Physikalisches Simulationsmodell eines modularen Operationstisches im Medizingeräteverbund

Umfeld

Moderne medizintechnische Geräte zeichnen sich immer mehr durch Variantenreichtum, Assistenzsysteme und Interoperabilitäten mit anderen Geräten aus. OP-Tische müssen dabei zusätzlich an spezielle chirurgische Disziplinen angepasst werden und sind daher modular aufgebaut.

Cyberphysische Systeme bieten im Gegensatz zu IT-Systemen die Möglichkeit Manipulationen durch physikalische Plausibilisierung zu detektieren. Zur Untersuchung von Architekturentscheidungen und deren Auswirkung auf die funktionale Sicherheit sowie Datensicherheit werden leistungsfähige Simulationsmöglichkeiten benötigt. Darum soll ein Modell für die Simulationsumgebung Gazebo erstellt und für die Verwendung mit der Robotic-Middleware „ROS2“ vorbereitet werden. Dabei soll zudem untersucht werden, inwiefern der modulare Aufbau und der dynamische Austausch einzelner Komponenten realisiert werden kann sowie die Interaktion mit anderen medizintechnischen Geräten wie Angriographiesystemen oder Chirurgie-Robotern.

Die Arbeit ist in enger Abstimmung mit der Getinge AB durchführbar und bietet damit die Möglichkeit zu starkem Praxisbezug. Ebenfalls möglich ist der gelegentliche Aufenthalt im größten Entwicklungszentrum von Getinge in Rastatt.

Ziele

• Erstellung eines Simulationsmodell-Konzepts für einen modularen OP-Tisch in Interaktion mit Partnersystemen
• Implementierung des Konzeptes in in Gazebo
• Definition und Implementierung einer Schnittstelle zur Integration mit ROS 2
• Evaluation des erstellten Modells in Gegenüberstellung mit einem Realsystem insbesondere in Bezug auf das Trainieren Maschineller Lernverfahren

Voraussetzungen

• Motivation und kreative Denkweise
• Gute Kenntnisse in den Programmiersprachen C/C++ & Python
• Grundkenntnisse in Robotik
• Grundkenntnisse im Maschinellen Lernen
• Kenntnisse in der Modellierung von physikalischen Systemen zur Simulation
• Erste Erfahrungen mit ROS/ROS 2 und Linux wünschenswert