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Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design1

Institut für Konstruktionstechnik und Technisches DesignForschungs- und Lehrgebiet Technisches Design

VORSTELLUNG KOMPETENZFELDERBSc Medizintechnik

Quelle: BerchtoldQuelle: Ulrich Alber Quelle: Tübingen Scientific


GERÄTEKONSTRUKTION UND DESIGN


KOMPETENZFELD BESTEHEND AUS MODULEN

Interface-DesignDr.-Ing. M. Schmid,

Prof. Dr.-Ing. T. Maier

Praktische Entwicklungvon Medizin-ProduktenProf. Dr. rer. nat. habil. P. Pott


VORSTELLUNG TECHNISCHES DESIGN


VIRTUAL REALITY SYSTEM


HAPTIKPRÜFSTÄNDE FÜR TAKTILE WAHRNEHMUNG


VIDEOANALYSE UND EYE TRACKING

Quelle: www.tobiipro.com

Quelle: www.tobiipro.com


CAPTIV BEWEGUNGSANALYSE


WORKLOAD MESSUNGEN

EDAEKG


SONSTIGE TOOLS & PRÜFSTÄNDE


LEHRE


INTERFACE-DESIGN

MODUL: INTERFACE-DESIGN

im Kompetenzfeld (B.Sc. MedTech)

‚Gerätekonstruktion und Design‘


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 Planungs-und Konzeptphase

Mikroergonomie in der Konzept-und Entwurfsphase

Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase

Workflowanalyse als Querschnittsfunktion

Beispiele aus der Praxis

Dozenten: Dr.-Ing. M. Schmid, Prof. Dr.-Ing. T. Maier




Kapitel 1: Einführung




Kapitel 2: Grundlagen und Definitionen




Kapitel 3: Makroergonomie in der Planungs- und Konzeptphase

1: http://www.canyon.com/ 2: http://c1488.r88.cf3.rackcdn.com 3: http://www.vis.bayern.de/produktsicherheit/




Kapitel 4: Mikroergonomie in der Konzept- und Entwurfsphase




Kapitel 5: Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase




Kapitel 6: Workflowanalyse als Querschnittsfunktion




Kapitel 7: Beispiele aus der Praxis




Übungsbeispiel: Benutzergerechte Touchscreengestaltung



Interface-Design SoSe 2019

Do. 09:45 – 11:15 Uhr

11:30 – 13:00 Uhr

Raum: V 9.0.144 (ab 11.04.2019)


STUDENTISCHE ARBEITEN


BACHELORARBEIT

Titel:

Entstigmatisierung von Gehhilfen

Student:

Lisa Riegger

Schwerpunkt:

Interface-Design

Jahr:

2013

Anthropometrische Maßkonzeption

Interface CAD Entwurf

Funktionskonzepte


BACHELORARBEIT

Titel:

Planung und Konstruktion einer einstellbaren Armauflage

Student:

Julia Meszaros

Schwerpunkt:

Interface-Design

Jahr:

2015

Funktionsstruktur

Workflow BenutzungArmauflage


BACHELORARBEIT

Titel:

Workflow-Analyse des Operateurs / Assistenten mit besonderem Fokus auf die Körperhaltung

Student:

Carmen Manuela Hönes

Schwerpunkt:

Interface-Design

Jahr:

2016Videoanalyse

TeilergebnisWorkflow-Analyse


Institut für Konstruktionstechnik und Technisches DesignForschungs- und Lehrgebiet Technisches Design

IKTD – Wir konstruieren und designen Technik

Wilkommen im TECHNISCHEN DESIGN

Industrial Design Engineering - Design von Produkten, Programmen und Systemen

www.iktd.uni-stuttgart.de

Institut für Medizingerätetechnik

Prof. Dr. Peter P. Pott

PraktischeEntwicklung vonMedizin-Produkten

Mission Statement

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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!

Projekte I

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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

Projects II

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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

Projects III

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Aktuell und neu!

Seriell-elastische Antriebe

• Große Bandbreite: 200 Hz, 5 Nm

• Haptische Rückmeldung

Automatische Blutentnahme

• Detektion von Venen

• Messung des Blutfluss und Venenkollaps

Viele viele weitere Ideen…

• Aktive Cerebral-Shuntventile

• Elektrostatische & pneumatische Antriebe

tu-dresden.de

Forschungsgebiete

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Medizinische Systeme

Entwicklung

Evaluation und Tests

Optimierung

Workflow-Integration

Biomedizinische Antriebe

Kompakt und funktionsintegriert

Kräftig und schnelle

Unkonventionelle Prinzipien

MR-kompatibel

Fortgeschrittene Lichtmikroskopie

Konfokal, Lightsheet, Fluoreszenz

Mikro-/nano- Positionierung

Endoskopische Mikroskopie

Automatisierte Systeme

Team

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It‘s all about peoples‘ heads:

Dagmar Lünsmann

Institute secretary

Kent Stewart,

Ph.D.

Actuation

Control

MMM

Swantje Janzen,

M.Sc.

Biomechanics

Orthopeadics

Pia Mühlbauer,

M.Sc.

Biomechanics

Orthopeadics

MGT I&II

Max Schäfer,

M.Sc.

Robotics

Mechatronics

KMT I&II

MMM

Jan Liu,

M.Sc.

Electronics

Micro fluidics

GKFM

Giuliano Giacoppo,

M.Sc.

Medical Robotics

KMT I&II

Peter P. Pott

Prof. Dr. rer. nat. habil.

Head ofinstitute

Research & teaching

Bachelorarbeit

Entwicklung einer drahtlosen pan-/tilt-Kamera für endoskopische Interventionen

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Praktische Arbeiten

Bachelorarbeit

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Theoretische Arbeiten

Bachelorarbeit

Konstruktion und Aufbau eines Prüfstandes für medizinische Mikroventile

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Experimentelle Arbeiten

Bachelorarbeit

• Regelmäßige wöchentliche Betreuungssitzungen

• Tagesordnung, Protokolle, Projektmanagement

• Zwischenbewertung

• Zeitplankontrolle

• Arbeitsplatz am Institut

• Schreibtisch, Netzzugang, Drucker

• Labor-Arbeitsplatz

• Mechanische Werkstatt, diverse 3D-Drucker

• Infobroschüre

• How-to, Vorlagen in Latex und Word

• Erwartungen, Rechte&Pflichten

• Höchste Sicherheitsstandards

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Genereller Ablauf

• BASAMA-Seminar

• wöchentlich

• Unbewertet, zum Training

• 7‘ Kurzvorträge

• 3‘ Kurzpräsentation

Aktuelle Themen von Bachelorarbeiten

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

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Sprechen Sie uns an!

Fakten

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Vorlesung

• 2 SWS

• 6 LP

Übung

• 2 SWS

• Projektmanagement

• Projektarbeit

Kontakt

• Jan Liu, M.Sc.

• [email protected]

Konzept: Forschendes Lernen und Lehren

[www.lange-nacht-des-wissens.de] [www.etit.tu-darmstadt.de]

Forschendes Lernen

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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.

Forschendes Lernen in den Ingenieurswissenschaften…

Von der konkreten Idee über die Abstraktion zur realen Lösung

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Aktorik

Sensorik

Elektronik

Regelung

SpezifikationenSensor-Aktor-

System

Eigenschaftsabsicherung System-Test

Komponenten-Test

System-Ebene

Subsystem-Ebene

Komponenten-Ebene

Subsystem-Integration

Vorlesung

Übung

Blackbox

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Energie

Information

Stoff

Energie

Information

Stoff

Störungen

Temperatur Umweltbedingungen

Medizingerät Wandeln

Umformen

Verknüpfen

[Herstellen]

Normen

Gesetze

Fertigung

Randbedingungen

Ärztin / ArztPatientin /

Patient

Räumliche Gestaltung

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• Freifläche für variable Bestuhlung,

(20 Personen), für Vorträge,

Gruppenarbeit und Präsentation

Werktisch

Labortisch

Labortisch

Werktisch

Werktisch

Inhalte Vorlesung

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Definition „Gerät“ Begriffsdefinitionen

Allgemeine Hinweise

Umformen und Wandeln von Information

Messtechnische Grundlagen, Sensorik

Signalverarbeitung, Steuerung

Umformen und Wandeln von Energie

DC-, BLDC-, Schritt-Motoren

Getriebe und Lager

Materialien Metalle

Kunststoffe

Urformen von Stoff, Fertigung

Spritzgießen, Reaktionsspritzgießen

Extrudieren, Blasformen

Umformen von Stoff, Fertigung

Blechbearbeitung

Fräsen / Drehen, Laserschneiden / Errodieren

Fertigungsgerechtes Konstruieren

Fräsen / Drehen / Gießen

3D Drucken

Oberflächenbehandlung Beschichten / Lackieren

Eloxieren, Verzinken, Sputtern

Beleuchtung Lichttechnische Größen

Physiologie

Klimatisierung Lüftungstechnische Größen und Grundlagen

Heizen, Kühlen, Befeuchten

Normen und Vorschriften MPG, MDR

ISO 13485 et al.

Inhalte Übung 1/3

46

Einführung in das methodische Entwickeln.

Phasen des Entwicklungsprozesses

V-Modell

Kreativitätstechniken

CAD-Einführung

Einführung in das Projektmanagement

Ablaufplan und kritischer Pfad

Projektbeteiligte und Ressourcen

Visuelle Methoden (z.B. daily standup)

Grundlagen der Ideenfindung

Kreativmethoden

Konstruktionskataloge

Inhalte Übung 2/3

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Bearbeitung in Kleingruppen

Projektmanagement

Regelmäßige Treffen

Eigener PEMP-Raum

Elektromechanische Themen

Schwerpunkt Mechanik (z.B. Motor mit Getriebe)

Schwerpunkt Elektronik (z.B. eine Größe messen, auswerten und anzeigen)

Entwicklung from the scratch

Beispiele

Bedrucken einer Verpackung

Dosieren eines Mediums

Regeln eines Füllstands

Erfassen einer Frequenz

Inhalte Übung 3/3

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Herstellung

3D-Druck

Konstruktionsprofile

Normteilen

Budget 100 € je Gruppe

Vorhanden

Motoren

Sensoren

Normteile

Profile

Organisation

Arbeitsplatz am IMT

Zwischenpräsentationen (3‘)

Abschlusspräsentation (7‘)

Gerät und seine Entwicklung sind Teil der Prüfungsleistung

Prüfung

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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

Vielen Dank!

E-Mail

Telefon +49 (0) 711 685-

www.

Universität Stuttgart


Pfaffenwaldring 9

70569 Stuttgart

Prof. Peter P. Pott

68390

Imt.uni-stuttgart.de


[email protected]

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