VORSTELLUNG KOMPETENZFELDER

Transkript

1 VORSTELLUNG KOMPETENZFELDER BSc Medizintechnik Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Quelle: Ulrich Alber Quelle: Berchtold Quelle: Tübingen Scientific 1

2 GERÄTEKONSTRUKTION UND DESIGN 2

3 KOMPETENZFELD BESTEHEND AUS MODULEN Interface-Design Dr.-Ing. M. Schmid, Prof. Dr.-Ing. T. Maier Praktische Entwicklung von Medizin-Produkten Prof. Dr. rer. nat. habil. P. Pott 3

4 VORSTELLUNG TECHNISCHES DESIGN 4

5 VIRTUAL REALITY SYSTEM 5

6 HAPTIKPRÜFSTÄNDE FÜR TAKTILE WAHRNEHMUNG 6

7 VIDEOANALYSE UND EYE TRACKING Quelle: Quelle: 7

8 CAPTIV BEWEGUNGSANALYSE 8

9 WORKLOAD MESSUNGEN EKG EDA 9

10 SONSTIGE TOOLS & PRÜFSTÄNDE 10

11 LEHRE 11

12 INTERFACE-DESIGN MODUL: INTERFACE-DESIGN im Kompetenzfeld (B.Sc. MedTech) Gerätekonstruktion und Design 12

13 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Die Methode basiert auf einer ganzheitlichen Usability-Bewertung von der Makro- bis zur Mikroergonomie und generiert eine nutzerzentrierte Basisgestalt. Einführung Grundlagen und Definitionen Makroergonomie in der Planungsund Konzeptphase Mikroergonomie in der Konzeptund Entwurfsphase Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase Workflowanalyse als Querschnittsfunktion Beispiele aus der Praxis Dozenten: Dr.-Ing. M. Schmid, Prof. Dr.-Ing. T. Maier 13

14 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 1: Einführung 14

15 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 2: Grundlagen und Definitionen 15

16 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 3: Makroergonomie in der Planungs- und Konzeptphase 1: 2: 3: 16

17 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 4: Mikroergonomie in der Konzept- und Entwurfsphase 17

18 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 5: Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase 18

19 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 6: Workflowanalyse als Querschnittsfunktion 19

20 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Kapitel 7: Beispiele aus der Praxis 20

21 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): Übungsbeispiel: Benutzergerechte Touchscreengestaltung 21

22 INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP) Interface-Design SoSe 2019 Do. 09:45 11:15 Uhr 11:30 13:00 Uhr Raum: V (ab ) 22

23 STUDENTISCHE ARBEITEN 23

24 BACHELORARBEIT Titel: Entstigmatisierung von Gehhilfen Student: Lisa Riegger Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2013 Interface CAD Entwurf Anthropometrische Maßkonzeption Funktionskonzepte 24

25 BACHELORARBEIT Titel: Planung und Konstruktion einer einstellbaren Armauflage Student: Julia Meszaros Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2015 Funktionsstruktur Armauflage Workflow Benutzung 25

26 BACHELORARBEIT Titel: Workflow-Analyse des Operateurs / Assistenten mit besonderem Fokus auf die Körperhaltung Student: Carmen Manuela Hönes Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2016 Videoanalyse Workflow-Analyse Teilergebnis 26

27 Wilkommen im TECHNISCHEN DESIGN IKTD Wir konstruieren und designen Technik Industrial Design Engineering - Design von Produkten, Programmen und Systemen Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design 27

28 Institut für Medizingerätetechnik Praktische Entwicklung von Medizin- Produkten Prof. Dr. Peter P. Pott

29 Mission Statement Institut für Medizingerätetechnik Wir sind seit Juli 2017 die Medizintechnik Wir liefern high-end Technologie, Komponenten und Geräte zu geringen Kosten Wir unterstützen die klinische Evaluation Wir charakterisieren Materialien, Arbeitsabläufe und Systeme Wir bilden Euch aus! 29

30 Projekte I Aktuell und neu! Smartphone Microscope low cost, mid end (~1.6 µm Auflösung) Vielseitig und universal einsetzbar Aktive Orthesen TSA: klein und kräftig Leicht, leise und günstig Laparostick innovatives haptisches Eingabegerät modular, adaptiv, einfach 30

31 Projects II Aktuell und neu! Alba the medical robot low cost, 7 DOF, 3-kg-Klasse Einfach zu programmieren, kraftgeregelt Automatic Lightsheet Microscope Automatisiertes scanning & screening Passt in den Inkubator Disposable Chirurgieroboter 5 DOF mechatronische Arme Robotik für die Einmalnutzung 31

32 Projects III Aktuell und neu! Seriell-elastische Antriebe Große Bandbreite: 200 Hz, 5 Nm Haptische Rückmeldung tu-dresden.de Automatische Blutentnahme Detektion von Venen Messung des Blutfluss und Venenkollaps Viele viele weitere Ideen Aktive Cerebral-Shuntventile Elektrostatische & pneumatische Antriebe 32

33 Forschungsgebiete Institut für Medizingerätetechnik Medizinische Systeme Biomedizinische Antriebe Fortgeschrittene Lichtmikroskopie Entwicklung Evaluation und Tests Kompakt und funktionsintegriert Kräftig und schnelle Konfokal, Lightsheet, Fluoreszenz Mikro-/nano- Positionierung Optimierung Unkonventionelle Prinzipien Endoskopische Mikroskopie Workflow-Integration MR-kompatibel Automatisierte Systeme 33

34 Team It s all about peoples heads: Dagmar Lünsmann Kent Stewart, Ph.D. Swantje Janzen, M.Sc. Pia Mühlbauer, M.Sc. Max Schäfer, M.Sc. Jan Liu, M.Sc. Giuliano Giacoppo, M.Sc. Peter P. Pott Prof. Dr. rer. nat. habil. Institute secretary Actuation Control MMM Biomechanics Orthopeadics Biomechanics Orthopeadics MGT I&II Robotics Mechatronics KMT I&II Electronics Micro fluidics GKFM Medical Robotics KMT I&II Head of institute Research & teaching MMM 34

35 Bachelorarbeit Praktische Arbeiten Entwicklung einer drahtlosen pan-/tilt-kamera für endoskopische Interventionen 35

36 Bachelorarbeit Theoretische Arbeiten 36

37 Bachelorarbeit Experimentelle Arbeiten Konstruktion und Aufbau eines Prüfstandes für medizinische Mikroventile 37

38 Bachelorarbeit Genereller Ablauf Regelmäßige wöchentliche Betreuungssitzungen Tagesordnung, Protokolle, Projektmanagement Zwischenbewertung Zeitplankontrolle Arbeitsplatz am Institut BASAMA-Seminar wöchentlich Unbewertet, zum Training 7 Kurzvorträge 3 Kurzpräsentation Schreibtisch, Netzzugang, Drucker Labor-Arbeitsplatz Mechanische Werkstatt, diverse 3D-Drucker Infobroschüre How-to, Vorlagen in Latex und Word Erwartungen, Rechte&Pflichten Höchste Sicherheitsstandards 38

39 Aktuelle Themen von Bachelorarbeiten Sprechen Sie uns an! Offene Themen: Aufbau und Erprobung eines Antriebs für Orthesen basierend auf FGL- Drähten Steuerung von flexiblen minimalinvasiven Instrumenten Entwicklung, Aufbau und Charakterisierung eines Twisted-String- Antriebs mit hohler Motorwelle Entwicklung einer Lagerungs- und Aktuierungsschnittstelle für robotisch geführte laparoskopische Instrumente Aufbau und Charakterisierung eines radiotransluzenten elektrostatischen Motors Analyse des Stands der Technik der MR-kompatiblen Medizinrobotik 39

40 Fakten [ Vorlesung 2 SWS 6 LP [ Übung 2 SWS Projektmanagement Projektarbeit Kontakt Jan Liu, M.Sc. jan.liu@imt.unistuttgart.de Konzept: Forschendes Lernen und Lehren 40

41 Forschendes Lernen Idee (frei nach Antoine de Saint-Exupery): Wenn Du ein Schiff bauen willst, dann rufe nicht die Menschen zusammen, um Holz zu sammeln, Aufgaben zu verteilen und die Arbeit einzuteilen, sondern lehre sie die Sehnsucht nach dem großen, weiten Meer. 41

42 Forschendes Lernen in den Ingenieurswissenschaften Von der konkreten Idee über die Abstraktion zur realen Lösung Spezifikationen Sensor-Aktor- System System-Ebene Eigenschaftsabsicherung System-Test Subsystem-Ebene Komponenten-Ebene Aktorik Sensorik Elektronik Regelung Subsystem-Integration Komponenten-Test Übung Vorlesung 42

43 Blackbox Störungen Temperatur Umweltbedingungen Ärztin / Arzt E nergie I nformation S toff Wandeln Medizingerät Umformen Verknüpfen [Herstellen] E nergie I nformation S toff Patientin / Patient Normen Fertigung Gesetze Randbedingungen 43

44 Räumliche Gestaltung Werktisch Werktisch Labortisch Werktisch Labortisch Freifläche für variable Bestuhlung, (20 Personen), für Vorträge, Gruppenarbeit und Präsentation 44

45 Inhalte Vorlesung Definition Gerät Umformen und Wandeln von Information Umformen und Wandeln von Energie Materialien Urformen von Stoff, Fertigung Umformen von Stoff, Fertigung Fertigungsgerechtes Konstruieren Oberflächenbehandlung Beleuchtung Klimatisierung Normen und Vorschriften Begriffsdefinitionen Allgemeine Hinweise Messtechnische Grundlagen, Sensorik Signalverarbeitung, Steuerung DC-, BLDC-, Schritt-Motoren Getriebe und Lager Metalle Kunststoffe Spritzgießen, Reaktionsspritzgießen Extrudieren, Blasformen Blechbearbeitung Fräsen / Drehen, Laserschneiden / Errodieren Fräsen / Drehen / Gießen 3D Drucken Beschichten / Lackieren Eloxieren, Verzinken, Sputtern Lichttechnische Größen Physiologie Lüftungstechnische Größen und Grundlagen Heizen, Kühlen, Befeuchten MPG, MDR ISO et al. 45

46 Inhalte Übung 1/3 Einführung in das methodische Entwickeln. Einführung in das Projektmanagement Grundlagen der Ideenfindung Phasen des Entwicklungsprozesses Ablaufplan und kritischer Pfad Kreativmethoden V-Modell Kreativitätstechniken Projektbeteiligte und Ressourcen Visuelle Methoden (z.b. daily standup) Konstruktionskataloge CAD-Einführung 46

47 Inhalte Übung 2/3 Bearbeitung in Kleingruppen Elektromechanische Themen Beispiele Projektmanagement Regelmäßige Treffen Eigener PEMP-Raum Schwerpunkt Mechanik (z.b. Motor mit Getriebe) Schwerpunkt Elektronik (z.b. eine Größe messen, auswerten und anzeigen) Entwicklung from the scratch Bedrucken einer Verpackung Dosieren eines Mediums Regeln eines Füllstands Erfassen einer Frequenz 47

48 Inhalte Übung 3/3 Herstellung Vorhanden Organisation 3D-Druck Motoren Arbeitsplatz am IMT Konstruktionsprofile Sensoren Zwischenpräsentationen (3 ) Normteilen Budget 100 je Gruppe Normteile Profile Abschlusspräsentation (7 ) Gerät und seine Entwicklung sind Teil der Prüfungsleistung 48

49 Prüfung Klausur (besser 4,0: 75 %) Aufgabe Berechnung einzelner Größen in einem Gerät, z.b.: Drehmoment Temperatur Beleuchtung Konstruktion von Details eines Gerätes Fertigungsgerecht Montierbar Ressourcensparend (Kosten, Platz, Zeit) Wissensfragen Vorlesung Vorlesungsskript Übung Ergebnis der Übung (besser 4,0: 25 %) Qualität des Gerätes Messbare Kriterien (Einhaltung der Anforderungen) Kreativität der Lösung Präsentationen Qualität des Vortrags Inhalte 49

50 Institut für Medizingerätetechnik Vielen Dank! Prof. Peter P. Pott Telefon +49 (0) www. Imt.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart Institut für Medizingerätetechnik Pfaffenwaldring Stuttgart