Current directions in biomedical engineering: Symmetric single-input eccentric tube robot (ETR) for manual use

Mayer, Juliane; Dumancic, Marcel; Pott, Peter P.

Die Parochialkirche in Berlin / Joseph, David (Public Domain)

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Public Domain - gemeinfrei: Dieses Werk wurde als frei von bekannten urheberrechtlichen Einschränkungen identifiziert, einschließlich aller verwandten Schutzrechte. Sie dürfen das Werk kopieren, verändern, verbreiten und aufführen, sogar zu kommerziellen Zwecken, ohne um Erlaubnis bitten zu müssen. Weitere Informationen finden Sie in den Nutzungshinweisen.

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Zeitschrift

Titel:: Current directions in biomedical engineering

Erschienen:: Berlin: De Gruyter

Fußnote:: Open Access; Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International

Umfang:: Online-Ressource

ISSN:: 2364-5504

ZDB-ID:: 2835398-5

VÖBB-Katalog:: 35423553

Schlagworte:: Zeitschrift

ZLB-Systematik:: Naturwissenschaften

Dewey-Dezimalklassifikation:: 570 Biowissenschaften, Biologie

Sammlung:: Naturwissenschaften

Copyright:: Rechte vorbehalten

Zugriffsberechtigung:: Freier Zugang

Aufsatz

Verfasser:: Mayer, Juliane; Dumancic, Marcel; Pott, Peter P.

Titel:: Symmetric single-input eccentric tube robot (ETR) for manual use

Erschienen:: Berlin: De Gruyter, 2024

Sprache:: Englisch

Zusammenfassung:: Abstract: Concentric tube robots (CTR) have gained popularity in robotic research due to their potential for smaller instrument sizes, enhanced dexterity and reduced trauma. However, CTR control can be complex, with tip direction and curvature being kinematically coupled. To address this, a symmetric eccentric tube robot (ETR) is presented, where three identical pre-curved wires are arranged in parallel and constrained by an outer sheath. Instrument curvature is controlled by a single input angle. This study aims to demonstrate the suitability as manually actuated instrument. A model for curvature as a function of input angle is presented, and a prototype ETR with an outer diameter of 1 mm is assembled and evaluated. The results show that the ETR follows the expected shape, the curvature decreasing with the separation angle in an almost linear way that may be perceived as intuitive and predictable by the human user. However, some unsteady behavior (snapping) is observed, which may be addressed by preventing torsion of the wires through mechanical means. The simplified model neglecting the sheath stiffness provides precise enough predictions for the working space of a manual ETR. The findings suggest that manual ETRs have potential applications in superficial interventions, such as injections, arthroscopy, or ophthalmic surgery, where their curved section can be beneficial in comparison to current straight needles. Further research could explore interlocking mechanical designs to prevent torsion or modular setups for enhanced functionality.

Umfang:: Online-Ressource

Fußnote:: Open Access; Archivierung/Langzeitarchivierung gewährleistet

Schlagworte:: concentric tube robot ; eccentric tube robot ; CTR ; ETR ; manually steered ; instrument ; kinematic coupling ; cannula

ZLB-Systematik:: Naturwissenschaften

URN:: urn:nbn:de:101:1-2409121758113.491503020877

Sammlung:: Naturwissenschaften

Copyright:: CC BY

Zugriffsberechtigung:: Freier Zugang

* 38 — Nering oder auch nur in seinem Atelier, also unter seinen Augen, gezeichnet worden ist, wenn uns nicht hier die un— zweifelhafte Thatsache vorläge. Es ist ein Glück zu nennen, daß die Uirche in dieser Weise nicht ausgeführt wurde, sie hätte dem Meister nicht den Ruhm bereitet wie sein anderer zur Ausführung be— stimmter Entwurf, auf den wir nun zu sprechen kommen. Es kann zu Nerings Entschuldigung vielleicht an— genommen werden, daß die Weisung des Gemeinde⸗Vor— standes erst dahin ging, nur den Plan mit Rücksicht auf die damals allerdings nur geringen Mittel anzufertigen, doch bleiben die in die Mitte gestellten Säulen immer ein Fehler. So wurde denn dieser Entwurf, auf den man das Wort von Reuleaux „billig und schlecht“ anwenden kann, sehr bald verworfen, und nun erst brach die Künstlernatur unseres Meisters sich Bahn und schuf eine Anlage von bleibendem und uwergänglichem Werth. Wir wissen, daß Nering in dem Jahre 16771) ein Reisestipendium von jährlich 300 Thalern auf drei Jahre erhalten mit dem Befehl, fremde Länder zu bereisen, wobei ihm der Besuch Italiens zur Pflicht gemacht wurde.?) Diese Zeit wird der fleißige Mann unbedingt dazu benutzt haben, seine Kenntnisse durch die Anschauung der italieni— schen Kunstwerke zu erweitern. Paläste und Kirchen werden da in seinen Skizzenbüchern Aufnahme gefunden haben. Nun wurden diese Skizzen hervorgeholt, soweit es sich um ) Geh. Staats-Archiv Rep. 9 D.D. 6. 7. 2) Näher hierauf hoffe ich in meiner in Arbeit befindlichen Biographie Nerings einzugehen.

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