Robots in de medische technologie

Robots kunnen helpen om parallelle processen uit te voeren en bieden hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid bij vermoeiend of eentonig werk. Deze eigenschappen zijn bijzonder waardevol voor toepassingen in de medische technologie.

Om iets in beweging te brengen, moeten de aandrijvingen van robots aan verschillende vereisten voldoen. Wat bijna alle toepassingen met elkaar gemeen hebben, is de beperkte installatieruimte. Dat vraagt om compacte aandrijvingen, die zo min mogelijk wegen. Daarnaast zijn een hoog koppel, hoge dynamiek en maximale vermogensdichtheid van belang. En als mensen de medische technologie zullen bedienen, moeten de aandrijvingen stil werken om de concentratie niet te verstoren. 

Goede connectiviteit is daarnaast onmisbaar voor betrouwbare verbindingen en gegevensuitwisseling met de overige componenten in het aandrijfsysteem van de robot. Specifieke toepassingen kunnen aandrijvingen vereisen die ongevoelig zijn voor magnetische velden of die bestand zijn tegen een vacuüm. Ook laag energieverbruik is vaak een vereiste voor mobiele toepassingen, die op batterijen werken. 

Sommige medische technologie vraagt om zelfborgende aandrijvingen of aandrijvingen met een minimale speling. En voor sommige toepassingen moeten de aandrijvingen bestand zijn tegen een sterilisatieproces. Kortom: de vereisten zijn legio en de lat ligt hoog. De experts van FAULHABER hebben vele jaren praktische ervaring en hebben al allerlei oplossingen mogelijk gemaakt. 

Toepassingsgebied: de operatiekamer

Chirurgische robots zijn niet meer weg te denken uit de operatiekamer. Er zijn inmiddels ruim zeventig bedrijven die systemen maken voor verschillende procedures, onder andere aan wervelkolom, knieën, heup, buik, en in de neurochirurgie, in de KNO-geneeskunde, bij biopsieën, in de gynaecologie en urologie of zelfs bij hartoperaties. De voordelen van operatierobots liggen voor de hand: robots worden niet moe en werken met maximale nauwkeurigheid en snelheid. Daarnaast ondersteunen ze de ergonomie van de chirurg. 

Experts geloven dat robots de chirurgie revolutionair zullen veranderen: chirurgen staan niet meer zelf aan de operatietafel, maar bedienen de robotarm voor de procedure met een joystick. Dit soort toepassingen vraagt om extreem nauwkeurige aandrijfsystemen met een hoge dynamiek.  

Er zijn allerlei verschillende systemen en concepten. De bekende robotsoorten zijn allemaal vertegenwoordigd in de operatiekamer. Afhankelijk van het gebruik en de procedure zijn er robots met bewegende armen, SCARA-robots, robots op drie of zes poten, en slangvormige robots. Voor dit laatste type worden vaak takels en rollen of tandriemen gebruikt om de beweging van de aandrijvingen over te dragen. Minimale speling en nauwkeurige aansturing zijn hiervoor essentieel.  

Praktische oplossingen dankzij jaren ervaring 

Hoe meer operaties er in diverse medische vakgebieden worden uitgevoerd met robots, des te groter is de behoefte aan geschikte aandrijfsystemen. FAULHABER biedt met zijn ijzerloze wikkeltechniek en vlakke koppelcurves alle benodigde eigenschappen, zoals exacte positionering en toerentalregeling. Het bedrijf heeft een uitgebreid assortiment van innovatieve miniatuur- en micro-aandrijftechniek en een modulair systeem met individuele oplossingen op maat, bestaande uit motor, tandwielkast en motion controller. Hierdoor zijn specifieke combinaties en aanpassingen voor speciale vereisten geen probleem. 

Hoogwaardige miniatuuraandrijvingen hebben ook nog andere toepassingen in de operatiekamer. Patiënten onder narcose worden kunstmatig beademd. De turbine-unit van het beademingsapparaat werkt met een borstelloze DC-motor met een diameter van slechts 24 millimeter. De gebruikte aandrijving werkt bijzonder snel en stil in het volledige toerentalbereik, en garandeert een hoge dynamiek. Hierdoor kan het beademingsapparaat de natuurlijke ademhaling zo dicht mogelijk benaderen, zowel bij volwassenen als bij kinderen en zelfs baby’s. 

Medische toepassingen buiten de operatiekamer 

Microaandrijvingen in medische technologie ondersteunen niet alleen chirurgen bij hun werk. Er zijn ook aandrijfsystemen te vinden in implanteerbare hartpompen, chirurgisch handgereedschap, in cosmetische technologie en in medische beeldvorming en beeldverwerking. Krachtige motorfamilies van FAULHABER, zoals de BX4, de BP4 en de BXT, kunnen flexibel worden aangepast aan veeleisende toepassingen in de robotica: het bedrijf biedt hiervoor bijvoorbeeld verschillende tandwielkasten, optische, magnetische en absolute encoders en speed controllers en motion controllers.