte. Ein weiteres Arbeitsgebiet ist die telegesteuerte Robotik für die minimal-invasive Chirurgie mit flexiblen Manipulatoren und faseroptischen Sensoren für Lokalisation und Kraftmessung. Kognitive wissensbasierte Methoden sollen zu einer engen Verzahnung der Arbeitsprozesse im Operationssaal über eine intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle führen. Die Basis hierfür bilden Operationsplanungssysteme sowohl für den chirurgischen Eingriff als auch für die Ablaufplanung einer Operation. In diesem Kontext nimmt die Forschung an Verifikationsmethoden zur Verbesserung der Sicherheit einen hohen Stellenwert ein.
