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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,
- besitzen die Studierenden Kenntnisse über Eigenschaften, Wachstum, Abtötung und Resistenzproblematik von Mikroorganismen, Zellen, Viren und Phagen und wichtige Verfahren der Biotechnologie
- können die (medizinischen) Potentiale der Biotechnologie sowie medizinischer, ethischer und gesellschaftlicher Aspekte der Biotechnologie einschätzen
- und hatten Einblick in Recherchemöglichkeiten zu medizin- und biotechnologierelevanten Themen.
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Veranstaltungen
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Biotechnik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
EMI2519 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
1. Biotechnologie - Definition und Entwicklung
2. Eigenschaften technisch wichtiger Mikroorganismen, Zellkulturen, Viren und Phagen
2.1. Einteilung der Lebewesen
2.2. Bakterien
2.3. Archaeen
2.4. Pilze
2.5. Tierische Zellkulturen
2.6. Pflanzliche Zellkulturen und Algen
2.7. Phagen und Viren
2.8. Genetische Informationsübertragung bei Bakterien und Viren
3. Umgang mit Mikroorganismen, Zellkulturen, Viren und Phagen
3.1. Gesetzliche Grundlagen und Sicherheitsmaßnahmen
3.2. Sterilisation und Desinfektion
4. Kultivierung von Zellen
4.1. Kinetik des Wachstums
4.2. Batch-Kultur
4.3. Fed-Batch-Kultur
4.4. Kontinuierliche Kultur
5. Die biotechnologische Produktion
5.1. Grundlagen
5.2. Penicillinproduktion als Beispiel für die Produktion eines Antibiotikums
6. Grundmethoden und -anwendungen moderner Bio- und Gentechnologie
6.1. Klonieren und Klonen
6.2. cDNA und DNA-Banken
6.3. Nucleinsäurehybridisierung
6.4. Die Polymerase-Kettenreaktion
6.5. RNA-Interferenz und Gene silencing
6.6. DNA-Typisierung
6.7. Transgene Pflanzen und Tiere
6.8. Humangenomprojekt und genomische Revolution
6.9. Gentherapie und Stammzellen
6.10. Mono- und polyklonale Antikörper
7. Trends der modernen Biotechnologie in der Medizin
7.1. Krebsimmuntherapie
7.2. Genome editing und Crispr/Cas9
8. Aktuelle Themen - Vertiefungen |
| Literatur |
Paul, C.-D., Rotthues, A., Fachwissen Biologie und Biotechnik, 2. Auflage, Europa-Lehrmittel, 2015
Renneberg, R., Biotechnologie für Einsteiger, 3. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2010
Sahm, H. et al., Industrielle Mikrobiologie, Springer Spektrum, 2013
Madigan, M. T., Martinko, J. M., Brock Mikrobiologie, Pearson Studium, 2006
Fuchs, G., Allgemeine Mikrobiologie, 8. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart, 2007
Thieman, W. J., Palladina, M. A., Biotechnologie, Pearson Studium, 2007
Soetert, W., Vandamme, E. J., Industrial Biotechnology, Wiley-VCH, 2010 |
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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