2021

Bildgestützte robotische Mikrochirurgie in der Ophthalmologie – BiRoMicO

In der Ophthalmochirurgie erstreckt sich das Operationsfeld über wenige Millimeter, sodass seitens des Operateurs eine extrem hohe Präzision und Geschicklichkeit vorausgesetzt sind. Ein für die geforderte Präzision limitierender Faktor ist der physiologische Tremor, der sich im Bereich von 100 bis 200 μm bewegt und auch auf die feinen Instrumente übertragen wird. Neue Therapieverfahren setzen jedoch eine enorm hohe Präzision voraus: Die Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration mittels Stammzelltherapie zeigt sich z. B. als hocheffiziente Therapie. Hierfür werden Stammzellen über subretinale Injektion zwischen den Photorezeptoren und dem retinalen Pigmentepithel eingebracht; ein Injektionsbereich, der nur wenige Mikrometer umfasst. Das sichere Auffinden dieses Injektionsbereiches stellt besondere Anforderungen an die Bildgebung aber auch an die Instrumenten­führung.

Um die technischen Rahmenbedingungen für diese Behandlungen bereitzustellen, wird in dem Projekt ein volldigitales 3D-Operationsmikroskop mit integrierter simultaner Kohärenztomographie für die Ophthalmologie entwickelt. In die multimodale Bildgebung des Mikroskops wird parallel ein robotischer Mikromanipulator integriert, der über die 3D-Bildgebungsinformation exakt und intuitiv gesteuert werden kann. Zudem können durch den volldigitalen Ansatz Bild- und Positions­informationen aller Systemkomponenten abgeglichen und dokumentiert und dadurch die erfolgreiche Therapie sichergestellt werden.


Deep Learning für automatisiertes Fahren auf der Rennstrecke – rAIcing

Als im Jahr 2018 das Förderprojekt rAIcing startet, steht die Automobilindustrie vor großen Herausforderungen. Zentrale Trends stellen das autonome Fahren und die Elektrifizierung der Fahrzeugflotte dar.


Erhöhung der Ausfallsicherheit in elektrischen Antriebssystemen durch softwarebasierte Diagnose und eine rekonfigurierbare Motorregelung – Antrieb-SDR

Im Zuge der fortschreitenden Elektrifizierung und Automatisierung werden immer häufiger elektrische Antriebssysteme eingesetzt. Dieser Trend findet in nahezu allen technischen Bereichen statt, womit auch die Anzahl intelligenter Antriebe mit höchsten Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit steigt. Beispielhaft seien hier kollaborierende Roboter, die Automatisierungstechnik, die Elektromobilität, die Luftfahrt oder das autonome Fahren zu nennen.

Ein defekter Sensor im Antriebssystem führt meist zum Ausfall des gesamten Antriebs. Da dies fatale, teils lebensbedrohliche Folgen haben kann, wird ein fehlertolerantes Konzept zur Antriebsregelung entwickelt. Das Konzept bezieht neben der konventionellen Antriebsregelung drei weitere Stufen mit ein. Die erste Stufe umfasst eine erweiterte Beobachterstruktur, welche die verschiedenen Sensor-signale softwarebasiert rekonstruiert und somit alternative Sensorsignale zur Verfügung stellt. Die zweite Stufe besteht aus einem Diagnoseverfahren, welches im Antriebssystem auftretende Fehler frühzeitig erkennt und zudem die genaue Ursache identifiziert. Auf den ersten beiden Stufen aufbauend kommt die Rekonfigurationsstufe zum Einsatz. Die Rekonfigurationsstufe führt in Abhängigkeit von der kontinuierlichen Fehlerdiagnose eine Adaption der Regler- und Sensorkonfiguration durch, um einen sicheren Betrieb des Antriebs auch beim Auftreten eines Fehlers zu gewährleisten.


Load Sensor for GPF (Gasoline Particulate Filter)

Im Fokus des Forschungsprojekts stehen der Vergleich und die Erforschung etablierter und neuer Sensorprinzipien für die Beladungsbestimmung von Benzinpartikelfiltern (GPF).


Supervised Autonomous Interaction in Unknown Territories (SAINT)

Eines der langfristigen Ziele in der Robotik und Augenmerk dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines einfachen, teleoperativ bedienbaren Robotersystems, das es ermöglicht, Manipulationen in unbekannten, unstrukturierten Umgebungen durchzuführen. Die entwickelten Konzepte und Algorithmen wurden im Rahmen der im Logistikbereich wichtigen Bin Picking Anwendung umgesetzt und evaluiert.


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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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