Studien- und Diplomarbeiten, SHK/WHK
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Soft Dielectric Elastomer Robots Aufgaben: Entwicklung biomimetischer (bionischer), nachgiebiger, robotischer Strukturen, Literaturrecherche, Herstellung und Aufbau von Demonstratoren |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Soft interaction – locomotion, gripping and walking for soft robotics Aufgaben: Konzepterarbeitung zur Integration von schaltbaren Adhäsionsmechanismen in bionische, nachgiebige, robotische Strukturen und Subkomponenten |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Anthropomorphe Greifer Aufgaben: Entwicklung eines Entwurf-Konzeptes zur Verbesserung einer vorhandenen anthropomorphe Roboterhand, Herstellung und Aufbau von Demonstratoren |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Künstliche Muskeln Aufgaben: Analyse des vorhandenen Fertigungsverfahrens, Entwurf, Planung, Aufbau und Test eines möglichst automatisierten Fertigungsverfahrens, Herstellung und Test von künstlichen Muskeln |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Bioinspirierte Strukturen mit Reflexen Aufgaben: Analyse des biologischen Vorbilds (Venusfliegenfalle), Ableitung ingenieurtechnischer Lösungsansätze, Entwurfsentwicklung, Herstellung und Aufbau von Demonstratoren |
Dr.-Ing. Adrian Ehrenhofer Tel.: 463-39171 Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Künstliche Roboterhäute mit taktilen Sensoren Aufgaben: Entwicklung künstlicher Roboterhäute, Analyse des vorhandenen Prototypen, Ableitung ingenieurtechnischer Lösungsansätze, Herstellung und Aufbau von Demonstratoren, Integration und Test des Prototypen in einem Robotersystem |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Partikel-Separation mittels einstellbarer Hydrogelporen / Particle separation using adjustable hydrogel pores Aufgaben: Entwicklung und Charakterisierung eines Membransystems für die mikrofluidische Trennung von Mikropartikeln unterschiedlicher Größe unter Verwendung von Filtern auf der Basis von stimuli-responsiven Hydrogelen |
Prof. Andreas Richter Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 |
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Entwicklung eines universellen Aktors auf Basis eines Formgedächtnisdrahts Aufgaben: Untersuchung geeigneter Konzepte sowie Aufbau und Charakterisierung erster Labormuster |
Prof. Andreas Richter Dipl.-Ing. René Körbitz Tel.: 463-39130 Dipl.-Ing. Ronny Hüttner 463-42609 |
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We need BASS! Aufgaben: Mitwirkung bei der Entwicklung eines mit dielektrischen Elastomeren (DE) angetriebenen, kompakten Subwoofer der Zukunft für einen renommierten Automobilhersteller. |
Prof. Andreas Richter Dipl.-Ing. Petko Bakardjiev Tel.: 463-36406 |
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Dieelektrische Elastomer Schallwandler Aufgaben: Entwicklung von Tieftonlautsprechern auf Grundlage vorhandender DE-Aktordesigns; Verfahrungsoptimierung; Erweiterung bestehender Modellierungsansätze |
Prof. Andreas Richter Dipl.-Ing. Petko Bakardjiev Tel.: 463-36406 |
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Technologieentwicklung zum Heißprägen von Thermoplasten für mikrofluidische Anwendungen Aufgaben: Prozessentwicklung/-optimierung zur reproduzierbaren Erzeugung mikrofluidischer Strukturen mittels Heißprägen, Werkzeugherstellung z.B. mittels hochauflösendem 3D-Drucks, Literaturrecherche, Herstellung und Aufbau von Demonstratoren |
Prof. Andreas Richter Dipl.-Ing. Stefan Grünzner Tel.: 463-34939 |
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Design of self-priming circuits for dielectric elastomer energy-harvesters Aufgaben: Entwicklung einer Leiterplatte zur Energiegewinnung für eine Reihe dielektrischer Elastomersensoren, integriert in ein Kupplungssystem. Analyse bestehender selbstansaugender Systeme zur Energiegewinnung im Bereich dielektrischer Elastomergeneratoren. Entwicklung technischer Lösungen, Fertigung und Aufbau von Demonstratoren sowie Integration und Erprobung des Prototyps im Kupplungssystem. |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Erfassung von Druckrichtung und -stärke mittels matrixförmiger, dehnbarer taktiler Sensoren Aufgaben: Weiterentwicklung eines matrixförmigen, dehnbaren taktilen Sensors für den Einsatz in industriellen Robotergreifern. Aufbauend auf bestehender Sensorstruktur und -design erfolgt die Entwicklung, Fertigung und Integration des Sensors in verschiedene Greifsysteme. Charakterisierung des Greifverhaltens anhand variierender Objekte sowie Erprobung und Einbindung des Greifers in ein bestehendes Robotersystem. |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Vakuumsauger mit taktiler Erkennung und aktiver Anpassung Aufgaben: Entwicklung eines vakuumbasierten Greifers mit integrierter dehnbarer Taktile Sensor auf Basis bestehender Sensortechnologie. Auslegung, Fertigung und Erprobung des sensorintegrierten Saugnapfs in verschiedenen Greifaufgaben sowie Charakterisierung des Greifverhaltens an unterschiedlichen Objekten und Integration in ein bestehendes Robotersystem. |
Prof. Andreas Richter Dr.-Ing. E.-F. Markus Vorrath Tel.: 463-39962 |
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Array-ASIC für die digitale PCR (dPCR) auf CVPT-Basis Die digitale PCR ist eine wesentliche Methode der Präzisions-diagnostik und ermöglicht u.a. die frühzeitige Diagnose von Krebserkrankungen, genetischen Defekten u.ä.. Mit dem Chemical Volume Phase Transition Transistor (CVPT) steht ein dem Bipolartransistor ähnliches Schaltelement zur Verfügung. Durch das direkte Feedback zur chemischen Information können chemofluidische Schaltkreise die dPCR allgemein auf ein bislang unerreichtes Niveau heben und auch der chipbasierten dPCR einen bedeutenden Auftrieb geben. Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit ICs auf Basis von chemofluidischen Schaltelementen, welche Analogien zum Bipolartransistor besitzen. Aufgaben: IC-Design (unkonventionell), Lithografie, Substrattechnologien, Bauelementeintegration, Testung |
Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 Dipl.-Wirt.Ing. Theo Spitzner |
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Nichtelektrische Heizungen Viele molekulare Nachweismethoden wie die Polymerasekettenreaktion (PCR) oder Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP) benötigen zur Probenaufbereitung und zum Durchführen der analytischen Reaktion Temperaturprofile deutlich oberhalb der Raumtemperatur, die zudem über längere Zeiträume in einem engen Zieltemperaturbereich geschehen müssen. Aus Physik und Chemie sind etliche exotherme Vorgänge bekannt, welche eine geeignete Basis für derartige Heizungen bilden können. Aufgabe dieser Abschlussarbeit ist es, eine nichtelektrische Heizungsbaugruppe zu entwickeln, welche direkt in das Schaltkreisdesign mit einbezogen werden kann. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, Prinzipuntersuchung, Heizungsentwicklung, Chipintegration, Charakterisierung |
Dipl.-Wirt.Ing. Theo Spitzner Tel.: 463-39705 |
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Auslegung von passiven Steuerungselementen für mikrofluidische Schaltkreise In der Präzisions-diagnostik bieten mikrofluidische Chips großes Potential, Prozesse zu automatisieren, für die sonst teure Laborgeräte aufwendig eingesetztwerden müssten. Um einen robusten Ablauf des Testprogramms auf dem Chip zu gewährleisten, bieten passive Elemente großes Potential zur Steuerung der Flussgeschwindigkeit. In einer studentischen Arbeit sollen verschiedene Elemente recherchiert und experimentell verglichen werden. Für das Design und ggf. auch die Simulation der mikrofluidischen Schaltkreise können die Analogien zwischen Mikrofluidischen und elektrischen Netzwerken genutzt werden. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, IC-Design (unkonventionell), Komponentenentwicklung, Bauelementeintegration, Testung |
Dipl.-Wirt.Ing. Theo Spitzner Tel.: 463-39705 Dipl.-Ing Johanna Dohndorf Tel.: 463-39962 |
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Entwicklung von membranbasierten Bauelemente zur Isolation von Bestandteilen aus Patientenproben Mithilfe der Mikrofluidik werden verschiedenen medizinische Labortest basierend auf dem Konzept Lab-on-Chip automatisiert. Zur Erhöhung der Sensitivität müssen die wichtigen Bestandteile von zu untersuchenden Patientenproben isoliert und von nicht benötigten Bestandteilen gereinigt werden. Dafür können verschiedenen Membranen verwendet werden. Aufgabe dieser Arbeit ist es, dass bekannte Konzept in ein mikrofluidisches Bauteil zu übertragen und dieses zu charakterisieren. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, IC-Design (unkonventionell), Komponentenentwicklung, Bauelementeintegration, Testung und Charakterisierung |
Dipl.-Wirt.Ing. Theo Spitzner Tel.: 463-39705 Dr. Markus Friedemann |
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Nichtelektrische Druckquellen für die Mikrofluidik Druck- und Flussquellen als Antrieb von Flüssigkeiten auf einem Chip sind die Spannungs- und Stromquellenquellen der Mikrofluidik und deshalb elementare Bauelemente. Moderne Konzepte der Mikrofluidik haben einen großen Bedarf an nichtelektrischen Quellen, die dezentral und verteilt auf den Schaltkreisen angeordnet werden können. Derzeit gibt es aber zu ihrer Realisierung kaum ausgereifte Konzepte. Aufgabe dieser Abschlussarbeit ist es deshalb, Antriebskonzepte zu entwickeln, welche direkt in das Schaltkreisdesign mit einbezogen werden können. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, Prinzipuntersuchung, Druckquellenentwicklung, Druckquellenintegration, Charakterisierung |
Dipl.-Ing Johanna Dohndorf Tel.: 463-39962 |
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Analyse der Fertigungsvariabilität mikrofluidischer Strukturen und deren Eignung als physikalische Signaturen Bei der Herstellung mikrofluidischer Chips kann es durch den Fertigungsprozess bedingte Toleranzen in den Kanalbreiten, der Kantenrauigkeit, zu Bonding-Unregelmäßigkeiten oder zu lokalen Defekten kommen. Diese sind nicht vollständig kontrollierbar und schwer exakt reproduzierbar. Ziel der Arbeit ist es, zu untersuchen, ob diese unvermeidbaren Fertigungstoleranzen als physikalische Signaturen verwendet werden können. Dazu soll die reproduzierbare Chipherstellung sowie die Unterschiede zwischen einzelnen Chips quantitativ bewertet werden sowie analysiert werden, ob die Fertigungsvariabilität als Grundlage für physikalische Identifikationsmerkmale geeignet ist. Aufgaben: Lösungasfeldanalyse, Konzeption, Fertigung mikrofluidischer Chips, optische und fluidische Charakterisierung, Erfassung und Bewertung der Messdaten |
Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 |
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Zeitabhängige UV/Vis-Signaturen stimulusresponsiver Hydrogele und ihre Eignung als physikalische Fingerabdrücke Smarte Hydrogele reagieren auf verschiedene Stimuli, wie Temperatur, Lösungsmittelzusammensetzung, pH-Wert und Salzgehalt nicht nur mit einer Änderung ihres Volumens (sie quellen oder schrumpfen), sondern sie ändern auch ihre optischen Eigenschaften. Ziel der Arbeit ist es zu untersuchen, wie sich diese Veränderungen mittels UV/VIS-Spektroskopie über die Zeit messen lassen und damit als zeitabhängige optische „Signaturen“, also charakteristische Muster, erfasst werden können. Augaben: Lösungsfeldanalyse, Konzeption, Hydrogelfertigung, UV/Vis-Messung, Analyse zeitlicher Veränderung |
Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 |
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Charakterisierung der Single-Cell-Occupancy im Pachinko-Design Die zuverlässige Vereinzelung und quantitative Erfassung einzelner Zellen ist eine zentrale Voraussetzung für moderne Einzelzellanalytik und bildbasierte mikrofluidische Screeningverfahren. Im Rahmen der Arbeit soll die Effizienz eines Pachinko-basierten hydrodynamischen Fallensystems hinsichtlich der Einzelzell-Occupancy systematisch charakterisiert werden. Dabei werden der Einfluss von Betriebsparametern wie Zellkonzentration und Flussrate auf die Verteilung von Einzel- und Mehrfachbelegungen experimentell untersucht und statistisch ausgewertet. Ergänzend ist eine automatische Bildanalyse zu entwickeln, die das Zellverhalten im Chip während des Trapping-Prozesses quantitativ erfasst und klassifiziert. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, Konzeption, Fertigung und Charakterisierung der Zellfangstrukturen, Entwicklung eines automatischen Bildanalyse-Tools |
Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 |
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Array-ASIC für die digitale PCR (dPCR) auf MIS-CVPT-Basis Die digitale PCR ist eine wesentliche Methode der Präzisions-diagnostik und ermöglicht u.a. die frühzeitige Diagnose von Krebserkrankungen, genetischen Defekten u.ä.. Mit dem Membran Insulated Chemical Volume Phase Transition Transistor (MIS-CVPT) steht ein dem Feldeffekttransistor ähnliches Schaltelement zur Verfügung. Vorteil ist hier die Trennung von Probe und Hydrogel durch eine Membran. Durch das direkte Feedback zur chemischen Information können chemofluidische Schaltkreise die dPCR allgemein auf ein bislang unerreichtes Niveau heben und auch der chipbasierten dPCR einen bedeutenden Auftrieb geben. Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit ICs auf Basis von chemofluidischen Schaltelementen, welche Analogien zum Feldeffekttransistor besitzen. Augaben: IC-Design (unkonventionell), Lithografie, Substrattechnologien, Bauelementeintegration, Testung |
Dr. Denise Gruner Tel.: 463-42608 Dipl.-Wirt.Ing. Theo Spitzner Tel.: 463-39705 |
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Grundschaltungen zur Charakterisierung von mikrofluidischen Druck- und Flussquellen Um die Wirkung entwickelter mikrofluidischer Antriebe (Druck- und Flussquellen) objektiv in verschiedenen Anwendungsszenarien charakterisieren zu können, sollen Testschaltungen entwickelt werden, anhand derer definierte Kennwerte reproduzierbar aufgenommen werden können. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von Grundschaltungen und Abläufen, deren Konstruktion und Fertigung sowie anschließender Einsatz zum Vergleich ausgewählter Antriebe. Aufgaben: Lösungsfeldanalyse, Konzeption, Design, Fertigung, Charakterisierung anhand ausgewählter Antriebe |
Dipl.-Ing Johanna Dohndorf Tel.: 463-39962 |
All student work can be written in German or English.