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
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design2
GERÄTEKONSTRUKTION UND DESIGN
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design3
KOMPETENZFELD BESTEHEND AUS MODULEN
Interface-DesignDr.-Ing. M. Schmid,
Prof. Dr.-Ing. T. Maier
Praktische Entwicklungvon Medizin-ProduktenProf. Dr. rer. nat. habil. P. Pott
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design4
VORSTELLUNG TECHNISCHES DESIGN
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design5
VIRTUAL REALITY SYSTEM
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design6
HAPTIKPRÜFSTÄNDE FÜR TAKTILE WAHRNEHMUNG
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design7
VIDEOANALYSE UND EYE TRACKING
Quelle: www.tobiipro.com
Quelle: www.tobiipro.com
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design8
CAPTIV BEWEGUNGSANALYSE
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design9
WORKLOAD MESSUNGEN
EDAEKG
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design10
SONSTIGE TOOLS & PRÜFSTÄNDE
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design11
LEHRE
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design12
INTERFACE-DESIGN
MODUL: INTERFACE-DESIGN
im Kompetenzfeld (B.Sc. MedTech)
‚Gerätekonstruktion und Design‘
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design13
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
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design14
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 1: Einführung
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design15
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 2: Grundlagen und Definitionen
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design16
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
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/
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design17
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 4: Mikroergonomie in der Konzept- und Entwurfsphase
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design18
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 5: Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design19
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 6: Workflowanalyse als Querschnittsfunktion
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design20
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Kapitel 7: Beispiele aus der Praxis
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design21
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
Übungsbeispiel: Benutzergerechte Touchscreengestaltung
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design22
INTERFACE-DESIGN (SoSe, 4 SWS, 6 LP)
Interface-Design SoSe 2019
Do. 09:45 – 11:15 Uhr
11:30 – 13:00 Uhr
Raum: V 9.0.144 (ab 11.04.2019)
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design23
STUDENTISCHE ARBEITEN
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design24
BACHELORARBEIT
Titel:
Entstigmatisierung von Gehhilfen
Student:
Lisa Riegger
Schwerpunkt:
Interface-Design
Jahr:
2013
Anthropometrische Maßkonzeption
Interface CAD Entwurf
Funktionskonzepte
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design25
BACHELORARBEIT
Titel:
Planung und Konstruktion einer einstellbaren Armauflage
Student:
Julia Meszaros
Schwerpunkt:
Interface-Design
Jahr:
2015
Funktionsstruktur
Workflow BenutzungArmauflage
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design26
BACHELORARBEIT
Titel:
Workflow-Analyse des Operateurs / Assistenten mit besonderem Fokus auf die Körperhaltung
Student:
Carmen Manuela Hönes
Schwerpunkt:
Interface-Design
Jahr:
2016Videoanalyse
TeilergebnisWorkflow-Analyse
Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design27
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
29
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!
Projekte I
30
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
31
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
32
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
33
Institut für Medizingerätetechnik
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
34
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
35
Praktische Arbeiten
Bachelorarbeit
36
Theoretische Arbeiten
Bachelorarbeit
Konstruktion und Aufbau eines Prüfstandes für medizinische Mikroventile
37
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
38
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
39
Sprechen Sie uns an!
Fakten
40
Vorlesung
• 2 SWS
• 6 LP
Übung
• 2 SWS
• Projektmanagement
• Projektarbeit
Kontakt
• Jan Liu, M.Sc.
Konzept: Forschendes Lernen und Lehren
[www.lange-nacht-des-wissens.de] [www.etit.tu-darmstadt.de]
Forschendes Lernen
41
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
42
Aktorik
Sensorik
Elektronik
Regelung
SpezifikationenSensor-Aktor-
System
Eigenschaftsabsicherung System-Test
Komponenten-Test
System-Ebene
Subsystem-Ebene
Komponenten-Ebene
Subsystem-Integration
Vorlesung
Übung
Blackbox
43
Energie
Information
Stoff
Energie
Information
Stoff
Störungen
Temperatur Umweltbedingungen
Medizingerät Wandeln
Umformen
Verknüpfen
[Herstellen]
Normen
Gesetze
Fertigung
Randbedingungen
Ärztin / ArztPatientin /
Patient
Räumliche Gestaltung
44
• Freifläche für variable Bestuhlung,
(20 Personen), für Vorträge,
Gruppenarbeit und Präsentation
Werktisch
Labortisch
Labortisch
Werktisch
Werktisch
Inhalte Vorlesung
45
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
47
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
48
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
49
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!
Telefon +49 (0) 711 685-
www.
Universität Stuttgart
Institut für Medizingerätetechnik
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
Prof. Peter P. Pott
68390
Imt.uni-stuttgart.de
Institut für Medizingerätetechnik