Fühlen, was der Roboter macht

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Servoantrieb gibt den richtigen Impuls

Wie der Ablauf für den Chirurgen in der Praxis funktioniert, ist einfach zu verstehen. Soll beispielsweise mit einer Pinzette ein Stück Gewebe gegriffen werden, registriert der Encoder im Nutzerinterface in Echtzeit die Position und Bewegung des Fingers und damit das Öffnen oder Schließen der Pinzette. Dabei wird der Greifabstand von Daumen und Zeigefinger mit einer Genauigkeit von 0,004 mm bestimmt. Der Motion Controller errechnet daraus die Sollposition und gibt sie an den Roboter weiter, der seinen Greifer entsprechend bewegt.

Zugleich wird in dem Greifer die Kraft gemessen, die zwischen Gewebe und Greifer herrscht. Diese Kraft überträgt der Motor im Nutzerinterface wieder zum Finger des Chirurgen. Wenn der Roboter also etwas greift und dabei auf einen Widerstand trifft, dann übt der Motor einen entsprechenden Widerstand gegen den Finger aus. So kann der Chirurg unmittelbar spüren, was im Operationsgebiet passiert.

Antriebe erzeugen hohes Drehmoment

Die Gleichstrommotoren erzeugen zudem relativ hohe Drehmomente bei minimalem Eigengewicht. Beim Pinzettengriff wird die Bewegung des Chirurgen mit einem Seilzuggetriebe übertragen, da Vorversuche zeigten, dass ein Stahlseil vom sinnlichen Eindruck her die beste Kraftübertragung gewährleistet. Beim zweiten Gleichstrommotor hingegen sorgt ein angekoppeltes Zahnriemengetriebe für die Übersetzung der Drehbewegung. Der Drehwinkel wird im Bereich von 0 bis 18° von dem im Motor eingebauten Encoder mit einer Auflösung von 0,02° gemessen. Dank der elektronisch gesteuerten Kraftübertragung und der Übersetzung kann der Chirurg sogar feiner arbeiten, als es mit der freien Hand möglich wäre. So ist er in der Lage, kleinste Schnitte mit größter Präzision in anatomisch schwer zugänglichen Regionen auszuführen. (sh)

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