Forschung
Forschungsprojekte

Forschungsprojekte

Robotik & autonome Systeme

  • Entwurf energieeffizienter mechatronischer Systeme durch Kopplung automatischer Steuerungssynthese und Trajektorienplanung
    Die Reduzierung des Energieverbrauchs ist ein großes Anliegen in industriellen Produktionssystemen. Ein Ansatz ist die Rückgewinnung der Bremsenergie von Roboterachsen. Im Rahmen dieses Projektes wird an einer automatisierte Methodik geforscht, welche aus drei Teilen besteht: Eine szenariobasierte Sprache zur flexiblen Spezifikation des diskreten Produktionssystemverhaltens, ein automatisiertes Verfahren zur Synthese optimaler Steuerstrategien aus solchen Spezifikationen, einschließlich der Generierung von SPS-Code, und ein Verfahren zur detaillierten Trajektorienoptimierung.
    Team: M. Sc. Elias Knöchelmann
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Parallel-kontinuierliche Manipulatoren – Egalisierung strukturindividueller Nachteile durch Kombination von Parallel- und Kontinuumsrobotern
    Im Rahmen dieses Projekts wird die kinematische Struktur von parallelen Robotern mit kontinuierlichen kinematischen Ketten erforscht. Das Ziel ist die hohe Genauigkeit und Steifigkeit von parallelen Robotern mit der hohen Dexterität und Manipulierbarkeit von kontinuierlichen Robotern zu vereinen.
    Team: Dipl.-Ing. Kathrin Nülle
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 1.1.2018-31.12.2019
  • Bildrückgeführte Roboterregelung
    Ziel der Forschungsaktivitäten ist die bildunterstützte Regelung des auf MARGe montierten Roboterarms. Es soll erreicht werden, dass der Roboterarm autonom Objekte erkennt und durch eine geregelte Bewegung dazu in der Lage ist, das erkannte Objekt zu greifen.
    Team: Dr.-Ing. Oliver Hornung
    Jahr: 2007
    Förderung: MZH Initiativprojekt
  • MARGe
    Der mobile Roboter MARGe (Mobile Autonomous Robot Genie) dient als Plattform zur Erprobung von Algorithmen zur Lokalisation, Bahnregelung und Vermeidung dynamischer Hindernisse. Die Plattform ist mit verschiedenen internen und externen Sensorsystemen, wie z.B. Encodern und Laserscannern, ausgestattet.
    Team: Dr.-Ing. Holger Blume
    Jahr: 2008
    Förderung: MZH Initiativprojekt
  • PaLiDA - Parallelkinematik mit Lineardirektantrieben
    Der Versuchsstand PaLiDA wird im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramm "Fertigungsmaschinen mit Parallekinematiken" am MZH genutzt. Durch dieses Vorhaben sollen die Vorteile der Kombination von paralleler Konstruktion und hochdynamsichen Antrieben ausgenutzt, untersucht und weiterentwickelt werden. Dies ermöglicht die zukünftige Nutzung von Parallelkinematiken in der industriellen Fertigung zur Steigerung der Produktivität.
    Team: Dr.-Ing. Houssem Abdellatif
    Jahr: 2008
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • Energieoptimale Bahnplanung durch Ausnutzung natürlicher Bewegungsmuster
    In Fortsetzung der Forschungsarbeiten zu unteraktuierten Manipulatoren, bei denen die Bewegung passiver Gelenke über die dynamischen Kopplungen wie Trägheit, Coriolis- und Zentrifugalkräfte geschieht, sollen diese Kopplungen bewusst zu einer energieroptimalen Bahnplanung vollaktuierter Systeme ausgenutzt werden.
    Team: Dipl.-Ing. Andreas Hussong
    Jahr: 2009
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • Planung energieeffizienter Trajektorien unter Ausnutzung von Energiespeichern und Energieaustausch zwischen elektrischen Antrieben
    In Mehrachsanwendungen lassen sich die umrichterinternen Gleichstromzwischenkreise der Einzelachsen zusammenschalten, so dass hierdurch eine kurzzeitige Energiepufferung bzw. ein kontinuierlicher Energieaustausch zwischen den verwendeten Antrieben möglich ist. Auf dieser Grundlage sollen Möglichkeiten einer optimierten Trajektorienplanung zur Steigerung der Energieeffizienz untersucht werden.
    Team: Dipl.-Ing. Christian Hansen
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Leistungssteigerung von Parallelrobotern mittels parametervariabler Strukturen basierend auf kinematischer Redundanz
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, den Bewegungsraum von Parallelkinematiken durch kinematische Redundanz zu vergrößern und gleichzeitig die Genauigkeit, Steifigkeit und Dynamik zu steigern. Neben geeigneten und aussagekräftigen Analyse- und Bewertungsmethodiken, sollen Verfahren zur optimalen Steuerung und Regelung parametervariabler Mechanismen entwickelt und praktisch angewendet werden.
    Team: Dipl.-Ing. Jens Kotlarski
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Single-Port-Laparoskopie
    Bei laparoskopischen Eingriffen wird die Bauchhöhle des Patienten durch einen kleinen Schnitt eröffnet. In den so geschaffenen Zugang wird ein Laparoskop eingeführt, um die inneren Organe auszuleuchten, optisch zu erfassen und dem Mediziner durch eine geeignete visuelle Darstellung anzuzeigen. Bei einer Single-Port Operation werden neben dem Laparoskop mindestens zwei weitere Instrumente zur Gewebemanipulation durch dieselbe Öffnung in die Bauchhöhle eingebracht. Erfolgt dieser Zugang im Bauchnabel ist die Narbe später kaum mehr zu erkennen. Neben dem daraus resultierenden guten kosmetischen Ergebnis, hat die Single-Port Laparoskopie die Vorteile eines geringen Blutverlustes und einer schnellen Genesung. Um das Einsatzgebiet für diese Operationstechnik zu erweitern werden neue medizintechnische Systeme benötigt. Diese sollen insbesondere eine hohe Beweglichkeit der Endeffektoren in einem großen kollisionsfreien Arbeitsraum besitzen.
    Team: Dipl.-Ing. Jan-Hinnerk Borchard
    Jahr: 2011
  • Modular strukturiertes Motion-Control-System für Robotik und Handling
    In diesem Projekt wird eine leicht bedienbare, modular strukturierte und damit flexible Plattform zur Ansteuerung unterschiedlichster Robotik-Anwendungen entwickelt. Neben etablierten Systemen, wie z.B. Scara-, Delta- oder Knickarm-Kinematiken, bieten unterschiedliche Schnittstellen die Möglichkeit, individuelle Kinematiken anzusteuern. Das Ziel ist die Vereinfachung der Programmierung und Inbetriebnahme komplexer, mehrachsiger Produktionsanlagen.
    Team: Dipl.-Ing. Julian Öltjen
    Jahr: 2012
    Förderung: Lenze Automation GmbH
  • Automatische Generierung aufgabenoptimaler Roboterstrukturen
    Um den Automatisierungsprozess, insbesondere von klein- und mittelständischen Unternehmen, weiter voranzutreiben, wurde im Umfang dieses Forschungsprojektes eine neue Methodik zur aufgabenspezifischen Entwicklung seriellkinematischer Roboter erarbeitet. Ziel ist eine ganzheitliche und automatisierte Synthetisierung von seriellen Roboterstrukturen in Abhängigkeit eines benutzerdefinierten Anforderungsprofils.
    Team: M. Sc. Daniel Andrés Ramirez
    Jahr: 2013
    Förderung: Administrative Department of Science, Technology, and Innovation of Colombia ("Colciencias")
  • Vollaktuierter elektromagnetischer Biegeaktor für endoskopische Anwendungen
    Ziel dieses Projektes ist, die Nachteile bestehender Endoskop-Systeme, in Bezug auf Handhabung und Verletzungsrisiko für den Patienten, durch ein neuartiges Aktuierungskonzept zu kompensieren. Gegenstand der Untersuchung sind zunächst die Entwicklung geeigneter Aktoren, deren kinematische und dynamische Modellierung sowie die Implementierung einer geeigneten Steuerung und Regelung. Die Arbeit wird in enger Kooperation mit dem Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik (IAL) durchgeführt.
    Team: M. Sc. Svenja Tappe
    Jahr: 2013
    Förderung: Caroline Herschel Programm des Hochschulbüro für ChancenVielfalt
  • "3. Arm" - Handwerker-Kraftassistenzsystem mit adaptiver Mensch-Technik-Interaktion
    Das Projektvorhaben widmet sich der Entwicklung eines Assistenzsystems zur Unterstützung bei Arbeiten mit schweren Elektrowerkzeugen. Grundlage ist dabei eine mechatronische Konstruktion ("3. Arm"), die am Körper des Nutzers über eine Tragekonstruktion befestigt ist. Neben der physischen Unterstützung erfüllt das System kognitive Assistenzfunktionen. Somit dient das System einerseits der Arbeitserleichterung (Reduktion der auf Arme und Schulter wirkenden Kräfte) und andererseits der Steigerung der Arbeitseffizienz und Arbeitsqualität.
    Team: Dipl.-Ing. Kathrin Nülle
    Jahr: 2014
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Energieeffiziente Bahnplanung für Industrieroboter
    Eine Möglichkeit zur Steigerung der Energieeffizienz eines Roboters besteht in der Planung energieoptimaler Bewegungen. Der Energieverbrauch wird durch verschiedene Effekte von der Bahnplanung beeinflusst, darunter z. B. betriebspunktabhängige Verluste der Antriebskomponenten sowie die elektrische und mechanische Kopplung der Antriebsachsen. Zur Optimierung der Bahn müssen daher sowohl der gesamte Antriebsstrang als auch die Mechanik betrachtet werden. Hierzu werden sämtliche Komponenten modelliert und die energieoptimale Bahn mittels nichtlinearer Optimierungsverfahren ermittelt.
    Jahr: 2015
    Förderung: Industrie
  • roboterfabrik
    Um Hannover als einen führenden Robotik-Standort zu etablieren, wurde an der Leibniz Universität in Kooperation mit der Region Hannover und dem Roberta Regiozentrum Hannover das Gemeinschaftsprojekt Roboterfabrik ins Leben gerufen. Die Roboterfabrik verfolgt einen kontinuierlichen Ansatz zur Ausbildung sogenannter Robotic Natives, der in der Schule beginnt und an der Universität fortgesetzt wird.
    Team: Dipl.-Ing. Daniel Kaczor
    Jahr: 2016
    Förderung: Region Hannover
    Laufzeit: 5 Jahre
  • Automatische PID-Reglereinstellung für serielle Roboter
    Klassische PID Regler sind aufgrund ihrer Einfachheit und Robustheit eine der am meisten verwendeten Regelstrukturen in industriellen Prozessen. Auch in dem Gebiet der Robotik ist die Verwendung von PID Reglern wegen ihrer Vorteile weit verbreitet. Roboter sind jedoch hochgradig nichtlineare und hochgekoppelte MIMO-Systeme. Daher gilt die Einstellung der Regelparameter für solche Systeme als hochkomplexe Aufgabe, die in der Regel durch traditionelle oder manuelle Methoden (z.B. durch gezieltes Ausprobieren) durchgeführt wird.
    Team: M.Sc. Ahmed Zidan
    Jahr: 2017
  • Regelung zur Effizienzsteigerung von industriellen Gleichstromnetzen
    Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer intelligenten Ansteuerung der Systeme innerhalb eines Gleichstromzwischenkreis- verbunds, sodass die netzseitig aufgenommene Energie reduziert wird. Die Energiesteuerung soll im nächsten Schritt auf Energiespeicher und variable erneuerbare Energien ausgedehnt werden. Schwerpunkte sind vor allem Simulationstiefe, Große der Einflussnahme, Energiespeichersteuerung und Aufbau einer Intelligenten Steuerung, welche aktiv in den Prozess eingreift.
    Team: M. Sc. Elias Knöchelmann
    Jahr: 2017
    Förderung: Bosch Rexroth AG.
  • Generierung aufgabenspezifischer Roboterkinematiken durch kombinierte Struktur- und Maßsynthese
    Um den Automatisierungsprozess, insbesondere von klein- und mittelständischen Unternehmen, weiter voranzutreiben, wird im Umfang dieses Forschungsprojektes eine neue Methodik zur aufgabenspezifischen Entwicklung seriellkinematischer und parallelkinematischer Roboter erarbeitet. Ziel ist eine ganzheitliche und automatisierte Synthetisierung von Roboterstrukturen in Abhängigkeit eines benutzerdefinierten Anforderungsprofils.
    Team: M. Sc Moritz Schappler
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2019
  • Implementierung robotergestützter Orientierungssysteme auf dem Campus Maschinenbau
    Der Campus Maschinenbau ist die größte Neubaumaßnahme der Universität und soll zum Wintersemester 2019/20 seinen endgültigen Betrieb aufnehmen. Um die Orientierung auf dem Campus zu erleichtern und Anfragen verschiedener Art zu beantworten, soll in diesem Projekt ein robotergestütztes Orientierungssystem konzipiert und implementiert werden. Ein Roboter soll sowohl Auskunft über das Informations- und Raumbelegungssystem geben, als auch als Wegbegleiter für Personen zur Erstorientierung fungieren.
    Team: M.Sc. Marvin Stüde
    Jahr: 2018
    Förderung: Fakultät für Maschinenbau
    Laufzeit: 01.03.2018 - 28.02.2021

Identifikation & Regelung

  • Zeitoptimale Regelung elektromechanischer Aktoren
    Zur gezielten Abgasrückführung werden unterschiedliche elektromechanische Stellglieder eingesetzt, welche mit hoher Dynamik den Abgasanteil im Verbrennungsraum regeln. Innerhalb dieses Forschungsprojektes sollen modellbasierte Reglerstrukturen implementiert werden, die das Potential der begrenzten Stellgröße ausnutzen.
    Förderung: IAV GmbH Gifhorn
    Laufzeit: 11/2012-10/2013
  • Semi-Aktives Motorlager
    Am Mechatronik Zentrum Hannover wurde ein semi-aktives Motorlager entwickelt, welches auf dem Reluktanzkraftprinzip basiert und die Anpresskraft auf sog. Reibbeläge variieren kann.
    Team: Dr.-Ing. Marc Lorenz
    Jahr: 2005
    Förderung: Industrie
  • Online-Reibwertprognose
    Im Rahmen dieses Projektes soll in Zusammenarbeit mit einer Fahrzeugzulieferer-Firma die Machbarkeit der Reibwertprognose im KFZ auf Basis eines Multisensorkonzepts geprüft und umgesetzt werden. Die Schwerpunkte der Arbeit liegen in der Fahrzeugtechnik, Messtechnik und Digitalsignalverarbeitung.
    Team: Dr.-Ing. Ahmed Trabelsi
    Jahr: 2005
    Förderung: Industrie
  • Autonome Messeinrichtung zur Untersuchung des Reibprozesses am Groschrad
    Die Untersuchung des Reibprozesses zwischen Fahrbahn und Reifen wird durch die Komplexität des Reifens und die Wechselwirkungen mit Fahrwerk und Antriebsstrang erschwert. Um dieses Problem zu lösen, wurde am MZH in Zusammenarbeit mit dem IFM das Reibmobil, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gebaut.
    Team: Dipl.-Ing. Noamen Bouzid
    Jahr: 2008
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • Modellbasierte Analyse elektrischer Antriebssysteme
    In diesem Projekt werden Modelle entwickelt, um das Verhalten elektrischer Antriebsstränge, i. Allg. bestehend aus einem Umrichter, Drehstrommotor, mechanischer Koppelelemente und abtriebsseitiger Lastmaschine zu beschreiben. Desweiteren werden diese Modelle genutzt, um Optimierungspotentiale zu untersuchen und umzusetzen.
    Team: Dipl.-Ing Lars Perner
    Jahr: 2010
    Förderung: Lenze Automation GmbH
  • Magnetstanze
    Das Ziel im DFG-Verbundprojekt "Scherschneiden dünner Bleche mittels adaptiver Magnetaktorik" in Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen ist der Aufbau und die Regelung einer elektromagnetisch aktuierten Stanze. Mit Hilfe von Hochleistungselektromagneten ist die Stößelkinematik frei einstellbar. Demzufolge können der Weg-Zeit-Verlauf des Stößels an den Schneidprozess angepasst und die durch den Schneidprozess hervorgerufene Schwingungen kompensiert werden. Derzeitig sind Schneidfrequenzen von bis zu 50 Hz erreichbar.
    Team: Dipl.-Ing. Matthias Dagen, Ing. Mauro H. Riva
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Analyse und Kompensation von Fahrzeugschwingungen
    Ein aktuelles Projekt am imes stellt die Analyse von Fahrzeugschwingungen im PKW dar. Das Forschungsvorhaben zielt darauf hin einzelne Phänomene zu analysieren und deren Erreger im PKW aufzuspüren, damit geeignete Maßnahmen - Regelungsstrategien - zur Reduzierung bzw. Vermeidung eingeleitet werden können.
    Team: M.Sc. Simon Eicke
    Jahr: 2010
    Förderung: IAV GmbH
  • Aktive Beeinflussung des Werkzeugsverschleißes beim Außenrundeinstechschleifen
    Ratterschwingungen stellen im Schleifprozess eine Leistungsbegrenzung bei der Fertigung von präzisen Bauteilen dar. Zur Verhinderung von Werkzeugverschleiß bedingten Regenerativ Effekten sind bisher häufige Abrichtzyklen notwendig, welche den Fertigungsprozess verlangsamen. Der Ansatz dieses DFG-Projekts in Zusammenarbeit mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen ist eine aktive Dämpfung der Ratterschwingungen durch das Einbringen zusätzlicher Kräfte in den Prozess durch eine aktive Lünette mit elektromagnetischen Aktoren.
    Team: Dipl.-Ing. Markus Ahrens
    Jahr: 2011
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Online-Identifikation regelungstechnisch relevanter Systemparameter elektrisch angetriebener mechanischer Systeme
    Das primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens liegt in der Bestimmung der wesentlichen Parameter eines elektrischen Antriebssystems mit gekoppelter Mechanik, ohne Nutzung spezieller Testtrajektorien und ohne zusätzliche Sensorik sondern durch Beobachtung der Parameteridentifizierbarkeit in Abhängigkeit der Streckeneigenschaften im laufenden Betrieb. Grundlage bildet ein echtzeitfähiges Modell des mechatronischen Gesamtsystems.
    Team: M. Sc. Dipl.-Ing. (FH) Daniel Beckmann
    Jahr: 2011
    Förderung: Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA)
  • Robuste Schwimmwinkelschätzung, basierend auf sensitivitätsbasierter Parameteradaption und nichtlinearen Beobachterstrukturen
    Ein aktuelles Projekt am Institut für Mechatronische Systeme befasst sich mit der Schätzung relevanter Systemzustände und Parameter der Fahrzeugquerdynamik. Hierzu werden verschiedene modellbasierte Beobachterstrukturen, basierend auf sensitivitätsbasierter Parameteradaption realisiert, um eine robuste Schätzung zu garantieren.
    Team: M.Sc. Mark Wielitzka
    Jahr: 2013
  • Führungslose, miniaturisierte Maschine zur Herstellung kleiner Stanzteile unter Einsatz einer Resonatzantriebseinheit
    In Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik (IFUM) wird eine Stanzeinheit zum Schneiden dünner Bleche entwickelt. Durch Einsatz von Magnetaktoren und gezielter Anregung der Resonanz des Feder-Masse-Systems soll eine möglichst kleine, energiesparende Stanze entstehen.
    Team: Dipl.-Ing Markus Ahrens
    Jahr: 2014
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Analyse von Antriebstrangschwingungen
    Ein aktuelles Projekt am imes stellt die Analyse von Fahrzeugschwingungen im Antriebsstrang des PKW dar. Das Forschungsvorhaben zielt darauf hin, einzelne Phänomene zu analysieren und deren Auslöser im PKW zu identifizieren, damit geeignete Maßnahmen zur Reduzierung bzw. Vermeidung eingeleitet werden können. Diese Arbeit wird im Rahmen eines Industrieprojektes mit der Firma IAV GmbH bearbeitet.
    Team: M. Sc. Eduard Popp
    Jahr: 2015
    Förderung: IAV GmbH
  • iTracC - Intelligent Traction Control
    Das Projekt iTracC hat das Ziel die Fahrsicherheit in Fahrzeugen mit elektrifiziertem Antriebsstrang durch eine optimierte Antriebs-Schlupf-Regelung basierend auf adaptiven Antriebsstrang- und Reibmodellen zu erhöhen
    Team: M. Sc. Mark Wielitzka, M. Sc. Alexander Busch
    Jahr: 2015
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Automatisierte Inbetriebnahme und Condition Monitoring industriell eingesetzter Regalbediengeräte
    Das Ziel des Kooperationsprojekts ist die automatisierte Inbetriebnahme von Regalbediengeräten und modellbasiertem Condition Monitoring im laufenden Betrieb sowie Schwingungskompensation.
    Team: M.Sc. Daniel Beckmann
    Jahr: 2015
    Förderung: ZIM-KOOP
    Laufzeit: 2 Jahre
  • Remote Mechatronics Challenge
    Remote Laboratories erlauben die Steuerung und Beobachtung eines realen Versuchsstandes über das Internet. Dadurch können Vorlesungsinhalte vertieft und auf reale Versuchsstände angewendet werden. Neben der dauernden Verfügbarkeit ist die Vorgabe definierter physikalischer Grenzen des Systems ein großer Vorteil gegenüber klassischen Laborkonzepten.
    Team: M.Sc. Johannes Zumsande
    Jahr: 2016
    Förderung: HSP
  • Online-Identifikation regelungstechnisch relevanter Systemparameter elektrisch angetriebener mechanischer Systeme II
    Das primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens liegt in der Bestimmung der wesentlichen Parameter eines elektrischen Antriebssystems mit gekoppelter Mechanik ohne zusätzliche Sensorik. Dies erfolgt zum Einen durch optimierte Identifikationstrajektorien und zum Anderen im laufenden Betrieb durch Beobachtung der Parameteridentifizierbarkeit in Abhängigkeit der Streckeneigenschaften. Grundlage bildet ein echtzeitfähiges Modell des mechatronischen Gesamtsystems.
    Team: M. Sc. Mathias Tantau
    Jahr: 2017
  • simTrailer - Vollständige, modellbasierte Trailer-Zustandsüberwachung
    Im Rahmen des Projekts simTrailer werden online-fähige Methoden zur modellbasierten Zustandsüberwachung des Trailers erarbeitet, um einen möglichst effizienten Einsatz von Sensorik zu gewährleisten.
    Team: Zygimantas Ziaukas, M .Sc.
    Jahr: 2017
    Förderung: BPW Bergische Achsen KG
  • RoCCl - Road Condition Cloud
    Im Rahmen des DFG-geförderten Projektes RoCCl wird in Kooperation mit dem Institut für Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig eine zeitlich veränderliche Karte, die Road Condition Cloud, entwickelt. Dabei wird der Fahrbahnzustand, mit zusätzlicher Konfidenz, durch wahrscheinlichkeitsbasierte Datenfusion verschiedener heterogener Informationen aus Onboard- und Umgebungssensorik geschätzt und in die Karte überführt. Die Kommunikation mit der RoCCl bietet somit die Möglichkeit Fahrerassistenzsysteme zu jedem Zeitpunkt bezüglich des aktuellen Fahrbahnzustandes korrekt zu initialisieren.
    Team: M. Sc. Alexander Busch
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 02/2018 - 01/2021
  • Prozessmonitoring in der Produktionstechnik (ProMoPro)
    Im Rahmen dieses EFRE-geförderten Projektes werden universelle Werkzeuge und Methoden zur Digitalisierung von Produktionsanlagen energieintensiver Industriezweige geschaffen. Die umfassende Akquise heterogener Anlagen- und Prozessdaten ermöglicht das Partitionieren des Gesamtprozesses in geeignete Teilprozessen, deren Beschreibung durch aussagekräftige Merkmale und das Anlernen mathematischer Modelle, um die Auswirkungen der Teilprozesse auf verschiedene Zielgrößen (z.B. Produktqualität und Energieverbrauch) zu beschreiben.
    Team: Karl-Philipp Kortmann, M. Sc., Johannes Zumsande, M. Sc.
    Jahr: 2018
    Förderung: EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung)
    Laufzeit: 3 Jahre

Medizintechnik & Bildverarbeitung

  • Mini-Projektor basierte Augmented Reality für medizinische Anwendungen
    Zum Zwecke einer Optimierung der Darstellungsweise von Informationen sind Augmented-Reality-Ansätze Gegenstand aktueller Forschungen. Im Bereich der Medizintechnik ist das Ziel dabei die Visualisierung von präoperativen, medizinischen Planungsdaten unmittelbar im Blickfeld des Chirurgen. Dieser Ansatz basiert auf einer simultanen Darstellung der Realität, in diesem Fall also des Patienten, und zusätzlicher visueller Informationen. Unter Verwendung eines Mini-Projektors (konventioneller Beamer der Größe eines Mobiltelefons) und eines optischen Navigationssystems wurde ein handgeführtes Projektionssystem aufgebaut, das die lagerichtige Darstellung anatomischer Strukturen sowie Navigationsanweisungen in Echtzeit unmittelbar auf der Oberfläche des Patienten ermöglicht.
    Team: M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Jan-Philipp Kobler
    Jahr: 2010
  • Einsatz der OCT-Bildgebung zur medizinischen Navigation
    Auf dem Gebiet der Chirurgie entstehen immer höhere Anforderungen an die Präzision und Minimalinvasivität eines durchgeführten Eingriffes. In enger Kooperation mit dem Institut für Mess- und Regelungstechnik und der HNO-Klinik der MHH soll ein medizinisches Assistenzsystem entwickelt werden, welches durch die Integration eines optischen Kohärenztomographen (OCT) hochpräzise Eingriffe am Patienten ermöglicht. Grundlage ist eine multimodale Bildregistrierung zwischen einem präoperativ akquirierten CT- und einem intraoperativ akquirierten OCT-Datensatz mit der eine Ausrichtung des Roboters erfolgen soll.
    Team: Dipl.-Math. Jesús Díaz Díaz
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • GentleCI
    Entwickelt werden neuartige, steuerbare Elektroden, die sich mit Hilfe einer integrierten Mikroaktorik berührungsfrei und damit risikolos in die spiralförmig gewundene Cochlea einführen lassen. Diese Mikroaktorik wird durch Elektrodenelemente aus Formgedächtniswerkstoffen realisiert, die durch Körpertemperatur in die gewünschte Form gebracht werden. Das Projekt wird in Kooperation mit der HNO-Klinik der MHH durchgeführt.
    Team: M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Jan-Philipp Kobler
    Jahr: 2010
    Förderung: BMBF
  • Optisch kontrollierte, automatisierte Insertion einer Cochlear Implant Elektrode
    Die bislang einzig wirksame Behandlung von hochgradiger Schwerhörigkeit oder Taubheit besteht in der Implantation eines Multielektrodenarrays in die Hörschnecke (Cochlear Implant, CI), mit dem der Hörnerv elektrisch stimuliert wird. Im Rahmen des im Projekt „Roboterassistierte Chirurgie“ verfolgten Ansatzes eines minimalinvasiven Eingriffes stellt sich das Problem einer Insertion des Implantates durch den gebohrten, engen Stichkanal. Das Projekt wird in Kooperation mit der HNO-Klinik der MHH durchgeführt.
    Team: Dipl.-Ing. Andreas Hussong
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Roboterassistierte Chirurgie
    Im Zentrum dieser Forschungsarbeit steht die Entwicklung eines Assistenzsystems für hochgenaue, minimalinvasive chirurgische Eingriffe an der Schädelbasis. In Zusammenarbeit mit der Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover werden Verfahren entwickelt, die eine mit konventionellen Mitteln nicht erreichbare Operationssicherheit und Genauigkeit erzielen sollen.
    Team: Dipl.-Ing. Stephan Baron
    Jahr: 2010
  • Analyse der frühembryonalen Herzentwicklung
    Externe Einflüsse auf die kardiale Frühentwicklung im embryonalen Stadium spielen eine große Rolle bei der späteren kardiovaskulären Ausbildung und Leistungsfähigkeit. Insbesondere in der ersten Woche des Wachstums besteht aus diesem Grund der Bedarf die relevanten Zusammenhänge zu erforschen.
    Team: Dipl.-Ing. J. Thommes
    Jahr: 2010
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Situsnahes mechatronisches Assistenzsystem für hochgenaue Eingriffe am Schädel (Mini-Hexapod)
    Im Rahmen einer Forschungskooperation mit der Klinik für HNO der MHH wird ein miniaturisierter, parallelkinematischer Roboter konzipiert und prototypisch aufgebaut, der aufgrund seiner geringen Abmessungen direkt am Schädel des Patienten verankert werden kann. Er dient als Basis für unterschiedliche Eingriffe, wie beispielsweise die minimal invasive Cochlea Implantation zur Behandlung innenohrbedingter Taubheit.
    Team: M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Jan-Philipp Kobler, Dipl.-Ing. Kathrin Nülle
    Jahr: 2011
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Roboterassistierte Laserosteotomie
    Die Laserosteotomie ist für eine Vielzahl klinisch relevanter Indikationen von Interesse. Die beim Materialabtrag entlang definierter Geometrien auftretenden Problemstellungen zeichnen sich dabei im Wesentlichen auf den Gebieten der Bahnplanung, der hochgenauen Strahlführung, der Mensch-Maschinen-Schnittstelle und der Schnitttiefenbestimmung ab. Am Institut für Mechatronische Systeme wird daher in Kooperation mit der KUKA Laboratories GmbH ein System für die roboterassistierte Laserosteotomie (RaLo) bestehend aus einem Leichtbauroboter (KUKA LBR), einem Kamerasystem, einem optischen Kohärenztomograph (OCT) und einem Er:YAG-Laser zur Demonstration einer Beispielanwendung aufgebaut.
    Team: Dipl.-Ing. Alexander Fuchs
    Jahr: 2011
    Förderung: KUKA Laboratories GmbH
  • Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Single-Port-Laparoskopie
    Bei laparoskopischen Eingriffen wird die Bauchhöhle des Patienten durch einen kleinen Schnitt eröffnet. In den so geschaffenen Zugang wird ein Laparoskop eingeführt, um die inneren Organe auszuleuchten, optisch zu erfassen und dem Mediziner durch eine geeignete visuelle Darstellung anzuzeigen. Bei einer Single-Port Operation werden neben dem Laparoskop mindestens zwei weitere Instrumente zur Gewebemanipulation durch dieselbe Öffnung in die Bauchhöhle eingebracht. Erfolgt dieser Zugang im Bauchnabel ist die Narbe später kaum mehr zu erkennen. Neben dem daraus resultierenden guten kosmetischen Ergebnis, hat die Single-Port Laparoskopie die Vorteile eines geringen Blutverlustes und einer schnellen Genesung. Um das Einsatzgebiet für diese Operationstechnik zu erweitern werden neue medizintechnische Systeme benötigt. Diese sollen insbesondere eine hohe Beweglichkeit der Endeffektoren in einem großen kollisionsfreien Arbeitsraum besitzen.
    Team: Dipl.-Ing. Jan-Hinnerk Borchard
    Jahr: 2011
  • Mikrotechnologien und Systeme für die roboterassistierte Laser-Stimmlippenchirurgie
    Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen roboterassistierten Systems für die Laser-Mikrochirurgie speziell für Eingriffe an den Stimmlippen. Die pathologischen Gewebestrukturen werden präoperativ identifiziert und bilden die Grundlage der Operationsplanung. Eine intraoperative duale Bildgebung verfolgt das Ziel einer echtzeitfähigen Navigation über eine intuitive Chirurg-Roboter-Schnittstelle mit einem Augmented Reality System. Für die präzise Positionierung des gewebeabtragenden Lasers gilt es ein neuartiges Endoskop zu entwickeln. Die Herausforderung liegt in der kompakten Systemintegration der mikro-opto-mechatronischen Komponenten. Kognitive Strategien erhöhen die Sicherheit und die Qualität des operativen Eingriffs weiter.
    Team: Dipl.-Ing. Andreas Schoob, Dipl.-Ing. Dennis Kundrat
    Jahr: 2012
    Förderung: EU, FP7
  • Intraoperative Registrierung durch Endoskopie der Knochenbälkchen
    Das Projekt iBoneRegistration erforscht die Endoskopie von Knochenbälkchen (Spongiosa) für die intraoperative Registrierung in der navigierten Knochenchirurgie. Durch ihre unverwechselbare strukturelle Beschaffenheit und Darstellbarkeit in präoperativer Bildgebung sind Knochenbälkchen optimal als Merkmale für die eindeutige räumliche Zuordnung von präoperativen Daten zur intraoperativen Lage geeignet.
    Team: Dipl.-Ing. Jan Bergmeier
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • Genauigkeitssteigerung für die Roboterassistierte Chirurgie
    Im Zentrum dieser Forschungsarbeit steht die Entwicklung eines Assistenzsystems für hochgenaue, minimalinvasive chirurgische Eingriffe an der Schädelbasis. Es werden Verfahren entwickelt, die eine mit konventionellen Mitteln nicht erreichbare Operationssicherheit und Genauigkeit erzielen sollen. Insbesondere geht es hierbei um das Setzen von Bohrkanälen für die Cochlear-Implantation mittels Roboter und optischer Navigation.
    Team: M. Sc. Sebastian Tauscher
    Jahr: 2014
  • RoboJiG
    Präklinische Realisierung einer ganzheitlich minimal-invasiven Cochlea-Implantat-Versorgung durch patientenspezifische Bohrschablonen
    Team: Samuel Müller, M. Sc.
    Jahr: 2014
    Förderung: BMBF
  • Hand-Held Projection and Measurement System for Surgical Interventions
    In Augmented reality, image overlay projection is a technique that would help the surgeons to view the underlying anatomical structures directly on the surface of the skin or organ of the patient. Within the scope of the Tailored Light Scholarship Program , a novel hand-held projector system would be developed that would allow the images of 3-D patient-specific models to be projected directly onto the surface of the organ intraoperatively without the need of intrusive hardware around the surgical scene. This would circumvent the problems of view reorientation, where the surgeon has to divert his sight from the patient to the monitors with patient information like CT, MRI etc., thus helping him in performing the surgeries without any strain.
    Team: M. Sc. Dipl.-Ing. Shivaraman Ilango
    Jahr: 2016
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Evaluation des laryngealen Adduktionsreflexes mit einem mechatronischen Mikrotropfen-Laryngoskop
    Im Rahmen dieses interdisziplinären Projektes wird in Kooperation mit der Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie (Leitung: Prof. Dr. med. Dr. med. h.c. Martin Ptok) der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) ein neuartiges, endoskopisches System zur Untersuchung des laryngealen Adduktionsreflexes (LAR) entwickelt und im klinischen Einsatz erprobt. Die Auslösung des LAR soll durch die Applikation eines beschleunigten Tröpfchens erfolgen. Zur Beobachtung der Reflexantwort wird ein Hochgeschwindigkeits-Kamerasystem eingesetzt. Die Einbindung bildverarbeitender Algorithmen soll den Automatisierungs- und Objektivitätsgrad des Untersuchungsverfahrens steigern.
    Team: Jacob F. Fast, M.Sc.
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
  • OPhonLas: OCT-geregelte Laserablation bei Stimmlippen-Phonation
    Im Rahmen dieses EFRE-geförderten Projektes soll ein rigides, anatomisch geformtes Laryngoskop entwickelt werden, das mit einem steuerbaren Ablationslaser ausgestattet ist. Neben der Anwendung auf ruhenden Stimmlippen soll ein Laserschnitt auch während einer Phonation–also auf schwingenden Stimmlippen–durchgeführt werden. Dadurch wird die Behandlung bestimmter Pathologien ermöglicht und der funktionelle Therapieerfolg direkt sichtbar gemacht. Die hohen Anforderungen an die Echtzeit-Regelung des Lasers setzen die Fusion von Stereobilddaten und optischer Kohärenztomographien voraus.
    Team: Sontje Ihler, M. Sc., Max-Heinrich Laves, M. Sc.
    Jahr: 2017
    Förderung: EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung)
    Laufzeit: 3 Jahre

[nicht kategorisiert]

  • Schnittstellen zur Anbindung eines Roboters in ein bildgestütztes Therapiesystem
    Ziel dieses Kooperationsprojekts mit der KUKA Laboratories GmbH ist ein generisches Schnittstellenkonzept zur Anbindung eines KUKA Leichtbauroboters an ein bildgestütztes Therapiesystem zu entwickeln. Hierdurch wird eine leichtere Anbindung des Leichtbauroboters an ein Produkt eines Medizinproduktherstellers angestrebt. Zur Validierung des Systemkonzepts wird der KUKA LBR über eine generische Implementierung der Schnittstellen in die MediLAB-Umgebung des Medizintechniklabors des Institutes integriert.
    Team: M. Sc. Sebastian Tauscher
    Jahr: 2012
    Förderung: KUKA Laboratories GmbH