With the currently established workflow in minimally invasive robotic surgery, autonomous tasks are merely replayed, since an adaption of the mapping between the execution plan, the patient, and the manipulators is difficult due to calibration issues. In the scope of this thesis we aim to transit toward a more flexible approach by acquiring all relevant information in situ at the time of execution. Perception of the environment from the task-relevant perspective plays a major role, in which visual information is the driving force. As a key concept, we augment surgical instruments with miniaturized endoscopes. In addition, a micro projection system enhances poorly textured surfaces with a globally unambiguous binary pattern during depth perception. Visual control laws are deduced from the knowledge acquired to assist surgeons during task accomplishment. The approach is exemplarily explored based on the reference task of tissue dissection.     «

With the currently established workflow in minimally invasive robotic surgery, autonomous tasks are merely replayed, since an adaption of the mapping between the execution plan, the patient, and the manipulators is difficult due to calibration issues. In the scope of this thesis we aim to transit toward a more flexible approach by acquiring all relevant information in situ at the time of execution. Perception of the environment from the task-relevant perspective plays a major role, in whi...     »

Die Ausführung autonomer Aufgaben in der minimalinvasiven robotergestützten Chirurgie beschränkt sich derzeit weitgehend auf die Wiedergabe bekannter Sequenzen. Eine dynamische Anpassung bereits geplanter Aufgaben hinsichtlich des Patienten und des Robotersystem ist aufgrund von Kalibrierungsproblemen schwierig. In dieser Arbeit wird ein flexibler Ansatz vorgestellt, welcher relevante Informationen direkt innerhalb des Operationsfelds und simultan zur Ausführung der Aufgabe erfasst. Hierbei stellt die visuelle Wahrnehmung der Umgebung aus der aufgabenrelevanten Perspektive eine wichtige Rolle dar. Zu diesem Zweck werden chirurgische Instrumente mit miniaturisierten Kameras ausgestattet. Die Kameras werden durch einen Mikro-Projektor ergänzt, welcher die Rekonstruktion von Tiefendaten bei schwach texturierten Oberflächen durch Projektion eines global eindeutig kodierten Musters unterstützt. Anhand des gewonnenen Szenenwissens werden verschiedene visuelle Regler vorgestellt, welche den Arzt während der Ausführung von Aufgaben unterstützen. Der Ansatz wird anhand des chirurgischen Schneidens exemplarisch umgesetzt.     «

Die Ausführung autonomer Aufgaben in der minimalinvasiven robotergestützten Chirurgie beschränkt sich derzeit weitgehend auf die Wiedergabe bekannter Sequenzen. Eine dynamische Anpassung bereits geplanter Aufgaben hinsichtlich des Patienten und des Robotersystem ist aufgrund von Kalibrierungsproblemen schwierig. In dieser Arbeit wird ein flexibler Ansatz vorgestellt, welcher relevante Informationen direkt innerhalb des Operationsfelds und simultan zur Ausführung der Aufgabe erfasst. Hierbei stel...     »