RoboAppEE
Roboter-Assistenzsystem für die schnelle und hochpräzise Applikation mehrkanaliger EEG-Montagen
Projektbeschreibung
Intelligente Roboter-Skills für medizintechnische Anwendungen
PROJEKTZIELE
Die Fallzahlen im Bereich psychischer und neurologischer Erkrankungen steigen stetig. Die zur Behandlung notwendige Diagnostik basiert in den meisten Fällen auf einem Elektroenzephalogramm (EEG). Dabei wäre es von großem Vorteil das EEG individualisiert, langfristig und dabei unauffällig im Alltag zu erfassen. Bedingt durch technologische Einschränkungen ist dies zurzeit jedoch nur unzulänglich möglich. RoboAppEE kombiniert ärztliches Wissen und Erfahrung mit den technischen Möglichkeiten einer Maschine. Das Ziel ist ein interaktives System, bei dem der Mensch die Elektrodenpositionen zur Erfassung des EEG grafisch vorgibt und der Roboter die Applikation auf dem Kopf durchführt.
INNOVATION & METHODIK
Voraussetzung für diesen Ansatz ist eine lichthärtende Polymerelektrode, die im ausgehärteten Zustand hochgradig leitfähig ist und eng an der Kopfhaut haftet. Für den Roboterarm wird nutzerzentriert ein Applikator entwickelt, der die Kopfhaare leicht scheitelt, das Ableitkabel fixiert, einen Tropfen Flüssigelektrode appliziert und mit Blaulicht härtet. Sensorik und zu entwickelnde Software erfassen die Kopfform, optimieren die Verkabelung und ermöglichen feinfühlige Bewegungen des Roboterarms zur Applikation. Die roboterbasierte Elektrodenapplikation bietet erstmals die Möglichkeit einer individualisierten Installation von bis zu 128 Polymer-EEG-Elektroden – schnell, reproduzierbar und unauffällig.
UNSER BEITRAG
Die Gestalt Robotics übernimmt zunächst mit den Partnern die Definition der Anforderungen sowie die nutzerzentrierte Gestaltung des Gesamtsystems. Primär kommt der Gestalt Robotics die technische Entwicklung der Assistenzfunktionen zu, die nicht ausschließlich den Handapplikator betreffen. Im Speziellen erfolgt eine interaktive Zusammenarbeit bei der Entwicklung des Effektordesigns mit Applikator, Software-Schnittstelle und dem Aufbau und der Erprobung des Gesamtsystems. Im Gesamtprojekt ist die Gestalt Robotics demnach für die Bereitstellung und Auslegung von Softwarefunktionen zur 3D-Vermessung der Kopfgeometrie sowie zur sicheren haptischen Applikation der Elektroden verantwortlich.
© PetESys UG
Keyfacts
3D Rekonstruktion
Führung von Tiefenkameras durch den Roboter
Aufnahme von Punktwolken
Generierung individueller Kopfmodelle
Pfadplanung
Automatische Verteilung von Applikationspunkten auf Basis des Kopfmodells
Detektion von Hindernissen
Taktile Roboter-Skills
Implementierung von Nachgiebigkeitsregelung
Entwicklung von Applikations-Skills zur Befestigung der EEG-Montage
Mensch und Roboter
Hohe Anforderung an Personensicherheit
Individuelles Roboterverhalten
Interaktionsdesign für Medizinprodukt
Partner & Förderung
PetESys UG
Projektleitung, Mitarbeit bei der gemeinsamen Erstellung der Anforderungen und der Konzeption der Komponenten und des Gesamtsystems, Entwicklung der Applikationseinheit in Abstimmung mit den Partnern, medizinisch-klinische Beratung des Konsortiums
YOUSE GmbH
Zielgruppen- und Anforderungsanalysen sowie Fokus auf Analyse von ethischen, legalen und sozialen Implikationen („ELSI“), Nutzerzentrierte Anforderungsanalyse mit Nutzer:innen mittels Methoden, Definition des Nutzungskonzeptes, Prüfung sämtlicher Komponenten des Gesamtsystems hinsichtlich Haptik und Akzeptanz mittels Usability-Tests. Regelmäßige Erhebung der ELSI-Aspekte im Projektverlauf und Abgleich der Entwicklungsschritte mit den erhobenen Anforderungen.
Förderung
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Programm
Innovative Start-ups für Mensch-Technik-Interaktion (StartMTI)
Laufzeit
12.2020 – 11.2023
Projektträger
VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
Projektposter
Projektposter als druckbares PDF
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird/wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Innovative Start-ups für Mensch-Technik-Interaktion (StartMTI)“ gefördert und vom Projektträger VDI/VDE Innovation + Technik GmbH betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.