Ontwikkeling van een rigoureuze controlestrategie voor nauwkeurige sturing van continuum robots en toepassing op endovasculaire vervanging van de aortaklep.

Recente ontwikkelingen op het gebied van robotica en automatisering hebben de ontwikkeling van een grote verscheidenheid aan (slangachtige) continuümrobots bevorderd. Minimaal Invasieve Chirurgie (MIC) is één domein waarin de intrinsieke veiligheid van dergelijke robots tot zijn recht komt. Dankzij hun superieure manoeuvreerbaarheid kunnen deze instrumenten plaatsen bereiken die anders ontoegankelijk zouden zijn voor de chirurg. Dit opent de weg naar nieuwe en minder invasieve interventies. Tot nu toe bestudeerde men voornamelijk de ontwikkeling en de miniaturisering van deze instrumenten, terwijl men minder onderzoek verrichtte naar de controle. De uitdaging op controlevlak is evenwel niet te onderschatten want continuüm robots gedragen zich totaal anders dan conventionele rigide robots (rigide vs. flexibel gelokaliseerde verbindingen vs. continue vervorming). In contact met de omgeving passen deze robots zich aan aan deze omgeving. De resulterende vorm is daarom functie van de optredende interactiekrachten. Daarenboven is bij MIC de omgeving waarin de robot zich beweegt vaak complex en vervormbaar. De robot kan dus niet onafhankelijk van zijn omgeving onderzocht worden; zijn dynamische gedrag is verbonden met dat van zijn omgeving. Dit project zal een gecombineerd controleschema voor de controle van continuüm robots ontwikkelen dat algemene mathematische beschrijvingen van de continuüm robot en zijn omgeving gebruikt, dat manieren om de modellen te identificeren afleidt, en dat voorstellen voor zeer precieze lokale (interactie kracht/stijfheid) en globale (vorm) controle voorstelt. Dit project zal verder een aantal innovatieve micro-hydraulisch aangedreven actieve katheters ontwikkelen die gebruikt zullen worden voor endovasculaire aortaklepvervanging, en als dusdanig de behandeling van cardiovasculaire ziektes verbeteren.

Trefwoorden:Robotics, Navigation, Minimal Invasive Surgery, Continuum robots, Control, Cardiovascular diseases, Miniaturization

Disciplines:Ontwerptheorieën en -methoden, Mechanica, Andere mechanische en productie ingenieurswetenschappen