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Lernziele / Kompetenzen
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Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls
- können die Studierenden die Koordinatensysteme und ihre Umrechnung in Robotern benutzen, Kräfte und Drehmomente in einem Roboter berechnen, ein Gesamtmodell für einen Roboter aufstellen,
- besitzen die Studierenden Kenntnisse über die Regelungs- und Steuerungskonzepte von Robotern,
- kennen die Studierenden die Komponenten intelligenter Robotersysteme,
- verfügen die Studierenden über Kenntnisse von Eigenschaften und Wirkungen von elektromagnetischen Feldern bzw. Strahlung, die Voraussetzung sind für das Verständnis von körpernahen Kommunikationssystemen, für auf EM-Wellen beruhenden Diagnose-Geräten (z. B. Radar), für die Bewertung von Gefahren für den menschlichen Organismus (z. B. Handy, Hochspannungsleitungen etc.)
- kennen sie Studierenden die für diese Bereiche geltenden Grenzwerte,
- sind die Studierenden in der Lage, in die öffentliche Diskussion um die Gefahren von EM-Strahlung bzw. sog. Elektrosmog kompetent einzugreifen,
- verfügen die Studierenden über Kenntnisse über aktuell angewandte als auch über die großen Zukunftspotentiale der zunehmend wissensbasierten biotechnologischen Verfahren der „Postgenom-Ära“ für Medizin, Ernährung, Industrie und Energieversorgung,
- kennen die Studierenden Eigenschaften industriell eingesetzter Zellen/biologischer Systeme, Grundlagen zur Durchführung von biotechnologischen Produktionsprozessen und exemplarische biotechnologische Produktionsprozesse.
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Veranstaltungen
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Biotechnik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V293 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
- Überblick und Potentiale der Biotechnologie
- Wichtige Eigenschaften technisch genutzter Mikroorganismen, Zellkulturen, Viren und Phagen
- Wachstum und Ernährung
- Grundlagen der Fermentationspraxis
- Ausgewählte Verfahren
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| Literatur |
- Renneberg, R.: Biotechnologie für Einsteiger, 3. Aufl., Spektrum Akademischer Verlag 2010
- Chmiel, H.: Bioprozesstechnik, 3. Aufl. Spektrum Akademischer Verlag Elsevier München 2011
- Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung 2. Aufl., Wiley VCH Weinheim 2013
- Sahm, H. et. Al. (Hrsg.): Industrielle Mikrobiologie. Springer Spektrum 2013
- Soetert, W.; Vandamme, E. J.: Industrial Biotechnology. Wiley-VCH 2010
- Mosier, N. S.; Ladisch, M. R.: Modern Biotechnology. Wiley 2009
- Thieman, W. J.; Palladina, M. A.: Biotechnologie. Pearson Studium 2007
- Doran, P. M.: Bioprocess Engineering Principles, second edition. Elsevier 2013
- Katoh, S.: Yoshida, F.: Biochemical Engineering. Wiley-VCH 2009
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Elektromagnetische Felder in der Medizintechnik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
EMI2506 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
- Elektrische und magnetische Felder
- Elektromagentische Felder und Wellen
- EMF bei sehr hohen Frequenzen - Quanten
- EMF relevante Eigenschaften von Organen
- Gefahren für Menschen im Umfeld von EMF und gesetzliche Grenzwerte
- Simulation von EMF im menschlichen Körper
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| Literatur |
Hall, S.P., Yang Hao, Body-Centric Wireless Communications, Artech House, 2012
Lin, C.J., Electromagnatic Field in Biological Systems, CRC Press, 2012
Furse, C., Christensen, D.A., Durney, C.H., Basic Introduction to Bioelectromagnetics, CRC Press, 2009
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Robotik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V612 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
A) Einführung und Überblick
Definition, Robotertypen und Anwendungsbereiche
B) Koordinatensysteme und Bewegungen, Kinematik
Roboterstellung: Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, homogene Matrizen, Euler-Winkel, Denavit-Hartenberg-Konvention
Roboter- und Weltkoordinaten: Vorwärtstransformation, Rückwärtstransformation, kinematische Transformationen, Jacobi-Matrix
Bewegungsbahnen: Punkt-zu-Punkt, Bahnsteuerung, Linear- und Zirkularinterpolation, Überschleifen
Programmierung von Bewegungen: Online (Teach-in) und Offline (textbasiert)
C) Mechanische und elektromechanische Eigenschaften von Robotern
mechanische Elemente, elektromechanische Komponenten, Greifer, Sensoren
dynamisches Verhalten: Berechnung von Kräften und Drehmomenten
Gesamtmodell mit Antrieben, Servoelektronik, Getriebematrizen
D) Steuerung und Regelung von Robotern
Gelenkregelung: dezentrale Kaskadenstruktur, adaptive Gelenkregelung
kartesische Lageregelung, Kraftregelung, hybride Regelung
modellbasierte Regelungskonzepte: zentrale Vorsteuerung, Entkopplung und Linearisierung, robuste Regler
nichtanalytische Regelungsverfahren: Fuzzy-Regler, neuronale Lernverfahren
E) Intelligente Robotersysteme
Bilderfassung, Bildverarbeitung, Entscheidungsfindung
Serviceroboter, Humanoidroboter |
| Literatur |
Weber, W., Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, Hanser, 2009
Craig, J.J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Reading: Addison-Wesley, 2002
Siciliano, B., Khatib, O., Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008 |
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