Die roboterfabrik ist ein gemeinsames Projekt von LUH und Region Hannover und bündelt Robotik-Angebote für Studierende, Auszubildende, Schülerinnen und Schüler mit dem Ziel, sie für einen späteren Berufseinstieg in einer digitalisierten Arbeitswelt vorzubereiten. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Demo-Applikation entwickelt werden, sodass ein (realer) Roboter intuitiv ferngesteuert werden kann. Hierzu eignen sich haptische Eingabegeräte, mit welchen zusätzlich während der Fernsteuerung externe Kräfte am Roboter „gefühlt“ werden können. Die Integration dieses Force-Feedbacks in die Telemanipulation ist ebenfalls Teil der Arbeit.

Aufgabe:

Im TACTiC-Projekt wird ein mechatronischer Applikator zur Injektion von Herzmuskelzellen in das schlagende Herz entwickelt. Ein Kernaspekt ist die Validierung der Positionsgenauigkeit, wofür nach Möglichkeit künstliche Herzmodelle verwendet werden.
Deine Arbeit wird sich mit der Entwicklung eines Herzsimulators basierend auf einer
pneumatischen Aktuierung. Ziel ist es, einen wiederholbaren Herzschlag und eine gewisse
Amplitude in alle drei Raumrichtungen zu generieren und das Ganze mit einer Gewebeoberfläche zu kombinieren, die für Injektionen geeignet ist. Kern der Arbeit ist die Entwicklung der pneumatischen Antriebseinheit ähnlich einer Spritzenpumpe und das Design des Herzmodells.
Versuche zur Wiederholgenauigkeit und Nutzbarkeit schließen die Arbeit ab.

Aufgabenschwerpunkte

• Literaturrecherche zu vergleichbaren Systemen
• Entwicklung eines Herzmodels
• Aufbau und Kalibrierung der Antriebseinheit
•  Evaluierung des Systems am Prüfstand

Voraussetzungen:

• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
• Grundkenntnisse im Bereich Mikrocontroller
• (Bei Bedarf könnte die Arbeit für eine Masterarbeit erweitert werden)

Am Standort Duderstadt (nahe Göttingen) betreibt der Prothesenhersteller Ottobock SE & Co. KGaA zu Forschungs- und Entwicklungszwecken einen robotischen Gangsimulator. Dieser wird eingesetzt, um die funktionellen Eigenschaften von Fußprothesen mittels biomechanischer Simulationen zu erfassen und zu bewerten.

Eine neue Herausforderung für die Regelungstechnik des Prüfstands stellt die Testung mikroprozessorgesteuerter Fußprothesen dar. Diese reagieren mit einem eigenständigen Regelgesetz auf die äußeren kinematischen und kinetischen Bedingungen und passen ihre Wirkelemente (aktive Motoren oder passive Dämpfer) situativ an. Im Rahmen der Arbeit soll eine Methodik zur Testung derartiger Prothesenfüße auf dem Prüfstand gefunden werden.

In dieser Masterarbeit soll eine Moving Horizon Estimation (MHE) zur Echtzeit-Zustandsschätzung für ein Fahrzeug entwickelt und mit einem bestehenden Kalman-Filter verglichen werden. Ziel ist es, Fahrzeugzustände wie Geschwindigkeit und Beschleunigung basierend auf Messdaten und einem Fahrzeugmodell kontinuierlich zu schätzen. Die Schätzgüte, Rechenzeit und Robustheit der MHE sollen in verschiedenen Szenarien evaluiert und den Ergebnissen des Kalman-Filters gegenübergestellt werden.

Weitere Details können wir gerne in einem gemeinsamen Termin besprechen.

Standard machine learning approaches often suffer from data inefficiency, poor generalization and questionable physical interpretability. For use in real-world systems, embedding physical knowledge about the systems behavior is promising. To this end, a comparative study of recent advances for time-series modeling should be conducted, e.g., investigating:

- Gaussian Process Port-Hamiltonian Systems

- Lagrangian Neural Networks

- (Port-)Hamiltonian Neural Networks

- NeuralODEs

Im TACTiC-Projekt wird ein mechatronischer Applikator zur Injektion von Herzmuskelzellen in das schlagende Herz entwickelt. Dafür soll ein Positioniersystem entwickelt werden, das innerhalb eines begrenzten Bauraumes vorgegebene Punkte präzise anfahren kann.

Deine Arbeit wird sich mit der Umsetzung und der Hardware-nahen Umsetzung dieses Systems beschäftigen. Kernelemente sind dabei die Ansteuerung der Motorik (Schrittmotoren) sowie die Überprüfung der Genauigkeit mit geeigneter Sensorik. Weitere Details können wir gerne in einem gemeinsamen Termin besprechen.

Zur Vermittlung von Forschungsergebnissen aus dem Gebiet der kombinierten Struktur- und Maßsynthese sollen Miniatur-Demonstratoren verschiedener parallelkinematischer Mechanismen aufgebaut werden. Ausgehend von einer kinematischen Struktur aus einer vorhandenen Matlab-Optimierung ist eine Auslegung bzw. Auswahl von Gelenken notwendig, um mittels 3D-Druck kostengünstige, passiv bewegliche Prototypen günstig aufzubauen.

In meinem Forschungsprojekt beschäftige ich mich mit der Reichweitensteigerung von Kontinuumsrobotern für die Triebwerksendoskopie. Das Ziel ist es, dass sich der Roboter im Triebwerk abstützen kann, um an der Spitze eine ausreichende Steifigkeit zu haben. In vorherigen Arbeiten wurde bereits die Bahnplanung zu einer versteiften Pose sowie die Schätzung der Pose und Kontakte entwickelt. Diese Vorarbeiten soll nun zur modellbasierten Online-Regelung der Pose kombiniert werden.

In meinem Forschungsprojekt beschäftige ich mich mit der Reichweitensteigerung von Kontinuumsrobotern für die Triebwerksendoskopie. Das Ziel ist es, dass sich der Roboter im Triebwerk abstützen kann, um an der Spitze eine ausreichende Steifigkeit zu haben. Um den Kontakt auszunutzen, müssen die Kontaktstellen bekannt sein. In dieser Arbeit sollen die Kontaktstellen mit Hilfe eines vorhandenen mechanischen Modells des Roboteres und einer zusätzlichen Kamera an der Spitze geschätzt werden.

The automated detection of bearing damage is a highly researched field. While classical approaches detect bearing damage by vibration measurements, these are not usable for applications e.g. in the automotive sector due to the large disturbing influences. An alternative is the detection of bearing damage based on currents of an electric motor or generator, which has been little investigated so far.

Main tasks

• Literature research on the state of the art for the detection of bearing damage by means of motor currents
• Conception and training of a ML-model for the detection of bearing damages
• Evaluation and comparison with state of the art methods

Prerequisites

• Basic programming knowledge 
• Basic Python and PyTorch knowledge
• Previous knowledge/experience in the area of Machine Learning desirable

This work is part of the RekuTrax project and is carried out in close cooperation with the industrial partners BPW and RefuDrive as well as KIT.

Currently, truck trailers are cooled by a diesel generator. In order to reduce CO2 emissions and transport costs, research is being conducted into hybrid systems that draw most of the required energy from a battery in combination with a generator. These systems need a control system that minimizes CO2 emissions while ensuring the supply security of the genset at all times. The goal of this work is to design such a control system.

Main tasks

• Literature research on the state of the art
• Implementation of an energy demand model of a refrigerated trailer in Matlab/Simulink
• Design of a control strategy for the refrigerated trailer

Prerequisites

• Basic programming knowledge 
• Previous knowledge/experience in Matlab/Simulink desirable

This work is part of the RekuTrax project and is carried out in close cooperation with the industrial partners BPW and RefuDrive as well as KIT.