Miniatuur endoscopierobots maken patiëntvriendelijke operaties zonder grote incisies in het lichaam en op moeilijk bereikbare plekken mogelijk. Veel chirurgen vinden het echter niet voldoende om het te opereren gebied door een camera en op afstand de robot aan te sturen. Ze willen ook het ‘gevoel’ wat ze doen en wat de robot doen. Een force feedback mens-robot-interface fungeert als koppeling tussen de hand van de chirurg en de endoscopierobot.
De gebruikersinterface is ontwikkeld door Florian Klug van het Instituut für Elektromechanische Konstruktionen van de Technische Universität Darmstadt. De force feedback interface is een in de hand gehouden besturing, die in principe net zo werkt als een joystick.
De mens-robot-interface heeft echter ook een mechanische terugkoppeling van wat het bestuurde instrument (in dit geval de endoscopierobot) feitelijk doet. Deze kan grijpen, snijden, naaien, kortom alles wat een chirurg met conventionele instrumenten of een mechanische endoscoop ook doet. Zijn miniatuurinstrumenten worden op een willekeurige afstand door de gebruikersinterface bestuurd, waarbij de interface de chirurg het gevoel geeft dat hij de instrumenten zelf bedient.
Mens-robot-interface
In principe is de mens-robot-interface opgebouwd als een pincet met twee vrijheidsgraden voor het grijpen en draaien. Hij wordt bediend met de duim, wijsvinger en middelvinger. Duim en middelvinger grijpen het pincet; de wijsvinger beweegt een hefboom die via een snaaroverbrenging is gekoppeld aan de as van een elektromotor. Een andere motor is verantwoordelijk voor de rotatiebeweging.
Voor beide aandrijvingen zijn borstelloze gelijkstroommotoren van Faulhaber (in de Benelux vertegenwoordigd door Minimotor) met hoge resolutie encoders gebruikt. In combinatie met de krachtige borstelloze vierpolige gelijkstroom servomotoren maken ze een exacte commutatie en optimale positie- en snelheidsregeling mogelijk. Informatie over de absolute hoek is zonder een nulpuntsbepaling al bij het inschakelen beschikbaar, wat ook voor veel andere positioneertoepassingen een belangrijke eigenschap is. Voor motor en encoder is bovendien één uitgangskabel voldoende. Het geringe aantal kabels is erg handig gezien het filigrane karakter van de gebruikersinterface.
Het volledig artikel vindt u in het augustus-nummer van Aandrijftechniek.
