Entwurf eines rekonfigurierbaren Operationstischs auf Basis von ROS

Umfeld

OP-Tische müssen im OP-Alltag immer wieder an spezielle chirurgische Disziplinen angepasst werden. Zudem werden insbesondere OP-Tisch-Systeme im Verlauf ihres Lebenszyklus um neue mögliche Komponenten erweitert. Dementsprechend haben sich moderne OP-Tische zu modular aufgebauten Robotik-Systemen nach „Baukastenprinzip“ entwickelt.

Der Vormarsch der service-orientierten Architekturen in eingebetteten Systemen und der Reifegrad gängiger Robotik-Middlewares wie beispielsweise ROS/ROS2 machen deren Einsatz nun auch für medizintechnische Geräte interessant. Daher soll im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept auf Basis geeigneter Middlewares entwickelt und deren Eignung für den Medizinbereich evaluiert werden.

Weiterführend sollen physikalische und kinematische Zusammenhänge eines OP-Tisches als softwareinternes Modell erstellt werden. Diese können wiederum als Grundlage dienen, Systemzustände zu erfassen, die über das einfache Auslesen von Sensorsignalen hinaus gehen.

Aufgabe

• Entwicklung eines Konzepts für einen virtuellen, modularen OP-Tisch auf Basis geeigneter Middlewares/Frameworks wie ROS/ROS2
• Definition einer Schnittstelle zur Verknüpfung des Demonstrators mit einer geeigneten Simulationsumgebung wie Gazebo
• Entwicklung eines Demonstrators auf Basis des zuvor erstellten Konzepts
• Evaluation der Eignung von hybriden/service-orientierten Architekturen für ausgewählte OP-Tisch Funktionen
• Evaluation der Eignung eingesetzter Middlewares (ROS/ROS2)

Voraussetzungen

• Motivation und kreative Denkweise
• Kenntnisse in Systems & Software Engineering, insbesondere in eingebetteten Systemen
• Grundkenntnisse in den Programmiersprachen C/C++ & Python
• Grundkenntnisse in Linux
• Grundkenntnisse in Robotik (insbesondere Kinematik)