Automatica 2016 Mensch-Roboter-Erfolgsgeschichten in der Medizintechnik

Redakteur: Ines Stotz

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. Auf der Automatica 2016, vom 21. bis 24. Juni in München, werden mehr als 200 Firmen ihre wegweisenden Entwicklungen in dieser Innovationsbranche zeigen.

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Stäubli Sechsachser bewähren sich bei vielen Life Science-Einsätzen. Das Spektrum reicht von der Arzneimittelherstellung (hier im Bild) bis zur automatisierten Haartransplantation.
Stäubli Sechsachser bewähren sich bei vielen Life Science-Einsätzen. Das Spektrum reicht von der Arzneimittelherstellung (hier im Bild) bis zur automatisierten Haartransplantation.
(Bild: Stäubli)

Dabei ist es nicht nur das Marktpotenzial, das beeindruckt, es sind die Applikationen an sich. So ermöglichen spezielle Operationsroboter minimalinvasive Eingriffe, die eine neue Qualität in die Operationssäle bringen. Der Roboter kann dabei im Automatikmodus selbständig nach genauer Programmierung agieren. Bei der Telemanipulation hingegen steuert 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 hält.

Haartransplantation mit dem Industrieroboter

Inspiriert von diesen sehr kostenintensiven, speziellen Operationssystemen kam es zur Entwicklung von Assistenzsystemen für medizinische Behandlungen, die auf klassischen Industrierobotern basieren.

Ein Beispiel: Artas. In dem Robotersystem für die minimalinvasive Haartransplantation arbeitet ein Standard-Industrieroboter Stäubli TX60. Der hochpräzise Sechsachser entnimmt einzelne Haarwurzeln, die dann an den vom Haarausfall betroffenen Stellen wieder eingesetzt werden. Die Entnahme von Tausenden von Haar-Follikeln war konventionell ein zeitraubender und für den Patienten belastender Prozess. Mit dem Roboterassistenzsystem können die Ärzte ungleich schneller und präziser arbeiten, Patienten schonender behandeln und verbesserte Anwuchsraten garantieren.

„Dank ihrer einzigartigen Performance hinsichtlich Bahnverhalten, Präzision, Positionsstabilität und Reinraumtauglichkeit setzen die voll gekapselten Roboter der Stäubli TX Baureihe Benchmark bei medizintechnischen Anwendungen. Die TX60 Sechsachser lassen sich direkt ohne nennenswerte Modifikationen in das Artas-System integrieren. Da Haarausfall weit verbreitet ist, haben wir bereits knapp 100 Roboter allein in dieser Anwendung im Einsatz“, freut sich Stäubli Robotics-Geschäftsführer Gerald Vogt.

Dualarmroboter revolutioniert Prüfung von Diagnosegeräten

Bereits auf der Automatica 2014 hat 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 übernimmt der CSDA10F jetzt die Prüfung von medizinischen Diagnosegeräten – eine höchst verantwortungsvolle Aufgabe, an deren korrekter Ausführung Menschenleben hängen. Die Anlage ist der manuellen Prüfung überlegen und punktet mit uneingeschränkter Reproduzierbarkeit der Prüfszenarien, vorbildlicher Prozesssicherheit sowie einer bis dato nicht erreichbarer Effizienz und schließt dabei die menschliche Komponente als Fehlerquelle aus.

Standardroboter auch in der Champions League

Obgleich die Hygienestandards für Anlagen, Komponenten und Roboter in Medizin und Pharma besonders hoch sind, gibt es auch in der Champions League der Automation eine ganze Reihe von Applikationen, für die keine speziellen Reinraumroboter erforderlich sind.

Dass sich diese nicht nur auf end-of-the-line Verpackungsaufgaben beschränken, beweist ein Standard-Sechsachser von ABB bei der Montage filigraner Komponenten für Turbinenbohrmaschinen in der Zahnmedizin. Bei der Montage einer filigranen Achse samt Spannzange, die Dentalwerkzeuge wie Bohrer, Fräser oder Schleifer aufnimmt, ist höchste Präzision gefragt. Nur so lässt sich perfekter Rundlauf der Werkzeuge sicherstellen. Der kompakte ABB IRB 120 bewährt sich bei dieser Feinmechanikmontage dank seiner Wiederholgenauigkeit von einem hundertstel Millimeter und wird damit allen Qualitätsanforderungen gerecht. Der Anwender ist aber nicht nur von der Präzision der Roboterlösung angetan, sondern auch von deren Produktivität, weshalb weitere Automatisierungslösungen folgen sollen.

Komplexe Lösungen dank Bildverarbeitung

Ob im Operationssaal, bei der Haartransplantation oder der Prüfung der Diagnosegeräte – die Bildverarbeitung spielt in jedem Fall eine Schlüsselrolle. In der Doppelarmroboter-Anwendung kommen insgesamt drei Kamerasysteme zum Einsatz, jeweils eines davon ist an den beiden Roboterarmen montiert, das dritte befindet sich stationär in der Zelle. Die Kameras dienen nicht nur der Steuerung des Roboters, vielmehr übernehmen sie die eigentliche Qualitätskontrolle, in dem sie die auf dem Display der Diagnosegeräte angezeigten Messwerte aufnehmen und dokumentieren.

Die Bedeutung der Bildverarbeitung ist für viele Automatisierungsprojekte enorm. Das belegt das zweistellige Wachstum in dieser Branche. Die Automatica 2016 bietet die perfekte Gelegenheit, um sich einen ganzheitlichen Überblick über das Angebot dieser Innovationsbranche zu verschaffen.

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