Aktuelle Projekte

ZIM-Projekt Vitalmonitoring

Hochintegrierte und miniaturisierte Sensorik, die in „wearables“ integriert werden kann, ist eine technische Grundlage für die meisten Methoden zur mobilen Erfassung von Vitalparametern. Im Netzwerk finden sich Partner, die geeignete Sensortechnik entwickeln können.

Die Erfassung, Auswertung und Visualisierung der Daten erfordern eine sichere Übertragungstechnik und Software zur Darstellung der Daten. Dabei sind sowohl Programme für Experten (z.B. den behandelnden Arzt) als auch für den Patienten (z.B. eine Handy-App) angezielt. Durch diese Technik wird das Telemonitoring physiologischer Parameter möglich. Auch die Prävention und die Ferntherapie kann über diese Technik ermöglicht werden. Am Netzwerk nehmen Partner teil, die über entsprechende Kompetenzen verfügen.

Sensorik und Darstellung im Vitalbereich findet nahe am Menschen statt. Daher ergeben sich andere Anforderungen. Tragekomfort, Bedienbarkeit, Hygiene und mehr sind wichtige Faktoren, die die Akzeptanz der Technologie und damit die Marktchancen bestimmen. Auch diese Aspekte werden im Netzwerk abgebildet und sollen mit den anwendungsnahen Forschungsaktivitäten des Engineerings von optischen Sensoren und mobilen Sensorsystemen gemeinsam mit den Unternehmen weiterentwickelt werden.

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Innovative Lehr- und Lernkonzepte: Innovation plus

Studierende benötigen in Ihrem Studium neben der fundierten wissenschaftlichen Ausbildung, die meist sehr theoretisch ist, einen umfangreichen Einblick in ihr zukünftiges Berufsfeld. Daher gibt es in den meisten Studiengängen des Fachbereiches Ingenieurwissenschaften das Praxissemester. Dieses teilt sich in drei Phasen auf: Vorbereitung, Praxissemester betrieblicher Teil sowie Nachbereitung.

Im Projekt SuP+ werden neue Lehr- und Lernkonzepte erprobt, um den Austausch und die Wissensweitergabe zwischen den Studierenden im Rahmen des Praxissemesters zu fördern. Ziel ist die bestmögliche Unterstützung jedes einzelnen Studierenden in einer in Bezug auf Vorerfahrungen, Zielen und Soziodiversität heterogene Studierendenkohorte. Dabei sollen die Studierenden kollaborativ zusammenarbeiten, um so die Lernziele zu erreichen. Dies soll durch die Förderung der Kommunikation, durch neue didaktische Methoden wie Gamification und seminaristische Unterrichtsmethoden erreicht werden. Mit dem Projekt werden zusammenfassend folgende Felder adressiert:

− Einführung neuer hochschuldidaktischer Konzepte und Maßnahmen        
− Stärkung des Praxisbezugs in grundständigen Studiengängen
− Verbesserung der Lehre durch Digitalisierung
− Förderung der Kommunikation und Zusammenarbeit von Studierenden (Kollaboratives Lernen)

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Eye on Water RPI – ein Do It Yourself maker Projekt zur Messung von Wasserfarben für Citizen Science

Die Einbindung der Öffentlichkeit in die Erfassung von Umweltbeobachtungen hat unter dem Begriff "Bürgerwissenschaft" an Bedeutung gewonnen. Diese Beobachtungen helfen den Wissenschaftlern, lokale Prozesse besser zu verstehen, und wecken das Bewusstsein und das Engagement der breiten Öffentlichkeit für die Umwelt. Grundlegend für die Bürgerwissenschaft ist nicht nur eine aktive Beteiligung, sondern auch der wissenschaftliche Wert der gemachten Beobachtungen.

Die Eigenfarbe natürlicher Gewässer wird durch die spektralen Absorptions- und Streuungseigenschaften und die Konzentrationen gelöster und suspendierte Farbstoffe bestimmt. Aus der Historie heraus wurde bereits vor 150 Jahren die Wasserfarbe durch den Menschen bestimmt „gemessen“ und dokumentiert, also lange bevor Erdbeobachtungssatteliten zur Verfügung standen. So stehen uns heutzutage historisch wertvolle Zeitreihen zur Verfügung.
Ein Problem in der Meeresforschung ist es, umweltfreundlich und ohne Eingriff in die Hydrosphäre, möglichst viele Daten über einen langen Zeitraum zu sammeln. Dies ist wichtig, damit wir Änderungen im Ökosystem erkennen und diese hoffentlich ihrer Ursache zuordnen können.

Das Eye on Water RPI – ein Do It Yourself maker Projekt zur Messung von Wasserfarben für Citizen Science - soll einfach nachgebaut werden können. Ein Ziel ist es daher, für die „Maker-Szene“ die Eigenständigkeit beim Bauen eines eigenen Forschungsapparats und dessen Datenaufnahme zu fördern. Außerdem soll es eine Inspiration für eigene Erweiterungen sein. Ein weiterer Punkt ist das Bereitstellen der verwendeten Software als Open Source Projekt. Hierbei sollen die Bilddaten nach wissenschaftlichen Kriterien automatisiert vergleichbar und qualitativ hochwertig prozessiert werden, somit Anwendungsfehler durch eine vollständige Automatisierung von der Bildaufnahme bis zur Auswertung, vermieden werden. Die so gewonnen Daten sollen dann über die Citizen Science Platform- EyeOnWater -in der Bürger eigene Aufnahmen der Wasserfarben zur Verfügung stellen, verfügbar gemacht werden.

 

Abgeschlossene Projekte

Mobiles Fluoreszenzspektrometer

Für die Medizintechnik, Prozessmesstechnik, Umweltanalytik, Fernerkundung, Verkehrswesen in der Lebensmittelindustrie oder für sicherheitsrelevante Fragestellungen bieten optische Messverfahren eine vielfältige Möglichkeit in deren Anwendungsspektrum. Das optische Messverfahren der Fluoreszenzspektroskopie als instrumentelle Analytik ermöglicht sowohl qualitative als auch quantitative Analysen von Substanzen, oft ohne spezielle Probenvorbereitung und kann schnell und zuverlässig auch im on-line Betrieb, eingesetzt werden.

Die in diesem Forschungsprojekt vorangestellte Fragestellung befasst sich damit, eine möglichst für unterschiedliche Einsatzdomänen passende und somit portierbare Lösung für ein mobiles Fluoreszenzspektrometer aufzuzeigen, welches dann als demonstrationsfähiges Sensorsystem zu entwickeln ist sowie in einem Anwendungsfall demonstriert werden kann. Für einen domänenübergreifenden Lösungsansatz stellt sich im Weiteren die Frage nach einer geeigneten Systemarchitektur, um schlussendlich eine mobile Systemlösung zu erhalten, welche unterschiedliche mobile Trägerplattformkonzepte und deren individuellen Anforderungen zu bspw. Montage-, Energie- oder Datenschnittstellen berücksichtigt.

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Sensorsystem zur Erfassung von großflächigen Strömungs-Vektorfelder in maritimer Umwelt und Verkehr

Für die Navigation auf inländischen Wasserstraßen ist heutzutage noch eine sehr genaue Kenntnis über das zu befahrene Revier notwendig. Um das Schiff unter ständig wechselnden Umwelteinflüssen, wie Wind und Strömung, sicher ans Ziel zu bringen, wird die vorherrschende Umwelt- und Verkehrslage in aktueller Situation durch die schiffführende Besatzung an Bord durch unterschiedliche Informationsquellen aufgenommen und bewertet.

Die in diesem Forschungsprojekt vorangestellte Fragestellung befasst sich mit einer Erstellung eines anwendungsfall-spezifischen Anforderungskatalogs und der Auswahl eines geeigneten optischen Sensors, der diese Anforderungen am besten erfüllt. Darüber hinaus sollten im Rahmen der zur Verfügung stehenden Projektlaufzeit in einer hochschulübergreifenden interdisziplinären Zusammenarbeit (technologisch und anwendungsspezifisch) entscheidende Grundlagen sowie Standardtechnologien für weitere Forschungs- und Entwicklungsprojekte erarbeitet werden.

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