Mobile Robotik und Bildverarbeitung mit 3D-Kamera

Roboter entwickeln für Rehabilitation und Service in der Klinik

Mobile Roboter könnten in Zukunft Patienten und Klinikpersonal unterstützen und entlasten. Das Lübecker Uni-Institut für Technische Informatik (ITI) forscht in diesem Bereich und entwickelt gemeinsam mit Unternehmenspartnern Robotik-Anwendungen für den Einsatz in der Rehabilitation und in den Servicebereichen der Klinik. Das ITI beteiligt sich mit diesem Thema auch am aktuellen Projekt „Industrie-in-Klinik-Plattform Lübeck“... " (Quelle: www.technologie-luebeck.de)

FE&E-Kompetenzen:

  • Mobile Roboteranwendungen für Reha-Robotik (Trainingssysteme für die Wiedererlangung motorischer Fertigkeiten z.B. von Beuge- und Drehbewegungen der Hand sowie Service-Robotik (mobile Logistik-/Transportanwendungen „out oft he box“ mit selbstlernender Orientierung/Organisation in unbekannten Umgebungen)
  • Bildverarbeitung mit 3D-Kameras (insbesondere zur Patientenüberwachung bzw im Kontext von Bewegungs-, Zustands- oder auch Gestenerkennung))
  • Integrierte Schaltungen (insbesondere FPGAs) für schnelle (Bild-)Datenverarbeitung jenseits der Leistungsfähigkeit von Prozessoren

FE&E-Leistungsprofil:

Entwurf, Design und und prototypische Realisierung von mobilen Robotern, Systemen zum Patientenmonitoring und integrierten integrierten Schaltungen

Leistungsversprechen:

Entwurf/Design/Realisierung von Prototypen sowie Evaluierung anhand von Machbarkeitsstudien, Versuchsmodellen und Demonstratoren

Erfahrungen, Projektbeispiele:

Roboter für die Handrehabilitation nach Schlaganfällen:

  • m⋅ReS-R ist ein Modul zum Training von Rotationsbewegungen. Der Patient arbeitet gegen einen Motor, wobei je nach seiner Ausrichtung, Supination und Pronation oder Feintraining der Finger trainiert werden können. Ein Zusatzmodul ermöglicht die passive Bewegung der Hand durch den Motor, welcher bei hemiparetischen Patienten von der gesunden Hand gesteuert wird.
  • m⋅ReS-X ist ein haptischer Handschuh basierend auf einem parametrisierbaren eXoskelett, der zum Training von Greifbewegungen der Hand eingesetzt werden soll. Mit Hilfe von integrierter Sensorik kann die Fingerstellung erfasst werden und Aktoren, die über Seilzüge mit dem CAM-gefertigten Exoskelett verbunden werden, können Kräfte auf die Finger aufbringen.

System zur Patientenüberwachung auf Basis 3D-Bildverarbeitung(Industrieprojekt; vertraulich))

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Erik Maehle, Prof. Dr.-Ing. Thilo Pionteck
Institut für Technische Informatik

für IKP-Projekte:
Dr. Raimund Mildner
E-Mail:
Mobil: 0171 / 5309668

Forschungsprofil:

Das Institut für Technische Informatik (ITI) der Universität zu Lübeck beschäftigt sich mit der Architektur von Hardware/Software-Systemen sowie deren prototypischer Implementierung und Evaluation. Forschungsschwerpunkte sind dabei derzeit mobile autonome Roboter sowie adaptive digitale Systeme, insbesondere dynamisch rekonfigurierbare Systeme und Networks-on-Chip. Ein aktuelles Projekt mit medizinischer Anwendung befasst sich mit Rehabilitations-Robotern für Schlaganfallpatienten. Der Fokus liegt dabei auf der Handrehabilitation mit dem Ziel, möglichst kostengünstige Geräte zu schaffen, die von den Patienten auch zu Hause eingesetzt werden können. Die Parametrisierung und Aufzeichnung von Behandlungsdaten erfolgt dabei rechnergestützt. Über das Internet kann der Therapeut so den Behandlungsfortschritt beobachten und die Trainingsparameter anpassen. Ein weiteres Projekt befasst sich mit der Patientenüberwachung, wobei insbesondere 3D-Kameras zum Einsatz kommen.

Die Arbeiten auf den Forschungsgebieten des ITI sollen fortgesetzt und deren medizinische Anwendungen in Kooperation mit den Kliniken weiter ausgebaut werden. Bei den Rehabilitationsrobotern umfasst dies u.a. weitere Studien mit Patienten in Kooperation mit Ärzten und Physiotherapeuten, um den Behandlungserfolg nachzuweisen und zu optimieren und die Geräte weiter zu verbessern. Weiterhin soll die Entwicklung von Servicerobotern weitergeführt und auch für Anwendungen in Kliniken nutzbar gemacht werden, etwa als Pflege- und Assistenzroboter. Der Einsatz von Systemen zur Überwachung von Patienten soll erweitert und in klinischen Studien erprobt werden.

Für Hochleistungsbildverarbeitung sollen rekonfigurierbare integrierte Schaltungen für Robotik und medizinische Bildverarbeitung entwickelt werden.