Ausgewählte Forschungsprojekte

Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel

Entwicklung eines Simulationssystems für das Intra Operative Neuromonitoring in der HNO-Chirurgie

  Das Ziel des Projektes ist die prototypische Entwicklung eines Simulationssystems („Patientenmodell“) für das sog. intraoperative Neuromonitoring (IONM) anhand eines Beispielszenarios aus der HNO-Chirurgie.

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel

Steuerungssystem zum intuitiven Bedienen von Kraftverstärkungsrobotern auf Basis maschinell gelernter virtueller Kraftfelder

  Aufgrund des demografischen Wandels steigt das Interesse von Unternehmen, ältere Mit­arbeiter länger für komplexe Aufgaben einsatzfähig zu halten. Deshalb wird in den letzten Jahren verstärkt auf Mensch-Maschine-Kooperation gesetzt. Eine Möglichkeit hierfür ist die Integration von Kraftverstärkungssystemen in das Arbeitsumfeld.   

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel

Innovativer Entwicklungsprozess von Steuerungssoftware im Bereich rotierender Maschinen - beispielhafte Umsetzung für modellbasierte Verdichterregelungen

  Projektziel ist daher die Entwicklung eines innovativen Engineeringprozesses für das Entwerfen von SPS-Software für Verdichter- und Turbinenanlagen. Hierfür wird untersucht, wie sich die Methoden des klassischen Softwareengineerings auf die Entwicklung von Steuerungssoftware für verfahrenstechnische Automatisierungsanlagen übertragen lassen, insbesondere Konzepte der Objektorientierung.  

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Hendrik Richter

IEEE World Congress on Computational Intelligence (IEEE WCCI), Beijing, China, 2014

  Fitness landscapes are an abstract way for describing the relationship between the genetically possible (genotype), the actually realized (phenotype) and the survival/reproduction success (fitness). Differences in the fitness over genotypic space together with the Darwinian imperative to move into the direction of increasing fitness (codified by the notion of natural and sexual selection) results into the driving forces that are behind evolutionary processes. In other words, fitness landscapes are about analysing and visualizing the relationships between genotypes, phenotypes and fitness, while these relationships lay at the centre of attempts to mathematically describe evolutionary processes and evolutionary dynamics.

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Hendrik Richter

Sand Bubbler Art

Sand bubblers are crabs of the genera Dotilla and Scopimera which are known to produce remarkable patterns and structures at tropical beaches. From these pattern-making abilities, we may draw inspiration for digital visual art. A recent paper by Hendrik Richter, Visual art inspired by the collective feeding behavior of sand-bubbler crabs, proposed a simple mathematical model and designed an algorithm creating such sand-bubbler patterns artificially.  

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Frank Illing

Warum Netzanalysen?

Ärgern Sie sich, weil durch eine Netzstörung PCs aussteigen, Bildschirme flimmern, das Licht am Arbeitsplatz flackert und Alarmanlagen ohne Grund losgehen? Wir analysieren die Betriebsstörungen an ihren elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln mit modernen Messmitteln und -methoden. Nach der Analyse unterstützen wir Sie dabei, Maßnahmen festzulegen, welche Sie zur Behebung der Störung ergreifen können.

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner

 

Laternenparken

  Um die Elektromobilität voran zu bringen, ist der Aufbau einer effektiven und nutzerfreundlichen Ladeinfrastruktur unabdingbar. Im Projekt wurde ein modulares Ladesystem für Elektroautos entwickelt, welches sich in allen gängigen Straßenlaternen integrieren lässt Im August 2016 wurden in Leipzig die ersten Straßenlaternen mit integrierter Ladestation für Elektroautos eingeweiht. Durch die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur lassen sich die „Stromtankstellen“ vergleichsweise einfach und kostengünstig im öffentlichen Raum nachrüsten – ein wichtiger Schritt für die Mobilität von morgen. 

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Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold

 

Fluorotest – Entwicklung eines flexiblen, standardisierbaren Auswertesystems auf Basis einer neuen Fluoreszenzmarkierung für funktionelle, bildbasierte, zelluläre und weitere molekularbiologische Testverfahren

  Fluorotest bietet erstmalig Laboren in Routine und Forschung eine State-of-the-Art- Testplattform für wichtige, diagnostisch-relevante (Protein)-Analysen, die bisher aus Kostengründen bzw. aus Ermangelung von alternativen Verfahren nutzen, die nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen. Durch den Einsatz von Fluorotest wird erreicht, dass auch solche Labordiagnosen und Befunde standarisiert und mit deutlich höherer Qualität durchgeführt werden können. Das Fluorotest-System zielt vornehmlich auf Gel-basierte Analysen ab, welche in punkto Schnelligkeit, Sensitivität und Quantifizierbarkeit auf ein neues Qualitätsniveau gehoben werden. Im gleichen Maße wird eine Software-Umgebung geschaffen, die Gerätesteuerung, Auswertung, Verfolgung und Dokumentation der Patienten-Analysen in einem Maße behandelt, wie sie sonst nur in High-troughput-Geräten verfügbar ist. Durch die Verwendung von kombinierbaren und erweiterbaren Modulen kann die Plattform zudem flexibel auf sich verändernde Anforderungen angepasst und so perspektivisch für weitere Aufgaben ausgebaut werden. Damit steht erstmalig ein Analyse-System zur Verfügung, das in seinem Leistungsvermögen die Ansprüche der modernen Labor-Diagnostik voll erfüllt, dennoch aber auch für kleinere Labore finanzierbar ist.

Kontakt: Mail Prof. Heimbold

Projektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Faouzi Derbel

FERD – Frequenzselektiver Erdschluss

   Erdschlussversuche sind derzeit die einzige Möglichkeit den Oberschwingungsanteil des Erdschlussreststroms in Energieversorgungsnetzen genau zu bestimmen. Da Erdschlussversuche jedoch häufig zu Folgefehlern führen, werden diese selten durchgeführt. Ziel des Projektes ist es ein Netzwerk zu entwickeln, mit dem ein Erdschluss selektiv für eine einzelne Frequenz eingelegt werden kann. Dafür wird ein elektrisches Netzwerk dimensioniert und aufgebaut, dass im Mittelspannungsnetz getestet wird. Damit soll der Oberschwingungsanteil des Erdschlussreststroms ermittelt werden können, ohne dabei einen Folgefehler zu riskieren.  

Kontakt: Mail Prof. Derbel

Projektleiter:

Prof. Dr. sc. hum. Werner Korb

LeWiSim – Entwicklung eines chirurgischen Trainingssimulators für die Lendenwirbelsäule

 Ziel des Projekts LewiSim war die Weiterentwicklung des am ISTT entwickelten prototypischen Bandscheiben-Simulators zu einem anwendungs- und marktreifen Trainingssimulator für Operationen an der Lendenwirbelsäule. Das Trainingssystem wurde im Herbst 2013 zum Patent angemeldet. 2014 wurde dieser weiterentwickelte Trainingssimulator auf der MEDICA, EUROSPINE und auf dem Jahreskongress der Deutschen Wirbelsäulengesellschaft vorgestellt. Zudem wird er bereits erfolgreich bei den Trainingskursen am ISTT eingesetzt.

Kontakt: Mail Prof. Korb

Projektleiter:

Genauigkeit bei der Solarzellen-Vermessung

Im Projekt sollen auf LED basierende Solarsimulatoren, in denen verschiedenfarbige LEDs in Summe ein gemeinsames Spektrum erzeugen, optimiert werden. Die genaue zeitliche Kontrolle des Spektrums und dessen Intensität wird u. a. mittels Fuzzy Regelungsalgorithmen weiterentwickelt, um so die stetig steigenden Anforderungen bezüglich der Genauigkeit bei der Solarzellen-Vermessung zu erfüllen.

Projektlaufzeit: 01.07.16 – 30.06.19 Ansprechpartner: M. Eng. Julian Hofbauer

Kontakt: Mail Prof. Rudolph

Projektleiter:

        Prof. Dr.-Ing. Detlef Riemer

Digitale Unterstützung der Hand-Therapie

Unsere Hände sind unsere kostbarsten Werkzeuge. Können wir sie aufgrund eines Unfalls oder einer Erkrankung länger nicht bewegen, benötigt es oft Monate intensiven Trainings, bis die ursprüngliche Beweglichkeit wiederhergestellt ist. Zur Therapie-Unterstützung entwickeln Maschinenbau-Ingenieure der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) eine digitale Lösung für die Hand-Rehabilitation. Unter den Namen „recovics“ bereiten sie aktuell die Gründung eines Start-ups vor. Auf der Hannover Messe vom 1. bis 5. April 2019 stellen sie am Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ (Halle 2, Stand A38) ihr Konzept für einen fernsteuerbaren Behandlungsprozess vor. „Wir möchten es Menschen mit Bewegungseinschränkungen der Hand ermöglichen, flexibel und individuell ihre Hand selbstständig zu Hause zu trainiere.

Frank Schmidt,  recovics-Gründerteam

Kontakt: Mail Prof. Riemer

Projektleiter:

         Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph

Dedektieren von technischen und akustischen Zuständen bei Straßenbahnen

Gemeinsam mit regionalen Unternehmen wird ein Verfahren entwickelt, mit dem der technische und akustische Zustand von Straßenbahnen sicher detektiert werden kann. Daraus werden dem assoziiertem Partner LVB GmbH bspw. konkrete Handlungsmaßnahmen für eine wirtschaftliche Durchführung der Instandhaltungsarbeiten generiert.

Projektlaufzeit: 01.04.17 – 30.06.19 Ansprechpartner: M. Eng. Maik Wolf

Kontakt Mail Prof. Rudolph

Projektleiter:

        Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph

Erfassung von Schwingungsdaten bei Werkzeugmaschinen zeigt den Maschinenzustand und den Instandhaltungsbedarf

Mit Hilfe optischer und elektronischer Messverfahren werden Schwingungsdaten und weitere Messgrößen einer Werkzeugmaschine in mehreren energieautarken Sensorknoten erfasst und auf einem Datenserver abgelegt. Eine automatisierte Messdatenauswertung auf Basis von Kennlinien- und Fuzzy Klassifikationsverfahren gibt Auskunft über den momentanen Maschinenzustand sowie Handlungsempfehlungen zur Instandhaltung.

Projektlaufzeit: 01.07.18 - 31.03.2021 Ansprechpartner: M. Eng. Andreas Blum, M. Eng. Raphael al Diba

Kontakt Mail Prof. Rudolph

Projektleiter:

        Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph

Lebensverlängernde Maßnahmen vor dem Bauteilversagen

Der Inhalt des Projekts bildet schwerpunktmäßig die Untersuchung der Abnutzungsvorgänge in und an Kompensator-Elementen haustechnischer Anlagen. Das Ziel ist es, eine Diagnose zum Instandhaltungszustand einer Komponente geben zu können, damit frühzeitig lebensverlängernde Maßnahmen vor dem Bauteilversagen eingeleitet werden können.

Projektlaufzeit: 01.07.18 - 31.09.2020 Ansprechpartner: M. Eng. Paul Gallin, M. Sc. Silvio Hund

Kontakt Mail Prof. Rudolph

Projektleiter:        

        Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph

Seit Juli 2018 läuft das Projekt DiagnOptik mit dem Thema: "Entwicklung von drahtlosen optischen und energieautarken Sensorknoten zur berührungslosen Schwingungsdiagnose an Maschinen". Nach einer ersten Einarbeitungsphase wurden im März 2019 die ersten Test- und Orientierungsmessungen in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugmaschinenhersteller Schaudt Mikrosa GmbH durchgeführt. Anwesend bei den Testmessungen waren von der HTWK die beiden Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph und Prof. Dr. rer. nat. habil. Christian Weickhardt sowie die Projektmitarbeiter Andreas Blum und Raphael al Diban. Den Mikrosa Mitarbeitern Herrn Lorenz und Herrn Nobis sei herzlich für ihre Unterstützung während der Messungen gedankt.

In einer KRONOS S250 Schleifmaschine, die hier als Testfeld dient, fanden dabei für die Zustandsüberwachung vorgesehene Sensoren wie Accelerometer, Luftschallaufnehmer und Laser-Doppler-Vibrometer ihre erste Anwendung, um verschiedene schwingungsrelevante Größen aufzunehmen. Es handelt sich um teils kommerzielle und teils selbst entwickelte bzw. weiterentwickelte Sensorik.

Ziel dieser Testmessungen ist die Einordnung von während des Schleifens und Abrichtens auftretenden mechanischen Schwingungen von Maschinenkomponenten bzgl. Amplitude und Frequenz sowie die Beurteilung der Aussagekraft und Eignung aufgenommener Signale für eine Zustandsorientierte Instandhaltungsstrategie.

Autor: Andreas Blum, M.Eng.