Das Institut für Mechatronische Systeme erforscht den Einsatz von parallelen Robotern in einer Mensch-Roboter-Kollaboration.

Für unser Projekt suchen wir immer engagierte Studierende, die im Rahmen ihrer studentischen Arbeiten einen Beitrag zur Forschung leisten möchten.

Mögliche Themengebiete:

• Konstruktion & Hardware-Aufbau
• Regelung
• Maschinelles Lernen

Zur automatisierten Kameraführung bei Dreharbeiten existiert eine aufgebaute 3D-gedruckte Konzeptstudie für einen Kamerakran. Die mechanische Struktur entspricht einer RRP-Kinematik, mit einem Schubgelenk (P) als Teleskop. Die Aktuierung der ersten drei Gelenke wurde bereits in einer Vorarbeit realisiert. In der Masterarbeit soll die Regelung um einen nachgiebigen und für Mensch-Roboter-Kollaboration sicheren Modus sowie eine Schwingungsreduktion erweitert werden.

Mögliche Aufgabenschwerpunkte:

• Ansteuerung des Systems über Robot Operating System (ROS 2)
• Benutzerschnittstelle zur Steuerung des Systems
• Erweiterte Regelungsmodi zur Handführung des Systems (Impedanzregelung)
• Schwingungsreduktion (flachheitsbasierte Vorsteuerung oder Input-Shaping)
• Integration von inertialen Messeinheiten (IMUs) und einem Gimbal (dreiachsige aktive kardanische Aufhängung) über den EtherCAT-Bus
• Validierung der Regelgüte mittels optischem Tracking-System oder IMUs

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 ein Fahrzeug mithilfe eines Optical Motion Tracking Systems im niedrigen Geschwindigkeitsbereich aufgenommen werden und die Fahrzeugdynamik modelliert werden.

In dieser Masterarbeit soll die Zustandsschätzung eines Fahrzeugs mithilfe von Transfer Learning auf Basis simulativ erzeugter Daten und realer Messwerte verbessert werden.

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.