SoKoRoMed

Das Vorhaben zielt auf die Etablierung definierter Prozessketten für die Herstellung patienten- bzw. anwendungsspezifischer weicher Endeffektoren ab. Dazu werden neue Werkstoffe, geeignete Berechnungsverfahren und eine angepasste 3D-Drucktechnik entwickelt. Die Soft- und Kontinuums-Roboter (SKR) werden im Projekt konzipiert und in Kombination mit konventioneller Medizin- und Robotertechnik in einem klinischen Gesamtdemonstrator für spezifische Interventionen zur Anwendung gebracht werden. Über die Definition von Standards zur System- und Funktionsbeschreibung soll die klinische Translation erleichtert werden.

Die HTWK Leipzig wird im Projekt SoKoRoMed gemeinsam mit dem ICCAS Strategien zur klinischen Nutzbarmachung bestehender und neuer SKR-Technologien erarbeiten. Dabei stehen Forschungsfragen im Fokus, welche Materialien und Konzepte für spezifische medizinische Anwendungsfelder geeignet sind und wie bestehende Verfahren und Systeme an klinische Use-Cases angepasst werden können. Es sollen neue klinische Behandlungssysteme als Kombination aus SKR, konventionellen Robotersystemen, bestehender Medizintechnik (z. Bsp. Navigationssystemen und Instrumenten) und neuen Technologien (Sensorik, Bildgebung sowie Therapien) entwickelt werden. Die entstehenden Prototypen werden patientenspezifisch entwickelt und anhand klinischer Use-Cases evaluiert, um eine durchgehende Behandlungskette vom Patientenmodell, über die automatisierte Herstellung bis zum Einsatz am Patienten zu realisieren.

SKR aus weichen Polymeren erlauben eine erhöhte Beweglichkeit und Manövrierfähigkeit sowie eine verbesserte Präzision bei komplexen chirurgischen Eingriffen. Obwohl bereits verschiedene Ansätze und Steuerungsmethoden für SKR erforscht wurden, befinden sich aufgrund zahlreicher Herausforderungen nur wenige der bestehenden Konzepte in klinischer Translation. Ein wesentlicher Grund dafür ist der hohe Zeitaufwand bei der Herstellung weicher Roboter, bedingt durch die Vielzahl an Teilarbeitsschritten. Zudem stellen der Entwurf, die Simulation und die korrekte Ansteuerung dieser Systeme weitere wissenschaftliche Herausforderungen dar.