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CASCADE: Steuerungssystem für kontinuierliche Roboter

Im EU-Projekt CASCADE (Cognitive AutonomouS CAtheter operating in Dynamic Environments) wird ein vereinheitlichtes Steuerungssystem für kontinuierliche Roboter entwickelt, das Operationen in komplexen und verformbaren Umgebungen (insbesondere dem kardiovaskulären System) ermöglichen bzw. vereinfachen soll.

CASCADE: Prototyp des chirurgischen Tools, welches im Projekt verwendet wird
CASCADE: Prototyp des chirurgischen Tools, welches im Projekt verwendet wird
CASCADE: Platzierung einer SAPIEN Transkatheter-Herzklappe (Edwards Lifesciences Corp.)
CASCADE: Platzierung einer SAPIEN Transkatheter-Herzklappe (Edwards Lifesciences Corp.)

Diverse Forschungsprojekte in Robotik und Automation haben in jüngster Vergangenheit die Entwicklung von schlangenähnlichen, kontinuierlichen Robotern stark vorangetrieben. Solche Roboter erfordern neuartige Steuerungskonzepte, denen die Wissenschaft bisher jedoch kaum Beachtung geschenkt hat. Robotergesteuerte Katheter sind innerhalb des Feldes der kontinuierlichen Roboter eine besondere Herausforderung, da sie sich in einem komplexen, empfindlichen, verformbaren und höchst dynamischen Umfeld bewegen, welches nur begrenzt visualisiert werden kann.

Im Projekt CASCADE (Cognitive AutonomouS CAtheter operating in Dynamic Environments) soll ein vereinheitlichtes Steuerungssystem für kontinuierliche Roboter in komplexen und verformbaren Umgebungen (kardiovaskuläres System insbesondere) entwickelt werden. In einem ersten Schritt sollen allgemeine mathematische Modelle des Roboters und seiner Umgebung erstellt und mit realen Operationsdaten ergänzt werden. In Fällen, in denen Modell- und Operationsdaten nicht genügend verlässliche Informationen bieten, sollen diese durch Sensordaten ergänzt werden.

Ein User Interface soll dem operierenden Arzt die Kontrolle des Roboters ermöglichen, womit während einer Operation direkte Eingriffe möglich sind. Dieses Interface kann auch für Trainingszwecke und zur Standardisierung von Eingriffstechniken verwendet werden. Das entwickelte Steuerungssystem soll die Kontrolle über lokale (Kräfte/Steifheit) und globale (Form) Parameter des Roboters in sehr hohem Detaillierungsgrad ermöglichen. Diverse Analysetools sollen zudem ermitteln, welche neuen Möglichkeiten kontinuierliche Roboter bei Katheter-Eingriffen bieten. Insbesondere sollen die in CASCADE entwickelten intuitiven und intelligenten Tools die Behandlung von kardiovaskulären Krankheiten erleichtern.

Projektdetails

Projektstart: 01.02.2013

Projektdauer: 3 Jahre

Projektreferenz: 601021

  • Programme acronym: FP7-ICT
  • Contract type: Collaborative project (generic)
  • Subprogramme area: ICT-2011.2.1

Projekt finanziert durch die Europäische Kommission

Weitere Infos finden Sie auf der Projektwebseite

Medienbericht:

Artikel in Aktuelle Technik (PDF, 404 KB) (PDF 403,8 KB)

Links zu unseren Projektpartnern:

Ansprechpartner IMS:

Prof. Dr. Hans Wernher van de Venn

Prof. Dr. Hans Wernher van de Venn

ZHAW School of Engineering
Institut für Mechatronische Systeme
Technikumstrasse 5
8400 Winterthur

+41 (0) 58 934 77 89
wernher.vandevenn@zhaw.ch