Mensch-Roboter-Interaktion: Messe zeigt innovative Lösungen

MÜNCHEN. In den Wachstumsmärkten Life-Science, Medizin und Pharma erschließen Roboter neue Aufgabenbereiche. Dabei arbeiten sie nicht nur für den Menschen, sondern in immer mehr Fällen auch direkt mit ihm zusammen. Bei der am Dienstag in München startenden 7. Internationalen Fachmesse für Automation und Mechatronik (Automatica) werden laut Veranstalter mehr als 200 Unternehmen ihre wegweisenden Entwicklungen in dieser Innovationsbranche zeigen. Damit bilden die Life-Science-Lösungen einen Schwerpunkt der weltweit größten Robotikmesse.

Nach Angaben der International Federation of Robotics (IFR) stellen Medizinroboter die wertvollsten Serviceroboter mit einem durchschnittlichen Stückpreis von rund einer Million US-Dollar inklusive Zubehör und Service dar. Für den Zeitraum 2015 bis 2018 prognostiziert die IFR einen weltweiten Absatz medizinischer Roboter von 7800 Einheiten. Im Zeitraum 2014 bis 2017 gingen die Robotikexperten noch von einem Wert von 7130 Einheiten aus.

Roboter für die Haartransplantation

Die Medizinroboter - dazu zählen OP-Roboter sowie Therapie-Roboter, wie Exoskelette - unterstützen medizinische Prozeduren, etwa indem sie Instrumente, diagnostisches Equipment und Lösungen für alle Arten von Diagnosen und Therapien präzise führen. Aber auch indem sie die Sicherheit und die Gesamtqualität der Operationen durch das Zusammenbringen und Dokumentieren der Diagnosedaten und Interventionsprozeduren optimieren.

In den Messehallen werden spezielle Op-Roboter für minimalinvasive Eingriffe zu sehen sein, die laut Veranstalter eine neue Qualität in die Op-Säle bringen. Der Roboter könne dabei im Automatikmodus selbstständig nach genauer Programmierung agieren. Bei der Telemanipulation hingegen steuere der Operateur die Roboterarme anhand eines endoskopischen Kamerabildes über Joysticks selbst - ein Musterbeispiel für die Mensch-Roboter-Kollaboration, die in der Industrierobotik gerade erst Einzug halte.

Inspiriert von diesen sehr kostenintensiven, speziellen Op-Systemen sei es zur Entwicklung von Assistenzsystemen für medizinische Behandlungen gekommen, die auf klassischen Industrierobotern basieren. Bestes Beispiel sei ARTAS. In dem innovativen Robotersystem für die minimalinvasive Haartransplantation arbeitet ein Standard-Industrieroboter TX60 des Anbieters Stäubli. Der hochpräzise Sechsachser entnehme einzelne Haarwurzeln, die dann an den vom Haarausfall betroffenen Stellen wieder eingesetzt würden. Mit dem System könnten Ärzte schneller und präziser arbeiten, Patienten schonender behandeln und verbesserte Anwuchsraten garantieren. "Da Haarausfall weit verbreitet ist, haben wir bereits knapp Hundert Roboter allein in dieser Anwendung im Einsatz", resümiert Stäubli Robotics-Geschäftsführer Gerald Vogt. Bereits auf der Automatica 2014 habe das Unternehmen Yaskawa den Dualarmroboter CSDA10F vorgestellt. "Unser Dualarmroboter stammt aus der Industrieautomation und wurde für Einsätze im Laborbereich modifiziert. Mit seinen insgesamt 15 servogesteuerten Achsen, darunter eine Rumpfachse und jeweils sieben Achsen pro Arm, ist das Robotersystem beweglicher als jeder Mensch, vor allem aber um Klassen präziser", so Dr. Michael Klos, General Manager bei Yaskawa.

In einem weltweit einmaligen Pilotprojekt übernehme der Dualarmroboter die Prüfung medizinischer Diagnosegeräte. Die Anlage sei der manuellen Prüfung überlegen und punkte mit uneingeschränkter Reproduzierbarkeit der Prüfszenarien, vorbildlicher Prozesssicherheit sowie einer bis dato nicht erreichten Effizienz und schließe dabei die menschliche Komponente als Fehlerquelle aus.

Schlüsselrolle für Bildverarbeitung

Ob im Op-Saal, bei der Haartransplantation oder der Prüfung der Diagnosegeräte - die Bildverarbeitung spielt in jedem Fall eine Schlüsselrolle. In der Doppelarmroboter-Anwendung kämen insgesamt drei Kamerasysteme zum Einsatz, jeweils eines davon sei an den beiden Roboterarmen montiert, das dritte befinde sich stationär in der Zelle. Die Kameras dienten nicht nur der Steuerung des Roboters, vielmehr übernähmen sie die eigentliche Qualitätskontrolle, in dem sie die auf dem Display der Diagnosegeräte angezeigten Messwerte aufnähmen und dokumentierten.

Eine weitere Zielgruppe der Serviceroboter sind Patienten. Eine Technologie, die vom Menschen inspiriert worden sei, zeige Shadow Robotics. RAMCIP (Robotic Assistant for Mild Cognitive Impairment Patients at home) ist ein Assistenzroboter, der Menschen mit Demenz und leichten kognitiven Einschränkungen zu Hause unterstützen soll, um ihnen länger ein unabhängiges Leben zu ermöglichen. Das Unternehmen arbeite an der Verarbeitung von Rückenmarkssignalen, damit RAMCIP in Echtzeit intelligent greifen könne.

Eine der Top-Attraktionen auf der Automatica sei der Service Robotics Demo Park in Halle B4, auf dem Besucher die Möglichkeit haben, mit den Robotern zu interagieren und diese ohne Gefahr zu berühren. Ein Beispiel hierfür ist der humanoide Roboter SURENA III aus dem Iran, der mit Menschen agieren kann.