Institute of Robotics and Intelligent Systems

^[2] The Institute of Robotics was part of the ETH Zurich in Switzerland. It emerged from the Institute of Mechanics in January 1990. The new institute was led by Prof. Dr. Gerhard Schweitzer and participated in the interdisciplinary Mechatronics Group of the ETH. Within the scope of mechatronics its members performed research on the dynamics of controlled mechanical systems.

Typical research areas included robotics and magnetic bearings. For representing the activities in magnetic bearings, the ETH research group International Center for Magnetic Bearings (ICMB) was founded in 1990. The spinoff company MECOS Traxler, specializing in the industrial application of magnetic bearings, was founded in 1988.

In October 1995, Prof. Dr. Andreas Stemmer joined the Institute of Robotics, focusing on research at the nanometer scale. As of February 2001, Prof. Stemmer's nanotechnology group became an independent unit within the Department of Mechanical and Process Engineering.

Prof. Brad Nelson, the successor of Prof. Schweitzer, started in October 2002. The Institute of Robotics became the Institute of Robotics and Intelligent Systems (IRIS). IRIS started with a clear focus on the emerging field of micro- and nano-robotics, developing tools that allow the fabrication of devices at those scales, and conducting research to enable the utilization of micro- and nano-robotics for biomedicine. Until 2007, IRIS was composed of one single laboratory, the MultiScale Robotics Lab, headed by Prof. Bradley Nelson.

In 2007 the Institute of Robotics and Intelligent Systems expanded to include the Autonomous Systems Lab (ASL) headed by Prof. Roland Siegwart, in an effort to establish a powerful institution conducting research in multiple fronts in robotics. Prof. Bradley Nelson now heads the Robotics Laboratory (MRSL),^[3] where the main focus of research continues to be robotics at smaller scales.

Since 2007 IRIS is constantly expanding with the inclusion of new independent laboratories.

マルチスケールロボティクスラボ (MSRL) は、ロボティクスおよびインテリジェントシステム研究所に研究室が追加されたことにより、2007 年に設立されました。MSRL は、マイクロロボティクスとナノロボティクスの分野に重点を置き、科学技術のいくつかの新興分野にロボティクス研究を強く集中させるダイナミックな研究プログラムを追求しています。MSRL の研究では、マイクロメートルサイズのロボットとナノメートルスケールのロボットコンポーネントの製造と組み立てに必要なツールとプロセスを開発しています。これらのシステムの多くは、分子構造、細胞システム、複雑な生物の行動の調査など、生物学的領域でのロボット探査に使用されており、この研究室ではバイオマイクロロボティクスと呼ばれる新興分野です。^{[ 5 ]}バイオマイクロロボットは、眼科手術などの低侵襲手術、^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}人間の動脈の修復、^{[ 9 ]}または内腔手術に使用できます。^{[ 10 ]}

感覚運動システム研究室 (SMS Lab) は 2006 年に設立され、2007 年に IRIS に加わりました。感覚運動システム研究室の研究は、人間の感覚運動制御の研究、新しいメカトロニクス機器の設計、人間と機械の相互作用の調査と最適化に焦点を当てています。主な応用分野はリハビリテーションの分野です。その他の応用分野は、スポーツ、フィットネス、医学教育です。プロジェクトの例としては、アームセラピーロボット ARMin ^{[ 11 ] [ 12 ]}や M ³ Lab ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]などがあります。}

ローランド・ジーグワート教授が率いる自律システム研究所（ASL）は、2006年にチューリッヒ工科大学（ETHチューリッヒ）の製品設計センターとローザンヌ工科大学（EPFL）の自律システム研究所が合併して設立されました。ASLは、自律移動ロボットに特に重点を置き、インテリジェントな製品とシステムの研究に取り組んでいます。ASLの研究活動は、密接に関連する3つの科学的方向性に沿って具体的な貢献をすることを目指しており、具体的には以下のとおりです。

• 環境への最適な適応性を備えたロボットシステムおよびメカトロニクスシステムの設計。これには、インテリジェントシステムの統合メカトロニクス設計、環境認識、および組み込み制御に関する研究が含まれます。主な焦点は、高度に複雑なタスクや環境に対応できるインテリジェントな自律システムを実現するための統合システム設計にあります。
• 高度に動的な環境におけるナビゲーションとマッピング。この研究方向は主に、移動ロボットの位置特定と地図作成、人間が「雑然とした」環境における障害物回避、および人間とロボットの相互作用に関連する科学。
• 製品設計手法とイノベーション。私たちは創造性とイノベーションの根本原理を探求し、効果的かつ効率的な製品イノベーションのための手法とツールを開発します。私たちは、新たなプロセス、手法、ツールの導入によって、産業界のイノベーション力を高めることができる、また高めるべきだと考えています。

バイオインスパイアードロボティクスラボ（BIRL）は、IRISの最新ラボとして2009年に設立されました。BIRLは、アンダーアクチュエートロボットシステムのための移動機構の研究とアクチュエータ設計を専門としています。エネルギー効率と迅速かつ低コストな設計というコンセプトに基づき、自律型ロボットのための革新的な技術や、様々な材料を用いたロボットの構築に関する研究も行っています。

アジャイル＆デクステラス・ラボ（ADRL）は2012年に設立されました。ADRLは、腕と脚を持つロボットが動的で複雑な環境を堅牢かつ機敏に移動・操作できるようにする、モデルベースおよびモデルフリーの制御手法と機械学習手法を開発しています。

モバイルヘルスシステムラボ（MHSL）は2014年に設立されました。モバイルヘルス（mHealth）とは、モバイルデバイスを活用して医療サービスを向上させることです。MHSLは、mHealthの技術とサービスを向上させるための様々な研究活動に取り組んでいます。MHSLは、医療現場で誰でも利用できる、パーソナライズされた効率的な方法、デバイス、システムを開発しています。現在の研究は、スイス国立科学財団の資金援助を受けて、以下の3つの分野に重点を置いています。革新的なmHealthセンサーとシステム、インテリジェント診断、mHealthにおける品質保証。

ロボット手術、またはロボット支援手術により、医師は多くの種類の複雑な手術をより高い精度と柔軟性で実行できるようになります。誘導システムにはさまざまな電磁石が含まれており、ロボット工学コミュニティによって開発されたアルゴリズムを介して電流を正確に制御する必要があります。標的に到達すると、薬剤が拡散し始めます。^{[ 17 ]}