Optische Lageregelung und Ablaufsteuerung eines Leichtbauroboters für die Chirurgie

Der Einsatz von Leichtbaurobotern mit integrierter Gelenkmomentensensorik in der Chirurgie verspricht Vorteile gegenüber herkömmlichen industriellen und aufgabenspezifischen Systemen. Begründet ist dies u. a. in der Erfassung externer Kräfte und Momente und die dadurch ermöglichte intuitive Benutzerinteraktion. Jedoch stellt die geringe strukturelle Steifigkeit im Vergleich zu Industrierobotern eine Herausforderung bezüglich der geforderten Genauigkeit in der Chirurgie dar. In der vorliegenden Arbeit wird ein interaktives Ablaufsteuerungs- und Integrationskonzept für einen solchen Roboter in der bildgestützten Therapie abgeleitet sowie die erreichbare Genauigkeit analysiert. Hierbei werden zur intuitiven Nutzerinteraktion aktive Arbeitsraumbegrenzungen unter Berücksichtigung der Werkzeuglage und der Roboterstruktur realisiert. Für die genaue Positionierung werden Methoden zur Optimierung der Lagebestimmung mittels optischen Lokalisationssystemen untersucht.