<p>Robot grasping is emerging as an active area of research in robotics as the interest in human-robot interaction is gaining worldwide because of diverse industrial settings for sharing tasks and workplaces. It mainly focuses on the quality of generated grasps for object manipulation. However, despite advancements, these methods need to consider the human-robot collaboration settings where robots and humans will have to grasp the same objects concurrently. Therefore, generating robot grasps compatible with human preferences of simultaneously holding an object is necessary to ensure a safe and natural collaboration experience. In this work, we propose a novel, deep neural network-based method called CoGrasp that generates human-aware robot grasps by contextualizing human preference models of object grasping into the robot grasp selection process. We validate our approach against existing state-of-the-art robot grasping methods through simulated and real-robot experiments and user studies. In real robot experiments, our method achieves about 88% success rate in producing stable grasps that allow humans to interact and grasp objects simultaneously in a socially compliant manner. Furthermore, our user study with 10 independent participants indicated our approach enables a safe, natural, and socially aware human-robot objects' co-grasping experience compared to a standard robot grasping technique.</p> <p>To facilitate the grasping process, we also introduce a vision-language model that works as a pre-processing system before the grasping action takes place. In most settings, the robots are equipped with sensors that allow them to capture the scene, on which the vision model is used to do a detection task and objectify the visible contents in the environment. The language model is used to program the robot to make it possible for them to understand and execute the required sequence of tasks. Using the process of object detection, we build a set of object queries from the sensor image and allow the user to provide an input query for a task to be performed. We then perform a similarity score among these queries to localize the object that needs attention, and once identified, we can use a grasping process for the task at hand.</p>

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L'intégration de systèmes robotiques au sein du bloc opératoire a modifié le déroulement de certaines interventions, laissant ainsi place à des pratiques favorisant le bénéfice médical rendu au patient en dépit des aspects conventionnels. Dans ce cadre, de récentes études de la Haute Autorité de Santé ont mis en avant les effets indésirables graves intervenant au cours des procédures chirurgicales robotisées. Ces erreurs, majoritairement dues aux compétences techniques du praticien, remettent ainsi en cause la formation et les techniques d'apprentissage pour la chirurgie robotisée. Bien que l'utilisation abondante de simulateurs facilite cet apprentissage au travers différents types d'entraînement, le retour fourni à l'opérateur reste succinct et ne lui permet pas de progresser dans de bonnes conditions. De ce fait, nous souhaitons améliorer les conditions d'entraînement en chirurgie laparoscopique robotisée. Les objectifs de cette thèse sont doubles. En premier lieu, ils visent le développement d'une méthode pour la segmentation et la reconnaissance des gestes chirurgicaux durant l'entraînement en se basant sur une approche non-supervisée. Utilisant les données cinématiques des instruments chirurgicaux, nous sommes capables de reconnaître les gestes réalisés par l'opérateur à hauteur de 82%. Cette méthode est alors une première étape pour l'évaluation de compétences basée sur la gestuelle et non sur l'ensemble de la tâche d'entraînement. D'autre part, nous souhaitons rendre l'entraînement en chirurgie robotisée plus accessible et moins coûteux. De ce fait, nous avons également étudié l'utilisation d'une nouvelle interface homme-machine sans contact pour la commande des robots chirurgicaux. Dans ces travaux, cette interface a été couplée au Raven-II, un robot de téléopération dédié à la recherche en robotique chirurgicale. Nous avons alors évalué les performances du système au travers différentes études, concluant ainsi à la possibilité de téléopérer un robot chirurgical avec ce type de dispositif. Il est donc envisageable d'utiliser ce type d'interface pour l'entraînement sur simulateur afin de réduire le coût de la formation, mais également d'améliorer l'accès et l'acquisition des compétences techniques spécifiques à la chirurgie robotisée. / Integration of robotic systems in the operating room changed the way that surgeries are performed. It modifies practices to improve medical benefits for the patient but also brought non-traditional aspects that can lead to serious undesirable effects. Recent studies from the French authorities for hygiene and medical care highlight that these undesirable effects mainly come from the surgeon's technical skills, which question surgical robotic training and teaching. To overcome this issue, surgical simulators help to train practitioner through different training tasks and provide feedback to the operator. However the feedback is partial and do not help the surgeon to understand gestural mistakes. Thus, we want to improve the surgical robotic training conditions. The objective of this work is twofold. First, we developed a new method for segmentation and recognition of surgical gestures during training sessions based on an unsupervised approach. From surgical tools kinematic data, we are able to achieve gesture recognition at 82%. This method is a first step to evaluate technical skills based on gestures and not on the global execution of the task as it is done nowadays. The second objective is to provide easier access to surgical training and make it cheaper. To do so, we studied a new contactless human-machine interface to control surgical robots. In this work, the interface is plugged to a Raven-II robot dedicated to surgical robotics research. Then, we evaluated performance of such system through multiple studies, concluding that this interface can be used to control surgical robots. In the end, one can consider to use this contactless interface for surgical training with a simulator. It can reduce the training cost and also improve the access for novice surgeons to technical skills training dedicated to surgical robotics.

Une maladie appelée cholestéatome affecte l'oreille moyenne, en absence de traitement, elle pourrait conduire à des complications graves. Le seul traitement dans la pratique médicale actuelle est une procédure chirurgicale. Les incidences de cholestéatome résiduelle ou récurrente sont élevés et le patient doit subir plus d'une intervention chirurgicale. Par conséquent, un système robotique original a été proposé pour d'éliminer l'incidence du cholestéatome résiduel en enlevant efficacement toutes les cellules infectées de la première intervention chirurgicale, et de faire une chirurgie moins invasive. Ainsi, ce manuscrit montre les différents défis auxquels fait face le chirurgien à travers une telle micro-procédure. Il est également défini le cahier de charge pour la réalisation d'un système futuriste dédié à la chirurgie du cholestéatome. En outre, un contrôleur est proposé comme un première étape vers le système idéal. Un tel contrôleur permet de guider un outil chirurgical rigide afin de suivre un chemin de référence sous les contraintes du trou d'incision. Le contrôleur proposé peut guider soit un outil droit, soit un outil courbe. En effet, le contrôleur proposé est une commande de haut niveau qui es formulé dans l'espace de tâche (ou espace Cartésien). Ce contrôleur est une couche modulaire qui peut être ajoutée à différentes structures robotiques. Le contrôleur proposé a montré de bons résultats en termes de précision tout en étant évalué sur un robot parallèle et un robot en série. / A disease called cholesteatoma affects the middle ear, in the absence of treatment, it could lead to serious complications. The only treatment in current medical practice is a surgical procedure. Incidences of residual or recurrent cholesteatoma are high and the patient may have more than one surgical procedure. Therefore, a novel robotic system was proposed to eliminate the incidence of residual cholesteatoma by removing efficiently all infected cells from the first surgery, and make a less invasive surgery. Thus, this manuscript shows the different challenges that face the surgeon through such a micro-procedure. It also is specified the requirements for achieving a futuristic system dedicated to cholesteatoma surgery. In addition, a controller is proposed as a first step toward the ideal system. Such a controller allows to guide a rigid surgical tool for following a reference path under the constraints of the incision hole. The proposed controller can guide either a straight tool or a curved one. Indeed, the proposed controller is a high level control which is formulated in the task-space (or Cartesian-space). This controller is a modular layer which can be added to different robotics structures. The proposed controller showed a good results in term of accuracy while assessed on a parallel robot and a serial one.

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du projet ANR NEMRO, visant à étudier le lien entre déficience olfactive et maladies neurodégénératives. A cet effet, une biopsie optique de l’épithélium olfactif doit être réalisée. Son accès est cependant impossible, aujourd’hui, avec les outils conventionnels. Pour résoudre ce problème, nous proposons l’utilisation d’un robot à tubes concentriques (RTC). Sa synthèse est réalisée à partir d’images médicales. Elle prend en compte les critères de stabilité, la variabilité inter-sujet, et est associée à un déploiement ALFI (A La File Indienne). Le dispositif étant porté par le sujet, il doit être léger et compact. Une séquence de déploiement spécifique simplifie alors l’unité d’actionnement, et une implémentation est réalisée par fabrication additive multimatériaux. L’évaluation préliminaire d’un déploiement ALFI et des éléments de technologie clés a permis de valider l’approche retenue dans le projet NEMRO, ainsi que sa faisabilité. / This PhD thesis is part of the ANR NEMRO project, whose goal is to study the hypothetical correlation between olfactory deficiency and neurodegenerative diseases. For this purpose, an optical biopsy of the olfactory epithelium must be performed. However, this area is not accessible today with conventional tools. To go beyond this limitation, we propose to investigate the use a concentric tube robot (CTR). Its synthesis is performed from medical images. It takes into account the stability criteria, inter-subject variability, and is associated to a FTL (Follow-The-Leader) deployment. As the device is mounted on the subject, it has to be compact and lightweight. Thus, a specific deployment sequence simplifies the actuation unit, and an implementation is proposed using multimaterial additive manufacturing. Preliminary evaluations of the FTL deployment capabilities and the key components of the device allowed to validate the approach chosen for the NEMRO project, and its feasibility.

Le guidage robotisé d'une aiguille a été le sujet de nombreuses recherches ces dernières années afin de fournir une assistance aux cliniciens lors des procédures médicales d'insertion d'aiguille. Cependant le contrôle précis et robuste d'un système robotique pour l'insertion d'aiguille reste un grand défi à cause de l'interaction complexe entre une aiguille flexible et des tissus ainsi qu'à cause de la difficulté à localiser l'aiguille dans les images médicales. Dans cette thèse nous nous concentrons sur le contrôle automatique de la trajectoire d'une aiguille flexible à pointe biseautée en utilisant la modalité échographique comme retour visuel. Nous proposons un modèle 3D de l'interaction entre l'aiguille et les tissus ainsi qu'une méthode de suivi de l'aiguille dans une séquence de volumes échographiques 3D qui exploite les artefacts visibles autour de l'aiguille. Ces deux éléments sont combinés afin d'obtenir de bonnes performances de suivi et de modélisation de l'aiguille même lorsque des mouvements des tissus sont observés. Nous développons également une approche de contrôle par asservissement visuel pouvant être adaptée au guidage de différents types d'outils longilignes. Cette approche permet d'obtenir un contrôle précis de la trajectoire de l'aiguille vers une cible tout en s'adaptant aux mouvements physiologiques du patient. Les résultats de nombreux scénarios expérimentaux sont présentés et démontrent les performances des différentes méthodes proposées. / The robotic guidance of a needle has been the subject of a lot of research works these past years to provide an assistance to clinicians during medical needle insertion procedures. However, the accurate and robust control of a needle insertion robotic system remains a great challenge due to the complex interaction between a flexible needle and soft tissues as well as the difficulty to localize the needle in medical images. In this thesis we focus on the ultrasound-guided robotic control of the trajectory of a flexible needle with a beveled-tip. We propose a 3D model of the interaction between the needle and the tissues as well as a needle tracking method in a sequence of 3D ultrasound volumes that uses the artifacts appearing around the needle. Both are combined in order to obtain good performances for the tracking and the modeling of the needle even when motions of the tissues can be observed. We also develop a control framework based on visual servoing which can be adapted to the steering of several kinds of needle-shaped tools. This framework allows an accurate placement of the needle tip and the compensation of the physiological motions of the patient. Experimental results are provided and demonstrate the performances of the different methods that we propose.

Les simulateurs d'accouchement sont des outils dédiés à la formation du personnel médical en gynécologie obstétrique. Le BirthSIM développé au laboratoire Ampère constitue une interface haptique de simulateur d'accouchement permettant de reproduire divers scénarios d'accouchement et de former les jeunes sages-femmes et obstétriciens aux différents gestes techniques nécessaires dans le cadre de leurs professions. Dans ce manuscrit, les récentes améliorations apportées au prototype du BirthSIM seront présentées. Parmi ces améliorations, deux sont particulièrement remarquables. La première concerne l'augmentation du nombre de degrés de liberté pilotés de l'interface. Ainsi, les travaux ayant permis le passage d'une interface ne comptant qu'un seul degré de liberté à quatre seront détaillés. Le BirthSIM est le seul simulateur d'accouchement qui intègre à la fois des actionneurs électriques et pneumatiques. La seconde évolution concerne le développement de lois de commande permettant d'améliorer le rendu haptique de l'interface. Les lois de commande retenues permettent d'asservir en position le BirthSIM, mais également de régler la raideur de l'interface. Ce réglage de raideur en coordonnées cartésiennes a pour objectif de reproduire le comportement de la tête fœtale en contact avec les tissus mous du bassin au cours d'une contraction. La loi de commande présentée dans ces travaux de thèse est une loi de commande non-linéaire synthétisée par backstepping. En effet, cette méthode permet de prendre en compte les phénomènes non-linéaires agissant sur le comportement des actionneurs pneumatiques. Cette commande, assurant le suivi d'une consigne de position et une modification de la raideur en temps réel à partir d'une stratégie de réglage de gain, a été testée à la fois en simulation et sur le prototype du BirthSIM. Les performances de cette commande sont également comparées à celles de lois de commande plus classiquement utilisées en robotique. / The childbirth simulators are developed for practitioner training in gynecology and obstetrics. The BirthSIM is a haptic interface which simulates various childbirth scenarios to teach obstetricians and midwives the technical delivery gestures. In this work, the latest improvements on the BirthSIM prototype will be presented. Two improvements are especially detailed. The first one consists in adding actuated degrees of freedom to the haptic interface. Thus, the works which have led to a new four degrees of freedom robot are presented. The BirthSIM is the only childbirth simulator which is actuated by electrical and pneumatic actuators. The aim of the second improvement is to synthesize control laws which improve the haptic rendering. The studied control laws allow the haptic interface to be controlled in position and its stiffness to be tuned in real time. This cartesian stiffness tuning is suitable to reproduce the behavior of the fetal head surrounded by the maternal pelvic muscles. The control law presented in this document have been obtained by the non-linear backstepping synthesis. Indeed, the non-linear phenomenons occurring in pneumatic cylinders can be taken into account by this method. The controller obtained in this work allows the BirthSIM end-effector to track a reference position but also allows the robot stiffness to be tuned in real time. The stiffness control is based on a gain tuning strategy. Finally, the performances have been evaluated in simulation and experimental tests. Those performances have also been compared to the other conventional compliant controllers of the robotic field.

Dans le secteur médical tout particulièrement, la qualité du geste est primordiale et les professionnels doivent être formés par la pratique pour acquérir un niveau de compétences compatible avec l'exercice de leur métier. Depuis une dizaine d'année, les simulateurs informatiques aident les apprenants dans de nombreux apprentissages mais ils doivent encore être associés à des travaux pratiques sur mannequins, animaux ou cadavres, qui pourtant n'offrent pas toujours suffisamment de réalisme par rapport aux vrais patients, et sont coûteux à l'usage. Aussi, leur formation s'achève généralement sur de vrais patients, ce qui présente des risques. Les simulateurs haptiques (fournissant une sensation d'effort) deviennent aujourd'hui une solution plus appropriée car ils peuvent reproduire des efforts résistant réalistes et proposer une infinité de cas d'étude pré-enregistrés. Cependant, apprendre seul sur un simulateur n'est pas toujours aussi efficace qu'un apprentissage "à quatre mains" (celles de l'instructeur et de l'apprenant manipulant les mêmes outils en coopération). Cette étude propose donc un système haptique de formation pratique à deux utilisateurs : l'instructeur et l'apprenant, interagissant chacun à travers leur propre interface haptique. Ils collaborent ainsi, avec des outils et un environnement de travail soit réels (l'outil est manipulé par un robot) soit virtuels. Une approche énergétique, faisant appel notamment à la modélisation par port-Hamiltonien, a été utilisée pour garantir la stabilité et la robustesse du système. Une étude comparative (en simulation) avec deux autres systèmes haptiques multi utilisateurs a montré l'intérêt de ce nouveau système pour la formation pratique. Il a été développé et validé expérimentalement sur des interfaces à un seul degré de liberté. Son extension à six degrés de liberté est facilitée par les choix de modélisation. Afin de pouvoir utiliser le système quand les deux protagonistes sont éloignés, cette étude propose des pistes d'amélioration qui ne sont pas encore optimisées. / More particularly in the medical field, gesture quality is primordial. Professionals have to follow hands-on trainings to acquire a sufficient level of skills in the call of duty. For a decade, computer based simulators have helped the learners in numerous learnings, but these simulations still have to be associated with hands-on trainings on manikins, animals or cadavers, even if they do not always provide a sufficient level of realism and they are costly in the long term. Therefore, their training period has to finish on real patients, which is risky. Haptic simulators (furnishing an effort feeling) are becoming a more appropriated solution as they can reproduce realist efforts applied by organs onto the tools and they can provide countless prerecorded use cases. However, learning alone on a simulator is not always efficient compared to a fellowship training (or supervised training) where the instructor and the trainee manipulate together the same tools. Thus, this study introduces an haptic system for supervised hands-on training: the instructor and the trainee interoperate through their own haptic interface. They collaborate either with a real tool dived into a real environment (the tool is handled by a robotic arm), or with a virtual tool/environment. An energetic approach, using in particular the port-Hamiltonian modeling, has been used to ensure the stability and the robustness of the system. This system has been designed and validated experimentally on a one degree of freedom haptic interface. A comparative study with two other dual-user haptic systems (in simulation) showed the interest of this new architecture for hands-on training. In order to use this system when both users are away from each other, this study proposes some enhancements to cope with constant communication time delays, but they are not optimized yet.

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In surgery, suturing is the use of needle and thread to join cut and/or damaged anatomical structures together. This repair strategy is highly versatile and is universal for all types of surgery as the goal is to restore, repair or improve function and/or appearance. The needles are almost always curved in shape, and it is handled and maneuvered by surgeons with a special tool called: needle driver. The versatility of this setup has proven its worth over time as needle drivers are one of the indispensable instruments in all types of surgery. We are entering a future where robots can be programmed to execute tasks with much higher level of precision and speed compared to humans. Medical robotics in surgery has gained ground over the past decades due to promising clinical results. A straightforward step in this direction would be to create a solution that enables the robot to grip needle driver. The purpose of this study was to develop a gripper tool that enables a collaborative robot to perform suturing with one of the most common types of needle drivers used in surgery. The Double Diamond design framework was employed. The selected content in the predefined four phases were: 1) Discover: Observation, MoSCoW Prioritization, Brainstorming, Choosing a Sample, Fast Visualisation, 2) Define: Assessment criteria, 3) Develop: Physical prototyping 4) Deliver: Final testing and Evaluation. In the first phase, Discover, clinical and technical demands were formulated. In the second phase, Define, numerous design ideas were generated and drafted on paper whereof the one with highest assessment score was chosen for physical prototyping. In phase three, Develop, the selected design idea was modelled in cardboard, clay and silicon, and 3D printed. Multiple design iterations were guided by feedback from clinical and technical experts and resulted in a final prototype design that was accepted by the experts. In phase four, Deliver, the final prototype was subjected to final testing and evaluation. Observation of five live and one video recording of surgical procedures on real patients were made. The insights gained were confirmed with the lead and co-surgeons of each procedure and were summarized in 24 clinically important observations relevant for the gripper tool design. Careful analysis of the previously designed gripper tool, live observation of the robot’s motion pattern and range, and interview with robotic engineer were summarized in ten technically important observations. The observations were then used to formulate the clinical and technical demands that the gripper tool design aims to fulfill, followed by prioritizing the demands and design features according by MoSCoW method and brainstorming on how to improve previous gripper tool design. To limit the scope of the design challenge, one of the five types of needle drivers used in pediatric heart surgery in Lund was selected in the method Choosing a Sample. To further characterize the clinical and technical demands, a test bench was set up to Define and measure force vectors applied on the needle driver when held by a surgeon during suturing. The radial forces vectors in six directions perpendicular to the tip of the needle driver ranged from 1.6 N to 3.8 N. The axial force along the length of the needle driver was 7.6 N towards the tip and 8.4 N towards the back end. The clockwise and counterclockwise torque along the length axis of the needle driver was 0.2 Nm and 0.18 Nm, respectively. The set of defined demands were sufficient to sketch numerous ideas of gripper tool designs according to the Fast Visualization method. These designs were then used in the Define phase to communicate the design ideas with surgeons, robotic and product development engineers. The most promising idea was advanced to the Develop phase where physical prototypes were produced in cardboard, clay and silicon and 3D printed. Inadequacies were found during design feedback with interviews and testing together with clinical and technical experts, and design actions were taken to arrive at the final prototype. The final prototype was brought into the Deliver phase for final testing and evaluation. The gripper tool could handle lager force loads than the human surgeon in all the stability tests. However, deflection of the needle driver occurred with the gripper tool unlike when the surgeon was subject to stability testing. One pediatric heart surgeon and one robotic engineer was asked to generate a composite score of fulfillment rate from 1–5, where 1 is bad, 3 satisfactory, and 5 excellent after final testing of the gripper tool was carried out. The final prototype of the gripper tool fulfills all clinical and technical demands at the level of 4, and 3–5, respectively. In conclusion, the design methodology used in this study was useful in the development of a gripper tool design that respects both clinical and technical demands. This suggest that the methodology may be used in similar setting of design challenges in the field between medical and technical innovation. The gripper tool fulfilled the demands, although further refinement in the choice of material, further testing and investigation of regulatory aspects are required before it can be implemented in the operating room. / Vid operation är suturering användningen av nål och tråd för att sammanfoga snittad och/eller skadade anatomiska strukturer. Denna reparationsstrategi är mycket mångsidig och universell för alla typer av kirurgi eftersom målet är att återställa reparera eller förbättra funktion och/eller anatomisk defekt. Nålarna är nästan alltid krökta i sin form och de hanteras och manövreras av kirurgerna med ett speciellt verktyg som kallas: nålförare. Mångsidigheten i denna uppställning har visat sig över tid eftersom nålförare är ett av de oumbärliga instrumenten vid alla typer av operationer. Vi går in i en framtid där robotar kan programmeras för att utföra uppgifter med mycket högre precision och hastighet jämfört med människor. Medicinska robotar inom kirurgi har varit på frammarsch senaste årtionden på grund av goda kliniska resultat. Ett steg i denna riktning skulle vara att skapa en lösning som gör det möjligt för en robot att greppa nålföraren. Syftet med denna studie var att utveckla ett gripdon som möjliggör för en kollaborativ robot att utföra suturering med hjälp av en av de vanligaste typerna av nålförare som används vid operation. Design metodiken Double Diamond användes för att beskriva design processensen. Det valda metoderna i de fyra för definierade faser var: 1) Discover: Observation, MoSCoW Prioritization, Brainstorming, Choosing a Sample, Fast Vissualization, 2) Define: Assessment criteria, 3) Develop: Physical Prototyping, 4) Deliver: Final testing and Evaluation. I första fasen, Discover, formulerades kliniska och tekniska krav. I den andra fasen, Define, definierades flera designidéer som skissades på papper, varav den med den högsta poängen valdes i Assessment criteria. I fas tre, Develop, modellerades den valda designidén i kartong, lera och silikon samt 3D-printades. Flera designiterationer gjordes baserat på feedback från kliniska och tekniska experter vilket resulterade i en slutlig prototypdesign som godkändes av experterna. I fas fyra, Deliver, testades och utvärderades den slutliga prototypen. Observation av fem realtids och en videoinspelning av kirurgiska ingrepp på riktiga patienter gjordes. Insikterna som gjordes bekräftades med kirurgerna som genomförde operationen och sammanfattades i 24 kliniskt viktiga observationer som var relevanta för gripdon designen. Noggrann realtids observation av robotens rörelsemönster samt analys av det tidigare utformade gripdonen och intervju med en robotingenjör sammanfattades i tio tekniskt viktiga observationer. Observationerna användes för att formulera kliniska och tekniska krav som gripdons designen strävar efter att uppfylla, följt av prioritering av kraven och designegenskaper enligt MoSCoW-metoden och brainstorming kring hur tidigare gripdons design kan förbättras. För att begränsa designutmaningens omfattning valdes en av de fem typer av nålförare som används vid barnhjärtkirurgi i Lund genom metoden Chossing a sample. För att ytterligare karakterisera de kliniska och tekniska kraven upprättades en testbänk för att definiera och mäta kraftvektorer som appliceras på nålföraren när den hålls av en kirurg under suturering. De radiella krafterna i sex riktningar vinkelrätt mot nålförarens spets varierade från 1,6 N till 3,8 N. Den axiella kraften längs nålförarens längd var 7,6 N mot spetsen och 8,4 N mot bakänden. Medurs och moturs vridmoment längs nålförarens längdaxel var 0,2 Nm respektive 0,18 Nm. Dom definierade kraven låg till grund för skisser av flertal gripdondesign idéer enligt Fast Visualization. Dessa skisser användes sedan i Define fasen för att kommunicera designidéer med kirurger samt robot- och produktutvecklingsingenjörer. Den mest lovande idén togs till Develop fasen där fysiska prototyper togs fram i kartong, lera och silikon samt genom 3D-printning. Förbättringspunkter hittades under testning och återkoppling med intervjuer tillsammans med kliniska och tekniska experter. Designåtgärder baserat på återkopplingen gjordes för att komma fram till den slutliga prototypen. Slutlig testning och utvärdering av den slutliga prototypen genomfördes i Deliver fasen. Gripdons designen kunde hantera större belastningar än den mänskliga kirurgen i alla stabilitetstester. Böjning av nålföraren uppstod dock i testerna med gripverktyget till skillnad från testerna med kirurgen var föremål för stabilitetsprovning. En barnhjärtkirurg och en robotingenjör poängsatte uppfyllnadsgrad av de kliniska respektive tekniska kraven efter att slutlig testning av gripdonet utförts. Uppfyllnadsgraden poängsattes från 1–5 där 1 var dålig, 3 tillfredsställande och 5 utmärkt. Gripdonets slutliga prototyp uppfyller alla kliniska och tekniska krav på nivå 4 respektive 3–5. Designmetodiken som användes i denna studie var användbar för utvecklingen av gripdon som uppfyller både de kliniska och tekniska kraven. Detta tyder på att denna metod kan användas i liknande designutmaningar inom området mellan medicinsk och teknisk innovation. Gripdonet uppfyllde kraven även om ytterligare förfining i materialvalet, ytterligare testning och undersökning av regulatoriska aspekter krävs innan den kan användas under riktiga operationer i operationssalen.