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ANDROMEDA

Autonomes Roboterbohren für medizinische Anwendungen

Das ANDROMEDA-Projekt entwickelt eine neue autonome Roboterbohrtechnologie für die Neurochirurgie mit dem Ziel, die Präzision, Sicherheit und Effizienz chirurgischer Eingriffe zu erhöhen. Heutige manuelle Knochenbohrtechniken, insbesondere in der Kraniotomie, bergen selbst für die erfahrensten Chirurgen eine Reihe von Herausforderungen und Risiken. Einschränkungen der menschlichen Präzision, körperliche Ermüdung und die Variabilität der Verfahren sind weitere Gründe für die Entwicklung autonomer Lösungen.

Dieses Projekt führt wissenschaftliche Forschung auf dem niedrigsten Technologiereifegrad (TRL1), technisches Design und Laborvalidierung (TRL4) durch, mit dem Ziel, innovative Konzepte für Roboterkinematikstrukturen und fortschrittliche Steuerungsmodelle zu erproben. Ziel ist die Entwicklung eines Systems zur Steuerung von Kraft, Dauer und präziser Positionierung von Instrumenten während eines chirurgischen Eingriffs.

Projektbeschreibung

Projektcode: NPOO.C3.2.R3-I1.04.0097
Projektdurchführungszeitraum: 01.07.2024. – 30.06.2026.
Gesamtwert des Projekts: 1.688.211,86 EUR
EU-Kofinanzierung des Projekts: 1.450.872,27 EUR
Projektträger: RONNA MEDICAL doo
Partner: Universität Zagreb, Fakultät für Maschinenbau und Schiffsbau
Leiter des Forschungsteams am FSB: außerordentlicher Prof. Dr. sc. Marko Švaco

Ziele

  • Verbessern Sie chirurgische Präzision und Sicherheit Durch Automatisierung des Bohrvorgangs werden menschliche Fehler reduziert und die Konsistenz des Verfahrens erhöht
  • Ermöglichen Sie weniger erfahrenen Chirurgen Durchführung komplexer Aufgaben wie Kraniotomie mit Hilfe autonomer Technologie
  • Managementsoftware entwickeln die Echtzeitsensoren zur optimalen Steuerung des Robotersystems nutzt
  • Daten und empirische Beweise generieren durch Labortests und unterstützt so die Akzeptanz dieser Technologie bei medizinischem Fachpersonal
  • Legen Sie den Grundstein für die Anwendung in anderen chirurgischen Bereichen, wodurch die Technologie über die Neurochirurgie hinaus erweitert werden kann
  • Tragen Sie zur wissenschaftlichen Gemeinschaft bei durch die Veröffentlichung von Ergebnissen in relevanten internationalen Zeitschriften

Innovation und Bedeutung

Autonomes Bohren stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Medizinrobotik dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotersystemen, die menschliche Steuerung erfordern, entwickelt dieses Projekt eine Technologie, die chirurgische Eingriffe autonom durchführt. Dabei kommen folgende Technologien zum Einsatz:

  • künstliche Intelligenz (KI)
  • maschinelles Lernen
  • Computer Vision
  • Sensorsysteme
  • Algorithmen für präzise Steuerung

Diese Technologie ermöglicht es dem Robotersystem, in Echtzeit zu interpretieren und zu reagieren, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist.

Methodik

Das Projekt umfasst:

  • Grundlagen- und angewandte Forschung
  • Entwicklung und Erprobung von Prototypen
  • Technisches Design und Laborvalidierung unter simulierten Bedingungen
  • Auswahl und Prüfung von Sensoren (Kraft, Drehmoment, Temperatur, Position)
  • Optimierung kinematischer Strukturen und Bohrstrategien

In der Endphase des Projekts entsteht ein Prototyp eines kollaborativen Roboters mit einem intelligenten chirurgischen Werkzeug zum autonomen Bohren.

Partner und Kooperationen

Das Projekt vereint ein interdisziplinäres Expertenteam aus:

  • Ronna Medical – Industriepartner mit Erfahrung in der Medizinrobotik
  • Fakultät für Maschinenbau und Schiffbau (FSB) – wissenschaftliche und technische Expertise
  • Neurochirurgen Prof. Dr. Sc. Darko Chudy, Dr. Sc. Domagoj Dlaka, Assoc. Prof. Dr. Sc. Marina Raguž – klinische Validierung und Erfahrung im Umgang mit Robotersystemen

Diese Zusammenarbeit stärkt die Forschungskapazitäten der Partner und vernetzt die Industrie mit der akademischen Gemeinschaft.

Galerie

Potenzielle Risiken und Minderungsmaßnahmen

Technisch Herausforderungen – werden durch sorgfältige Auswahl der Komponenten, iteratives Design und ein Expertenteam gelöst
Regulatorische und ethische Aspekte – Das Projekt befolgt alle relevanten Richtlinien und gesetzlichen Bestimmungen und arbeitet von Anfang an mit den Aufsichtsbehörden zusammen
Finanzielle Einschränkungen – Es ist geplant, Mittel durch Fonds, Kooperationen und Optimierung der Ressourcen zu sichern

Erwartete Ergebnisse und Auswirkungen

  • Entwicklung autonomes Bohrsystem für komplexe neurochirurgische Eingriffe
  • Unterstützung für Ärzte bei Spezialverfahren, unabhängig vom Erfahrungsniveau
  • Verbesserung chirurgische Sicherheit und Wirksamkeit
  • Grundlage für Anwendung der Technologie in einem breiteren Spektrum medizinischer Verfahren
  • Sammeln von Wertgegenständen empirische Daten für zukünftige Forschung
  • Steigende Akzeptanz autonome Chirurgie in der klinischen Praxis

Teammitglieder

Abschluss

Projekt ANDROMEDA hat das Potenzial, neue Maßstäbe in der chirurgischen Praxis zu setzen.
Durch die Verbindung modernster Wissenschaft, Technik und Medizin entwickeln wir Technologien, die komplexe Operationen sicherer und zugänglicher machen – sowohl für Chirurgen als auch für Patienten auf der ganzen Welt.

Das Projekt wurde von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.
Die Erstellung der Website wurde von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.
Für den Inhalt der Website ist ausschließlich die Fakultät für Maschinenbau und Schiffbau verantwortlich.

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