Studiengangsbeschreibung

Inhalt

Die Absolventen haben vertiefte und umfangreiche ingenieurwissenschaftliche, mathematische und naturwissenschaftliche Kenntnisse erworben, die sie zu wissenschaftlicher Arbeit auf den Gebieten der Medizintechnik, Medizingerätetechnik und angrenzenden Disziplinen befähigen. Sie haben ein kritisches Bewusstsein gegenüber neueren Erkenntnissen ihrer Disziplin, auf dessen Basis sie in ihrer beruflichen Tätigkeit und der Gesellschaft verantwortlich handeln können.


Berufliche Perspektiven

Die Anforderungen an das Gesundheitswesen steigen kontinuierlich bedingt durch die Alterung und die gestiegenen Erwartungen in der Bevölkerung. Hierbei kommt der Technisierung eine große Bedeutung zu. Dieses bezieht sich sowohl auf individuelle Implantate und Hilfsmittel als auch auf Großgeräte zur Diagnostik und Therapie. Medizinisches und ingenieurwissenschaftliches Fachpersonal werden in Zukunft immer enger zusammenarbeiten müssen, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Dieses bedeutet jedoch auch, dass diese grundsätzlich verschiedenen Fachrichtungen in der Lage sein müssen, die Probleme der "anderen" Fachdisziplin in Grundzügen zu verstehen. Für die Ingenieurinnen und Ingenieure bedeutet dies, dass sie neben den ingenieurspezifischen Grundlagen auch medizinische und betriebswirtschaftliche Aspekte der Patientenversorgung, Projektsteuerung sowie Entwicklung und Forschung verstehen und beeinflussen können müssen.


Lernziele

Genau diese Qualifikationen haben die Absolventinnen und Absolventen im Verlauf des Studiums erworben. Die Inhalte aus den drei Bereichen nehmen in etwa gleiche Teile des Studiums ein, wobei durch die Wahl einer Vertiefungsrichtung sowie der Wahl der Inhalte in den Arbeiten und Seminaren der Schwerpunkt des Studiums auf „Implantate und Endoprothesen“, „Künstliche Organe und Regenerative Medizin“, Management und Administration“ oder „Medizin- und Regelungstechnik“ gesetzt werden kann.

Die Absolventen können:

•     Probleme wissenschaftlich analysieren und lösen, auch wenn sie unüblich oder unvollständig definiert sind und konkurrierende Spezifikationen aufweisen;

•     komplexe Problemstellungen aus einem neuen oder in der Entwicklung begriffenen Bereich ihrer Disziplin abstrahieren und formulieren;

•     innovative Methoden bei der grundlagenorientierten Problemlösung anwenden und neue wissenschaftliche Methoden entwickeln;

•     Informationsbedarf erkennen, Informationen finden und beschaffen;

•     theoretische und experimentelle Untersuchungen planen und durchführen;

•     Daten kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehen;

•     die Anwendung von neuen und aufkommenden Technologien untersuchen und bewerten.

Die Absolventen sind in der Lage:

•     Konzepte und Lösungen zu grundlagenorientierten, zum Teil auch unüblichen Fragestellungen - ggf. unter Einbeziehung anderer Disziplinen - zu entwickeln;

•     neue Produkte, Prozesse und Methoden zu kreieren und zu entwickeln;

•     ihr ingenieurwissenschaftliches Urteilsvermögen anzuwenden, um mit komplexen, möglicherweise unvollständigen Informationen zu arbeiten, Widersprüche zu erkennen und mit ihnen umzugehen;

•     Wissen aus verschiedenen Bereichen methodisch zu klassifizieren und systema¬tisch zu kombinieren sowie mit Komplexität umzugehen;

•     sich systematisch und in kurzer Zeit in neue Aufgaben einzuarbeiten;

•     auch nicht-technische Auswirkungen der Ingenieurtätigkeit systematisch zu reflektieren und in ihr Handeln verantwortungsbewusst einzubeziehen;

•                Lösungen, die einer vertieften Methodenkompetenz bedürfen, zu erarbeiten;

•                einer wissenschaftlichen Tätigkeit mit dem Ziel der Promotion erfolgreich nachzugehen.

Die bereits im Bachelor-Studium für die praktische Ingenieurtätigkeit erworbenen Schlüssel-qualifikationen werden innerhalb des Master-Studiengangs ausgebaut.

Fachmodule der Kernqualifikation

Modul M0523: Betrieb & Management

Modulverantwortlicher Prof. Matthias Meyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte betriebswirtschaftliche Spezialgebiete innerhalb der Betriebswirtschaftslehre zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Theorien, Kategorien und Modelle erklären.
  • Die Studierenden können technisches und betriebswirtschaftliches Wissen miteinander in Beziehung setzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.
  • Die Studierenden können für praktische Fragestellungen in betriebswirtschaftlichen Teilbereichen Entscheidungsvorschläge begründen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Die Studierenden sind in der Lage, in interdisziplinären Kleingruppen zu kommunizieren und gemeinsam Lösungen für komplexe Problemstellungen zu erarbeiten.


Selbstständigkeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, sich notwendiges Wissen durch Recherchen und Aufbereitungen von Material selbstständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0524: Nichttechnische Angebote im Master

Modulverantwortlicher Dagmar Richter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Nichttechnischen Angebote  (NTA)

vermittelt die in Hinblick auf das Ausbildungsprofil der TUHH nötigen Kompetenzen, die ingenieurwissenschaftliche Fachlehre fördern aber nicht abschließend behandeln kann: Eigenverantwortlichkeit, Selbstführung, Zusammenarbeit und fachliche wie personale Leitungsbefähigung der zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure. Er setzt diese Ausbildungsziele in seiner Lehrarchitektur, den Lehr-Lern-Arrangements, den Lehrbereichen und durch Lehrangebote um, in denen sich Studierende wahlweise für spezifische Kompetenzen und ein Kompetenzniveau auf Bachelor- oder Masterebene qualifizieren können. Die Lehrangebote sind jeweils in einem Modulkatalog Nichttechnische Ergänzungskurse zusammengefasst. 

Die Lehrarchitektur

besteht aus einem studiengangübergreifenden Pflichtstudienangebot. Durch dieses zentral konzipierte Lehrangebot wird die Profilierung der TUHH Ausbildung auch im nichttechnischen Bereich gewährleistet.

Die Lernarchitektur erfordert und übt eigenverantwortliche Bildungsplanung in Hinblick auf den individuellen Kompetenzaufbau ein und stellt dazu Orientierungswissen zu thematischen Schwerpunkten von Veranstaltungen bereit.

Das über den gesamten Studienverlauf begleitend studierbare Angebot kann ggf. in ein-zwei Semestern studiert werden. Angesichts der bekannten, individuellen Anpassungsprobleme beim Übergang von Schule zu Hochschule in den ersten Semestern und um individuell geplante Auslandsemester zu fördern, wird jedoch von einer Studienfixierung in konkreten Fachsemestern abgesehen.

Die Lehr-Lern-Arrangements

sehen für Studierende - nach B.Sc. und M.Sc. getrennt - ein semester- und fachübergreifendes voneinander Lernen vor. Der Umgang mit Interdisziplinarität und einer Vielfalt von Lernständen in Veranstaltungen wird eingeübt - und in spezifischen Veranstaltungen gezielt gefördert.

Die Lehrbereiche

basieren auf Forschungsergebnissen aus den wissenschaftlichen Disziplinen Kulturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften, Kunst, Geschichtswissenschaften, Kommunikationswissenschaften, Migrationswissenschaften, Nachhaltigkeitsforschung und aus der Fachdidaktik der Ingenieurwissenschaften. Über alle Studiengänge hinweg besteht im Bachelorbereich zusätzlich ab Wintersemester 2014/15 das Angebot, gezielt Betriebswirtschaftliches und Gründungswissen aufzubauen. Das Lehrangebot wird durch soft skill und Fremdsprachkurse ergänzt. Hier werden insbesondere kommunikative Kompetenzen z.B. für Outgoing Engineers gezielt gefördert.

Das Kompetenzniveau

der Veranstaltungen in den Modulen der nichttechnischen Ergänzungskurse unterscheidet sich in Hinblick auf das zugrunde gelegte Ausbildungsziel: Diese Unterschiede spiegeln sich in den verwendeten Praxisbeispielen, in den - auf unterschiedliche berufliche Anwendungskontexte verweisende - Inhalten und im für M.Sc. stärker wissenschaftlich-theoretischen Abstraktionsniveau. Die Soft skills für Bachelor- und für Masterabsolventinnen/ Absolventen unterscheidet sich an Hand der im Berufsleben unterschiedlichen Positionen im Team und bei der Anleitung von Gruppen.

Fachkompetenz (Wissen)

Die Studierenden können

  • ausgewähltes Spezialgebiete des jeweiligen nichttechnischen Bereiches erläutern,
  • in den im Lehrbereich vertretenen Disziplinen grundlegende Theorien, Kategorien, Begrifflichkeiten, Modelle,  Konzepte oder künstlerischen Techniken skizzieren,
  • diese fremden Fachdisziplinen systematisch auf die eigene Disziplin beziehen, d.h. sowohl abgrenzen als auch Anschlüsse benennen,
  • in Grundzügen skizzieren, inwiefern wissenschaftliche Disziplinen, Paradigmen, Modelle, Instrumente, Verfahrensweisen und Repräsentationsformen der Fachwissenschaften einer individuellen und soziokulturellen Interpretation und Historizität unterliegen,              
  • können Gegenstandsangemessen in einer Fremdsprache kommunizieren (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).



Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen

  • grundlegende und teils auch spezielle Methoden der genannten Wissenschaftsdisziplinen anwenden.
  • technische Phänomene, Modelle, Theorien usw. aus der Perspektive einer anderen, oben erwähnten Fachdisziplin befragen.
  • einfache und teils auch fortgeschrittene Problemstellungen aus den behandelten Wissenschaftsdisziplinen erfolgreich bearbeiten,
  • bei praktischen Fragestellungen in Kontexten, die den technischen Sach- und Fachbezug übersteigen, ihre Entscheidungen zu Organisations- und Anwendungsformen der Technik begründen.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig ,

  • in unterschiedlichem Ausmaß kooperativ zu lernen
  • eigene Aufgabenstellungen in den o.g. Bereichen in adressatengerechter Weise in einer Partner- oder Gruppensituation zu präsentieren und zu analysieren,
  • nichttechnische Fragestellungen einer Zuhörerschaft mit technischem Hintergrund verständlich darzustellen
  • sich landessprachlich kompetent, kulturell angemessen und geschlechtersensibel auszudrücken (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist)



Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in ausgewählten Bereichen in der Lage,

  • die eigene Profession und Professionalität im Kontext der lebensweltlichen Anwendungsgebiete zu reflektieren,
  • sich selbst und die eigenen Lernprozesse zu organisieren,
  • Fragestellungen vor einem breiten Bildungshorizont zu reflektieren und verantwortlich zu entscheiden,
  • sich in Bezug auf ein nichttechnisches Sachthema mündlich oder schriftlich kompetent auszudrücken.
  • sich als unternehmerisches Subjekt zu organisieren,   (sofern dies ein gewählter Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M1173: Angewandte Statistik für Ingenieure

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1584) Vorlesung 2 3
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1586) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1585) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse statistischen Vorgehens

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studenten können die Einsatzgebiete der statistischen Verfahren, die in der Veranstaltung besprochen werden und die Voraussetzungen für den Einsatz des entsprechenden Verfahrens erläutern.

Fertigkeiten

Die Studenten können das verwendete Statistikprogramm zur Lösung von statistischen Fragestellungen einsetzen und die Ergebnisse fachgerecht darstellen und interpretieren.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Gruppenarbeit, gemeinsam Ergebnisse präsentieren

Selbstständigkeit

Fragestellung verstehen und selbständig lösen

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 minuten, 28 Fragen
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1584: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Inhalt (deutsch)

Lösung statistischer Fragestellungen unter Anwendung eines gebräuchlichen Statistikprogrammes. Die vermittelten statistischen Tests und Vorgehensweisen beinhalten:

•          Wahl des statistischen Verfahrens

•          Einfluss der Gruppengröße auf die Ergebnisse

•          Chi quadrat test

•          Regression und Korrelation mit einer unabhängigen Variablen

•          Regression und Korrelation mit mehreren unabhängigen Variablen

•          Varianzanalyse mit eine unabhängigen Variablen

•          Varianzanalyse mit mehreren unabhängigen Variablen

•          Diskriminantenanalyse

•          Analyse kategorischer Daten

•          Nichtparametrische Statistik

•          Überlebensanalysen

Literatur

Applied Regression Analysis and Multivariable Methods, 3rd Edition, David G. Kleinbaum Emory University, Lawrence L. Kupper University of North Carolina at Chapel Hill, Keith E. Muller University of North Carolina at Chapel Hill, Azhar Nizam Emory University, Published by Duxbury Press, CB © 1998, ISBN/ISSN: 0-534-20910-6

Lehrveranstaltung L1586: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Die Studenten bekommen in Kleingruppen (n=5) eine Fragestellung, zu deren Beantwortung sie sowohl die Datenerhebung als auch die Analyse durchführen und die Ergebnisse in Form eines executive summaries in der letzten Vorlesung vorstellen müssen.

Literatur

Selbst zu finden


Lehrveranstaltung L1585: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Anhand von praktischen Fragestellungen werden die wichtigsten statistischen Verfahren angewendet und gleichzeitig in die Benutzung der kommerziell am häufigsten eingesetzten Software eingeführt und deren Benutzung geübt.

Literatur

Student Solutions Manual for Kleinbaum/Kupper/Muller/Nizam's Applied Regression Analysis and Multivariable Methods, 3rd Edition, David G. Kleinbaum Emory University Lawrence L. Kupper University of North Carolina at Chapel Hill, Keith E. Muller University of North Carolina at Chapel Hill, Azhar Nizam Emory University, Published by Duxbury Press, Paperbound © 1998, ISBN/ISSN: 0-534-20913-0


Modul M0811: Bildgebende Systeme in der Medizin

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bildgebende Systeme in der Medizin (L0819) Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Dr. Michael Grass
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

  • den Systemaufbau sowie die Systemkomponenten der wesentlichen klinischen bildgebenden Systeme beschreiben;
  • die Funktionsweise der Systemkomponenten und des Gesamtsystems der bildgebenden Systeme erklären;
  • die physikalischen Prozesse, die eine Bildgebung ermöglichen, erklären sowie die grundlegenden physikalischen Gleichungen anwenden;  
  • die physikalischen Effekte, die für die Erzeugung von Bildkontrasten notwendig sind, benennen und beschreiben; 
  • erklären, wie man räumliche und zeitliche Auflösung beeinflussen kann und wie man die erzeugten Bilder charakterisiert;
  • erklären, welche Bildrekonstruktionsverfahren für die Erzeugung von Bildern verwendet werden;
  • die wesentlichen klinischen Anwendungen der verschiedenen Systeme darstellen und begründen.


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage:

  • die physikalischen Prozesse der Bildgebung zu erklären und die benötigten mathematischen bzw. physikalischen Grundgleichungen den Systemen zuzuordnen.
  • durch Anwendung der mathematischen bzw. physikalischen Grundgleichungen Kenngrößen bildgebender Systeme zu berechnen;
  • den Einfluss von verschiedenen Systemkomponenten auf die räumliche und zeitliche Auflösung bildgebender Systeme zu bestimmen;
  • die Bedeutung verschiedener bildgebender Systeme für einige klinische Applikationen zu erläutern;
  • ein geeignetes bildgebendes System für eine Applikation auszuwählen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

keine

Selbstständigkeit

Studierende können:

  • verstehen, welche physikalischen Effekte in der medizinischen Bildgebung verwendet werden;
  • selbstständig entscheiden, für welche klinische Fragestellung ein Messsystem eingesetzt werden kann.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0819: Bildgebende Systeme in der Medizin
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Dr. Michael Grass, Dr. Tim Nielsen, Dr. Sven Prevrhal, Frank Michael Weber
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Im Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen, die Grundlagen der Bildgebung und die Hauptapplikationsgebiete der Magnetresonanz Tomographie (MR), der Bildgebung mittels Röntgenstrahlung (X-ray und CT), der nuklearen Bildgebung (SPECT und PET) und des Ultraschalls (US) vermittelt. Am Ende der Vorlesung sollte jeder Student ein Basisverständniss der verschiedenen Modalitäten, ihrer Hauptanwendungsgebiete in der Medizin und ihre Stärken und Schwächen erworben haben.

Die Vorlesung teilt sich in eine Einführung und fünf Blöcke auf:

In jedem Block werden die physikalischen Grundlagen der Modalität erklärt. Darauf aufbauend werden die Prinzipien der Signalerzeugung und ihrer Detektion diskutiert. Im folgenden, werden die resultierenden Bildkontraste veranschaulicht und die Basis der zweidimensionalen und dreidimensionalen Bildgebung vermittelt. Abschließend werden die prinzipiellen Limitierungen jeder Modalität und erwartete zukünftige Entwicklungen vorgestellt.

0: Einführungsvorlesung
1: medizinische Bildgebung mittels Ultraschalls
2: Projektionsröntgenbildgebung
3: Röntgen-Computertomographie
4: Magentresonanztomographie
5: Bildgebung mittels nuklearer Verfahren

  • Ultraschall: Physikalische Grundlagen, Aufbau und technische Realisierung eines Ultraschallsystems, Bildgebungsverfahren, Flußmessverfahren, medizinische Anwendungen.
  • Röntgen: Physikalische Grundlagen der Röntgenbildgebung, Aufbau von Röntgenröhren, Detektion von Röntgenstrahlung, Techniken der Bildaufnahme, Bildkontrast, Projektionsröntgen, Dosisquantifizierung.
  • Computer Tomographie (CT): Aufbau eines Computer-Tomographen, Datenakquisition, Bildrekonstruktion und Bildkontrast, ausgewählte medizinische Anwendungen.
  • Magnetresonanz Tomographie (MRT): Physikalische Grundlagen, Aufbau eines MR-Tomographen, Grundlagen der MR-Bildgebung, Relaxation und Bildkontrast, ausgewählte medizinische Anwendungen.
  • Nuklearmedizin: Kernphysikalische Grundlagen, Herstellung von Radionukleiden, Nuklearmedinische Meßtechnik, Szintigraphie, Single Photon Emission Computer Tomographie (SPECT), Positronen Emissions Tomographie (PET), medizinische Anwendungen.

Literatur

Primary book:

1. P. Suetens, "Fundamentals of Medical Imaging", Cambridge Press

Secondary books:

- A. Webb, "Introduction to Biomedical Imaging", IEEE Press 2003.

- W.R. Hendee and E.R. Ritenour, "Medical Imaging Physics", Wiley-Liss, New York, 2002.

- H. Morneburg (Edt), "Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik", Erlangen: Siemens Publicis MCD Verlag, 1995.

- O. Dössel, "Bildgebende Verfahren in der Medizin", Springer Verlag Berlin, 2000.

Modul M1179: Einführung in die Medizin und Krankheitslehre

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Medizin und Krankheitslehre I (L1599) Vorlesung 2 2
Einführung in die Medizin und Krankheitslehre II (L1600) Vorlesung 2 2
Einführung in die Medizin und Krankheitslehre III (L1602) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Ursachen und Entstehungsmechanismen der unter (1) genannten Erkrankungen darstellen; beschreiben wie schädigende Einflüsse zusammen mit der Reaktion des Organismus zur Ausprägung der Erkrankungen führt; grundlegende Therapieprinzipien illustrieren; Anhand von Symptom- und Befundkonstellationen Differentialdiagnosen zur Ursache erarbeiten.

Fertigkeiten

Studierende können die Kausalkette vom schädigenden Faktor über die ersten Symptome bis zur finalen Erkrankung schildern und Stadien-gerechte Therapieoptionen wählen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können die Wertigkeit einer gewählten Therapieoption im Hinblick auf den medizinischen Nutzen und die ökonomische Bedeutung beschreiben sowie den daraus resultierenden Konflikt diskutieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage die Erstmaßnahmen der medizinischen Hilfe zu den unter (1) genannten Erkrankungen zu benennen und selbständig einzuleiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1599: Einführung in die Medizin und Krankheitslehre I
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Julian Schulze zur Wiesch
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses sollten die Teilnehmer in der Lage sein. Grundlagen der Organisation des Gesundheitssystems zu beschreiben. Verschiedene Möglichkeiten der Behandlung im Krankenhaus zu beschreiben. Die Anatomie und Physiologie und grundlegende diagnostische Möglichkeiten folgender Organsysteme zu beschreiben: Herz/Kreislaufsystem, Lunge, Verdauungstrakt, Niere inclusive den technischen Möglichkeiten der Überwachung der Herz-Lungenfunktion, der Notaufnahme, den Überwachungsstationen und der Intensivmedizin und den Grundlagen der Kardiopulmonalen Reanimation zu beschreiben. Weiterhin wird die Anatomie und Physiologie des Nervensystems zu erläutern. Die Bedeutung und Möglichkeiten der Präventivmedizin schwerwiegender Erkrankungen zu schildern. Die Studenten bereiten eigene Teilthemen als Vortrag vor und erarbeiten verschiedene klinische Fälle zu diesen Themen interaktiv als Problem orientiertes Lernen. Flankiert wird dieser Kurs/diese Vorlesung durch Exkursionen in unsere Notaufnahme, der Endoskopie, Mini-Laparoskopie und unsere Intensivstation oder verschiedenen Sprechstunden.

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1600: Einführung in die Medizin und Krankheitslehre II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Johannes Kluwe
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Inhaltlich soll in der Lehrveranstaltung auf wichtige Erkrankungen (i) des Verdauungstrakts und der Leber, (ii) des Hormonsystems und (iii) der Niere eingegangen werden. Dabei werden Entstehung und Symptomatik der Krankheitsbilder, sowie Untersuchungstechniken und Therapiestrategien erläutert.

Die Vorlesung ist in nachfolgend aufgeführte Themenblöcke gegliedert:

I Verdauungstrakt:

  • Gastrointestinale Blutungen: Ursachen, Symptome, endoskopische Therapiemöglichkeiten
  • Kolonkarzinom: Entstehung, Epidemiologie, Prinzip der Vorsorgeuntersuchung, Therapie
  • Lebererkrankungen / Leberzirrhose: Ursachen, Symptome, Komplikationen, therapeutische Optionen

II Hormone:

  • Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2: Pathophysiologie, Komplikationen, Unterscheidung, Grundlagen des Glucosestoffwechsels, Therapieprinzipien
  • Schilddrüse - Über- und Unterfunktion: Ursachen, Symptome, Diagnostik, Therapie

III Niere

  • Funktionen, Funktionsverlust/Nierenversagen, Diagnostik, Nierenersatzverfahren


Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben
Lehrveranstaltung L1602: Einführung in die Medizin und Krankheitslehre III
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Dominic Wichmann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

a) Grundlagen kardialer Erkrankungen und ihrer Stadien-gerechten Therapien; koronare Herzerkrankung, Herzinfarkt, Mitralklappeninsuffizienz, Aortenklappenstenose,

b) Grundlagen pulmonaler Erkrankungen und ihrer Stadien-gerechten Therapien; Asthma, Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung, Pneumonie, Lungenkrebs

c) Grundlagen mikrobiologischer Erreger, des Immunsystems und autoimmunologischer Prozesse.

Literatur

Skript zur Vorlesung.

Modul M1164: Fachlabor Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Fachlabor Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion (L1566) Laborpraktikum 6 6
Modulverantwortlicher Prof. Wolfgang Hintze
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Produktentwicklung:

  • Vorlesung Mechanik I - III
  • Vorlesung Integrierte Produktentwicklung I inkl. CAD-Praktikum

Werkstoffe:

  • Vorlesungen Metallische Konstruktionswerkstoffe, Metallische Werkstoffe für Luftfahrtanwendungen, Grundlagen der Werkstoffprüfung
  • Grundlagen in metallischen, keramischen und polymeren Werkstoffen
  • Vorlesungen Aufbau und Eigenschaften der Kunsststoffe, Aufbau und Eigenschaften der Verbundwerkstoffe, Verarbeitung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen

Produktion:

  • Vorlesung Fertigungstechnik
  • Vorlesungen Umform- und Zerspantechnologie, Methoden der Fertigungsprozessgestaltung
  • Vorlesungen Werkzeugmaschinen und Robotik


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können …

  • komplexere Zusammenhänge unterschiedlicher Fachrichtungen darstellen und erklären.
  • Funktionsweisen moderner Mess- und Maschinentechnik beschreiben.


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage …

  • erworbenes theoretisches Wissen praktisch anzuwenden.
  • vorgegebene Versuchsmethoden anzuwenden um Zusammenhänge unterschiedlicher Fachrichtungen zu untersuchen.
  • mittels vorgegebener Methoden Versuchsergebnisse zu analysieren und zu bewerten.
  • moderne Messtechnik anzuwenden.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können …

  • in Gruppen Versuche durchführen und diese dokumentieren.
  • in fachlich gemischten Teams Versuchsergebnisse präsentieren und diskutieren.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig …

  • unter Anleitung von Lehrenden eigenständig Teilversuche durchzuführen.
  • eigenständig geeignete Mittel zu wählen und einzusetzen.
  • eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1566: Fachlabor Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion
Typ Laborpraktikum
SWS 6
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Dozenten Prof. Wolfgang Hintze, Prof. Josef Schlattmann, Prof. Dieter Krause, Prof. Claus Emmelmann, Prof. Bodo Fiedler, Prof. Hermann Lödding, Prof. Michael Morlock, Prof. Gerold Schneider, Prof. Thorsten Schüppstuhl, Prof. Otto von Estorff, Prof. Jörg Weißmüller
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Konstruktion:

  • Modalanalyse - Experiment und FEM-Simulation
  • Bauteilauslegung in der Konstruktion
  • Charakterisierung von gummielastischen Materialien (Hyperelastizität, Mullins-Effekt)
  • Stick-Slip-Untersuchungen an einem Reibungs- und Verschleißprüfstand

Werkstoffe:

  • Eigenschaftsprofile von Stählen
  • Aktoren für moderne Einspritzsysteme - Synthese und Eigenschaften eines Blei-freien Modellaktors
  • Verarbeitung, Eigenschaften und Struktur von Kunststoffen und deren Verbundwerkstoffen
  • Tribologie im Gelenk

Fertigung:

  • Schweißprozessparameteroptimierung beim Laser-Hybridschweißen auf Basis metallografischer Untersuchungen
  • Beurteilung von Zerspanprozessen
  • Untersuchung produktionslogistischer Grundgesetze
  • Untersuchung des Positionierverhaltens und der Bahntreue von Industrierobotern
Literatur

Nach Themenstellung / depending on topic

Modul M1180: Fallstudien und klinisches Praktikum

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Fallstudien Chirurgie und Innere Medizin (L1603) Seminar 5 5
Klinisches Praktikum (L1587) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Der erfolgreiche Abschluss der fachspezifischen Vorlesungen mit medizinischem Inhalt aus der Vertiefung MedIng im Bachelorstudium

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studenten lernen den Ablauf im klinischen Alltag hinsichtlich Anamnese, Diagnostik und Therapieentscheidung anhand von Fallbeispielen mit repräsentativen chirurgischen und internistischen Krankheitsbildern in den unterschiedlichen Abteilungen in einem Krankenhaus der Maximalversorgung kennen und bekommen einen Einblick in die tägliche Patientenbetreuung.

Fertigkeiten

Interpretieren und Erklären der Krankheitsgeschichte und Krankenakte eines Patienten; Umgang mit Patienten.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Umgang mit Patienten.

Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang 5 Seiten (10 Fallstudien)
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1603: Fallstudien Chirurgie und Innere Medizin
Typ Seminar
SWS 5
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 80, Präsenzstudium 70
Dozenten Dr. Dominic Wichmann, Dr. Johannes Kluwe
Sprachen DE
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt

Die Fallstudien werden in einem 2-wöchentlichen Blockkurs in der Innere und Chirurgie demonstriert. Alle 1-2 Tage wechseln die Stationen hierzu gehören:

-           Notaufnahme

-           Intensivstation

-           Pneumologie

-           Gastroenterologie

-           Kardiologie

-           Transfusionsmedizin

-           Poliklinik/Ambulanz

-           Dialyse

-           Unfallchirugie

Literatur keine spezifische
Lehrveranstaltung L1587: Klinisches Praktikum
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt

Die Studierenden absolvieren ein 1-wöchiges klinisches Hospitations- und Pflegepraktikum in einem Krankenhaus. Hierdurch wird ein Einblick in die klinischen Einläufe ermöglicht, um später mit den daran beteiligten unterschiedlichen Berufsgruppen besser kommunizieren zu können.

Die Studierenden organisieren die Durchführung des Praktikums in einem Krankenhaus selbstständig. Die Wahl des Krankenhauses muss mit dem Studiengangsleiter abgesprochen werden.

Literatur keine

Modul M1214: Studienarbeit

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

 Lehrinhalte des Studiengangs und insbesondere der Vertiefungen. 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können das bearbeitete Projekt und darin selbstständig erarbeitete Wissen erläutern und zu aktuellen Themenstellungen in Bezug setzen.
  • Sie können die grundlegenden wissenschaftlichen Methoden, mit denen sie gearbeitet haben, detailliert erläutern
Fertigkeiten

Studierende können unter Anleitung eines Wissenschaftlers selbstständig eine begrenzte wissenschaftliche Aufgabe bearbeiten. Sie können dazu ihre Vorgehensweise zur Lösung einer Aufgabe begründen, aus den gewonnen Ergebnissen Schlussfolgerungen ziehen und wenn nötig neue Arbeitsmethoden finden. Studierende sind in der Lage, alternative Lösungskonzepte mit dem gewählten Ansatz bzgl. vorgegebener Kriterien zu vergleichen und zu beurteilen. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können die Relevanz und den Zuschnitt ihrer Projektaufgabe, die Arbeitsschritte und Teilprobleme für die Diskussion und Erörterung in größeren Gruppen aufbereiten, die Diskussionen anleiten und anderen Studierenden sowie den Betreuern Rückmeldung zu ihren Projekten geben.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind fähig, die zur Bearbeitung der Projektarbeit notwendigen Arbeitsschritte und Abläufe selbständig unter Berücksichtigung vorgegebener Fristen zu planen und zu dokumentieren. Hierzu gehört, dass sie sich aktuelle wissenschaftliche Informationen zielorientiert beschaffen können. Ferner sind sie in der Lage, bei Fachexperten Rückmeldungen zum Arbeitsfortschritt einzuholen, um hochwertige, auf den Stand von Wissenschaft und Technik bezogene Arbeitsergebnisse zu erreichen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 360, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 12
Studienleistung Keine
Prüfung Studienarbeit
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht

Fachmodule der Vertiefung Implantate und Endoprothesen

Maschinenbauliche Ausrichtung. Der Schwerpunkt dieser Vertiefungsrichtung liegt auf den in der Medizintechnik für Implantate und Endoprothesen eingesetzten Materialien sowie deren Auslegung, Berechnung und Anwendung.

Modul M0623: Intelligent Systems in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Systeme in der Medizin (L0331) Vorlesung 2 3
Intelligente Systeme in der Medizin (L0334) Projektseminar 2 2
Intelligente Systeme in der Medizin (L0333) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of stochastics
  • principles of programming, Java/C++ and R/Matlab
  • advanced programming skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students are able to analyze and solve clinical treatment planning and decision support problems using methods for search, optimization, and planning. They are able to explain methods for classification and their respective advantages and disadvantages in clinical contexts. The students can compare  different methods for representing medical knowledge. They can evaluate methods in the context of clinical data  and explain challenges due to the clinical nature of the data and its acquisition and due to privacy and safety requirements.

Fertigkeiten

The students can give reasons for selecting and adapting methods for classification, regression, and prediction. They can assess the methods based on actual patient data and evaluate the implemented methods.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung III. Computational Methods in Biomedical Imaging: Pflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0331: Intelligent Systems in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- methods for search, optimization,  planning,  classification, regression and prediction in a clinical context
- representation of medical knowledge
- understanding challenges due to clinical and patient related data and data acquisition
The students will work in groups to apply the methods introduced during the lecture using problem based learning.


Literatur

Russel & Norvig: Artificial Intelligence: a Modern Approach, 2012
Berner: Clinical Decision Support Systems: Theory and Practice, 2007
Greenes: Clinical Decision Support: The Road Ahead, 2007
Further literature will be given in the lecture


Lehrveranstaltung L0334: Intelligent Systems in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0333: Intelligent Systems in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1230: Ausgewählte Themen des Mediziningenieurwesens - Variante A (6 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Die hierarchischen Materialien der Natur (L1663) Seminar 2 3
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1669) Vorlesung 3 4
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1877) Gruppenübung 2 2
Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten (L1588) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Biomechanik (L0377) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden in der Biomechanik (L1583) Seminar 2 3
Seminar Mediziningenieurwesen (L1890) Seminar 2 3
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Technologie keramischer Werkstoffe (L0379) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1663: Nature's Hierarchical Materials
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Lehrveranstaltung L1669: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken


Literatur

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

Lehrveranstaltung L1877: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1588: Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Roman Nassutt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen und Definitionen der Medizinprodukte und Medizintechnik; Die Bedeutung von Regulatorischen Anforderungen und Abläufen in Deutschland, Europa und der Welt; Entwicklungsprozeduren und Systematik; Prüfung und Dokumentation der Prüfung von Implantaten; Erfahrungen aus Theorie und Praxis; der weltweite Medizintechnikmarkt und dessen Zukunft;

Literatur
  • E. Wintermantel, S-W. Ha, Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer Verlag, 5. Aufl.
  • Kurt Becker et al., Schriftenreihe der TMF, MVW Verlag, Berlin, 2001
  • Medizinproduktegesetz in der aktuellen Fassung (online): http://www.gesetze-im-internet.de/mpg/BJNR196300994.html
Lehrveranstaltung L0377: Experimentelle Methoden der Biomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Veranstaltung führt in die gängigen in der Biomechanik eingesetzten  experimentellen Testverfahren ein. Hierbei wird ein Überblick und grundlegende Kenntnisse vermittelt.

1. Tribologische Verfahren

2. Optische Analyseverfahren

4. Bewegungsanalyse

4. Druckverteilungsmessung

5. Dehnmessstreifen

6. Prä-klinische Implantatestung

7. Präparation / Aufbewahrung






Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1583: Numerische Methoden in der Biomechanik
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorkenntnisse aus „ Diskretisierungsmethoden der Mechanik“ sind empfohlen
  • Ein Überblick über die gängigsten numerischen Verfahren im Bereich der Biomechanik und Medizintechnik wird vermittelt.
  • Grundkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Mathematik, Programmierung…) werden kombiniert um eine geschlossene Beispielfragestellung zu beantworten
  • Die Vorlesung umfasst analytische Ansätze, rheologische Modelle und Finite Elemente Methoden
  • Die vermittelten theoretischen Ansätze werden im Laufe der Vorlesung und im Rahmen von Hausaufgaben in praktische Übungen angewandt.
  • Der kritische Blick auf die Möglichkeiten und Limitationen der Modellrechnung im Bereich humaner Anwendungen wird geschult.
Literatur

Hauger W., Schnell W., Gross D., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 12. Auflage, 2012

Huber G., de Uhlenbrock A., Götzen N., Bishop N., Schwieger K., Morlock MM., Modellierung, Simulation und Optimierung, Handbuch Sportbiomechanik, Gollhofer A., Müller E., Hofmann Verlag, Schorndorf, 148-69, 2009

Lehrveranstaltung L1890: Seminar Mediziningenieurwesen
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Referat
Prüfungsdauer und -umfang schriftliche ausarbeitung und Vortrag (20 min)
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Teilnehmer bekommen am Anfang des Semesters eine Fragestellung aus dem Mediziningenieurwesen und angrenzenden Gebieten, welche Sie selbstständig bearbeiten müssen. Die recherchierten Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht zusammengefasst und in einem Kurzvortrag virgestellt. Bewertung erfolg 30/70. Die Studenten müssen sich gegenseitig (geheim) bewwerten und diese Bewertungen fließen in die Endnote ein. Die Vorträge werden sofort anschließend hinsichtlich der Präsentationweise, Auftreten und Sprache diskutiert.
Literatur Keine
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0379: Technologie keramischer Werkstoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Rolf Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In dieser Vorlesung wird eine Einführung in die keramische Prozeßtechnologie gegeben, wobei der Schwerpunkt auf Struktur- und Funktionskeramiken liegt. Beginnend bei den Verfahren zur Synthese feiner Pulver wird Schritt für Schritt der Weg vom Rohstoff zum maßgeschneiderten Bauteil aufgezeigt  und anhand von Beispielen aus der Praxis demonstriert. Neben etablierten Herstellungsverfahren werden dabei auch neue Methoden zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Hochleistungsbauteilen (Reactive Synthesis, Rapid Prototyping, etc.) sowie Fügetechniken und grundlegende Konstruktionskritierien behandelt.

  Inhalt:                     1. Rohstoffe

                                 2. Pulversynthese

                                 3. Pulveraufbereitung und -charakterisierung

                                 4. Formgebung

                                 5. Sintern

                                 6. Glas und Zement-Technologie

                                 7. Neue Syntheseverfahren, Beschichtungen, etc.

                                  8. Fügetechniken


Literatur

W.D. Kingery, „Introduction to Ceramics“, John Wiley & Sons, New York, 1975

ASM Engineering Materials Handbook Vol.4 „Ceramics and Glasses“, 1991

D.W. Richerson, „Modern Ceramic Engineering“, Marcel Decker, New York, 1992


Skript zur Vorlesung

Modul M1241: Ausgewählte Themen des Mediziningenieurwesens - Variante B (12 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Die hierarchischen Materialien der Natur (L1663) Seminar 2 3
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1669) Vorlesung 3 4
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1877) Gruppenübung 2 2
Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten (L1588) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Biomechanik (L0377) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden in der Biomechanik (L1583) Seminar 2 3
Seminar Mediziningenieurwesen (L1890) Seminar 2 3
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Technologie keramischer Werkstoffe (L0379) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 12
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1663: Nature's Hierarchical Materials
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Lehrveranstaltung L1669: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken


Literatur

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

Lehrveranstaltung L1877: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1588: Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Roman Nassutt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen und Definitionen der Medizinprodukte und Medizintechnik; Die Bedeutung von Regulatorischen Anforderungen und Abläufen in Deutschland, Europa und der Welt; Entwicklungsprozeduren und Systematik; Prüfung und Dokumentation der Prüfung von Implantaten; Erfahrungen aus Theorie und Praxis; der weltweite Medizintechnikmarkt und dessen Zukunft;

Literatur
  • E. Wintermantel, S-W. Ha, Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer Verlag, 5. Aufl.
  • Kurt Becker et al., Schriftenreihe der TMF, MVW Verlag, Berlin, 2001
  • Medizinproduktegesetz in der aktuellen Fassung (online): http://www.gesetze-im-internet.de/mpg/BJNR196300994.html
Lehrveranstaltung L0377: Experimentelle Methoden der Biomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Veranstaltung führt in die gängigen in der Biomechanik eingesetzten  experimentellen Testverfahren ein. Hierbei wird ein Überblick und grundlegende Kenntnisse vermittelt.

1. Tribologische Verfahren

2. Optische Analyseverfahren

4. Bewegungsanalyse

4. Druckverteilungsmessung

5. Dehnmessstreifen

6. Prä-klinische Implantatestung

7. Präparation / Aufbewahrung






Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1583: Numerische Methoden in der Biomechanik
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorkenntnisse aus „ Diskretisierungsmethoden der Mechanik“ sind empfohlen
  • Ein Überblick über die gängigsten numerischen Verfahren im Bereich der Biomechanik und Medizintechnik wird vermittelt.
  • Grundkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Mathematik, Programmierung…) werden kombiniert um eine geschlossene Beispielfragestellung zu beantworten
  • Die Vorlesung umfasst analytische Ansätze, rheologische Modelle und Finite Elemente Methoden
  • Die vermittelten theoretischen Ansätze werden im Laufe der Vorlesung und im Rahmen von Hausaufgaben in praktische Übungen angewandt.
  • Der kritische Blick auf die Möglichkeiten und Limitationen der Modellrechnung im Bereich humaner Anwendungen wird geschult.
Literatur

Hauger W., Schnell W., Gross D., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 12. Auflage, 2012

Huber G., de Uhlenbrock A., Götzen N., Bishop N., Schwieger K., Morlock MM., Modellierung, Simulation und Optimierung, Handbuch Sportbiomechanik, Gollhofer A., Müller E., Hofmann Verlag, Schorndorf, 148-69, 2009

Lehrveranstaltung L1890: Seminar Mediziningenieurwesen
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Referat
Prüfungsdauer und -umfang schriftliche ausarbeitung und Vortrag (20 min)
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Teilnehmer bekommen am Anfang des Semesters eine Fragestellung aus dem Mediziningenieurwesen und angrenzenden Gebieten, welche Sie selbstständig bearbeiten müssen. Die recherchierten Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht zusammengefasst und in einem Kurzvortrag virgestellt. Bewertung erfolg 30/70. Die Studenten müssen sich gegenseitig (geheim) bewwerten und diese Bewertungen fließen in die Endnote ein. Die Vorträge werden sofort anschließend hinsichtlich der Präsentationweise, Auftreten und Sprache diskutiert.
Literatur Keine
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0379: Technologie keramischer Werkstoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Rolf Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In dieser Vorlesung wird eine Einführung in die keramische Prozeßtechnologie gegeben, wobei der Schwerpunkt auf Struktur- und Funktionskeramiken liegt. Beginnend bei den Verfahren zur Synthese feiner Pulver wird Schritt für Schritt der Weg vom Rohstoff zum maßgeschneiderten Bauteil aufgezeigt  und anhand von Beispielen aus der Praxis demonstriert. Neben etablierten Herstellungsverfahren werden dabei auch neue Methoden zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Hochleistungsbauteilen (Reactive Synthesis, Rapid Prototyping, etc.) sowie Fügetechniken und grundlegende Konstruktionskritierien behandelt.

  Inhalt:                     1. Rohstoffe

                                 2. Pulversynthese

                                 3. Pulveraufbereitung und -charakterisierung

                                 4. Formgebung

                                 5. Sintern

                                 6. Glas und Zement-Technologie

                                 7. Neue Syntheseverfahren, Beschichtungen, etc.

                                  8. Fügetechniken


Literatur

W.D. Kingery, „Introduction to Ceramics“, John Wiley & Sons, New York, 1975

ASM Engineering Materials Handbook Vol.4 „Ceramics and Glasses“, 1991

D.W. Richerson, „Modern Ceramic Engineering“, Marcel Decker, New York, 1992


Skript zur Vorlesung

Modul M0629: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0341) Vorlesung 2 4
Intelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0512) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Rainer Marrone
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Vectors, matrices, Calculus
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain the agent abstraction, define intelligence in terms of rational behavior, and give details about agent design (goals, utilities, environments). They can describe the main features of environments. The notion of adversarial agent cooperation can be discussed in terms of decision problems and algorithms for solving these problems. For dealing with uncertainty in real-world scenarios, students can summarize how Bayesian networks can be employed as a knowledge representation and reasoning formalism in static and dynamic settings. In addition, students can define decision making procedures in simple and sequential settings, with and with complete access to the state of the environment. In this context, students can describe techniques for solving (partially observable) Markov decision problems, and they can recall techniques for measuring the value of information. Students can identify techniques for simultaneous localization and mapping, and can explain planning techniques for achieving desired states. Students can explain coordination problems and decision making in a multi-agent setting in term of different types of equilibria, social choice functions, voting protocol, and mechanism design techniques.

Fertigkeiten

Students can select an appropriate agent architecture for concrete agent application scenarios. For simplified agent application students can derive decision trees and apply basic optimization techniques. For those applications they can also create Bayesian networks/dynamic Bayesian networks and apply bayesian reasoning for simple queries. Students can also name and apply different sampling techniques for simplified agent scenarios. For simple and complex decision making students can compute the best action or policies for concrete settings. In multi-agent situations students will apply techniques for finding different equilibria states,e.g., Nash equilibria. For multi-agent decision making students will apply different voting protocols and compare and explain the results.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to discuss their solutions to problems with others. They communicate in English

Selbstständigkeit

Students are able of checking their understanding of complex concepts by solving varaints of concrete problems

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Informationstechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0341: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Rainer Marrone
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Definition of agents, rational behavior, goals, utilities, environment types
  • Adversarial agent cooperation: 
    Agents with complete access to the state(s) of the environment, games, Minimax algorithm, alpha-beta pruning, elements of chance
  • Uncertainty: 
    Motivation: agents with no direct access to the state(s) of the environment, probabilities, conditional probabilities, product rule, Bayes rule, full joint probability distribution, marginalization, summing out, answering queries, complexity, independence assumptions, naive Bayes, conditional independence assumptions
  • Bayesian networks: 
    Syntax and semantics of Bayesian networks, answering queries revised (inference by enumeration), typical-case complexity, pragmatics: reasoning from effect (that can be perceived by an agent) to cause (that cannot be directly perceived).
  • Probabilistic reasoning over time:
    Environmental state may change even without the agent performing actions, dynamic Bayesian networks, Markov assumption, transition model, sensor model, inference problems: filtering, prediction, smoothing, most-likely explanation, special cases: hidden Markov models, Kalman filters, Exact inferences and approximations
  • Decision making under uncertainty:
    Simple decisions: utility theory, multivariate utility functions, dominance, decision networks, value of informatio
    Complex decisions: sequential decision problems, value iteration, policy iteration, MDPs
    Decision-theoretic agents: POMDPs, reduction to multidimensional continuous MDPs, dynamic decision networks
  • Simultaneous Localization and Mapping
  • Planning
  • Game theory (Golden Balls: Split or Share) 
    Decisions with multiple agents, Nash equilibrium, Bayes-Nash equilibrium
  • Social Choice 
    Voting protocols, preferences, paradoxes, Arrow's Theorem,
  • Mechanism Design 
    Fundamentals, dominant strategy implementation, Revelation Principle, Gibbard-Satterthwaite Impossibility Theorem, Direct mechanisms, incentive compatibility, strategy-proofness, Vickrey-Groves-Clarke mechanisms, expected externality mechanisms, participation constraints, individual rationality, budget balancedness, bilateral trade, Myerson-Satterthwaite Theorem
Literatur
  1. Artificial Intelligence: A Modern Approach (Third Edition), Stuart Russell, Peter Norvig, Prentice Hall, 2010, Chapters 2-5, 10-11, 13-17
  2. Probabilistic Robotics, Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. MIT Press 2005

  3. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations, Yoav Shoham, Kevin Leyton-Brown, Cambridge University Press, 2009

Lehrveranstaltung L0512: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Rainer Marrone
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0775: Arbeitswissenschaft

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Arbeitswissenschaft (L0653) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Armin Bossemeyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0653: Arbeitswissenschaft
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Armin Bossemeyer
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Inhalt

- Arbeitswissenschaftliche Konzepte, Belastung und Beanspruchung

- Körpermaße, Muskel- und Montagearbeit, Anzeigen und Stellteile

- Sitzen, Stehen, Heben und Tragen

- Licht, Sehen, Beleuchtung und Lichtmessung

- Lärm, Lärmmessung, Lärmschutz und mechanische Schwingungen

- Klima und Strahlung; Gefahrstoffe

- Gesetzlicher Arbeitsschutz, betriebliche Arbeitsschutzkonzepte, Gefährdungsbeurteilung

- Gefährliche Arbeiten: Strom, Leitern, Kräne, Gerüste, Stapler, Alleinarbeit …

- Persönliche Schutzausrüstungen: Gehörschutz, Handschuhe, Schuhe, Atemschutz …

- Gestaltung von Bildschirmarbeit und ergonomischer Software

- Psychische Belastungen, Motivation, Arbeitszufriedenheit und Ermüdung

- Betriebliche Gesundheitsförderung, Demographie, Humanisierung der Arbeit

- Entgeltgestaltung: Eingruppierung, Leistungsbeurteilung, Zielvereinbarung, Prämienlohn

- Arbeitszeitgestaltung: Gleitende Arbeitszeit, Flexible Arbeitszeit, Vertrauensarbeitszeit

- Gestaltung von Schichtarbeit

Qualifikationsziele

Die Teilnehmer erhalten einen Überblick über die ergonomische und menschengerechte Gestaltung von Arbeit und Technik. Ausgehend von den menschlichen Körperfunktionen wird vermittelt, wie Arbeitssysteme analysiert, Belastungen erkannt und Gefährdungen bewertet werden können. Die Teilnehmer erhalten praxisbezogene Kenntnisse zur ganzheitlichen Gestaltung von Arbeitsbedingungen in Produktions- und Dienstleistungsbetrieben sowie von Schnittstellen von Mensch und Technik. Diese Veranstaltung befähigt sie, Verantwortung zu übernehmen und technische Veränderungsprozesse personenbezogen auszulegen.

Literatur

Modul M0751: Technische Schwingungslehre

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Technische Schwingungslehre (L0701) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können Begriffe und Zusammenhänge der Technischen Schwingungslehre wiedergeben und weiterentwickeln.
Fertigkeiten Studierende können Methoden der Technischen Schwingungslehre benennen und weiterentwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können auch in Gruppen zu Arbeitsergebnissen kommen.
Selbstständigkeit Studierende können sich eigenständig Forschungsaufgaben der Technischen Schwingungslehre erschließen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0701: Technische Schwingungslehre
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Lineare und Nichtlineare Ein- und Mehrfreiheitsgradschwingungen und Wellen.
Literatur K. Magnus, K. Popp, W. Sextro: Schwingungen. Physikalische Grundlagen und mathematische Behandlung von Schwingungen. Springer Verlag, 2013.

Modul M0808: Finite Elements Methods

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Finite-Elemente-Methoden (L0291) Vorlesung 2 3
Finite-Elemente-Methoden (L0804) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Otto von Estorff
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanics I (Statics, Mechanics of Materials) and Mechanics II (Hydrostatics, Kinematics, Dynamics)
Mathematics I, II, III (in particular differential equations)

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students possess an in-depth knowledge regarding the derivation of the finite element method and are able to give an overview of the theoretical and methodical basis of the method.



Fertigkeiten

The students are capable to handle engineering problems by formulating suitable finite elements, assembling the corresponding system matrices, and solving the resulting system of equations.



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions.

Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging computational problems and develop own finite element routines. Problems can be identified and the results are critically scrutinized.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 20 % Midterm
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme und Flugzeugvorentwurf: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0291: Finite Element Methods
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- General overview on modern engineering
- Displacement method
- Hybrid formulation
- Isoparametric elements
- Numerical integration
- Solving systems of equations (statics, dynamics)
- Eigenvalue problems
- Non-linear systems
- Applications

- Programming of elements (Matlab, hands-on sessions)
- Applications

Literatur

Bathe, K.-J. (2000): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

Lehrveranstaltung L0804: Finite Element Methods
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0814: Technology Management

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Technologiemanagement (L0849) Vorlesung 3 3
Technologiemanagement Seminar (L0850) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Cornelius Herstatt
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Bachelor knowledge in business management

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students will gain deep insights into:

  • International R&D-Management
  • Technology Timing Strategies
    • Technology Strategies and Lifecycle Management (I/II)
    • Technology Intelligence and Planning
  • Technology Portfolio Management
    • Technology Portfolio Methodology
    • Technology Acquisition and Exploitation
    • IP Management
  • Organizing Technology Development
    • Technology Organization & Management
    • Technology Funding & Controlling
Fertigkeiten

The course aims to:

  • Develop an understanding of the importance of Technology Management - on a national as well as international level
  • Equip students with an understanding of important elements of Technology Management  (strategic, operational, organizational and process-related aspects)
  • Foster a strategic orientation to problem-solving within the innovation process as well as Technology Management and its importance for corporate strategy
  • Clarify activities of Technology Management (e.g. technology sourcing, maintenance and exploitation)
  • Strengthen essential communication skills and a basic understanding of managerial, organizational and financial issues concerning Technology-, Innovation- and R&D-management. Further topics to be discussed include:
  • Basic concepts, models and tools, relevant to the management of technology, R&D and innovation
  • Innovation as a process (steps, activities and results)
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Interact within a team
  • Raise awareness for globabl issues
Selbstständigkeit
  • Gain access to knowledge sources
  • Discuss recent research debates in the context of Technology and Innovation Management
  • Develop presentation skills
  • Discussion of international cases in R&D-Management
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Global Innovation Management: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Lehrveranstaltung L0849: Technology Management
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

The role of technology for the competitive advantage of the firm and industries; Basic concepts, models and tools for the management of technology; managerial decision making regarding the identification, selection and protection of technology (make or buy, keep or sell, current and future technologies). Theories, practical examples (cases), lectures, interactive sessions and group study.

This lecture is part of the Module Technology Management and can not separately choosen.

Literatur Leiblein, M./Ziedonis, A.: Technology Strategy and Inoovation Management, Elgar Research Collection, Northhampton (MA) 2011
Lehrveranstaltung L0850: Technology Management Seminar
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Beside the written exam at the end of the module, students have to give one presentation (RE) on a research paper and two presentations as part of a group discussion (GD) in the seminar in order to pass. With these presentations it is possible to gain a bonus of max. 20% for the exam. However, the bonus is only valid if the exam is passed without the bonus.


Literatur see lecture Technology Management.

Modul M0768: Microsystems Technology in Theory and Practice

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystemtechnologie (L0724) Vorlesung 2 4
Mikrosystemtechnologie (L0725) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Hoc Khiem Trieu
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basics in physics, chemistry, mechanics and semiconductor technology

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able

     to present and to explain current fabrication techniques for microstructures and especially methods for the fabrication of microsensors and microactuators, as well as the integration thereof in more complex systems

     to explain in details operation principles of microsensors and microactuators and

     to discuss the potential and limitation of microsystems in application.


Fertigkeiten

Students are capable

     to analyze the feasibility of microsystems,

     to develop process flows for the fabrication of microstructures and

     to apply them.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Students are able to prepare and perform their lab experiments in team work as well as to present and discuss the results in front of audience.


Selbstständigkeit

None

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung Studierenden führen in Kleingruppen ein Laborpraktikum durch. Jede Gruppe präsentiert und diskutiert die Theorie sowie die Ergebniise ihrer Labortätigkeit. vor dem gesamten Kurs.
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0724: Microsystems Technology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Introduction (historical view, scientific and economic relevance, scaling laws)
  • Semiconductor Technology Basics, Lithography (wafer fabrication, photolithography, improving resolution, next-generation lithography, nano-imprinting, molecular imprinting)
  • Deposition Techniques (thermal oxidation, epitaxy, electroplating, PVD techniques: evaporation and sputtering; CVD techniques: APCVD, LPCVD, PECVD and LECVD; screen printing)
  • Etching and Bulk Micromachining (definitions, wet chemical etching, isotropic etch with HNA, electrochemical etching, anisotropic etching with KOH/TMAH: theory, corner undercutting, measures for compensation and etch-stop techniques; plasma processes, dry etching: back sputtering, plasma etching, RIE, Bosch process, cryo process, XeF2 etching)
  • Surface Micromachining and alternative Techniques (sacrificial etching, film stress, stiction: theory and counter measures; Origami microstructures, Epi-Poly, porous silicon, SOI, SCREAM process, LIGA, SU8, rapid prototyping)
  • Thermal and Radiation Sensors (temperature measurement, self-generating sensors: Seebeck effect and thermopile; modulating sensors: thermo resistor, Pt-100, spreading resistance sensor, pn junction, NTC and PTC; thermal anemometer, mass flow sensor, photometry, radiometry, IR sensor: thermopile and bolometer)
  • Mechanical Sensors (strain based and stress based principle, capacitive readout, piezoresistivity,  pressure sensor: piezoresistive, capacitive and fabrication process; accelerometer: piezoresistive, piezoelectric and capacitive; angular rate sensor: operating principle and fabrication process)
  • Magnetic Sensors (galvanomagnetic sensors: spinning current Hall sensor and magneto-transistor; magnetoresistive sensors: magneto resistance, AMR and GMR, fluxgate magnetometer)
  • Chemical and Bio Sensors (thermal gas sensors: pellistor and thermal conductivity sensor; metal oxide semiconductor gas sensor, organic semiconductor gas sensor, Lambda probe, MOSFET gas sensor, pH-FET, SAW sensor, principle of biosensor, Clark electrode, enzyme electrode, DNA chip)
  • Micro Actuators, Microfluidics and TAS (drives: thermal, electrostatic, piezo electric and electromagnetic; light modulators, DMD, adaptive optics, microscanner, microvalves: passive and active, micropumps, valveless micropump, electrokinetic micropumps, micromixer, filter, inkjet printhead, microdispenser, microfluidic switching elements, microreactor, lab-on-a-chip, microanalytics)
  • MEMS in medical Engineering (wireless energy and data transmission, smart pill, implantable drug delivery system, stimulators: microelectrodes, cochlear and retinal implant; implantable pressure sensors, intelligent osteosynthesis, implant for spinal cord regeneration)
  • Design, Simulation, Test (development and design flows, bottom-up approach, top-down approach, testability, modelling: multiphysics, FEM and equivalent circuit simulation; reliability test, physics-of-failure, Arrhenius equation, bath-tub relationship)
  • System Integration (monolithic and hybrid integration, assembly and packaging, dicing, electrical contact: wire bonding, TAB and flip chip bonding; packages, chip-on-board, wafer-level-package, 3D integration, wafer bonding: anodic bonding and silicon fusion bonding; micro electroplating, 3D-MID)


Literatur

M. Madou: Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, 2002

N. Schwesinger: Lehrbuch Mikrosystemtechnik, Oldenbourg Verlag, 2009

T. M. Adams, R. A. Layton:Introductory MEMS, Springer, 2010

G. Gerlach; W. Dötzel: Introduction to microsystem technology, Wiley, 2008

Lehrveranstaltung L0725: Microsystems Technology
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0846: Control Systems Theory and Design

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0656) Vorlesung 2 4
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0657) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Introduction to Control Systems
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain how linear dynamic systems are represented as state space models; they can interpret the system response to initial states or external excitation as trajectories in state space
  • They can explain the system properties controllability and observability, and their relationship to state feedback and state estimation, respectively
  • They can explain the significance of a minimal realisation
  • They can explain observer-based state feedback and how it can be used to achieve tracking and disturbance rejection
  • They can extend all of the above to multi-input multi-output systems
  • They can explain the z-transform and its relationship with the Laplace Transform
  • They can explain state space models and transfer function models of discrete-time systems
  • They can explain the experimental identification of ARX models of dynamic systems, and how the identification problem can be solved by solving a normal equation
  • They can explain how a state space model can be constructed from a discrete-time impulse response

Fertigkeiten
  • Students can transform transfer function models into state space models and vice versa
  • They can assess controllability and observability and construct minimal realisations
  • They can design LQG controllers for multivariable plants
  •  They can carry out a controller design both in continuous-time and discrete-time domain, and decide which is  appropriate for a given sampling rate
  • They can identify transfer function models and state space models of dynamic systems from experimental data
  • They can carry out all these tasks using standard software tools (Matlab Control Toolbox, System Identification Toolbox, Simulink)

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students can obtain information from provided sources (lecture notes, software documentation, experiment guides) and use it when solving given problems.

They can assess their knowledge in weekly on-line tests and thereby control their learning progress.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0656: Control Systems Theory and Design
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

State space methods (single-input single-output)

• State space models and transfer functions, state feedback 
• Coordinate basis, similarity transformations 
• Solutions of state equations, matrix exponentials, Caley-Hamilton Theorem
• Controllability and pole placement 
• State estimation, observability, Kalman decomposition 
• Observer-based state feedback control, reference tracking 
• Transmission zeros
• Optimal pole placement, symmetric root locus 
Multi-input multi-output systems
• Transfer function matrices, state space models of multivariable systems, Gilbert realization 
• Poles and zeros of multivariable systems, minimal realization 
• Closed-loop stability
• Pole placement for multivariable systems, LQR design, Kalman filter 

Digital Control
• Discrete-time systems: difference equations and z-transform 
• Discrete-time state space models, sampled data systems, poles and zeros 
• Frequency response of sampled data systems, choice of sampling rate 

System identification and model order reduction 
• Least squares estimation, ARX models, persistent excitation 
• Identification of state space models, subspace identification 
• Balanced realization and model order reduction 

Case study
• Modelling and multivariable control of a process evaporator using Matlab and Simulink 
Software tools
• Matlab/Simulink

Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes „Control Systems Theory and Design“
  • T. Kailath "Linear Systems", Prentice Hall, 1980
  • K.J. Astrom, B. Wittenmark "Computer Controlled Systems" Prentice Hall, 1997
  • L. Ljung "System Identification - Theory for the User", Prentice Hall, 1999
Lehrveranstaltung L0657: Control Systems Theory and Design
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0867: Produktionsplanung und -steuerung und Digitales Unternehmen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Das digitale Unternehmen (L0932) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0929) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0930) Gruppenübung 1 1
Übung: Das digitale Unternehmen (L0933) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Hermann Lödding
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen des Produktions- und Qualitätsmanagements
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können die Inhalte des Moduls detailliert erläutern und dazu Stellung beziehen.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage, Modelle und Methoden des Moduls für industrielle Problemstellungen auszuwählen und anzuwenden.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
Selbstständigkeit -
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0932: Das digitale Unternehmen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Im Kontext von Industrie 4.0 werden die Vernetzung und die Digitalisierung von Unternehmen zu einem strategischen Vorteil im internationalen Wettbewerb. Die Vorlesung thematisiert die relevantesten Bausteine hierfür und befähigt die Teilnehmer, aktuelle Entwicklungen kritisch zu hinterfragen. Insbesondere werden dafür die Themen Wissensmanagement, Simulation, Prozessmodellierung und virtuelle Technologien behandelt. 

Inhalte:

  • Geschäftsprozess- und Datenmodellierung, Simulation
  • Wissens-/Kompetenzmanagement
  • Prozess-Management (PPS, Workflow-Management)
  • Rechnerunterstützte Arbeitsplanung - Computer Aided Planning (CAP) und
  • NC-Programmierung
  • Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR)
  • Computer Aided Quality Management (CAQ) 
  • Industrie 4.0
 


Literatur

Scheer, A.-W.: ARIS - vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem. Springer-Verlag, Berlin 4. Aufl. 2002

Schuh, G. et. al.: Produktionsplanung und -steuerung, Springer-Verlag. Berlin 3. Auflage 2006

Becker, J.; Luczak, H.: Workflowmanagement in der Produktionsplanung und -steuerung. Springer-Verlag, Berlin 2004

Pfeifer, T; Schmitt, R.: Masing Handbuch Qualitätsmanagement. Hanser-Verlag, München 5. Aufl. 2007 

Kühn, W.: Digitale Fabrik. Hanser-Verlag, München 2006

Lehrveranstaltung L0929: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Modelle der Logistik – Produktion und Lager
  • Produktionsprogamm- und Mengenplanung
  • Termin- und Kapazitätsplanung
  • Ausgewählte Verfahren der PPS
  • Fertigungssteuerung
  • Produktionscontrolling
  • Logistikmanagement in der Lieferkette
Literatur
  • Vorlesungsskript
  • Lödding, H: Verfahren der Fertigungssteuerung, Springer 2008
  • Nyhuis, P.; Wiendahl, H.-P.: Logistische Kennlinien, Springer 2002
Lehrveranstaltung L0930: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0933: Übung: Das digitale Unternehmen
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Siehe korrespondierende Vorlesung

Literatur

Siehe korrespondierende Vorlesung

See interlocking course

Modul M0921: Electronic Circuits for Medical Applications

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Medizinelektronik (L0696) Vorlesung 2 3
Medizinelektronik (L1056) Gruppenübung 1 2
Medizinelektronik (L1408) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Matthias Kuhl
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of electrical engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the basic functionality of the information transfer by the central nervous system
  • Students are able to explain the build-up of an action potential and its propagation along an axon
  • Students can exemplify the communication between neurons and electronic devices
  • Students can describe the special features of low-noise amplifiers for medical applications
  • Students can explain the functions of prostheses, e. g. an artificial hand
  • Students are able to discuss the potential and limitations of cochlea implants and artificial eyes


Fertigkeiten
  • Students can  calculate the  time dependent voltage behavior of an action potential
  • Students can give scenarios for further improvement of low-noise and low-power signal acquisition.
  • Students  can develop the block diagrams of prosthetic systems
  • Students can define the building blocks of electronic systems for an articifial eye.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students are trained to solve problems in the field of medical electronics in teams together with experts with different professional background.
  • Students are able to recognize their specific limitations, so that they can ask for assistance to the right time.
  • Students can document their work in a clear manner and communicate their results in a way that others can be involved whenever it is necessary


Selbstständigkeit
  • Students are able to realistically judge the status of their knowledge and to define actions for improvements when necessary.
  • Students can break down their work in appropriate work packages and schedule their work in a realistic way.
  • Students can handle the complex data structures of bioelectrical experiments without needing support.
  • Students are able to act in a responsible manner in all cases and situations of experimental work.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Nein Keiner Übungsaufgaben
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0696: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant



Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/


Lehrveranstaltung L1056: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1408: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant
Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/

Modul M1150: Kontinuumsmechanik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kontinuumsmechanik (L1533) Vorlesung 2 3
Kontinuumsmechanik Übung (L1534) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen Kontinuumsmechanik wie z.B. im Modul Mechanik II unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare Verzerrungen, Schnittprinzip, linear-elastische Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Konzepte zur Berechnung von mechanischem Materialverhalten erklären. Sie können Methoden der Kontinuumsmechanik im größeren Kontext erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können Bilanzgleichungen aufstellen und Grundlagen der Deformationstheorie elastischer Körper anwenden und auf diesem Gebiet spezifische Aufgabenstellungen sowohl anwendungsorientiert als auch forschungsorientiert bearbeiten

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten in Schriftform präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Kontinuumsmechanik identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1533: Kontinuumsmechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Grundlagen der Tensorrechnung
    • Transformationsinvarianz
    • Tensoralgebra
    • Tensoranalysis
  • Kinematik
    • Bewegung eines Kontinuums
    • Verformung infinitesimaler Linien-, Flächen- und Volumenelemente
    • Materielle und räumliche Betrachtung
    • Polare Zerlegung
    • Spektrale Zerlegung
    • Objektivität
    • Verzerrungsmaße
    • Zeitableitungen
      • Partielle / materielle Zeitableitung
      • Objektive Zeitableitungen
      • Verzerrungs-und Deformationsraten
    • Transporttheoreme
  • Bilanzgleichungen (globale und lokale Form)
    • Massenbilanz
    • Spannungszustand
      • Randspannunsvektoren
      • Cauchy'sches Fundametaltheorem
      • Spannungstensoren (Cauchy-, 1. und 2. Piola-Kirchhoff-, Kirchhoff-Spannunstensor)
    • Impulsbilanz
    • Drehimpulsbilanz
    • Energiebilanz
    • Entropiebilanz
    • Clausius-Duhem-Ungleichung
  • Konstitutive Beziehungen
    • Konstitutive Annahmen
    • Fluide
    • Elastische Körper
      • Hyperelastizität
      • Materialsymmetrie
    • Elastoplastizität
  • Analyse
    • Anfangsrandwertprobleme und deren numerische Lösung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer

weitere siehe in der Literaturliste des Scripts


Lehrveranstaltung L1534: Kontinuumsmechanik Übung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Kinematik deformierbarer Körper
  • Bilanzgleichungen (Massenbilanz, Energiegleichung, …)
  • Spannungszustand
  • Materialmodellierung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer


Modul M1151: Werkstoffmodellierung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Werkstoffmodellierung (L1535) Vorlesung 2 3
Werkstoffmodellierung (L1536) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen und nichtlinearen Kontinuumsmechanik wie z.B. in den Modulen Mechanik II und Kontinuumsmechanik unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare und nichtlineare Verzerrungsmaße, Schnittprinzip, lineare und nichtlineare Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Grundlagen von mehrdimensionalen Werkstoffgesetzen erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eigene Materialmodelle in ein Finite Elemente Programm implementieren. Insbesondere können Sie Ihre Kenntnisse auf verschiedene Problemstellung aus der Materialwissenschaft anwenden und Materialmodelle entsprechend bewerten.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Werkstoffmodellierung identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1535: Werkstoffmodellierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Eine der wichtigsten Fragen bei der Modellierung mechanischer Systeme in der Praxis ist, wie man das Materialverhalten der einzelnen Bauteile modelliert. Neben einfacher isotroper Elastizität sind dabei von besonderer Bedeutung:

- Anisotropie (richtungsabhängige Materialeigenschaften etwa bei faserverstärkten Kunststoffen)
- Plastizität (dauerhafte Verformung durch einmalige hohe Belastung etwa in der Umformtechnik)
- Viskoelastizität (Absorption von Energie etwa bei Dämpfern)
- Kriechen (schleichende Verformung unter Langzeitbelastung z.B. in Rohrleitungen)

Diese Vorlesung gibt eine kurze Einführung in die theoretischen Grundlagen und mathematische Beschreibung der oben genannten Phänomene. In einer parallelen Übung werden diese anhand einfacher Berechnungsaufgaben vertieft. Dabei wird insbesondere erläutert, wie die oben genannten Phänomene in Computersimulationen modelliert werden können und wie man aus gegebenen Messdaten wichtige Materialparameter bestimmen kann.

Literatur
Lehrveranstaltung L1536: Werkstoffmodellierung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1199: Moderne Funktionsmaterialien

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Moderne Funktionsmaterialien (L1625) Seminar 2 6
Modulverantwortlicher Prof. Patrick Huber
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernen Hochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendung von metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowie von modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) und Nanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien des Materialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mit gewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.
Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffe geben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebene Anwendungen zusammenstellen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

  • ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.
  • benötigtes Wissen aneignen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1625: Moderne Funktionsmaterialien
Typ Seminar
SWS 2
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Patrick Huber, Prof. Stefan Müller, Prof. Bodo Fiedler, Prof. Gerold Schneider, Prof. Jörg Weißmüller, Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Poröse Festkörper - Präparation, Charakterisierung und Funktionalitäten
2. Fluidik mit nanoporösen Membranen
3. Thermoplastische Elastomere
4. Eigenschaftsoptimierung von Kunststoffen durch Nanopartikel
5. Faserverbundwerkstoffe
6. Werkstoffmodellierung auf quantenmechanischer Basis
7. Biomaterialien

Literatur

Aktuelle Publikationen aus der Fachliteratur werden während der Veranstaltung bekanntgegeben.

Modul M1279: MED II: Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie (L0386) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Hans-Jürgen Kreienkamp
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine. Das Modul deckt fachspezifische Lehrinhalte des Mediziningenieurwesens ab und erlaubt Studenten, die nicht Mediziningenieurwesen im Bachelor vertieft haben, den Master Mediziningenieurwesen zu belegen.


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Die Studierenden können
  • grundlegende Biomoleküle beschreiben;
  • erklären wie genetische Information in DNA kodiert wird; 
  • den Zusammenhang zwischen DNA und Protein erläutern.
Fertigkeiten Die Studierenden können
  • die Bedeutung molekularer Parameter für ein Krankheitsgeschehen erkennen;
  • ausgewählte molekular-diagnostische Verfahren beschreiben; 
  • die Bedeutung dieser Verfahren für einige Krankheiten erläutern
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studerenden können aktuelle Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene führen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können Themengebiete der LVs eigenständig aus der Fachliteratur erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0386: Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hans-Jürgen Kreienkamp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Proteine - Struktur und Funktion
  • Enzyme
  • Nukleinsäuren: Struktur und Bedeutung
  • DNA; Replikation
  • RNA; Proteinbiosynthese
  • Gentechnologie; PCR; Klonierung
  • Hormone; Signaltransduktion
  • Energie-Stoffwechsel: Kohlehydrate; Fette
  • Stoffwechselregulation
  • Krebs; molekulare Ursachen
  • Genetische Erkrankungen
  • Immunologie; Viren (HIV)


Literatur

Müller-Esterl, Biochemie, Spektrum Verlag, 2010; 2. Auflage

Löffler, Basiswissen Biochemie, 7. Auflage, Springer, 2008




Modul M1334: BIO II: Biomaterials

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Biomaterialien (L0593) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of orthopedic and surgical techniques is recommended.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can describe the materials of the human body and the materials being used in medical engineering, and their fields of use.

Fertigkeiten

The students can explain the advantages and disadvantages of different kinds of biomaterials.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to discuss issues related to materials being present or being used for replacements with student mates and the teachers.

Selbstständigkeit

The students are able to acquire information on their own. They can also judge the information with respect to its credibility.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0593: Biomaterials
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Topics to be covered include:

1.    Introduction (Importance, nomenclature, relations)

2.    Biological materials

2.1  Basics (components, testing methods)

2.2  Bone (composition, development, properties, influencing factors)

2.3  Cartilage (composition, development, structure, properties, influencing factors)

2.4  Fluids (blood, synovial fluid)

3     Biological structures

3.1  Menisci of the knee joint

3.2  Intervertebral discs

3.3  Teeth

3.4  Ligaments

3.5  Tendons

3.6  Skin

3.7  Nervs

3.8  Muscles

4.    Replacement materials

4.1  Basics (history, requirements, norms)

4.2  Steel (alloys, properties, reaction of the body)

4.3  Titan (alloys, properties, reaction of the body)

4.4  Ceramics and glas (properties, reaction of the body)

4.5  Plastics (properties of PMMA, HDPE, PET, reaction of the body)

4.6  Natural replacement materials

Knowledge of composition, structure, properties, function and changes/adaptations of biological and technical materials (which are used for replacements in-vivo). Acquisition of basics for theses work in the area of biomechanics.


Literatur

Hastings G and Ducheyne P.: Natural and living biomaterials. Boca Raton: CRC Press, 1984.

Williams D.: Definitions in biomaterials. Oxford: Elsevier, 1987.

Hastings G.: Mechanical properties of biomaterials: proceedings held at Keele University, September 1978. New York: Wiley, 1998.

Black J.: Orthopaedic biomaterials in research and practice. New York: Churchill Livingstone, 1988.

Park J.  Biomaterials: an introduction. New York: Plenum Press, 1980.

Wintermantel, E. und Ha, S.-W : Biokompatible Werkstoffe und Bauweisen. Berlin, Springer, 1996.


Modul M1342: Kunststoffe

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe (L0389) Vorlesung 2 3
Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen (L1892) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Hans Wittich
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen aus der Chemie / Physik / Werkstoffkunde 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

- die Grundlagen der Kunststoffe wiedergeben und kennen die entsprechenden Prüf- und Analysemethoden.

- die komplexen Zusammenhänge  Struktur-Eigenschaftsbeziehung erklären.

- die Wechselwirkungen von chemischen Aufbau der Polymere unter Einbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern (z.B. Nachhaltigkeit, Umweltschutz).

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage standardisierte Berechnungsmethoden in einem angegebenen Kontext einzusetzen, um

- mechanische Eigenschaften (Modul, Festigkeit) zu berechnen und die unterschiedlichen Materialien zu bewerten.

- für werkstoffliche Probleme geeignete Lösungen auszuwählen und zu dimensionieren, z.B. Steifigkeit, Korrosion, Festigkeit.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

- in heterogen Gruppen zu fundierten Arbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

- eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen

- ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns einzuschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0389: Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Hans Wittich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt - Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe
- Aufbau des Makromoleküls
  Konstitution, Kofiguration, Konformation, Bindungen,
  Polyreaktionen, Molekulargewichtsverteilung
- Morphologie
  Amorph, Kristallisation, Mischungen
- Eigenschaften
  Elastizität, Plastizität, Wechselbelastungen,
- Thermische Eigenschaften,
- Elektrische Eigenschaften
- Theoretische Modelle zur Vorhersage der Eigenschaften
- Anwendungsbeispiele
Literatur Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe, Carl Hanser Verlag
Lehrveranstaltung L1892: Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Bodo Fiedler, Dr. Hans Wittich
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Verarbeitung der Kunststoffe: Eigenschaften; Kalandrieren; Extrusion; Spritzgießen; Thermoformen; Schäumen; Fügen

Designing with Polymers: Materials Selection; Structural Design; Dimensioning

Literatur

Osswald, Menges: Materials Science of Polymers for Engineers, Hanser Verlag
Crawford: Plastics engineering, Pergamon Press
Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser Verlag

Konstruieren mit Kunststoffen, Gunter Erhard , Hanser Verlag

Modul M0632: Regenerative Medizin

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Regenerative Medizin (L0347) Seminar 2 3
Ringvorlesung Tissue Engineering - Regenerative Medizin (L1664) Seminar 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Pörtner
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Methoden der regenerativen Medizin zu beschreiben und den Einsatz Gewebezellen für verschiedene Verfahren des Tissue Engineering zu erklären. Sie können einen grundlegenden Überblick über Verfahren zur Kultivierung tierischer und humaner Zellen geben.

Die Studierenden können die jeweils diskutierten aktuellen Konzepte des Tissue Engineering und der regenerativen Medizin wiedergeben und die grundliegenden Prinzipien der jeweils bearbeiteten Themen.


Fertigkeiten

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,

  • medizinische Datenbanken zur Akquirierung und Darstellung der relevanten up-to-date Daten selbstständig zu nutzen
  • ihre Arbeitsergebnissen in Form von Präsentationen darzustellen
  • grundlegende Zellkulturverfahren und die entsprechenden Analysen selbsttändig durchzuführe
  • aktuelle Forschungsansätze zum Tissue Engineering und zur regenerativen Medizin zu analysieren und zu bewerten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, gemeinsam im Team mit 2-4 Studierenden vorgegebene Aufgaben zu lösen und ihre Arbeitsergebnisse im Plenum zu diskutieren und zu verteidigen.

Die Studierenden können ihr fachspezifisches Wissen mündlich reflektieren und mit Mitstudierenden und Lehrpersonal diskutieren.


Selbstständigkeit


Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer in der Lage, sich eigenständig in Teams von etwa 2-4 Personen zu organisieren, um die Lösung für ein komplexes technisches Problem selbstständig zu erarbeiten und zu präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 20 % Schriftliche Ausarbeitung Ausarbeitung zu Ringvorlesung / protocol for lecture series
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang Vortrag + Diskussion (30 min)
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0347: Regenerative Medizin
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Dr. Frank Feyerabend
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Der Kurs beschäftigt sich mit der Anwendung biotechnologischer Techniken für Regeneration menschlicher Gewebe. Die Hauptthemen sind Tissue engineering zur Erzeugung von künstlichen Organen wie Knorpel, Leber, Blutgefäßen etc. und ihre Anwendungen: 

Einleitung (historische Entwicklung, Beispiele für die medizinischen und technischen Anwendungen, Marktübersicht)

Spezifische Grundlagen der Zelle (Zellenphysiologie, Biochemie, Metabolismus, spezielle Anforderungen für Zellenkultur "in-vitro")

Spezifische Prozeßgrundlagen (Anforderungen für Kultursysteme, Beispiele für Reaktorentwurf, mathematisches Modellieren, Prozess- und Steuerstrategien)

Beispiele für Anwendungen für klinische Anwendungen, Wirkstofftestung und Materialprüfung

Die Grundlagen werden von den Dozenten dargestellt. Der aktelle Stand der Entwicklung wird von den Studenten anhand ausgewählter aktueller Publikationen selbstständig erarbeitet und während des Kurses präsentiert.

Literatur

Regenerative Biology and Medicine (Taschenbuch) von David L. Stocum; Academic Pr Inc; ISBN-10: 0123693713 ,  ISBN-13: 978-0123693716  

Fundamentals of Tissue Engineering and Regenerative Medicine von Ulrich Meyer (Herausgeber), Thomas Meyer (Herausgeber), Jörg Handschel (Herausgeber), Hans Peter Wiesmann (Herausgeber): Springer, Berlin; ISBN-10: 3540777547;  ISBN-13: 978-3540777540
Lehrveranstaltung L1664: Ringvorlesung Tissue Engineering - Regenerative Medizin
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Diskussion aktueller Forschungsthemen zu Tissue Engineering und regenerativer Medizin durch eingeladene Experten

Literatur

Regenerative Biology and Medicine (Taschenbuch) von David L. Stocum; Academic Pr Inc; ISBN-10: 0123693713 ,  ISBN-13: 978-0123693716 

Fundamentals of Tissue Engineering and Regenerative Medicine von Ulrich Meyer (Herausgeber), Thomas Meyer (Herausgeber), Jörg Handschel (Herausgeber), Hans Peter Wiesmann (Herausgeber): Springer, Berlin; ISBN-10: 3540777547;  ISBN-13: 978-3540777540

Modul M1333: BIO I: Implantate und Frakturheilung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Implantate und Frakturheilung (L0376) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Es ist für das Verständnis besser, wenn zuerst die Lehrveranstaltung "Einführung in die Anatomie“ belegt wird.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die unterschiedlichen Knochenheilungsarten beschreiben und die Voraussetzungen, unter denen sie auftreten, erklären. Die Studierenden sind in der Lage, bei gegebener Frakturmorphologie entsprechende Versorgungen für die Wirbelsäule und die Röhrenknochen, zu benennen. 

Fertigkeiten

Studierende können die im menschlichen Körper wirkenden Kräfte für quasistatische Lastsituation unter gewissen Annahmen berechnen. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studenten können in der Gruppe gemeinsam einfache Aufgaben zur Erstellung von Modellen zur Berechnung der wirkenden Kräfte lösen.

Selbstständigkeit

Studenten können in der Gruppe gemeinsam einfache Aufgaben zur Erstellung von Modellen zur Berechnung der wirkenden Kräfte lösen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Orientierungsstudium: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0376: Implantate und Frakturheilung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

0.      EINLEITUNG

1.      GESCHICHTE

2.      KNOCHEN

2.1     Femur

2.2     Tibia

2.3     Fibula

2.4     Humerus

2.5     Radius

2.6     Ulna

2.7     Der Fuß

3.      WIRBELSÄULE

3.1     Die Wirbelsäule als Ganzes

3.2     Erkrankungen und Verletzungen der Wirbelsäule

3.3     Belastung der WS

3.4     Die Lendenwirbelsäule

3.5     Die Brustwirbelsäule

3.6     Die Halswirbelsäule

4.      BECKEN

5.      FRAKTURHEILUNG

5.1     Grundlagen und Biologie der Frakturheilung

5.2     Klinische Prinzipien und Begriffe der Frakturbehandlung:

5.3     Biomechanik der Frakturbehandlung

5.3.1 Die Schraube

5.3.2 Die Platte

5.3.3 Der Marknagel

5.3.4 Der Fixateur Externe

5.3.5 Die Implantate der Wirbelsäule

6.      Neue Implantate


Literatur

Cochran V.B.: Orthopädische Biomechanik

Mow V.C., Hayes W.C.: Basic Orthopaedic Biomechanics

White A.A., Panjabi M.M.: Clinical biomechanics of the spine

Nigg, B.: Biomechanics of the musculo-skeletal system

Schiebler T.H., Schmidt W.: Anatomie

Platzer: dtv-Atlas der Anatomie, Band 1 Bewegungsapparat



Modul M0630: Robotics and Navigation in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Robotik und Navigation in der Medizin (L0335) Vorlesung 2 3
Robotik und Navigation in der Medizin (L0338) Projektseminar 2 2
Robotik und Navigation in der Medizin (L0336) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of programming, e.g., in Java or C++
  • solid R or Matlab skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can explain kinematics and tracking systems in clinical contexts and illustrate systems and their components in detail. Systems can be evaluated with respect to collision detection and  safety and regulations. Students can assess typical systems regarding design and  limitations.

Fertigkeiten

The students are able to design and evaluate navigation systems and robotic systems for medical applications.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0335: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

- kinematics
- calibration
- tracking systems
- navigation and image guidance
- motion compensation
The seminar extends and complements the contents of the lecture with respect to recent research results.


Literatur

Spong et al.: Robot Modeling and Control, 2005
Troccaz: Medical Robotics, 2012
Further literature will be given in the lecture.

Lehrveranstaltung L0338: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0336: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1384: Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering (L1963) Seminar 3 6
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Pörtner
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1963: Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering
Typ Seminar
SWS 3
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Modul M0634: Einführung in Medizintechnische Systeme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in Medizintechnische Systeme (L0342) Vorlesung 2 3
Einführung in Medizintechnische Systeme (L0343) Projektseminar 2 2
Einführung in Medizintechnische Systeme (L1876) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen Mathematik (Algebra, Analysis)
Grundlagen Stochastik
Grundlagen Programmierung, R/Matlab

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können Funktionsprinzipien ausgewählter medizintechnischer Systeme (beispielsweise bildgebende Systeme, Assistenzsysteme im OP, medizintechnische Informationssysteme) erklären. Sie können einen Überblick über regulatorische Rahmenbedingungen und Standards in der Medizintechnik geben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, die Funktion eines medizintechnischen Systems im Anwendungskontext zu bewerten.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Gruppen ein medizintechnisches Thema als Projekt beschreiben, in Teilaufgaben untergliedern und gemeinsam bearbeiten.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihren Wissensstand einschätzen und ihre Arbeitsergebnisse dokumentieren.  Sie können die erzielten Ergebnisse kritisch bewerten und in geeigneter Weise präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Referat
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Computer Science: Vertiefung Computer- und Software-Engineering: Wahlpflicht
Computer Science: Vertiefung II. Mathematik und Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Data Science: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Mathematik & Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0342: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

- Bildgebende Systeme
- Assistenzsysteme im OP
- Medizintechnische Sensorsysteme
- Medizintechnische Informationssysteme
- Regulatorische Rahmenbedingungen
- Standards in der Medizintechnik
Durch problembasiertes Lernen erfolgt die Vertiefung der Methoden aus der Vorlesung. Dies erfolgt in Form von Gruppenarbeit. 

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Lehrveranstaltung L0343: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1876: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

- Bildgebende Systeme
- Assistenzsysteme im OP
- Medizintechnische Sensorsysteme
- Medizintechnische Informationssysteme
- Regulatorische Rahmenbedingungen
- Standards in der Medizintechnik
Durch problembasiertes Lernen erfolgt die Vertiefung der Methoden aus der Vorlesung. Dies erfolgt in Form von Gruppenarbeit. 

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Modul M0752: Nichtlineare Dynamik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Nichtlineare Dynamik (L0702) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende sind in der Lage bestehende Begriffe und Konzepte der Nichtlinearen Dynamik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zu entwickeln.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden der Nichtlinearen Dynamik anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zu entwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können Arbeitsergebnisse auch in Gruppen erzielen.
Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehen und selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0702: Nichtlineare Dynamik
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Grundlagen der Nichtlinearen Dynamik.
Literatur S. Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos. Perseus, 2013.

Modul M0761: Halbleitertechnologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Halbleitertechnologie (L0722) Vorlesung 4 4
Halbleitertechnologie (L0723) Laborpraktikum 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Hoc Khiem Trieu
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen in Physik, Chemie, Werkstoffen und Halbleiterbauelemente

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen


Die Studierenden können

     die aktuellen Herstellungsmethoden für Si- und GaAs- Substrate beschreiben und erklären,

     die wesentlichen Prozesse, ihre Abfolge und Auswirkungen zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und hochintegrierten Schaltungen erläutern und

     integrierte Prozessabläufe darstellen.


Fertigkeiten


Studierende sind in der Lage,

     eine Analyse der Einflüsse von Prozessparametern auf die Prozessierung durchzuführen,

     Prozesse auszuwählen und zu bewerten sowie

          Prozessfolgen für die Herstellung von Halbleiterbauelementen zu entwerfen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Studierende können in Gruppen Versuche planen, durchführen sowie die Ergebnisse präsentieren und vor anderen vertreten.


Selbstständigkeit

Keine

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0722: Halbleitertechnologie
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 64, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung (historische Betrachtung und Trends in der Mikroelektronik)
  • Werkstoffgrundlagen (Halbleiter, Kristalle, Miller-Indizes, Kristallfehler)
  • Kristallherstellung (Kristallzucht für Si und GaAs: Verunreinigungen, Reinigung, Czochralski-, Bridgeman- und Zonenschmelz-Verfahren)
  • Waferherstellung (Prozessabfolge, Parameter, SOI)
  • Prozessgrundlagen
  • Dotierung (Bändermodell, Dotierung, Dotierung durch Legieren, Dotierung durch Diffusion: Transportprozesse, Dotierungsprofile, Effekte höherer Ordnung und Prozesstechnik, Ionenimplantation: Theorie, Implantationsprofile, Channeling, Implantationsschäden, Ausheilprozesse und Anlagentechnik)

  • Oxidation (Siliziumdioxid: Struktur, elektrische Eigenschaften und Ladungen im Oxid, thermische Oxidation: Reaktionen, Kinetik, Einflüsse auf Wachstumsrate und Prozess- und Anlagentechnik, anodische Oxidation, Plasmaoxidation, thermische Oxidation von GaAs)

  • Abscheideverfahren (Theorie: Keimbildung, Schichtwachstum und Strukturzonenmodell, Wachstumsprozess, Reaktionskinetik, Temperatureinfluss und Reaktorbau; Epitaxie: Gasphasen-, Flüssigphasen-, Molekularstrahl-Epitaxie; CVD-Verfahren: APCVD, LPCVD, Abscheidung von Metallsiliziden, PECVD und LECVD; Grundlagen des Plasma, Anlagentechnik, PVD-Verfahren: Hochvakuum-Aufdampfen, Kathodenzerstäuben)

  • Strukturierungsverfahren (subtraktive Verfahren, Photolithographie: Lackeigenschaften, Belichtungsverfahren, Kontakt-, Abstand- und Projektionsbelichtung, Auflösungsgrenze, Probleme in der Praxis und Belichtungseinrichtungen, additive Verfahren: Abhebetechnik und galvanische Abscheidung, Auflösungsverbesserung: Excimerlaser-Lichtquelle, Immersions- und Phasenkontrast-Lithographie, Elektronenstrahl-Lithographie, Röntgen-Lithographie, EUV-Lithographie, Ionenstrahl-Lithographie, nasschemisches Ätzen: isotrop und anisotrop, Eckenunterätzung, Kompensationsmasken und Ätzstoppverfahren; Trockenätzen: plasmaunterstütztes Ätzen, Rücksputtern, Ionenätzen, chemisches Trockenätzen, RIE, Seitenwandpassivierung)

  • Prozess-Integration (CMOS-Prozess, Bipolar-Prozess)
  • Aufbau- und Verbindungstechnik (Integrationshierarchien, Gehäuse, Chip-on-Board, Chip-Montagetechnik, Verbindungstechniken: Drahtbonden, TAB und Flipchip-Technik, Waferlevel-Package, 3D-Stacking)

 

Literatur

S.K. Ghandi: VLSI Fabrication principles - Silicon and Gallium Arsenide, John Wiley & Sons

S.M. Sze: Semiconductor Devices - Physics and Technology, John Wiley & Sons

U. Hilleringmann: Silizium-Halbleitertechnologie, Teubner Verlag

H. Beneking: Halbleitertechnologie - Eine Einführung in die Prozeßtechnik von Silizium und III-V-Verbindungen, Teubner Verlag

K. Schade: Mikroelektroniktechnologie, Verlag Technik Berlin

S. Campbell: The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press

P. van Zant: Microchip Fabrication - A Practical Guide to Semiconductor Processing, McGraw-Hill

Lehrveranstaltung L0723: Halbleitertechnologie
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0835: Humanoide Robotik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Humanoide Robotik (L0663) Seminar 2 2
Modulverantwortlicher Patrick Göttsch
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse


  • Grundlagen der Regelungstechnik
  • Control systems theory and design
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können Eigenschaften der humanoiden Robotik nennen und erläutern.
  • Die Studierenden können Regelkonzepte für verschiedene Aufgaben der Humanoiden Robotik anwenden.
Fertigkeiten
  • Die Studierenden erarbeiten sich neues Wissen zu ausgewählten Aspekten der humanoiden Robotik aus ausgewählten Literaturquellen.
  • Die Studierenden abstrahieren und fassen die Inhalte zusammen, um sie den anderen Teilnehmern zu präsentieren.
  • Die Studierenden üben gemeinsam  Erstellung und Halten einer Präsentation 



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Die Studierenden können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
  • Sie sind in der Lage angemessenes Feedback zu geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umzugehen.


Selbstständigkeit
  • Die Studierenden bewerten selbständig Vor- und Nachteile von Präsentationsformen für bestimmte Aufgaben und sie wählen eigenverantwortlich die jeweils beste Lösung aus.
  • Die Studierenden erarbeiten sich selbständig ein wissenschaftliches Teilgebiet, können dieses in einer Präsentation vorstellen und verfolgen aktiv die Präsentationen anderer Studierender, so dass ein interaktiver Diskurs über ein wissenschaftliches Thema entsteht.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 2
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0663: Humanoide Robotik
Typ Seminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Patrick Göttsch
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Grundlagen der Regelungstechnik
  • Control systems theory and design
Literatur

- B. Siciliano, O. Khatib. "Handbook of Robotics. Part A: Robotics Foundations",

Springer (2008).


Modul M0838: Linear and Nonlinear System Identifikation

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Lineare und Nichtlineare Systemidentifikation (L0660) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Discrete-time systems
  • Linear algebra, singular value decomposition
  • Basic knowledge about stochastic processes
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the general framework of the prediction error method and its application to a variety of linear and nonlinear model structures
  • They can explain how multilayer perceptron networks are used to model nonlinear dynamics
  • They can explain how an approximate predictive control scheme can be based on neural network models
  • They can explain the idea of subspace identification and its relation to Kalman realisation theory
Fertigkeiten
  • Students are capable of applying the predicition error method to the experimental identification of linear and nonlinear models for dynamic systems
  • They are capable of implementing a nonlinear predictive control scheme based on a neural network model
  • They are capable of applying subspace algorithms to the experimental identification of linear models for dynamic systems
  • They can do the above using standard software tools (including the Matlab System Identification Toolbox)
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in mixed groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0660: Linear and Nonlinear System Identification
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Prediction error method
  • Linear and nonlinear model structures
  • Nonlinear model structure based on multilayer perceptron network
  • Approximate predictive control based on multilayer perceptron network model
  • Subspace identification
Literatur
  • Lennart Ljung, System Identification - Theory for the User, Prentice Hall 1999
  • M. Norgaard, O. Ravn, N.K. Poulsen and L.K. Hansen, Neural Networks for Modeling and Control of Dynamic Systems, Springer Verlag, London 2003
  • T. Kailath, A.H. Sayed and B. Hassibi, Linear Estimation, Prentice Hall 2000

Modul M0840: Optimal and Robust Control

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Optimale und robuste Regelung (L0658) Vorlesung 2 3
Optimale und robuste Regelung (L0659) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Linear algebra, singular value decomposition
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the significance of the matrix Riccati equation for the solution of LQ problems.
  • They can explain the duality between optimal state feedback and optimal state estimation.
  • They can explain how the H2 and H-infinity norms are used to represent stability and performance constraints.
  • They can explain how an LQG design problem can be formulated as special case of an H2 design problem.
  • They  can explain how model uncertainty can be represented in a way that lends itself to robust controller design
  • They can explain how - based on the small gain theorem - a robust controller can guarantee stability and performance for an uncertain plant.
  • They understand how analysis and synthesis conditions on feedback loops can be represented as linear matrix inequalities.
Fertigkeiten
  • Students are capable of designing and tuning LQG controllers for multivariable plant models.
  • They are capable of representing a H2 or H-infinity design problem in the form of a generalized plant, and of using standard software tools for solving it.
  • They are capable of translating time and frequency domain specifications for control loops into constraints on closed-loop sensitivity functions, and of carrying out a mixed-sensitivity design.
  • They are capable of constructing an LFT uncertainty model for an uncertain system, and of designing a mixed-objective robust controller.
  • They are capable of formulating analysis and synthesis conditions as linear matrix inequalities (LMI), and of using standard LMI-solvers for solving them.
  • They can carry out all of the above using standard software tools (Matlab robust control toolbox).
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 
Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0658: Optimal and Robust Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Optimal regulator problem with finite time horizon, Riccati differential equation
  • Time-varying and steady state solutions, algebraic Riccati equation, Hamiltonian system
  • Kalman’s identity, phase margin of LQR controllers, spectral factorization
  • Optimal state estimation, Kalman filter, LQG control
  • Generalized plant, review of LQG control
  • Signal and system norms, computing H2 and H∞ norms
  • Singular value plots, input and output directions
  • Mixed sensitivity design, H∞ loop shaping, choice of weighting filters
  • Case study: design example flight control
  • Linear matrix inequalities, design specifications as LMI constraints (H2, H∞ and pole region)
  • Controller synthesis by solving LMI problems, multi-objective design
  • Robust control of uncertain systems, small gain theorem, representation of parameter uncertainty
Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes: "Optimale und Robuste Regelung"
  • Boyd, S., L. El Ghaoui, E. Feron and V. Balakrishnan "Linear Matrix Inequalities in Systems and Control", SIAM, Philadelphia, PA, 1994
  • Skogestad, S. and I. Postlewhaite "Multivariable Feedback Control", John Wiley, Chichester, England, 1996
  • Strang, G. "Linear Algebra and its Applications", Harcourt Brace Jovanovic, Orlando, FA, 1988
  • Zhou, K. and J. Doyle "Essentials of Robust Control", Prentice Hall International, Upper Saddle River, NJ, 1998
Lehrveranstaltung L0659: Optimal and Robust Control
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0855: Marketing (Sales and Services / Innovation Marketing)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Innovationsmarketing (L2009) Vorlesung 4 4
PBL Innnovationsmarketing (L0862) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Christian Lüthje
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Module International Business
  • Basic understanding of business administration principles (strategic planning, decision theory, project management, international business)
  • Bachelor-level Marketing Knowledge (Marketing Instruments, Market and Competitor Strategies, Basics of Buying Behavior)
  • Unerstanding the differences beweetn B2B and B2C marketing
  • Understanding of the importance of managing innovation in global industrial markets
  • Good English proficiency; presentation skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

 Students will have gained a deep understanding of

  • Specific characteristics in the marketing of innovative poroducts and services
  • Approaches for analyzing the current market situation and the future market development
  • The gathering of information about future customer needs and requirements
  • Concepts and approaches to integrate lead users and their needs into product and service development processes
  • Approaches and tools for ensuring customer-orientation in the development of new products and innovative services
  • Marketing mix elements that take into consideration the specific requirements and challenges of innovative products and services
  • Pricing methods for new products and services
  • The organization of complex sales forces and personal selling
  • Communication concepts and instruments for new products and services
Fertigkeiten

Based on the acquired knowledge students will be able to:

  • Design and to evaluate decisions regarding marketing and innovation strategies
  • Analyze markets by applying market and technology portfolios
  • Conduct forecasts and develop compelling scenarios as a basis for strategic planning
  • Translate customer needs into concepts, prototypes and marketable offers and successfully apply advanced methods for customer-oriented product and service development
  • Use adequate methods to foster efficient diffusion of innovative products and services
  • Choose suitable pricing strategies and communication activities for innovations
  • Make strategic sales decisions for products and services (i.e. selection of sales channels)
  • Apply methods of sales force management (i.e. customer value analysis) 
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students will be able to

  • have fruitful discussions and exchange arguments
  • develop original results in a group
  • present results in a clear and concise way
  • carry out respectful team work
Selbstständigkeit

The students will be able to

  • Acquire knowledge independently in the specific context and to map this knowledge on other new complex problem fields.
  • Consider proposed business actions in the field of marketing and reflect on them.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Fachtheoretisch-fachpraktische Arbeit
Prüfungsdauer und -umfang Schriftliche Ausarbeitung, Übungsaufgaben, Präsentation, mündliche Beteiligung
Zuordnung zu folgenden Curricula Global Technology and Innovation Management & Entrepreneurship: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Lehrveranstaltung L2009: Marketing of Innovations
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 64, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Christian Lüthje
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

I. Introduction

  • Innovation and service marketing (importance of innovative products and services, model, objectives and examples of innovation marketing, characteristics of services, challenges of service marketing)
II. Methods and approaches of strategic marketing planning
  • patterns of industrial development, patent and technology portfolios
III. Strategic foresight and scenario analysis
  • objectives and challenges of strategic foresight, scenario analysis, Delphi method
 IV. User innovations
  • Role of users in the innovation process, user communities, user innovation toolkits, lead users analysis
V. Customer-oriented Product and Service Engineering
  • Conjoint Analysis, Kano, QFD, Morphological Analysis, Blueprinting
VII. Pricing
  • Basics of Pricing, Value-based pricing, Pricing models
VIII. Sales Management
  • Basics of Sales Management, Assessing Customer Value, Planning Customer Visits
IX. Communications
  • Diffusion of Innovations, Communication Objectives, Communication Instruments
Literatur

Mohr, J., Sengupta, S., Slater, S. (2014). Marketing of high-technology products and innovations, third edition, Pearson education. ISBN-10: 1292040335 . Chapter 6 (188-210), Chapter 7 (227-256), Chapter 10 (352-365), Chapter 12 (419-426).

Crawford, M., Di Benedetto, A. (2008). New  products management, 9th edition, McGrw Hill, Boston et al., 2008

Christensen, C. M. (1997). Innovator's Dilemma: When New Technologies Cause Great Firms to Fail, Harvard Business Press, Chapter 1: How can great firms fail?,pp. 3-24.

Hair, J. F., Bush, R. P., Ortinau, D. J. (2009). Marketing research. 4th edition, Boston et al., McGraw Hill

Tidd; J. & Hull, Frank M. (Editors) (2007) Service Innovation, London

Von Hippel, E.(2005). Democratizing Innovation, Cambridge: MIT Press

Lehrveranstaltung L0862: PBL Marketing of Innovations
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Christian Lüthje
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt This PBL course is seggregated into two afternoon sessions. This cours aims at enhancing the students’ practical skills in (1) forecasting the future development of markets and (2) making appropriate market-related decisions (particularly segmentation, managing the marketing mix). The students will be prompted to use the knowledge gathered in the lecture of this module and will be invited to (1) Conduct a scenario analysis for an innovative product category and (2) Engage in decision making wtihin a market simulation game.
Literatur

Modul M1143: Applied Design Methodology in Mechatronics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Praktische Entwicklungsmethodik in der Mechatronik (L1523) Vorlesung 2 2
Praktische Entwicklungsmethodik in der Mechatronik (L1524) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 3 4
Modulverantwortlicher Prof. Thorsten Kern
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Basics of mechanical design, electrical design or computer-sciences
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Science-based working on interdisciplinary product design considering targeted application of specific product design techniques

Fertigkeiten

Creative handling of processes used for scientific preparation and formulation of complex product design problems / Application of various product design techniques following theoretical aspects.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students will solve and execute technical-scientific tasks from an industrial context in small design-teams with application of common, creative methodologies.
Selbstständigkeit Students are enabled to optimize the design and development process according to the target and topic of the design
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Fachtheoretisch-fachpraktische Arbeit
Prüfungsdauer und -umfang 30 min Gespräch zu einer Gruppen-Entwicklungsarbeit
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1523: Applied Design Methodology in Mechatronics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Thorsten Kern
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Systematic analysis and planning of the design process for products combining a multitude of disciplines
  • Structure of the engineering process with focus on engineering steps (task-definition, functional decomposition, physical principles, elements for solution, combination to systems and products, execution of design, component-tests, system-tests, product-testing and qualification/validation)
  • Creative methods (Basics, methods like lead-user-method, 6-3-5, BrainStorming, Intergalactic Thinking, … - Applications in examples all around mechatronics topics)
  • Several design-supporting methods and tools (functional strcutures, GALFMOS, AEIOU-method, GAMPFT, simulation and its application, TRIZ, design for SixSigma, continous integration and testing, …)
  • Evaluation and final selection of solution (technical and business-considerations, preference-matrix, pair-comparision), dealing with uncertainties, decision-making
  • Value-analysis
  • Derivation of architectures and architectural management
  • Project-tracking and -guidance (project-lead, guiding of employees, organization of multidisciplinary R&D departments, idea-identification, responsibilities and communication)
  • Project-execution methods (Scrum, Kanbaan, …)
  • Presentation-skills
  • Questions of aesthetic product design and design for subjective requirements (industrial design, color, haptic/optic/acoustic interfaces)
  • Evaluation of selected methods at practical examples in small teams
Literatur
  • Definition folgt...
  • Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre: Grundlage erfolgreicher Produktentwicklung, Methoden und Anwendung, 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2007
  • VDI-Richtlinien: 2206; 2221ff
Lehrveranstaltung L1524: Applied Design Methodology in Mechatronics
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Thorsten Kern
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0938: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bioverfahrenstechnik - Grundlagen (L0841) Vorlesung 2 3
Bioverfahrenstechnik - Grundlagen (L0842) Hörsaalübung 2 1
Bioverfahrenstechnik - Grundpraktikum (L0843) Laborpraktikum 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Andreas Liese
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine, Modul "Organische Chemie", Modul "Grundlagen für die Verfahrenstechnik"
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, Grundprozesse der Bioverfahrenstechnik zu beschreiben. Sie können verschiedene Typen von Kinetik Enzymen und Mikroorganismen zuordnen und Inhibierungstypen unterscheiden.  Die Parameter der Stöchiometrie und der Rheologie können sie benennen und die Stofftransportprozesse in Bioreaktoren grundlegend erläutern. Die Studierenden sind in der Lage, die Grundlagen der Bioprozessführung, Sterilisationstechnik und Aufarbeitung in großer Detailtiefe wiederzugeben.


Fertigkeiten

Studierende sind nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul in der Lage 

  • verschiedene kinetische Ansätze für Wachstum zu beschreiben und deren Parameter zu ermitteln, 
  • die Auswirkungen der Energiegenerierung, der Regenerierung des Reduktionsäquivalenten und der Wachstumshemmung auf das Verhalten von Mikroorganismen und auf den Gesamtfermentationsprozess qualitativ vorherzusagen,
  • Bioprozesse auf Basis der Stöchiometrie des Reaktionssystems zu analysieren, metabolische Stoffflussbilanzgleichungen aufzustellen und zu lösen

  • scale-up Kriterien für verschiedene Bioreaktoren und Bioprozesse (anaerob, aerob bzw. mikroaerob) zu formulieren, sie gegenüber zu stellen und zu beurteilen, sowie auf ein bestimmtes bioverfahrenstechnisches Problem anzuwenden

  • Fragestellungen für die Analyse und Optimierung realer Bioprodutionsprozesse zu formulieren und die korrespondierenden Lösungsansätze abzuleiten
  • sich selbstständig neue Wissensquellen zu erschließen und das daraus Erlernte auf neue Fragestellungen zu übertragen.

  • für konkrete industrielle Anwendungen Probleme zu identifizieren und Lösungsansätze zu formulieren.

  • ihre Versuchsdurchführung und ihre Ergebnisse auf wissenschaftliche Art und Weise zu protokollieren


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer/innen in der Lage, in fachlich gemischten Teams gegebene Aufgabenstellungen zu diskutieren, ihre Meinungen zu vertreten und konstruktiv an gegebenen ingenieurstechnischen und wissenschaftlichen Projektaufgaben zu arbeiten.

Selbstständigkeit

Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer/innen in der Lage, gemeinsam im Team eine technische Problemlösung eigenständig zu erarbeiten, ihre Arbeitsabläufe selbst zu organisieren und ihre Ergebnisse im Plenum (vor einem Fachpublikum) zu präsentieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 5 % Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Verfahrenstechnik: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Bioverfahrenstechnik: Pflicht
Bioverfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Green Technologies: Energie, Wasser, Klima: Vertiefung Bioressourcentechnologie: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0841: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Status und aktuelle Entwicklung in der Biotechnologie, Vorstellung der Vorlesung  
  • Enzymkinetik: Michaelis Menten, Inhibierungstypen, Linearierung, Umsatz, Ausbeute und Selektivität  (Prof. Liese) 
  • Stoichiometrie: Atmungskoefffizienten, Elektronenbilanz, Reduktionsgrad, Ausbeutekoeffizienten, theoretischer O2-Bedarf (Prof. Liese)
  • Mikrobielle Wachstumskinetik: Batch-, und Chemostatkultur (Prof. Zeng)
  • Kinetik des Substratverbrauchs und der Produktbildung (Prof. Zeng)
  • Rheologie: Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, Viskosität, Rührorgane, Energieeintrag (Prof. Liese)
  • Transportprozesse im Bioreaktor (Prof. Zeng)
  • Sterilisationstechnik (Prof. Zeng)
  • Grundlagen der Bioprozessführung : Bioreaktoren und Berechnung für Batch, Fed-Batch und kontinuierliche Bioprozesse
    (Prof. Zeng/Prof. Liese)
  • Aufarbeitungstechniken: Zellaufschluß, Zentrifugation, Filtration, wäßrige 2-Phasen Systeme (Prof. Liese)

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

Literatur

K. Buchholz, V. Kasche, U. Bornscheuer: Biocatalysts and Enzyme Technology, 2. Aufl. Wiley-VCH, 2012

H. Chmiel: Bioprozeßtechnik, Elsevier, 2006

R.H. Balz et al.: Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology, 3. edition, ASM Press, 2010 

H.W. Blanch, D. Clark: Biochemical Engineering, Taylor & Francis, 1997 

P. M. Doran: Bioprocess Engineering Principles, 2. edition, Academic Press, 2013

Lehrveranstaltung L0842: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Einführung (Prof. Liese, Prof. Zeng)

2. Enzymatische Kinetik (Prof. Liese)

3. Stoichiometrie I + II (Prof. Liese)

4. Mikrobielle Kinetik I+II (Prof. Zeng)

5. Rheologie (Prof. Liese)

6. Stofftransport in Bioprozessen (Prof. Zeng)

7. Kontinuierliche Kultur (Chemostat) (Prof. Zeng)

8. Sterilisation (Prof. Zeng)

9. Aufarbeitung (Prof. Liese)

10. Repetitorium (Reserve) (Prof. Liese, Prof. Zeng)

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

Literatur siehe Vorlesung
Lehrveranstaltung L0843: Bioverfahrenstechnik - Grundpraktikum
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese, Prof. An-Ping Zeng
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

In diesem Praktikum werden die Kultivierungs- und Aufarbeitungstechniken am Beispiel der Produktion eines Enzyms mit einem rekombinanten Mikroorganismus aufgezeigt. Darüber hinaus werden die Charakterisierung und Simulation der Enzymkinetik sowie die Anwendung des Enzyms in einem Enzymreaktor durchgeführt.

Die Studierenden verfassen zu jedem Versuch ein Protokoll. 



Literatur Skript

Modul M1280: MED II: Einführung in die Physiologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Physiology (L0385) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Roger Zimmermann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine. Das Modul deckt fachspezifische Lehrinhalte des Mediziningenieurwesens ab und erlaubt Studenten, die nicht Mediziningenieurwesen im Bachelor vertieft haben, den Master Mediziningenieurwesen zu belegen.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Die Studierenden können
  • Physiologische Zusammenhänge in ausgewählten Kernfeldern von Muskel-, Herz/Kreislauf- sowie Neuro- & Sinnesphysiologie darstellen.
  • Grundzüge des Energiestoffwechsels beschreiben;
Fertigkeiten Die Studierenden können die Wirkprinzipien grundlegender Körperfunktionen (Sinnesleistungen, Informationsweiterleitung und Verarbeitung, Kraftentwicklung und Vitalfunktionen) darstellen und sie in Relation zu ähnlichen technischen Systemen setzen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene führen.

Die Studierenden können in Kleingruppen Probleme im Bereich physiologischer Fragestellungen analysieren und messtechnische Lösungen finden.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können Fragen zu Themengebieten der Vorlesung oder weitergehende physiologische Themen eigenständig aus der Fachliteratur erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Wahlpflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Wahlpflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0385: Einführung in die Physiology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Gerhard Engler
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Beginnend bei den Mechanismen zur elektrischen oder biochemischen Übertragung von Information wird eingegangen auf die Funktion von Rezeptoren für die verschiedenen Sinneseindrücke sowie der spezifischen Weiterleitung und Verarbeitung dieser afferenten Reize. Efferente Signale steuern den Körper in einer sich dynamisch verändernden Umgebung: Dazu werden Informationen aus dem körpereigenen System der Selbstwahrnehmung mit aktuellen afferenten Reizen verbunden um über Gehirn und Rückenmark gezielt Kraft auf die betreffenden Muskeln zu dosieren. Der unmittelbar zur Erhaltung dieser Funktionen notwendige Stoffwechsel wird durch das System: Herz, Lunge und Blutgefäße bereitgestellt. Auch dieses System paßt sich an wechselnden Bedarf bzw. sich ändernde Lastverhältnisse anhand biochemisch und bioelektrisch gesteuerter Regelmechanismen an. Neben den physiologischen Grundlagen wird anhand von Beipielen auch das Versagen dieser Systeme im Falle von Erkrankungen mit einigen typischen Erscheinungsbildern dargestellt.

Literatur

Taschenatlas der Physiologie, Silbernagl Despopoulos, ISBN 978-3-135-67707-1, Thieme

Repetitorium Physiologie, Speckmann, ISBN 978-3-437-42321-5, Elsevier

Modul M1277: MED I: Einführung in die Anatomie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Anatomie (L0384) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Udo Schumacher
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Struktur und Funktion der inneren Organe und des Bewegungsapparates beschreiben. Sie können die Grundlagen der Makroskopie und der Mikroskopie dieser Systeme darstellen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können die Bedeutung anatomischer Gegebenheiten für ein Krankheitsgeschehen erkennen; sowie die Bedeutung von Struktur und Funktion bei einigen Volkskrankheiten erläutern.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können aktuelle Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene verfolgen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können in diesem Bereich eine fachliche Konversation führen und sich das dafür benötigte Wissen selbstständig erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0384: Einführung in die Anatomie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Tobias Lange
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Allgemeine Anatomie

  1.     Woche: Die eukaryote Zelle
  2.     Woche: Die Gewebe
  3.     Woche: Zellteilung, Grundzüge der Entwicklung
  4.     Woche: Bewegungsapparat
  5.     Woche: Herz-Kreislaufsystem
  6.     Woche: Atmungssystem
  7.     Woche: Harnorgane, Geschlechtsorgane
  8.     Woche: Immunsystem
  9.     Woche: Verdauungsapparat I
  10. Woche: Verdauungsapparat II
  11. Woche: Endokrines System
  12. Woche: Nervensystem
  13. Woche: Abschlussprüfung



Literatur

Adolf Faller/Michael Schünke, Der Körper des Menschen, 17. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart, 2016

Modul M1278: MED I: Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie (L0383) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Ulrich Carl
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Diagnose

Die Studierenden können die Geräte, die derzeitig in der Strahlentherapie verwendet werden bezüglich ihrer Einsatzgebiete unterscheiden.

Die Studierenden können die Therapieabläufe in der Strahlentherapie erklären. Die Studierenden können die Interdisziplinarität mit anderen Fachgruppen (z. B. Chirurgie/Innere Medizin) nachvollziehen.

Die Studierenden können den Durchlauf der Patienten vom Aufnahmetag bis zur Nachsorge skizzieren.

Diagnostik

Die Studierenden können die technische Basiskonzeption der Projektionsradiographie einschließlich Angiographie und Mammographie sowie der Schnittbildverfahren (CT, MRT, US) darstellen.

Der Student kann den diagnostischen sowie den therapeutisch interventionellen Einsatz der bildgebenden Verfahren erklären sowie das technische Prinzip der bildgebenden Verfahren erläutern.

Patientenbezogen kann der Student in Abhängigkeit von der klinischen Fragestellung das richtige Verfahren auswählen.

Gerätebezogenene technische Fehler sowie bildgebenden Resultate kann der Student erklären.

Basierend auf den bildgebenden Befunden bzw. dem Fehlerprotokoll kann der Student die richtigen Schlussfolgerungen ziehen.

Fertigkeiten Therapie

Der Student kann kurative und palliative Situationen abgrenzen und außerdem begründen, warum er sich für diese Einschätzung der Situation entschieden hat.

Der Student kann Therapiekonzepte entwickeln, die der Situation angemessen sind und dabei strahlenbiologische Aspekte sauber zuordnen.

Der Student kann das therapeutische Prinzip anwenden (Wirkung vs. Nebenwirkung)

Der Student kann die Strahlenarten für die verschiedenen Situationen (Tumorsitz) unterscheiden, auswählen und dann die entsprechende Energie wählen, die in der Situation angezeigt ist (Bestrahlungsplan).

Der Student kann einschätzen, wie ein psychosoziales Hilfsangebot individuell aussehen sollte [ z. B. Anschlussheilbehandlung (AHB), Sport, Sozialhilfegruppen, Selbsthilfegruppen, Sozialdienst, Psychoonkologie]

Diagnostik

Nach entsprechender Fehleranalyse kann der Student Lösungsvorschläge zur Reparatur von bildgebenden Einheiten unterbreiten. Aufgrund seiner Kenntnisse der Anatomie, Pathologie und Pathophysiologie kann er bildgebende Befunde in die zugehörigen Krankheitsgruppen einordnen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Die Studierenden können die besondere soziale Situation vom Tumorpatienten erfassen und ihnen professionell begegnen.

Die Studierenden sind sich dem speziellen häufig angstdominierten Verhalten von kranken Menschen im Rahmen von diagnostischen und therapeutischen Eingriffen bewusst und können darauf angemessen reagieren.

Selbstständigkeit Die Studierenden können erlerntes Wissen und Fertigkeiten auf einen konkreten Therapiefall anwenden.

Die Studierenden können am Ende ihrer Ausbildung jüngere Studierende ihres Fachgebiets an den klinischen Alltag heranführen.

Die Studierenden können in diesem Bereich kompetent eine fachliche Konversation führen und sich das dafür benötigte Wissen selbstständig erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten - 20 offene Fragen
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0383: Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ulrich Carl, Prof. Thomas Vestring
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Den Studenten sollen die technischen Möglichkeiten im Bereich der bildgebenden Diagnostik, interventionelle Radiologie und Strahlentherapie/Radioonkologie nahe gebracht werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Student zu Beginn der Veranstaltung bestenfalls das Wort "Röntgenstrahlen" gehört hat. Es wird zwischen zwei Armen: - die diagnostische (Prof. Dr. med. Thomas Vestring) und die therapeutische (Prof. Dr. med. Ulrich M. Carl) Anwendung von Röntgenstrahlen differenziert.

Beide Arme sind auf spezielle Großgeräte angewiesen, die einen vorgegebenen Ablauf in den jeweiligen Abteilungen bedingen.

  

Literatur
  • "Technik der medizinischen Radiologie"  von T. + J. Laubenberg –

    7. Auflage – Deutscher Ärzteverlag –  erschienen 1999

  • "Klinische Strahlenbiologie" von Th. Herrmann, M. Baumann und W. Dörr –

    4. Auflage - Verlag Urban & Fischer –  erschienen 02.03.2006

    ISBN: 978-3-437-23960-1

  • "Strahlentherapie und Onkologie für MTA-R" von R. Sauer –

             5. Auflage 2003 - Verlag Urban & Schwarzenberg – erschienen 08.12.2009

             ISBN: 978-3-437-47501-6

  • "Taschenatlas der Physiologie" von S. Silbernagel und A. Despopoulus‑                

    8. Auflage – Georg Thieme Verlag - erschienen 19.09.2012

    ISBN: 978-3-13-567708-8

  • "Der Körper des Menschen " von A. Faller  u. M. Schünke -

    16. Auflage 2004 – Georg Thieme Verlag –  erschienen 18.07.2012

    ISBN: 978-3-13-329716-5

  • „Praxismanual Strahlentherapie“ von Stöver / Feyer –

    1. Auflage - Springer-Verlag GmbH –  erschienen 02.06.2000



Modul M1335: BIO II: Gelenkersatz

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Gelenkersatz (L1306) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse über orthopädische  und chirurgische Verfahren.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die Krankheiten, die einen Gelenkersatz notwendig machen können, aufzählen. 

Fertigkeiten

Studierende können die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Endoprothesentypen darstellen und erklären.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können mit ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen sowie den Lehrenden eine Diskussion zu Fragestellungen bezüglich Endoprothesen führen.

Selbstständigkeit

Studierende können sich benötigte Informationen selber erarbeiten und diese hinsichtlich der Belastbarkeit einschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Orientierungsstudium: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1306: Gelenkersatz
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Inhalt (deutsch)

1.  EINLEITUNG (Bedeutung, Ziel, Grundlagen, allg. Geschichte des künstlichen Gelenker-satzes)

2.  FUNKTIONSANALYSE (Der menschliche Gang, die menschliche Arbeit, die sportliche Aktivität)

3.  DAS HÜFTGELENK (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz Schaftseite und Pfannenseite, Evolution der Implantate)

4.  DAS KNIEGELENK (Anatomie, Biomechanik, Bandersatz, Gelenkersatz femorale, tibiale und patelläre Komponenten)

5.  DER FUß (Anatomie, Biomechanik, Gelen-kersatz, orthopädische Verfahren)

6.  DIE SCHULTER (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

7.  DER ELLBOGEN (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

8.  DIE HAND (Anatomie, Biomechanik, Ge-lenkersatz)

9.  TRIBOLOGIE NATÜRLICHER UND KÜNST-LICHER GELENKE (Korrosion, Reibung, Verschleiß)

Literatur

Literatur:

Kapandji, I..: Funktionelle Anatomie der Gelenke (Band 1-4), Enke Verlag, Stuttgart, 1984.

Nigg, B., Herzog, W.: Biomechanics of the musculo-skeletal system, John Wiley&Sons, New York 1994

Nordin, M., Frankel, V.: Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Lea&Febiger, Philadelphia, 1989.

Czichos, H.: Tribologiehandbuch, Vieweg, Wiesbaden, 2003.

Sobotta und Netter für Anatomie der Gelenke

Modul M0845: Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik (L0664) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Johannes Kreuzer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Regelungstechnik, Grundlagen der Physiologie

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Vorlesung versucht das spannende Gebiet der Medizintechnik ingenieurtechnisch aufzuarbeiten und dem Ingenieur Grundlagenkenntnisse der Physiologie sowie das Verständnisses für die Komplexität des menschlichen Körpers zu vermitteln.

Es soll eine Einführung in körpereigene Regulationsalgorithmen gegeben und das Potential insbesondere der Automatisierungs- und Regelungstechnik für die Medizintechnik angedeutet werden.

Fertigkeiten

Anwendung der Modellbildung, Identifikation, Regelungstechnik auf dem Gebiet der Medizintechnik.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise präsentieren

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigen Informationen aus den angegebenen Literaturquellen zu beschaffen und in den Kontext der Vorlesung zu setzen. Sie können ihren Wissensstand mit Hilfe vorlesungsbegleitender Maßnahmen (klausurnahe Aufgaben) kontinuierlich überprüfen und auf dieser Basis ihre Lernprozesse steuern. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen (z.B. Regelungstechnik, Physiologie) verknüpfen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 20 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Lehrveranstaltung L0664: Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Johannes Kreuzer, Christian Neuhaus
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Immer aus dem Blickwinkel des Ingenieurs betrachtet, gliedert sich die Vorlesung wie folgt:

  • Einleitung in die Thematik
  • Grundlagen der physiologischen Modellbildung
  • Einführung in die Atmung und Beatmung
  • Physiologie und Pathologie in die Kardiologie
  • Einführung in die Regelung des Blutzuckers
  • Funktion der Niere und Nierenersatztherapie
  • Darstellung der Regelungstechnik am konkreten Beatmungsgerät
  • Exkursion zu einem Medizintechnik-Unternehmen

Es werden Techniken der Modellierung, Simulation und Reglerentwicklung besprochen. Bei den Modellen werden einfache Ersatzschaltbilder für physiologische Abläufe hergeleitet und erklärt wie damit Sensoren, Regler und Aktoren gesteuert werden. MATLAB und SIMULINK sind die eingesetzten Entwicklungswerkzeuge.

Literatur
  • Leonhardt, S., & Walter, M. (2016). Medizintechnische Systeme. Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg.
  • Werner, J. (2005). Kooperative und autonome Systeme der Medizintechnik. München: Oldenbourg.
  • Oczenski, W. (2017). Atmen : Atemhilfen ; Atemphysiologie und Beatmungstechnik: Georg Thieme Verlag KG.

Modul M0832: Advanced Topics in Control

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Ausgewählte Themen der Regelungstechnik (L0661) Vorlesung 2 3
Ausgewählte Themen der Regelungstechnik (L0662) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse H-infinity optimal control, mixed-sensitivity design, linear matrix inequalities 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the advantages and shortcomings of the classical gain scheduling approach
  • They can explain the representation of nonlinear systems in the form of quasi-LPV systems
  • They can explain how stability and performance conditions for LPV systems can be formulated as LMI conditions
  • They can explain how gridding techniques can be used to solve analysis and synthesis problems for LPV systems
  • They are familiar with polytopic and LFT representations of LPV systems and some of the basic synthesis techniques associated with each of these model structures


  • Students can explain how graph theoretic concepts are used to represent the communication topology of multiagent systems
  • They can explain the convergence properties of  first order consensus protocols
  • They can explain analysis and synthesis conditions for formation control loops involving either LTI or LPV agent models


  • Students can explain the state space representation of spatially invariant distributed systems that are discretized according to an actuator/sensor array
  • They can explain (in outline) the extension of the bounded real lemma to such distributed systems and the associated synthesis conditions for distributed controllers

Fertigkeiten
  • Students are capable of constructing LPV models of nonlinear plants and carry out a mixed-sensitivity design of gain-scheduled controllers; they can do this using polytopic, LFT or general LPV models 
  • They are able to use standard software tools (Matlab robust control toolbox) for these tasks


  • Students are able to design distributed formation controllers for groups of agents with either LTI or LPV dynamics, using Matlab tools provided


  • Students are able to design distributed controllers for spatially interconnected systems, using the Matlab MD-toolbox
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can work in small groups and arrive at joint results.
Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 


 
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und eingebettete Systeme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0661: Advanced Topics in Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Linear Parameter-Varying (LPV) Gain Scheduling

    - Linearizing gain scheduling, hidden coupling
    - Jacobian linearization vs. quasi-LPV models
    - Stability and induced L2 norm of LPV systems
    - Synthesis of LPV controllers based on the two-sided projection lemma
    - Simplifications: controller synthesis for polytopic and LFT models
    - Experimental identification of LPV models
    - Controller synthesis based on input/output models
    - Applications: LPV torque vectoring for electric vehicles, LPV control of a robotic manipulator
  • Control of Multi-Agent Systems

    - Communication graphs
    - Spectral properties of the graph Laplacian
    - First and second order consensus protocols
    - Formation control, stability and performance
    - LPV models for agents subject to nonholonomic constraints
    - Application: formation control for a team of quadrotor helicopters

  • Linear and Nonlinear Model Predictive Control based on LMIs
Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes "Advanced Topics in Control"
  • Selection of relevant research papers made available as pdf documents via StudIP
Lehrveranstaltung L0662: Advanced Topics in Control
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0548: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0371) Vorlesung 3 5
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0373) Gruppenübung 2 1
Modulverantwortlicher Prof. Christian Schuster
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Physik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten, Zusammenhänge und Methoden der Bioelektromagnetik, d.h. der Beschreibung und Anwendung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie,  erklären. Sie können die wesentlichen physikalischen Abläufe erläutern und nach Wellenlänge bzw. Frequenz der Felder einordnen. Sie können einen Überblick über messtechnische und numerische Methoden zur Charakterisierung elektromagnetischer Felder in der Praxis geben. Sie können therapeutische und diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizintechnik benennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eine Reihe von Verfahren zur Beschreibung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie anwenden. Dafür können Sie auf elementare Lösungen der Maxwellschen Gleichungen Bezug nehmen und diese sinnvoll einsetzen. Sie können einschätzen, welche prinzipiellen Effekte diese Modelle in Bezug auf biologische Materie vorhersagen, können diese nach Wellenlänge bzw. Frequenz klassifizieren und quantitativ analysieren. Sie können Validierungsstrategien für ihre Vorhersagen entwickeln. Sie können Effekte elektromagnetischer Felder für therapeutische und diagnostische Anwendungen gegeneinander abwägen und auswählen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise auf Englisch präsentieren (z.B. während Kleingruppenübungen).




Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, Informationen aus einschlägigen Fachpublikationen zu gewinnen und in den Kontext der Vorlesung zu setzen. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen (z.B. Theoretischer Elektrotechnik, Grundlagen der Elektrotechnik oder Physik) zu verknüpfen. Sie können Probleme und Effekte im Bereich der Bioelektromagnetik auf Englisch kommunizieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Referat
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0371: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Felder (Phänomene)

- Mathematische Beschreibung elektromagnetischer Felder (Maxwell-Gleichungen)

- Elektromagnetische Eigenschaften biologischer Materie

- Prinzipien der Energieabsorption in biologischer Materie, Dosimetrie

- Numerische Methoden zur Berechnung elektromagnetischer Felder (v.a. FDTD)

- Messtechnische Methoden zur Bestimmung elektromagnetischer Felder

- Verhalten elektromagnetischer Felder niedriger Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder mittlerer Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder hoher Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder sehr hoher Frequenz in biologischer Materie

- Diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Therapeutische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Der menschliche Körper als Generator elektromagnetischer Felder


Literatur

- C. Furse, D. Christensen, C. Durney, "Basic Introduction to Bioelectromagnetics", CRC (2009)

- A. Vorst, A. Rosen, Y. Kotsuka, "RF/Microwave Interaction with Biological Tissues", Wiley (2006)

- S. Grimnes, O. Martinsen, "Bioelectricity and Bioimpedance Basics", Academic Press (2008)

- F. Barnes, B. Greenebaum, "Bioengineering and Biophysical Aspects of Electromagnetic Fields", CRC (2006)


Lehrveranstaltung L0373: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Fachmodule der Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin

Biotechnologische Ausrichtung. Der Schwerpunkt dieser Vertiefungsrichtung liegt auf dem „Tissue Engineering“, also der Züchtung von Geweben aus Zellen. Dieser Bereich hat durch den Wegfall von Tierversuche eine noch höhere Bedeutung erhalten da jetzt neuartige Medikamente und Verfahren am Gewebemodell untersucht werden müssen.

Modul M0623: Intelligent Systems in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Systeme in der Medizin (L0331) Vorlesung 2 3
Intelligente Systeme in der Medizin (L0334) Projektseminar 2 2
Intelligente Systeme in der Medizin (L0333) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of stochastics
  • principles of programming, Java/C++ and R/Matlab
  • advanced programming skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students are able to analyze and solve clinical treatment planning and decision support problems using methods for search, optimization, and planning. They are able to explain methods for classification and their respective advantages and disadvantages in clinical contexts. The students can compare  different methods for representing medical knowledge. They can evaluate methods in the context of clinical data  and explain challenges due to the clinical nature of the data and its acquisition and due to privacy and safety requirements.

Fertigkeiten

The students can give reasons for selecting and adapting methods for classification, regression, and prediction. They can assess the methods based on actual patient data and evaluate the implemented methods.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung III. Computational Methods in Biomedical Imaging: Pflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0331: Intelligent Systems in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- methods for search, optimization,  planning,  classification, regression and prediction in a clinical context
- representation of medical knowledge
- understanding challenges due to clinical and patient related data and data acquisition
The students will work in groups to apply the methods introduced during the lecture using problem based learning.


Literatur

Russel & Norvig: Artificial Intelligence: a Modern Approach, 2012
Berner: Clinical Decision Support Systems: Theory and Practice, 2007
Greenes: Clinical Decision Support: The Road Ahead, 2007
Further literature will be given in the lecture


Lehrveranstaltung L0334: Intelligent Systems in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0333: Intelligent Systems in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1241: Ausgewählte Themen des Mediziningenieurwesens - Variante B (12 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Die hierarchischen Materialien der Natur (L1663) Seminar 2 3
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1669) Vorlesung 3 4
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1877) Gruppenübung 2 2
Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten (L1588) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Biomechanik (L0377) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden in der Biomechanik (L1583) Seminar 2 3
Seminar Mediziningenieurwesen (L1890) Seminar 2 3
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Technologie keramischer Werkstoffe (L0379) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 12
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1663: Nature's Hierarchical Materials
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Lehrveranstaltung L1669: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken


Literatur

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

Lehrveranstaltung L1877: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1588: Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Roman Nassutt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen und Definitionen der Medizinprodukte und Medizintechnik; Die Bedeutung von Regulatorischen Anforderungen und Abläufen in Deutschland, Europa und der Welt; Entwicklungsprozeduren und Systematik; Prüfung und Dokumentation der Prüfung von Implantaten; Erfahrungen aus Theorie und Praxis; der weltweite Medizintechnikmarkt und dessen Zukunft;

Literatur
  • E. Wintermantel, S-W. Ha, Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer Verlag, 5. Aufl.
  • Kurt Becker et al., Schriftenreihe der TMF, MVW Verlag, Berlin, 2001
  • Medizinproduktegesetz in der aktuellen Fassung (online): http://www.gesetze-im-internet.de/mpg/BJNR196300994.html
Lehrveranstaltung L0377: Experimentelle Methoden der Biomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Veranstaltung führt in die gängigen in der Biomechanik eingesetzten  experimentellen Testverfahren ein. Hierbei wird ein Überblick und grundlegende Kenntnisse vermittelt.

1. Tribologische Verfahren

2. Optische Analyseverfahren

4. Bewegungsanalyse

4. Druckverteilungsmessung

5. Dehnmessstreifen

6. Prä-klinische Implantatestung

7. Präparation / Aufbewahrung






Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1583: Numerische Methoden in der Biomechanik
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorkenntnisse aus „ Diskretisierungsmethoden der Mechanik“ sind empfohlen
  • Ein Überblick über die gängigsten numerischen Verfahren im Bereich der Biomechanik und Medizintechnik wird vermittelt.
  • Grundkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Mathematik, Programmierung…) werden kombiniert um eine geschlossene Beispielfragestellung zu beantworten
  • Die Vorlesung umfasst analytische Ansätze, rheologische Modelle und Finite Elemente Methoden
  • Die vermittelten theoretischen Ansätze werden im Laufe der Vorlesung und im Rahmen von Hausaufgaben in praktische Übungen angewandt.
  • Der kritische Blick auf die Möglichkeiten und Limitationen der Modellrechnung im Bereich humaner Anwendungen wird geschult.
Literatur

Hauger W., Schnell W., Gross D., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 12. Auflage, 2012

Huber G., de Uhlenbrock A., Götzen N., Bishop N., Schwieger K., Morlock MM., Modellierung, Simulation und Optimierung, Handbuch Sportbiomechanik, Gollhofer A., Müller E., Hofmann Verlag, Schorndorf, 148-69, 2009

Lehrveranstaltung L1890: Seminar Mediziningenieurwesen
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Referat
Prüfungsdauer und -umfang schriftliche ausarbeitung und Vortrag (20 min)
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Teilnehmer bekommen am Anfang des Semesters eine Fragestellung aus dem Mediziningenieurwesen und angrenzenden Gebieten, welche Sie selbstständig bearbeiten müssen. Die recherchierten Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht zusammengefasst und in einem Kurzvortrag virgestellt. Bewertung erfolg 30/70. Die Studenten müssen sich gegenseitig (geheim) bewwerten und diese Bewertungen fließen in die Endnote ein. Die Vorträge werden sofort anschließend hinsichtlich der Präsentationweise, Auftreten und Sprache diskutiert.
Literatur Keine
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0379: Technologie keramischer Werkstoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Rolf Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In dieser Vorlesung wird eine Einführung in die keramische Prozeßtechnologie gegeben, wobei der Schwerpunkt auf Struktur- und Funktionskeramiken liegt. Beginnend bei den Verfahren zur Synthese feiner Pulver wird Schritt für Schritt der Weg vom Rohstoff zum maßgeschneiderten Bauteil aufgezeigt  und anhand von Beispielen aus der Praxis demonstriert. Neben etablierten Herstellungsverfahren werden dabei auch neue Methoden zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Hochleistungsbauteilen (Reactive Synthesis, Rapid Prototyping, etc.) sowie Fügetechniken und grundlegende Konstruktionskritierien behandelt.

  Inhalt:                     1. Rohstoffe

                                 2. Pulversynthese

                                 3. Pulveraufbereitung und -charakterisierung

                                 4. Formgebung

                                 5. Sintern

                                 6. Glas und Zement-Technologie

                                 7. Neue Syntheseverfahren, Beschichtungen, etc.

                                  8. Fügetechniken


Literatur

W.D. Kingery, „Introduction to Ceramics“, John Wiley & Sons, New York, 1975

ASM Engineering Materials Handbook Vol.4 „Ceramics and Glasses“, 1991

D.W. Richerson, „Modern Ceramic Engineering“, Marcel Decker, New York, 1992


Skript zur Vorlesung

Modul M1230: Ausgewählte Themen des Mediziningenieurwesens - Variante A (6 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Die hierarchischen Materialien der Natur (L1663) Seminar 2 3
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1669) Vorlesung 3 4
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1877) Gruppenübung 2 2
Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten (L1588) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Biomechanik (L0377) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden in der Biomechanik (L1583) Seminar 2 3
Seminar Mediziningenieurwesen (L1890) Seminar 2 3
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Technologie keramischer Werkstoffe (L0379) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1663: Nature's Hierarchical Materials
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Lehrveranstaltung L1669: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken


Literatur

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

Lehrveranstaltung L1877: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1588: Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Roman Nassutt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen und Definitionen der Medizinprodukte und Medizintechnik; Die Bedeutung von Regulatorischen Anforderungen und Abläufen in Deutschland, Europa und der Welt; Entwicklungsprozeduren und Systematik; Prüfung und Dokumentation der Prüfung von Implantaten; Erfahrungen aus Theorie und Praxis; der weltweite Medizintechnikmarkt und dessen Zukunft;

Literatur
  • E. Wintermantel, S-W. Ha, Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer Verlag, 5. Aufl.
  • Kurt Becker et al., Schriftenreihe der TMF, MVW Verlag, Berlin, 2001
  • Medizinproduktegesetz in der aktuellen Fassung (online): http://www.gesetze-im-internet.de/mpg/BJNR196300994.html
Lehrveranstaltung L0377: Experimentelle Methoden der Biomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Veranstaltung führt in die gängigen in der Biomechanik eingesetzten  experimentellen Testverfahren ein. Hierbei wird ein Überblick und grundlegende Kenntnisse vermittelt.

1. Tribologische Verfahren

2. Optische Analyseverfahren

4. Bewegungsanalyse

4. Druckverteilungsmessung

5. Dehnmessstreifen

6. Prä-klinische Implantatestung

7. Präparation / Aufbewahrung






Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1583: Numerische Methoden in der Biomechanik
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorkenntnisse aus „ Diskretisierungsmethoden der Mechanik“ sind empfohlen
  • Ein Überblick über die gängigsten numerischen Verfahren im Bereich der Biomechanik und Medizintechnik wird vermittelt.
  • Grundkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Mathematik, Programmierung…) werden kombiniert um eine geschlossene Beispielfragestellung zu beantworten
  • Die Vorlesung umfasst analytische Ansätze, rheologische Modelle und Finite Elemente Methoden
  • Die vermittelten theoretischen Ansätze werden im Laufe der Vorlesung und im Rahmen von Hausaufgaben in praktische Übungen angewandt.
  • Der kritische Blick auf die Möglichkeiten und Limitationen der Modellrechnung im Bereich humaner Anwendungen wird geschult.
Literatur

Hauger W., Schnell W., Gross D., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 12. Auflage, 2012

Huber G., de Uhlenbrock A., Götzen N., Bishop N., Schwieger K., Morlock MM., Modellierung, Simulation und Optimierung, Handbuch Sportbiomechanik, Gollhofer A., Müller E., Hofmann Verlag, Schorndorf, 148-69, 2009

Lehrveranstaltung L1890: Seminar Mediziningenieurwesen
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Referat
Prüfungsdauer und -umfang schriftliche ausarbeitung und Vortrag (20 min)
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Teilnehmer bekommen am Anfang des Semesters eine Fragestellung aus dem Mediziningenieurwesen und angrenzenden Gebieten, welche Sie selbstständig bearbeiten müssen. Die recherchierten Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht zusammengefasst und in einem Kurzvortrag virgestellt. Bewertung erfolg 30/70. Die Studenten müssen sich gegenseitig (geheim) bewwerten und diese Bewertungen fließen in die Endnote ein. Die Vorträge werden sofort anschließend hinsichtlich der Präsentationweise, Auftreten und Sprache diskutiert.
Literatur Keine
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0379: Technologie keramischer Werkstoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Rolf Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In dieser Vorlesung wird eine Einführung in die keramische Prozeßtechnologie gegeben, wobei der Schwerpunkt auf Struktur- und Funktionskeramiken liegt. Beginnend bei den Verfahren zur Synthese feiner Pulver wird Schritt für Schritt der Weg vom Rohstoff zum maßgeschneiderten Bauteil aufgezeigt  und anhand von Beispielen aus der Praxis demonstriert. Neben etablierten Herstellungsverfahren werden dabei auch neue Methoden zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Hochleistungsbauteilen (Reactive Synthesis, Rapid Prototyping, etc.) sowie Fügetechniken und grundlegende Konstruktionskritierien behandelt.

  Inhalt:                     1. Rohstoffe

                                 2. Pulversynthese

                                 3. Pulveraufbereitung und -charakterisierung

                                 4. Formgebung

                                 5. Sintern

                                 6. Glas und Zement-Technologie

                                 7. Neue Syntheseverfahren, Beschichtungen, etc.

                                  8. Fügetechniken


Literatur

W.D. Kingery, „Introduction to Ceramics“, John Wiley & Sons, New York, 1975

ASM Engineering Materials Handbook Vol.4 „Ceramics and Glasses“, 1991

D.W. Richerson, „Modern Ceramic Engineering“, Marcel Decker, New York, 1992


Skript zur Vorlesung

Modul M0629: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0341) Vorlesung 2 4
Intelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0512) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Rainer Marrone
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Vectors, matrices, Calculus
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain the agent abstraction, define intelligence in terms of rational behavior, and give details about agent design (goals, utilities, environments). They can describe the main features of environments. The notion of adversarial agent cooperation can be discussed in terms of decision problems and algorithms for solving these problems. For dealing with uncertainty in real-world scenarios, students can summarize how Bayesian networks can be employed as a knowledge representation and reasoning formalism in static and dynamic settings. In addition, students can define decision making procedures in simple and sequential settings, with and with complete access to the state of the environment. In this context, students can describe techniques for solving (partially observable) Markov decision problems, and they can recall techniques for measuring the value of information. Students can identify techniques for simultaneous localization and mapping, and can explain planning techniques for achieving desired states. Students can explain coordination problems and decision making in a multi-agent setting in term of different types of equilibria, social choice functions, voting protocol, and mechanism design techniques.

Fertigkeiten

Students can select an appropriate agent architecture for concrete agent application scenarios. For simplified agent application students can derive decision trees and apply basic optimization techniques. For those applications they can also create Bayesian networks/dynamic Bayesian networks and apply bayesian reasoning for simple queries. Students can also name and apply different sampling techniques for simplified agent scenarios. For simple and complex decision making students can compute the best action or policies for concrete settings. In multi-agent situations students will apply techniques for finding different equilibria states,e.g., Nash equilibria. For multi-agent decision making students will apply different voting protocols and compare and explain the results.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to discuss their solutions to problems with others. They communicate in English

Selbstständigkeit

Students are able of checking their understanding of complex concepts by solving varaints of concrete problems

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Informationstechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0341: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Rainer Marrone
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Definition of agents, rational behavior, goals, utilities, environment types
  • Adversarial agent cooperation: 
    Agents with complete access to the state(s) of the environment, games, Minimax algorithm, alpha-beta pruning, elements of chance
  • Uncertainty: 
    Motivation: agents with no direct access to the state(s) of the environment, probabilities, conditional probabilities, product rule, Bayes rule, full joint probability distribution, marginalization, summing out, answering queries, complexity, independence assumptions, naive Bayes, conditional independence assumptions
  • Bayesian networks: 
    Syntax and semantics of Bayesian networks, answering queries revised (inference by enumeration), typical-case complexity, pragmatics: reasoning from effect (that can be perceived by an agent) to cause (that cannot be directly perceived).
  • Probabilistic reasoning over time:
    Environmental state may change even without the agent performing actions, dynamic Bayesian networks, Markov assumption, transition model, sensor model, inference problems: filtering, prediction, smoothing, most-likely explanation, special cases: hidden Markov models, Kalman filters, Exact inferences and approximations
  • Decision making under uncertainty:
    Simple decisions: utility theory, multivariate utility functions, dominance, decision networks, value of informatio
    Complex decisions: sequential decision problems, value iteration, policy iteration, MDPs
    Decision-theoretic agents: POMDPs, reduction to multidimensional continuous MDPs, dynamic decision networks
  • Simultaneous Localization and Mapping
  • Planning
  • Game theory (Golden Balls: Split or Share) 
    Decisions with multiple agents, Nash equilibrium, Bayes-Nash equilibrium
  • Social Choice 
    Voting protocols, preferences, paradoxes, Arrow's Theorem,
  • Mechanism Design 
    Fundamentals, dominant strategy implementation, Revelation Principle, Gibbard-Satterthwaite Impossibility Theorem, Direct mechanisms, incentive compatibility, strategy-proofness, Vickrey-Groves-Clarke mechanisms, expected externality mechanisms, participation constraints, individual rationality, budget balancedness, bilateral trade, Myerson-Satterthwaite Theorem
Literatur
  1. Artificial Intelligence: A Modern Approach (Third Edition), Stuart Russell, Peter Norvig, Prentice Hall, 2010, Chapters 2-5, 10-11, 13-17
  2. Probabilistic Robotics, Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. MIT Press 2005

  3. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations, Yoav Shoham, Kevin Leyton-Brown, Cambridge University Press, 2009

Lehrveranstaltung L0512: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Rainer Marrone
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0775: Arbeitswissenschaft

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Arbeitswissenschaft (L0653) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Armin Bossemeyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0653: Arbeitswissenschaft
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Armin Bossemeyer
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Inhalt

- Arbeitswissenschaftliche Konzepte, Belastung und Beanspruchung

- Körpermaße, Muskel- und Montagearbeit, Anzeigen und Stellteile

- Sitzen, Stehen, Heben und Tragen

- Licht, Sehen, Beleuchtung und Lichtmessung

- Lärm, Lärmmessung, Lärmschutz und mechanische Schwingungen

- Klima und Strahlung; Gefahrstoffe

- Gesetzlicher Arbeitsschutz, betriebliche Arbeitsschutzkonzepte, Gefährdungsbeurteilung

- Gefährliche Arbeiten: Strom, Leitern, Kräne, Gerüste, Stapler, Alleinarbeit …

- Persönliche Schutzausrüstungen: Gehörschutz, Handschuhe, Schuhe, Atemschutz …

- Gestaltung von Bildschirmarbeit und ergonomischer Software

- Psychische Belastungen, Motivation, Arbeitszufriedenheit und Ermüdung

- Betriebliche Gesundheitsförderung, Demographie, Humanisierung der Arbeit

- Entgeltgestaltung: Eingruppierung, Leistungsbeurteilung, Zielvereinbarung, Prämienlohn

- Arbeitszeitgestaltung: Gleitende Arbeitszeit, Flexible Arbeitszeit, Vertrauensarbeitszeit

- Gestaltung von Schichtarbeit

Qualifikationsziele

Die Teilnehmer erhalten einen Überblick über die ergonomische und menschengerechte Gestaltung von Arbeit und Technik. Ausgehend von den menschlichen Körperfunktionen wird vermittelt, wie Arbeitssysteme analysiert, Belastungen erkannt und Gefährdungen bewertet werden können. Die Teilnehmer erhalten praxisbezogene Kenntnisse zur ganzheitlichen Gestaltung von Arbeitsbedingungen in Produktions- und Dienstleistungsbetrieben sowie von Schnittstellen von Mensch und Technik. Diese Veranstaltung befähigt sie, Verantwortung zu übernehmen und technische Veränderungsprozesse personenbezogen auszulegen.

Literatur

Modul M0751: Technische Schwingungslehre

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Technische Schwingungslehre (L0701) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können Begriffe und Zusammenhänge der Technischen Schwingungslehre wiedergeben und weiterentwickeln.
Fertigkeiten Studierende können Methoden der Technischen Schwingungslehre benennen und weiterentwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können auch in Gruppen zu Arbeitsergebnissen kommen.
Selbstständigkeit Studierende können sich eigenständig Forschungsaufgaben der Technischen Schwingungslehre erschließen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0701: Technische Schwingungslehre
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Lineare und Nichtlineare Ein- und Mehrfreiheitsgradschwingungen und Wellen.
Literatur K. Magnus, K. Popp, W. Sextro: Schwingungen. Physikalische Grundlagen und mathematische Behandlung von Schwingungen. Springer Verlag, 2013.

Modul M0814: Technology Management

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Technologiemanagement (L0849) Vorlesung 3 3
Technologiemanagement Seminar (L0850) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Cornelius Herstatt
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Bachelor knowledge in business management

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students will gain deep insights into:

  • International R&D-Management
  • Technology Timing Strategies
    • Technology Strategies and Lifecycle Management (I/II)
    • Technology Intelligence and Planning
  • Technology Portfolio Management
    • Technology Portfolio Methodology
    • Technology Acquisition and Exploitation
    • IP Management
  • Organizing Technology Development
    • Technology Organization & Management
    • Technology Funding & Controlling
Fertigkeiten

The course aims to:

  • Develop an understanding of the importance of Technology Management - on a national as well as international level
  • Equip students with an understanding of important elements of Technology Management  (strategic, operational, organizational and process-related aspects)
  • Foster a strategic orientation to problem-solving within the innovation process as well as Technology Management and its importance for corporate strategy
  • Clarify activities of Technology Management (e.g. technology sourcing, maintenance and exploitation)
  • Strengthen essential communication skills and a basic understanding of managerial, organizational and financial issues concerning Technology-, Innovation- and R&D-management. Further topics to be discussed include:
  • Basic concepts, models and tools, relevant to the management of technology, R&D and innovation
  • Innovation as a process (steps, activities and results)
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Interact within a team
  • Raise awareness for globabl issues
Selbstständigkeit
  • Gain access to knowledge sources
  • Discuss recent research debates in the context of Technology and Innovation Management
  • Develop presentation skills
  • Discussion of international cases in R&D-Management
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Global Innovation Management: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Lehrveranstaltung L0849: Technology Management
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

The role of technology for the competitive advantage of the firm and industries; Basic concepts, models and tools for the management of technology; managerial decision making regarding the identification, selection and protection of technology (make or buy, keep or sell, current and future technologies). Theories, practical examples (cases), lectures, interactive sessions and group study.

This lecture is part of the Module Technology Management and can not separately choosen.

Literatur Leiblein, M./Ziedonis, A.: Technology Strategy and Inoovation Management, Elgar Research Collection, Northhampton (MA) 2011
Lehrveranstaltung L0850: Technology Management Seminar
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Beside the written exam at the end of the module, students have to give one presentation (RE) on a research paper and two presentations as part of a group discussion (GD) in the seminar in order to pass. With these presentations it is possible to gain a bonus of max. 20% for the exam. However, the bonus is only valid if the exam is passed without the bonus.


Literatur see lecture Technology Management.

Modul M0846: Control Systems Theory and Design

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0656) Vorlesung 2 4
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0657) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Introduction to Control Systems
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain how linear dynamic systems are represented as state space models; they can interpret the system response to initial states or external excitation as trajectories in state space
  • They can explain the system properties controllability and observability, and their relationship to state feedback and state estimation, respectively
  • They can explain the significance of a minimal realisation
  • They can explain observer-based state feedback and how it can be used to achieve tracking and disturbance rejection
  • They can extend all of the above to multi-input multi-output systems
  • They can explain the z-transform and its relationship with the Laplace Transform
  • They can explain state space models and transfer function models of discrete-time systems
  • They can explain the experimental identification of ARX models of dynamic systems, and how the identification problem can be solved by solving a normal equation
  • They can explain how a state space model can be constructed from a discrete-time impulse response

Fertigkeiten
  • Students can transform transfer function models into state space models and vice versa
  • They can assess controllability and observability and construct minimal realisations
  • They can design LQG controllers for multivariable plants
  •  They can carry out a controller design both in continuous-time and discrete-time domain, and decide which is  appropriate for a given sampling rate
  • They can identify transfer function models and state space models of dynamic systems from experimental data
  • They can carry out all these tasks using standard software tools (Matlab Control Toolbox, System Identification Toolbox, Simulink)

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students can obtain information from provided sources (lecture notes, software documentation, experiment guides) and use it when solving given problems.

They can assess their knowledge in weekly on-line tests and thereby control their learning progress.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0656: Control Systems Theory and Design
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

State space methods (single-input single-output)

• State space models and transfer functions, state feedback 
• Coordinate basis, similarity transformations 
• Solutions of state equations, matrix exponentials, Caley-Hamilton Theorem
• Controllability and pole placement 
• State estimation, observability, Kalman decomposition 
• Observer-based state feedback control, reference tracking 
• Transmission zeros
• Optimal pole placement, symmetric root locus 
Multi-input multi-output systems
• Transfer function matrices, state space models of multivariable systems, Gilbert realization 
• Poles and zeros of multivariable systems, minimal realization 
• Closed-loop stability
• Pole placement for multivariable systems, LQR design, Kalman filter 

Digital Control
• Discrete-time systems: difference equations and z-transform 
• Discrete-time state space models, sampled data systems, poles and zeros 
• Frequency response of sampled data systems, choice of sampling rate 

System identification and model order reduction 
• Least squares estimation, ARX models, persistent excitation 
• Identification of state space models, subspace identification 
• Balanced realization and model order reduction 

Case study
• Modelling and multivariable control of a process evaporator using Matlab and Simulink 
Software tools
• Matlab/Simulink

Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes „Control Systems Theory and Design“
  • T. Kailath "Linear Systems", Prentice Hall, 1980
  • K.J. Astrom, B. Wittenmark "Computer Controlled Systems" Prentice Hall, 1997
  • L. Ljung "System Identification - Theory for the User", Prentice Hall, 1999
Lehrveranstaltung L0657: Control Systems Theory and Design
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0867: Produktionsplanung und -steuerung und Digitales Unternehmen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Das digitale Unternehmen (L0932) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0929) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0930) Gruppenübung 1 1
Übung: Das digitale Unternehmen (L0933) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Hermann Lödding
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen des Produktions- und Qualitätsmanagements
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können die Inhalte des Moduls detailliert erläutern und dazu Stellung beziehen.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage, Modelle und Methoden des Moduls für industrielle Problemstellungen auszuwählen und anzuwenden.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
Selbstständigkeit -
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0932: Das digitale Unternehmen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Im Kontext von Industrie 4.0 werden die Vernetzung und die Digitalisierung von Unternehmen zu einem strategischen Vorteil im internationalen Wettbewerb. Die Vorlesung thematisiert die relevantesten Bausteine hierfür und befähigt die Teilnehmer, aktuelle Entwicklungen kritisch zu hinterfragen. Insbesondere werden dafür die Themen Wissensmanagement, Simulation, Prozessmodellierung und virtuelle Technologien behandelt. 

Inhalte:

  • Geschäftsprozess- und Datenmodellierung, Simulation
  • Wissens-/Kompetenzmanagement
  • Prozess-Management (PPS, Workflow-Management)
  • Rechnerunterstützte Arbeitsplanung - Computer Aided Planning (CAP) und
  • NC-Programmierung
  • Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR)
  • Computer Aided Quality Management (CAQ) 
  • Industrie 4.0
 


Literatur

Scheer, A.-W.: ARIS - vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem. Springer-Verlag, Berlin 4. Aufl. 2002

Schuh, G. et. al.: Produktionsplanung und -steuerung, Springer-Verlag. Berlin 3. Auflage 2006

Becker, J.; Luczak, H.: Workflowmanagement in der Produktionsplanung und -steuerung. Springer-Verlag, Berlin 2004

Pfeifer, T; Schmitt, R.: Masing Handbuch Qualitätsmanagement. Hanser-Verlag, München 5. Aufl. 2007 

Kühn, W.: Digitale Fabrik. Hanser-Verlag, München 2006

Lehrveranstaltung L0929: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Modelle der Logistik – Produktion und Lager
  • Produktionsprogamm- und Mengenplanung
  • Termin- und Kapazitätsplanung
  • Ausgewählte Verfahren der PPS
  • Fertigungssteuerung
  • Produktionscontrolling
  • Logistikmanagement in der Lieferkette
Literatur
  • Vorlesungsskript
  • Lödding, H: Verfahren der Fertigungssteuerung, Springer 2008
  • Nyhuis, P.; Wiendahl, H.-P.: Logistische Kennlinien, Springer 2002
Lehrveranstaltung L0930: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0933: Übung: Das digitale Unternehmen
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Siehe korrespondierende Vorlesung

Literatur

Siehe korrespondierende Vorlesung

See interlocking course

Modul M0921: Electronic Circuits for Medical Applications

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Medizinelektronik (L0696) Vorlesung 2 3
Medizinelektronik (L1056) Gruppenübung 1 2
Medizinelektronik (L1408) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Matthias Kuhl
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of electrical engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the basic functionality of the information transfer by the central nervous system
  • Students are able to explain the build-up of an action potential and its propagation along an axon
  • Students can exemplify the communication between neurons and electronic devices
  • Students can describe the special features of low-noise amplifiers for medical applications
  • Students can explain the functions of prostheses, e. g. an artificial hand
  • Students are able to discuss the potential and limitations of cochlea implants and artificial eyes


Fertigkeiten
  • Students can  calculate the  time dependent voltage behavior of an action potential
  • Students can give scenarios for further improvement of low-noise and low-power signal acquisition.
  • Students  can develop the block diagrams of prosthetic systems
  • Students can define the building blocks of electronic systems for an articifial eye.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students are trained to solve problems in the field of medical electronics in teams together with experts with different professional background.
  • Students are able to recognize their specific limitations, so that they can ask for assistance to the right time.
  • Students can document their work in a clear manner and communicate their results in a way that others can be involved whenever it is necessary


Selbstständigkeit
  • Students are able to realistically judge the status of their knowledge and to define actions for improvements when necessary.
  • Students can break down their work in appropriate work packages and schedule their work in a realistic way.
  • Students can handle the complex data structures of bioelectrical experiments without needing support.
  • Students are able to act in a responsible manner in all cases and situations of experimental work.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Nein Keiner Übungsaufgaben
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0696: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant



Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/


Lehrveranstaltung L1056: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1408: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant
Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/

Modul M1150: Kontinuumsmechanik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kontinuumsmechanik (L1533) Vorlesung 2 3
Kontinuumsmechanik Übung (L1534) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen Kontinuumsmechanik wie z.B. im Modul Mechanik II unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare Verzerrungen, Schnittprinzip, linear-elastische Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Konzepte zur Berechnung von mechanischem Materialverhalten erklären. Sie können Methoden der Kontinuumsmechanik im größeren Kontext erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können Bilanzgleichungen aufstellen und Grundlagen der Deformationstheorie elastischer Körper anwenden und auf diesem Gebiet spezifische Aufgabenstellungen sowohl anwendungsorientiert als auch forschungsorientiert bearbeiten

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten in Schriftform präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Kontinuumsmechanik identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1533: Kontinuumsmechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Grundlagen der Tensorrechnung
    • Transformationsinvarianz
    • Tensoralgebra
    • Tensoranalysis
  • Kinematik
    • Bewegung eines Kontinuums
    • Verformung infinitesimaler Linien-, Flächen- und Volumenelemente
    • Materielle und räumliche Betrachtung
    • Polare Zerlegung
    • Spektrale Zerlegung
    • Objektivität
    • Verzerrungsmaße
    • Zeitableitungen
      • Partielle / materielle Zeitableitung
      • Objektive Zeitableitungen
      • Verzerrungs-und Deformationsraten
    • Transporttheoreme
  • Bilanzgleichungen (globale und lokale Form)
    • Massenbilanz
    • Spannungszustand
      • Randspannunsvektoren
      • Cauchy'sches Fundametaltheorem
      • Spannungstensoren (Cauchy-, 1. und 2. Piola-Kirchhoff-, Kirchhoff-Spannunstensor)
    • Impulsbilanz
    • Drehimpulsbilanz
    • Energiebilanz
    • Entropiebilanz
    • Clausius-Duhem-Ungleichung
  • Konstitutive Beziehungen
    • Konstitutive Annahmen
    • Fluide
    • Elastische Körper
      • Hyperelastizität
      • Materialsymmetrie
    • Elastoplastizität
  • Analyse
    • Anfangsrandwertprobleme und deren numerische Lösung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer

weitere siehe in der Literaturliste des Scripts


Lehrveranstaltung L1534: Kontinuumsmechanik Übung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Kinematik deformierbarer Körper
  • Bilanzgleichungen (Massenbilanz, Energiegleichung, …)
  • Spannungszustand
  • Materialmodellierung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer


Modul M1151: Werkstoffmodellierung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Werkstoffmodellierung (L1535) Vorlesung 2 3
Werkstoffmodellierung (L1536) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen und nichtlinearen Kontinuumsmechanik wie z.B. in den Modulen Mechanik II und Kontinuumsmechanik unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare und nichtlineare Verzerrungsmaße, Schnittprinzip, lineare und nichtlineare Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Grundlagen von mehrdimensionalen Werkstoffgesetzen erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eigene Materialmodelle in ein Finite Elemente Programm implementieren. Insbesondere können Sie Ihre Kenntnisse auf verschiedene Problemstellung aus der Materialwissenschaft anwenden und Materialmodelle entsprechend bewerten.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Werkstoffmodellierung identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1535: Werkstoffmodellierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Eine der wichtigsten Fragen bei der Modellierung mechanischer Systeme in der Praxis ist, wie man das Materialverhalten der einzelnen Bauteile modelliert. Neben einfacher isotroper Elastizität sind dabei von besonderer Bedeutung:

- Anisotropie (richtungsabhängige Materialeigenschaften etwa bei faserverstärkten Kunststoffen)
- Plastizität (dauerhafte Verformung durch einmalige hohe Belastung etwa in der Umformtechnik)
- Viskoelastizität (Absorption von Energie etwa bei Dämpfern)
- Kriechen (schleichende Verformung unter Langzeitbelastung z.B. in Rohrleitungen)

Diese Vorlesung gibt eine kurze Einführung in die theoretischen Grundlagen und mathematische Beschreibung der oben genannten Phänomene. In einer parallelen Übung werden diese anhand einfacher Berechnungsaufgaben vertieft. Dabei wird insbesondere erläutert, wie die oben genannten Phänomene in Computersimulationen modelliert werden können und wie man aus gegebenen Messdaten wichtige Materialparameter bestimmen kann.

Literatur
Lehrveranstaltung L1536: Werkstoffmodellierung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1199: Moderne Funktionsmaterialien

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Moderne Funktionsmaterialien (L1625) Seminar 2 6
Modulverantwortlicher Prof. Patrick Huber
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernen Hochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendung von metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowie von modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) und Nanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien des Materialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mit gewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.
Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffe geben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebene Anwendungen zusammenstellen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

  • ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.
  • benötigtes Wissen aneignen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1625: Moderne Funktionsmaterialien
Typ Seminar
SWS 2
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Patrick Huber, Prof. Stefan Müller, Prof. Bodo Fiedler, Prof. Gerold Schneider, Prof. Jörg Weißmüller, Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Poröse Festkörper - Präparation, Charakterisierung und Funktionalitäten
2. Fluidik mit nanoporösen Membranen
3. Thermoplastische Elastomere
4. Eigenschaftsoptimierung von Kunststoffen durch Nanopartikel
5. Faserverbundwerkstoffe
6. Werkstoffmodellierung auf quantenmechanischer Basis
7. Biomaterialien

Literatur

Aktuelle Publikationen aus der Fachliteratur werden während der Veranstaltung bekanntgegeben.

Modul M1279: MED II: Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie (L0386) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Hans-Jürgen Kreienkamp
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine. Das Modul deckt fachspezifische Lehrinhalte des Mediziningenieurwesens ab und erlaubt Studenten, die nicht Mediziningenieurwesen im Bachelor vertieft haben, den Master Mediziningenieurwesen zu belegen.


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Die Studierenden können
  • grundlegende Biomoleküle beschreiben;
  • erklären wie genetische Information in DNA kodiert wird; 
  • den Zusammenhang zwischen DNA und Protein erläutern.
Fertigkeiten Die Studierenden können
  • die Bedeutung molekularer Parameter für ein Krankheitsgeschehen erkennen;
  • ausgewählte molekular-diagnostische Verfahren beschreiben; 
  • die Bedeutung dieser Verfahren für einige Krankheiten erläutern
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studerenden können aktuelle Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene führen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können Themengebiete der LVs eigenständig aus der Fachliteratur erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0386: Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hans-Jürgen Kreienkamp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Proteine - Struktur und Funktion
  • Enzyme
  • Nukleinsäuren: Struktur und Bedeutung
  • DNA; Replikation
  • RNA; Proteinbiosynthese
  • Gentechnologie; PCR; Klonierung
  • Hormone; Signaltransduktion
  • Energie-Stoffwechsel: Kohlehydrate; Fette
  • Stoffwechselregulation
  • Krebs; molekulare Ursachen
  • Genetische Erkrankungen
  • Immunologie; Viren (HIV)


Literatur

Müller-Esterl, Biochemie, Spektrum Verlag, 2010; 2. Auflage

Löffler, Basiswissen Biochemie, 7. Auflage, Springer, 2008




Modul M1334: BIO II: Biomaterials

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Biomaterialien (L0593) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of orthopedic and surgical techniques is recommended.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can describe the materials of the human body and the materials being used in medical engineering, and their fields of use.

Fertigkeiten

The students can explain the advantages and disadvantages of different kinds of biomaterials.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to discuss issues related to materials being present or being used for replacements with student mates and the teachers.

Selbstständigkeit

The students are able to acquire information on their own. They can also judge the information with respect to its credibility.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0593: Biomaterials
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Topics to be covered include:

1.    Introduction (Importance, nomenclature, relations)

2.    Biological materials

2.1  Basics (components, testing methods)

2.2  Bone (composition, development, properties, influencing factors)

2.3  Cartilage (composition, development, structure, properties, influencing factors)

2.4  Fluids (blood, synovial fluid)

3     Biological structures

3.1  Menisci of the knee joint

3.2  Intervertebral discs

3.3  Teeth

3.4  Ligaments

3.5  Tendons

3.6  Skin

3.7  Nervs

3.8  Muscles

4.    Replacement materials

4.1  Basics (history, requirements, norms)

4.2  Steel (alloys, properties, reaction of the body)

4.3  Titan (alloys, properties, reaction of the body)

4.4  Ceramics and glas (properties, reaction of the body)

4.5  Plastics (properties of PMMA, HDPE, PET, reaction of the body)

4.6  Natural replacement materials

Knowledge of composition, structure, properties, function and changes/adaptations of biological and technical materials (which are used for replacements in-vivo). Acquisition of basics for theses work in the area of biomechanics.


Literatur

Hastings G and Ducheyne P.: Natural and living biomaterials. Boca Raton: CRC Press, 1984.

Williams D.: Definitions in biomaterials. Oxford: Elsevier, 1987.

Hastings G.: Mechanical properties of biomaterials: proceedings held at Keele University, September 1978. New York: Wiley, 1998.

Black J.: Orthopaedic biomaterials in research and practice. New York: Churchill Livingstone, 1988.

Park J.  Biomaterials: an introduction. New York: Plenum Press, 1980.

Wintermantel, E. und Ha, S.-W : Biokompatible Werkstoffe und Bauweisen. Berlin, Springer, 1996.


Modul M0808: Finite Elements Methods

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Finite-Elemente-Methoden (L0291) Vorlesung 2 3
Finite-Elemente-Methoden (L0804) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Otto von Estorff
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanics I (Statics, Mechanics of Materials) and Mechanics II (Hydrostatics, Kinematics, Dynamics)
Mathematics I, II, III (in particular differential equations)

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students possess an in-depth knowledge regarding the derivation of the finite element method and are able to give an overview of the theoretical and methodical basis of the method.



Fertigkeiten

The students are capable to handle engineering problems by formulating suitable finite elements, assembling the corresponding system matrices, and solving the resulting system of equations.



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions.

Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging computational problems and develop own finite element routines. Problems can be identified and the results are critically scrutinized.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 20 % Midterm
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme und Flugzeugvorentwurf: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0291: Finite Element Methods
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- General overview on modern engineering
- Displacement method
- Hybrid formulation
- Isoparametric elements
- Numerical integration
- Solving systems of equations (statics, dynamics)
- Eigenvalue problems
- Non-linear systems
- Applications

- Programming of elements (Matlab, hands-on sessions)
- Applications

Literatur

Bathe, K.-J. (2000): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

Lehrveranstaltung L0804: Finite Element Methods
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1342: Kunststoffe

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe (L0389) Vorlesung 2 3
Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen (L1892) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Hans Wittich
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen aus der Chemie / Physik / Werkstoffkunde 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

- die Grundlagen der Kunststoffe wiedergeben und kennen die entsprechenden Prüf- und Analysemethoden.

- die komplexen Zusammenhänge  Struktur-Eigenschaftsbeziehung erklären.

- die Wechselwirkungen von chemischen Aufbau der Polymere unter Einbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern (z.B. Nachhaltigkeit, Umweltschutz).

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage standardisierte Berechnungsmethoden in einem angegebenen Kontext einzusetzen, um

- mechanische Eigenschaften (Modul, Festigkeit) zu berechnen und die unterschiedlichen Materialien zu bewerten.

- für werkstoffliche Probleme geeignete Lösungen auszuwählen und zu dimensionieren, z.B. Steifigkeit, Korrosion, Festigkeit.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

- in heterogen Gruppen zu fundierten Arbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

- eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen

- ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns einzuschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0389: Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Hans Wittich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt - Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe
- Aufbau des Makromoleküls
  Konstitution, Kofiguration, Konformation, Bindungen,
  Polyreaktionen, Molekulargewichtsverteilung
- Morphologie
  Amorph, Kristallisation, Mischungen
- Eigenschaften
  Elastizität, Plastizität, Wechselbelastungen,
- Thermische Eigenschaften,
- Elektrische Eigenschaften
- Theoretische Modelle zur Vorhersage der Eigenschaften
- Anwendungsbeispiele
Literatur Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe, Carl Hanser Verlag
Lehrveranstaltung L1892: Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Bodo Fiedler, Dr. Hans Wittich
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Verarbeitung der Kunststoffe: Eigenschaften; Kalandrieren; Extrusion; Spritzgießen; Thermoformen; Schäumen; Fügen

Designing with Polymers: Materials Selection; Structural Design; Dimensioning

Literatur

Osswald, Menges: Materials Science of Polymers for Engineers, Hanser Verlag
Crawford: Plastics engineering, Pergamon Press
Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser Verlag

Konstruieren mit Kunststoffen, Gunter Erhard , Hanser Verlag

Modul M0632: Regenerative Medizin

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Regenerative Medizin (L0347) Seminar 2 3
Ringvorlesung Tissue Engineering - Regenerative Medizin (L1664) Seminar 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Pörtner
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Methoden der regenerativen Medizin zu beschreiben und den Einsatz Gewebezellen für verschiedene Verfahren des Tissue Engineering zu erklären. Sie können einen grundlegenden Überblick über Verfahren zur Kultivierung tierischer und humaner Zellen geben.

Die Studierenden können die jeweils diskutierten aktuellen Konzepte des Tissue Engineering und der regenerativen Medizin wiedergeben und die grundliegenden Prinzipien der jeweils bearbeiteten Themen.


Fertigkeiten

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,

  • medizinische Datenbanken zur Akquirierung und Darstellung der relevanten up-to-date Daten selbstständig zu nutzen
  • ihre Arbeitsergebnissen in Form von Präsentationen darzustellen
  • grundlegende Zellkulturverfahren und die entsprechenden Analysen selbsttändig durchzuführe
  • aktuelle Forschungsansätze zum Tissue Engineering und zur regenerativen Medizin zu analysieren und zu bewerten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, gemeinsam im Team mit 2-4 Studierenden vorgegebene Aufgaben zu lösen und ihre Arbeitsergebnisse im Plenum zu diskutieren und zu verteidigen.

Die Studierenden können ihr fachspezifisches Wissen mündlich reflektieren und mit Mitstudierenden und Lehrpersonal diskutieren.


Selbstständigkeit


Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer in der Lage, sich eigenständig in Teams von etwa 2-4 Personen zu organisieren, um die Lösung für ein komplexes technisches Problem selbstständig zu erarbeiten und zu präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 20 % Schriftliche Ausarbeitung Ausarbeitung zu Ringvorlesung / protocol for lecture series
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang Vortrag + Diskussion (30 min)
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0347: Regenerative Medizin
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Dr. Frank Feyerabend
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Der Kurs beschäftigt sich mit der Anwendung biotechnologischer Techniken für Regeneration menschlicher Gewebe. Die Hauptthemen sind Tissue engineering zur Erzeugung von künstlichen Organen wie Knorpel, Leber, Blutgefäßen etc. und ihre Anwendungen: 

Einleitung (historische Entwicklung, Beispiele für die medizinischen und technischen Anwendungen, Marktübersicht)

Spezifische Grundlagen der Zelle (Zellenphysiologie, Biochemie, Metabolismus, spezielle Anforderungen für Zellenkultur "in-vitro")

Spezifische Prozeßgrundlagen (Anforderungen für Kultursysteme, Beispiele für Reaktorentwurf, mathematisches Modellieren, Prozess- und Steuerstrategien)

Beispiele für Anwendungen für klinische Anwendungen, Wirkstofftestung und Materialprüfung

Die Grundlagen werden von den Dozenten dargestellt. Der aktelle Stand der Entwicklung wird von den Studenten anhand ausgewählter aktueller Publikationen selbstständig erarbeitet und während des Kurses präsentiert.

Literatur

Regenerative Biology and Medicine (Taschenbuch) von David L. Stocum; Academic Pr Inc; ISBN-10: 0123693713 ,  ISBN-13: 978-0123693716  

Fundamentals of Tissue Engineering and Regenerative Medicine von Ulrich Meyer (Herausgeber), Thomas Meyer (Herausgeber), Jörg Handschel (Herausgeber), Hans Peter Wiesmann (Herausgeber): Springer, Berlin; ISBN-10: 3540777547;  ISBN-13: 978-3540777540
Lehrveranstaltung L1664: Ringvorlesung Tissue Engineering - Regenerative Medizin
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Diskussion aktueller Forschungsthemen zu Tissue Engineering und regenerativer Medizin durch eingeladene Experten

Literatur

Regenerative Biology and Medicine (Taschenbuch) von David L. Stocum; Academic Pr Inc; ISBN-10: 0123693713 ,  ISBN-13: 978-0123693716 

Fundamentals of Tissue Engineering and Regenerative Medicine von Ulrich Meyer (Herausgeber), Thomas Meyer (Herausgeber), Jörg Handschel (Herausgeber), Hans Peter Wiesmann (Herausgeber): Springer, Berlin; ISBN-10: 3540777547;  ISBN-13: 978-3540777540

Modul M1333: BIO I: Implantate und Frakturheilung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Implantate und Frakturheilung (L0376) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Es ist für das Verständnis besser, wenn zuerst die Lehrveranstaltung "Einführung in die Anatomie“ belegt wird.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die unterschiedlichen Knochenheilungsarten beschreiben und die Voraussetzungen, unter denen sie auftreten, erklären. Die Studierenden sind in der Lage, bei gegebener Frakturmorphologie entsprechende Versorgungen für die Wirbelsäule und die Röhrenknochen, zu benennen. 

Fertigkeiten

Studierende können die im menschlichen Körper wirkenden Kräfte für quasistatische Lastsituation unter gewissen Annahmen berechnen. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studenten können in der Gruppe gemeinsam einfache Aufgaben zur Erstellung von Modellen zur Berechnung der wirkenden Kräfte lösen.

Selbstständigkeit

Studenten können in der Gruppe gemeinsam einfache Aufgaben zur Erstellung von Modellen zur Berechnung der wirkenden Kräfte lösen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Orientierungsstudium: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0376: Implantate und Frakturheilung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

0.      EINLEITUNG

1.      GESCHICHTE

2.      KNOCHEN

2.1     Femur

2.2     Tibia

2.3     Fibula

2.4     Humerus

2.5     Radius

2.6     Ulna

2.7     Der Fuß

3.      WIRBELSÄULE

3.1     Die Wirbelsäule als Ganzes

3.2     Erkrankungen und Verletzungen der Wirbelsäule

3.3     Belastung der WS

3.4     Die Lendenwirbelsäule

3.5     Die Brustwirbelsäule

3.6     Die Halswirbelsäule

4.      BECKEN

5.      FRAKTURHEILUNG

5.1     Grundlagen und Biologie der Frakturheilung

5.2     Klinische Prinzipien und Begriffe der Frakturbehandlung:

5.3     Biomechanik der Frakturbehandlung

5.3.1 Die Schraube

5.3.2 Die Platte

5.3.3 Der Marknagel

5.3.4 Der Fixateur Externe

5.3.5 Die Implantate der Wirbelsäule

6.      Neue Implantate


Literatur

Cochran V.B.: Orthopädische Biomechanik

Mow V.C., Hayes W.C.: Basic Orthopaedic Biomechanics

White A.A., Panjabi M.M.: Clinical biomechanics of the spine

Nigg, B.: Biomechanics of the musculo-skeletal system

Schiebler T.H., Schmidt W.: Anatomie

Platzer: dtv-Atlas der Anatomie, Band 1 Bewegungsapparat



Modul M0768: Microsystems Technology in Theory and Practice

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystemtechnologie (L0724) Vorlesung 2 4
Mikrosystemtechnologie (L0725) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Hoc Khiem Trieu
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basics in physics, chemistry, mechanics and semiconductor technology

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able

     to present and to explain current fabrication techniques for microstructures and especially methods for the fabrication of microsensors and microactuators, as well as the integration thereof in more complex systems

     to explain in details operation principles of microsensors and microactuators and

     to discuss the potential and limitation of microsystems in application.


Fertigkeiten

Students are capable

     to analyze the feasibility of microsystems,

     to develop process flows for the fabrication of microstructures and

     to apply them.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Students are able to prepare and perform their lab experiments in team work as well as to present and discuss the results in front of audience.


Selbstständigkeit

None

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung Studierenden führen in Kleingruppen ein Laborpraktikum durch. Jede Gruppe präsentiert und diskutiert die Theorie sowie die Ergebniise ihrer Labortätigkeit. vor dem gesamten Kurs.
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0724: Microsystems Technology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Introduction (historical view, scientific and economic relevance, scaling laws)
  • Semiconductor Technology Basics, Lithography (wafer fabrication, photolithography, improving resolution, next-generation lithography, nano-imprinting, molecular imprinting)
  • Deposition Techniques (thermal oxidation, epitaxy, electroplating, PVD techniques: evaporation and sputtering; CVD techniques: APCVD, LPCVD, PECVD and LECVD; screen printing)
  • Etching and Bulk Micromachining (definitions, wet chemical etching, isotropic etch with HNA, electrochemical etching, anisotropic etching with KOH/TMAH: theory, corner undercutting, measures for compensation and etch-stop techniques; plasma processes, dry etching: back sputtering, plasma etching, RIE, Bosch process, cryo process, XeF2 etching)
  • Surface Micromachining and alternative Techniques (sacrificial etching, film stress, stiction: theory and counter measures; Origami microstructures, Epi-Poly, porous silicon, SOI, SCREAM process, LIGA, SU8, rapid prototyping)
  • Thermal and Radiation Sensors (temperature measurement, self-generating sensors: Seebeck effect and thermopile; modulating sensors: thermo resistor, Pt-100, spreading resistance sensor, pn junction, NTC and PTC; thermal anemometer, mass flow sensor, photometry, radiometry, IR sensor: thermopile and bolometer)
  • Mechanical Sensors (strain based and stress based principle, capacitive readout, piezoresistivity,  pressure sensor: piezoresistive, capacitive and fabrication process; accelerometer: piezoresistive, piezoelectric and capacitive; angular rate sensor: operating principle and fabrication process)
  • Magnetic Sensors (galvanomagnetic sensors: spinning current Hall sensor and magneto-transistor; magnetoresistive sensors: magneto resistance, AMR and GMR, fluxgate magnetometer)
  • Chemical and Bio Sensors (thermal gas sensors: pellistor and thermal conductivity sensor; metal oxide semiconductor gas sensor, organic semiconductor gas sensor, Lambda probe, MOSFET gas sensor, pH-FET, SAW sensor, principle of biosensor, Clark electrode, enzyme electrode, DNA chip)
  • Micro Actuators, Microfluidics and TAS (drives: thermal, electrostatic, piezo electric and electromagnetic; light modulators, DMD, adaptive optics, microscanner, microvalves: passive and active, micropumps, valveless micropump, electrokinetic micropumps, micromixer, filter, inkjet printhead, microdispenser, microfluidic switching elements, microreactor, lab-on-a-chip, microanalytics)
  • MEMS in medical Engineering (wireless energy and data transmission, smart pill, implantable drug delivery system, stimulators: microelectrodes, cochlear and retinal implant; implantable pressure sensors, intelligent osteosynthesis, implant for spinal cord regeneration)
  • Design, Simulation, Test (development and design flows, bottom-up approach, top-down approach, testability, modelling: multiphysics, FEM and equivalent circuit simulation; reliability test, physics-of-failure, Arrhenius equation, bath-tub relationship)
  • System Integration (monolithic and hybrid integration, assembly and packaging, dicing, electrical contact: wire bonding, TAB and flip chip bonding; packages, chip-on-board, wafer-level-package, 3D integration, wafer bonding: anodic bonding and silicon fusion bonding; micro electroplating, 3D-MID)


Literatur

M. Madou: Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, 2002

N. Schwesinger: Lehrbuch Mikrosystemtechnik, Oldenbourg Verlag, 2009

T. M. Adams, R. A. Layton:Introductory MEMS, Springer, 2010

G. Gerlach; W. Dötzel: Introduction to microsystem technology, Wiley, 2008

Lehrveranstaltung L0725: Microsystems Technology
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0630: Robotics and Navigation in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Robotik und Navigation in der Medizin (L0335) Vorlesung 2 3
Robotik und Navigation in der Medizin (L0338) Projektseminar 2 2
Robotik und Navigation in der Medizin (L0336) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of programming, e.g., in Java or C++
  • solid R or Matlab skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can explain kinematics and tracking systems in clinical contexts and illustrate systems and their components in detail. Systems can be evaluated with respect to collision detection and  safety and regulations. Students can assess typical systems regarding design and  limitations.

Fertigkeiten

The students are able to design and evaluate navigation systems and robotic systems for medical applications.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0335: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

- kinematics
- calibration
- tracking systems
- navigation and image guidance
- motion compensation
The seminar extends and complements the contents of the lecture with respect to recent research results.


Literatur

Spong et al.: Robot Modeling and Control, 2005
Troccaz: Medical Robotics, 2012
Further literature will be given in the lecture.

Lehrveranstaltung L0338: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0336: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1384: Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering (L1963) Seminar 3 6
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Pörtner
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1963: Fallstudien zu regenerativer Medizin und Tissue Engineering
Typ Seminar
SWS 3
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Ralf Pörtner, Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Modul M0634: Einführung in Medizintechnische Systeme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in Medizintechnische Systeme (L0342) Vorlesung 2 3
Einführung in Medizintechnische Systeme (L0343) Projektseminar 2 2
Einführung in Medizintechnische Systeme (L1876) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen Mathematik (Algebra, Analysis)
Grundlagen Stochastik
Grundlagen Programmierung, R/Matlab

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können Funktionsprinzipien ausgewählter medizintechnischer Systeme (beispielsweise bildgebende Systeme, Assistenzsysteme im OP, medizintechnische Informationssysteme) erklären. Sie können einen Überblick über regulatorische Rahmenbedingungen und Standards in der Medizintechnik geben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, die Funktion eines medizintechnischen Systems im Anwendungskontext zu bewerten.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Gruppen ein medizintechnisches Thema als Projekt beschreiben, in Teilaufgaben untergliedern und gemeinsam bearbeiten.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihren Wissensstand einschätzen und ihre Arbeitsergebnisse dokumentieren.  Sie können die erzielten Ergebnisse kritisch bewerten und in geeigneter Weise präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Referat
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Computer Science: Vertiefung Computer- und Software-Engineering: Wahlpflicht
Computer Science: Vertiefung II. Mathematik und Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Data Science: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Mathematik & Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0342: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

- Bildgebende Systeme
- Assistenzsysteme im OP
- Medizintechnische Sensorsysteme
- Medizintechnische Informationssysteme
- Regulatorische Rahmenbedingungen
- Standards in der Medizintechnik
Durch problembasiertes Lernen erfolgt die Vertiefung der Methoden aus der Vorlesung. Dies erfolgt in Form von Gruppenarbeit. 

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Lehrveranstaltung L0343: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1876: Einführung in Medizintechnische Systeme
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

- Bildgebende Systeme
- Assistenzsysteme im OP
- Medizintechnische Sensorsysteme
- Medizintechnische Informationssysteme
- Regulatorische Rahmenbedingungen
- Standards in der Medizintechnik
Durch problembasiertes Lernen erfolgt die Vertiefung der Methoden aus der Vorlesung. Dies erfolgt in Form von Gruppenarbeit. 

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Modul M0752: Nichtlineare Dynamik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Nichtlineare Dynamik (L0702) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende sind in der Lage bestehende Begriffe und Konzepte der Nichtlinearen Dynamik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zu entwickeln.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden der Nichtlinearen Dynamik anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zu entwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können Arbeitsergebnisse auch in Gruppen erzielen.
Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehen und selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0702: Nichtlineare Dynamik
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Grundlagen der Nichtlinearen Dynamik.
Literatur S. Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos. Perseus, 2013.

Modul M0761: Halbleitertechnologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Halbleitertechnologie (L0722) Vorlesung 4 4
Halbleitertechnologie (L0723) Laborpraktikum 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Hoc Khiem Trieu
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen in Physik, Chemie, Werkstoffen und Halbleiterbauelemente

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen


Die Studierenden können

     die aktuellen Herstellungsmethoden für Si- und GaAs- Substrate beschreiben und erklären,

     die wesentlichen Prozesse, ihre Abfolge und Auswirkungen zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und hochintegrierten Schaltungen erläutern und

     integrierte Prozessabläufe darstellen.


Fertigkeiten


Studierende sind in der Lage,

     eine Analyse der Einflüsse von Prozessparametern auf die Prozessierung durchzuführen,

     Prozesse auszuwählen und zu bewerten sowie

          Prozessfolgen für die Herstellung von Halbleiterbauelementen zu entwerfen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Studierende können in Gruppen Versuche planen, durchführen sowie die Ergebnisse präsentieren und vor anderen vertreten.


Selbstständigkeit

Keine

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0722: Halbleitertechnologie
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 64, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung (historische Betrachtung und Trends in der Mikroelektronik)
  • Werkstoffgrundlagen (Halbleiter, Kristalle, Miller-Indizes, Kristallfehler)
  • Kristallherstellung (Kristallzucht für Si und GaAs: Verunreinigungen, Reinigung, Czochralski-, Bridgeman- und Zonenschmelz-Verfahren)
  • Waferherstellung (Prozessabfolge, Parameter, SOI)
  • Prozessgrundlagen
  • Dotierung (Bändermodell, Dotierung, Dotierung durch Legieren, Dotierung durch Diffusion: Transportprozesse, Dotierungsprofile, Effekte höherer Ordnung und Prozesstechnik, Ionenimplantation: Theorie, Implantationsprofile, Channeling, Implantationsschäden, Ausheilprozesse und Anlagentechnik)

  • Oxidation (Siliziumdioxid: Struktur, elektrische Eigenschaften und Ladungen im Oxid, thermische Oxidation: Reaktionen, Kinetik, Einflüsse auf Wachstumsrate und Prozess- und Anlagentechnik, anodische Oxidation, Plasmaoxidation, thermische Oxidation von GaAs)

  • Abscheideverfahren (Theorie: Keimbildung, Schichtwachstum und Strukturzonenmodell, Wachstumsprozess, Reaktionskinetik, Temperatureinfluss und Reaktorbau; Epitaxie: Gasphasen-, Flüssigphasen-, Molekularstrahl-Epitaxie; CVD-Verfahren: APCVD, LPCVD, Abscheidung von Metallsiliziden, PECVD und LECVD; Grundlagen des Plasma, Anlagentechnik, PVD-Verfahren: Hochvakuum-Aufdampfen, Kathodenzerstäuben)

  • Strukturierungsverfahren (subtraktive Verfahren, Photolithographie: Lackeigenschaften, Belichtungsverfahren, Kontakt-, Abstand- und Projektionsbelichtung, Auflösungsgrenze, Probleme in der Praxis und Belichtungseinrichtungen, additive Verfahren: Abhebetechnik und galvanische Abscheidung, Auflösungsverbesserung: Excimerlaser-Lichtquelle, Immersions- und Phasenkontrast-Lithographie, Elektronenstrahl-Lithographie, Röntgen-Lithographie, EUV-Lithographie, Ionenstrahl-Lithographie, nasschemisches Ätzen: isotrop und anisotrop, Eckenunterätzung, Kompensationsmasken und Ätzstoppverfahren; Trockenätzen: plasmaunterstütztes Ätzen, Rücksputtern, Ionenätzen, chemisches Trockenätzen, RIE, Seitenwandpassivierung)

  • Prozess-Integration (CMOS-Prozess, Bipolar-Prozess)
  • Aufbau- und Verbindungstechnik (Integrationshierarchien, Gehäuse, Chip-on-Board, Chip-Montagetechnik, Verbindungstechniken: Drahtbonden, TAB und Flipchip-Technik, Waferlevel-Package, 3D-Stacking)

 

Literatur

S.K. Ghandi: VLSI Fabrication principles - Silicon and Gallium Arsenide, John Wiley & Sons

S.M. Sze: Semiconductor Devices - Physics and Technology, John Wiley & Sons

U. Hilleringmann: Silizium-Halbleitertechnologie, Teubner Verlag

H. Beneking: Halbleitertechnologie - Eine Einführung in die Prozeßtechnik von Silizium und III-V-Verbindungen, Teubner Verlag

K. Schade: Mikroelektroniktechnologie, Verlag Technik Berlin

S. Campbell: The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press

P. van Zant: Microchip Fabrication - A Practical Guide to Semiconductor Processing, McGraw-Hill

Lehrveranstaltung L0723: Halbleitertechnologie
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0835: Humanoide Robotik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Humanoide Robotik (L0663) Seminar 2 2
Modulverantwortlicher Patrick Göttsch
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse


  • Grundlagen der Regelungstechnik
  • Control systems theory and design
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können Eigenschaften der humanoiden Robotik nennen und erläutern.
  • Die Studierenden können Regelkonzepte für verschiedene Aufgaben der Humanoiden Robotik anwenden.
Fertigkeiten
  • Die Studierenden erarbeiten sich neues Wissen zu ausgewählten Aspekten der humanoiden Robotik aus ausgewählten Literaturquellen.
  • Die Studierenden abstrahieren und fassen die Inhalte zusammen, um sie den anderen Teilnehmern zu präsentieren.
  • Die Studierenden üben gemeinsam  Erstellung und Halten einer Präsentation 



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Die Studierenden können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
  • Sie sind in der Lage angemessenes Feedback zu geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umzugehen.


Selbstständigkeit
  • Die Studierenden bewerten selbständig Vor- und Nachteile von Präsentationsformen für bestimmte Aufgaben und sie wählen eigenverantwortlich die jeweils beste Lösung aus.
  • Die Studierenden erarbeiten sich selbständig ein wissenschaftliches Teilgebiet, können dieses in einer Präsentation vorstellen und verfolgen aktiv die Präsentationen anderer Studierender, so dass ein interaktiver Diskurs über ein wissenschaftliches Thema entsteht.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 2
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0663: Humanoide Robotik
Typ Seminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Patrick Göttsch
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Grundlagen der Regelungstechnik
  • Control systems theory and design
Literatur

- B. Siciliano, O. Khatib. "Handbook of Robotics. Part A: Robotics Foundations",

Springer (2008).


Modul M0838: Linear and Nonlinear System Identifikation

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Lineare und Nichtlineare Systemidentifikation (L0660) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Discrete-time systems
  • Linear algebra, singular value decomposition
  • Basic knowledge about stochastic processes
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the general framework of the prediction error method and its application to a variety of linear and nonlinear model structures
  • They can explain how multilayer perceptron networks are used to model nonlinear dynamics
  • They can explain how an approximate predictive control scheme can be based on neural network models
  • They can explain the idea of subspace identification and its relation to Kalman realisation theory
Fertigkeiten
  • Students are capable of applying the predicition error method to the experimental identification of linear and nonlinear models for dynamic systems
  • They are capable of implementing a nonlinear predictive control scheme based on a neural network model
  • They are capable of applying subspace algorithms to the experimental identification of linear models for dynamic systems
  • They can do the above using standard software tools (including the Matlab System Identification Toolbox)
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in mixed groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0660: Linear and Nonlinear System Identification
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Prediction error method
  • Linear and nonlinear model structures
  • Nonlinear model structure based on multilayer perceptron network
  • Approximate predictive control based on multilayer perceptron network model
  • Subspace identification
Literatur
  • Lennart Ljung, System Identification - Theory for the User, Prentice Hall 1999
  • M. Norgaard, O. Ravn, N.K. Poulsen and L.K. Hansen, Neural Networks for Modeling and Control of Dynamic Systems, Springer Verlag, London 2003
  • T. Kailath, A.H. Sayed and B. Hassibi, Linear Estimation, Prentice Hall 2000

Modul M0840: Optimal and Robust Control

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Optimale und robuste Regelung (L0658) Vorlesung 2 3
Optimale und robuste Regelung (L0659) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Linear algebra, singular value decomposition
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the significance of the matrix Riccati equation for the solution of LQ problems.
  • They can explain the duality between optimal state feedback and optimal state estimation.
  • They can explain how the H2 and H-infinity norms are used to represent stability and performance constraints.
  • They can explain how an LQG design problem can be formulated as special case of an H2 design problem.
  • They  can explain how model uncertainty can be represented in a way that lends itself to robust controller design
  • They can explain how - based on the small gain theorem - a robust controller can guarantee stability and performance for an uncertain plant.
  • They understand how analysis and synthesis conditions on feedback loops can be represented as linear matrix inequalities.
Fertigkeiten
  • Students are capable of designing and tuning LQG controllers for multivariable plant models.
  • They are capable of representing a H2 or H-infinity design problem in the form of a generalized plant, and of using standard software tools for solving it.
  • They are capable of translating time and frequency domain specifications for control loops into constraints on closed-loop sensitivity functions, and of carrying out a mixed-sensitivity design.
  • They are capable of constructing an LFT uncertainty model for an uncertain system, and of designing a mixed-objective robust controller.
  • They are capable of formulating analysis and synthesis conditions as linear matrix inequalities (LMI), and of using standard LMI-solvers for solving them.
  • They can carry out all of the above using standard software tools (Matlab robust control toolbox).
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 
Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0658: Optimal and Robust Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Optimal regulator problem with finite time horizon, Riccati differential equation
  • Time-varying and steady state solutions, algebraic Riccati equation, Hamiltonian system
  • Kalman’s identity, phase margin of LQR controllers, spectral factorization
  • Optimal state estimation, Kalman filter, LQG control
  • Generalized plant, review of LQG control
  • Signal and system norms, computing H2 and H∞ norms
  • Singular value plots, input and output directions
  • Mixed sensitivity design, H∞ loop shaping, choice of weighting filters
  • Case study: design example flight control
  • Linear matrix inequalities, design specifications as LMI constraints (H2, H∞ and pole region)
  • Controller synthesis by solving LMI problems, multi-objective design
  • Robust control of uncertain systems, small gain theorem, representation of parameter uncertainty
Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes: "Optimale und Robuste Regelung"
  • Boyd, S., L. El Ghaoui, E. Feron and V. Balakrishnan "Linear Matrix Inequalities in Systems and Control", SIAM, Philadelphia, PA, 1994
  • Skogestad, S. and I. Postlewhaite "Multivariable Feedback Control", John Wiley, Chichester, England, 1996
  • Strang, G. "Linear Algebra and its Applications", Harcourt Brace Jovanovic, Orlando, FA, 1988
  • Zhou, K. and J. Doyle "Essentials of Robust Control", Prentice Hall International, Upper Saddle River, NJ, 1998
Lehrveranstaltung L0659: Optimal and Robust Control
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0855: Marketing (Sales and Services / Innovation Marketing)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Innovationsmarketing (L2009) Vorlesung 4 4
PBL Innnovationsmarketing (L0862) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Christian Lüthje
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Module International Business
  • Basic understanding of business administration principles (strategic planning, decision theory, project management, international business)
  • Bachelor-level Marketing Knowledge (Marketing Instruments, Market and Competitor Strategies, Basics of Buying Behavior)
  • Unerstanding the differences beweetn B2B and B2C marketing
  • Understanding of the importance of managing innovation in global industrial markets
  • Good English proficiency; presentation skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

 Students will have gained a deep understanding of

  • Specific characteristics in the marketing of innovative poroducts and services
  • Approaches for analyzing the current market situation and the future market development
  • The gathering of information about future customer needs and requirements
  • Concepts and approaches to integrate lead users and their needs into product and service development processes
  • Approaches and tools for ensuring customer-orientation in the development of new products and innovative services
  • Marketing mix elements that take into consideration the specific requirements and challenges of innovative products and services
  • Pricing methods for new products and services
  • The organization of complex sales forces and personal selling
  • Communication concepts and instruments for new products and services
Fertigkeiten

Based on the acquired knowledge students will be able to:

  • Design and to evaluate decisions regarding marketing and innovation strategies
  • Analyze markets by applying market and technology portfolios
  • Conduct forecasts and develop compelling scenarios as a basis for strategic planning
  • Translate customer needs into concepts, prototypes and marketable offers and successfully apply advanced methods for customer-oriented product and service development
  • Use adequate methods to foster efficient diffusion of innovative products and services
  • Choose suitable pricing strategies and communication activities for innovations
  • Make strategic sales decisions for products and services (i.e. selection of sales channels)
  • Apply methods of sales force management (i.e. customer value analysis) 
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students will be able to

  • have fruitful discussions and exchange arguments
  • develop original results in a group
  • present results in a clear and concise way
  • carry out respectful team work
Selbstständigkeit

The students will be able to

  • Acquire knowledge independently in the specific context and to map this knowledge on other new complex problem fields.
  • Consider proposed business actions in the field of marketing and reflect on them.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Fachtheoretisch-fachpraktische Arbeit
Prüfungsdauer und -umfang Schriftliche Ausarbeitung, Übungsaufgaben, Präsentation, mündliche Beteiligung
Zuordnung zu folgenden Curricula Global Technology and Innovation Management & Entrepreneurship: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Lehrveranstaltung L2009: Marketing of Innovations
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 64, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Christian Lüthje
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

I. Introduction

  • Innovation and service marketing (importance of innovative products and services, model, objectives and examples of innovation marketing, characteristics of services, challenges of service marketing)
II. Methods and approaches of strategic marketing planning
  • patterns of industrial development, patent and technology portfolios
III. Strategic foresight and scenario analysis
  • objectives and challenges of strategic foresight, scenario analysis, Delphi method
 IV. User innovations
  • Role of users in the innovation process, user communities, user innovation toolkits, lead users analysis
V. Customer-oriented Product and Service Engineering
  • Conjoint Analysis, Kano, QFD, Morphological Analysis, Blueprinting
VII. Pricing
  • Basics of Pricing, Value-based pricing, Pricing models
VIII. Sales Management
  • Basics of Sales Management, Assessing Customer Value, Planning Customer Visits
IX. Communications
  • Diffusion of Innovations, Communication Objectives, Communication Instruments
Literatur

Mohr, J., Sengupta, S., Slater, S. (2014). Marketing of high-technology products and innovations, third edition, Pearson education. ISBN-10: 1292040335 . Chapter 6 (188-210), Chapter 7 (227-256), Chapter 10 (352-365), Chapter 12 (419-426).

Crawford, M., Di Benedetto, A. (2008). New  products management, 9th edition, McGrw Hill, Boston et al., 2008

Christensen, C. M. (1997). Innovator's Dilemma: When New Technologies Cause Great Firms to Fail, Harvard Business Press, Chapter 1: How can great firms fail?,pp. 3-24.

Hair, J. F., Bush, R. P., Ortinau, D. J. (2009). Marketing research. 4th edition, Boston et al., McGraw Hill

Tidd; J. & Hull, Frank M. (Editors) (2007) Service Innovation, London

Von Hippel, E.(2005). Democratizing Innovation, Cambridge: MIT Press

Lehrveranstaltung L0862: PBL Marketing of Innovations
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Christian Lüthje
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt This PBL course is seggregated into two afternoon sessions. This cours aims at enhancing the students’ practical skills in (1) forecasting the future development of markets and (2) making appropriate market-related decisions (particularly segmentation, managing the marketing mix). The students will be prompted to use the knowledge gathered in the lecture of this module and will be invited to (1) Conduct a scenario analysis for an innovative product category and (2) Engage in decision making wtihin a market simulation game.
Literatur

Modul M1143: Applied Design Methodology in Mechatronics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Praktische Entwicklungsmethodik in der Mechatronik (L1523) Vorlesung 2 2
Praktische Entwicklungsmethodik in der Mechatronik (L1524) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 3 4
Modulverantwortlicher Prof. Thorsten Kern
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Basics of mechanical design, electrical design or computer-sciences
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Science-based working on interdisciplinary product design considering targeted application of specific product design techniques

Fertigkeiten

Creative handling of processes used for scientific preparation and formulation of complex product design problems / Application of various product design techniques following theoretical aspects.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students will solve and execute technical-scientific tasks from an industrial context in small design-teams with application of common, creative methodologies.
Selbstständigkeit Students are enabled to optimize the design and development process according to the target and topic of the design
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Fachtheoretisch-fachpraktische Arbeit
Prüfungsdauer und -umfang 30 min Gespräch zu einer Gruppen-Entwicklungsarbeit
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1523: Applied Design Methodology in Mechatronics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Thorsten Kern
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Systematic analysis and planning of the design process for products combining a multitude of disciplines
  • Structure of the engineering process with focus on engineering steps (task-definition, functional decomposition, physical principles, elements for solution, combination to systems and products, execution of design, component-tests, system-tests, product-testing and qualification/validation)
  • Creative methods (Basics, methods like lead-user-method, 6-3-5, BrainStorming, Intergalactic Thinking, … - Applications in examples all around mechatronics topics)
  • Several design-supporting methods and tools (functional strcutures, GALFMOS, AEIOU-method, GAMPFT, simulation and its application, TRIZ, design for SixSigma, continous integration and testing, …)
  • Evaluation and final selection of solution (technical and business-considerations, preference-matrix, pair-comparision), dealing with uncertainties, decision-making
  • Value-analysis
  • Derivation of architectures and architectural management
  • Project-tracking and -guidance (project-lead, guiding of employees, organization of multidisciplinary R&D departments, idea-identification, responsibilities and communication)
  • Project-execution methods (Scrum, Kanbaan, …)
  • Presentation-skills
  • Questions of aesthetic product design and design for subjective requirements (industrial design, color, haptic/optic/acoustic interfaces)
  • Evaluation of selected methods at practical examples in small teams
Literatur
  • Definition folgt...
  • Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre: Grundlage erfolgreicher Produktentwicklung, Methoden und Anwendung, 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2007
  • VDI-Richtlinien: 2206; 2221ff
Lehrveranstaltung L1524: Applied Design Methodology in Mechatronics
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Thorsten Kern
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0938: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bioverfahrenstechnik - Grundlagen (L0841) Vorlesung 2 3
Bioverfahrenstechnik - Grundlagen (L0842) Hörsaalübung 2 1
Bioverfahrenstechnik - Grundpraktikum (L0843) Laborpraktikum 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Andreas Liese
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine, Modul "Organische Chemie", Modul "Grundlagen für die Verfahrenstechnik"
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, Grundprozesse der Bioverfahrenstechnik zu beschreiben. Sie können verschiedene Typen von Kinetik Enzymen und Mikroorganismen zuordnen und Inhibierungstypen unterscheiden.  Die Parameter der Stöchiometrie und der Rheologie können sie benennen und die Stofftransportprozesse in Bioreaktoren grundlegend erläutern. Die Studierenden sind in der Lage, die Grundlagen der Bioprozessführung, Sterilisationstechnik und Aufarbeitung in großer Detailtiefe wiederzugeben.


Fertigkeiten

Studierende sind nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul in der Lage 

  • verschiedene kinetische Ansätze für Wachstum zu beschreiben und deren Parameter zu ermitteln, 
  • die Auswirkungen der Energiegenerierung, der Regenerierung des Reduktionsäquivalenten und der Wachstumshemmung auf das Verhalten von Mikroorganismen und auf den Gesamtfermentationsprozess qualitativ vorherzusagen,
  • Bioprozesse auf Basis der Stöchiometrie des Reaktionssystems zu analysieren, metabolische Stoffflussbilanzgleichungen aufzustellen und zu lösen

  • scale-up Kriterien für verschiedene Bioreaktoren und Bioprozesse (anaerob, aerob bzw. mikroaerob) zu formulieren, sie gegenüber zu stellen und zu beurteilen, sowie auf ein bestimmtes bioverfahrenstechnisches Problem anzuwenden

  • Fragestellungen für die Analyse und Optimierung realer Bioprodutionsprozesse zu formulieren und die korrespondierenden Lösungsansätze abzuleiten
  • sich selbstständig neue Wissensquellen zu erschließen und das daraus Erlernte auf neue Fragestellungen zu übertragen.

  • für konkrete industrielle Anwendungen Probleme zu identifizieren und Lösungsansätze zu formulieren.

  • ihre Versuchsdurchführung und ihre Ergebnisse auf wissenschaftliche Art und Weise zu protokollieren


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer/innen in der Lage, in fachlich gemischten Teams gegebene Aufgabenstellungen zu diskutieren, ihre Meinungen zu vertreten und konstruktiv an gegebenen ingenieurstechnischen und wissenschaftlichen Projektaufgaben zu arbeiten.

Selbstständigkeit

Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmer/innen in der Lage, gemeinsam im Team eine technische Problemlösung eigenständig zu erarbeiten, ihre Arbeitsabläufe selbst zu organisieren und ihre Ergebnisse im Plenum (vor einem Fachpublikum) zu präsentieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 5 % Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Verfahrenstechnik: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Bioverfahrenstechnik: Pflicht
Bioverfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Green Technologies: Energie, Wasser, Klima: Vertiefung Bioressourcentechnologie: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0841: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Status und aktuelle Entwicklung in der Biotechnologie, Vorstellung der Vorlesung  
  • Enzymkinetik: Michaelis Menten, Inhibierungstypen, Linearierung, Umsatz, Ausbeute und Selektivität  (Prof. Liese) 
  • Stoichiometrie: Atmungskoefffizienten, Elektronenbilanz, Reduktionsgrad, Ausbeutekoeffizienten, theoretischer O2-Bedarf (Prof. Liese)
  • Mikrobielle Wachstumskinetik: Batch-, und Chemostatkultur (Prof. Zeng)
  • Kinetik des Substratverbrauchs und der Produktbildung (Prof. Zeng)
  • Rheologie: Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, Viskosität, Rührorgane, Energieeintrag (Prof. Liese)
  • Transportprozesse im Bioreaktor (Prof. Zeng)
  • Sterilisationstechnik (Prof. Zeng)
  • Grundlagen der Bioprozessführung : Bioreaktoren und Berechnung für Batch, Fed-Batch und kontinuierliche Bioprozesse
    (Prof. Zeng/Prof. Liese)
  • Aufarbeitungstechniken: Zellaufschluß, Zentrifugation, Filtration, wäßrige 2-Phasen Systeme (Prof. Liese)

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

Literatur

K. Buchholz, V. Kasche, U. Bornscheuer: Biocatalysts and Enzyme Technology, 2. Aufl. Wiley-VCH, 2012

H. Chmiel: Bioprozeßtechnik, Elsevier, 2006

R.H. Balz et al.: Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology, 3. edition, ASM Press, 2010 

H.W. Blanch, D. Clark: Biochemical Engineering, Taylor & Francis, 1997 

P. M. Doran: Bioprocess Engineering Principles, 2. edition, Academic Press, 2013

Lehrveranstaltung L0842: Bioverfahrenstechnik - Grundlagen
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Einführung (Prof. Liese, Prof. Zeng)

2. Enzymatische Kinetik (Prof. Liese)

3. Stoichiometrie I + II (Prof. Liese)

4. Mikrobielle Kinetik I+II (Prof. Zeng)

5. Rheologie (Prof. Liese)

6. Stofftransport in Bioprozessen (Prof. Zeng)

7. Kontinuierliche Kultur (Chemostat) (Prof. Zeng)

8. Sterilisation (Prof. Zeng)

9. Aufarbeitung (Prof. Liese)

10. Repetitorium (Reserve) (Prof. Liese, Prof. Zeng)

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

Literatur siehe Vorlesung
Lehrveranstaltung L0843: Bioverfahrenstechnik - Grundpraktikum
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Liese, Prof. An-Ping Zeng
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

In diesem Praktikum werden die Kultivierungs- und Aufarbeitungstechniken am Beispiel der Produktion eines Enzyms mit einem rekombinanten Mikroorganismus aufgezeigt. Darüber hinaus werden die Charakterisierung und Simulation der Enzymkinetik sowie die Anwendung des Enzyms in einem Enzymreaktor durchgeführt.

Die Studierenden verfassen zu jedem Versuch ein Protokoll. 



Literatur Skript

Modul M1277: MED I: Einführung in die Anatomie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Anatomie (L0384) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Udo Schumacher
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Struktur und Funktion der inneren Organe und des Bewegungsapparates beschreiben. Sie können die Grundlagen der Makroskopie und der Mikroskopie dieser Systeme darstellen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können die Bedeutung anatomischer Gegebenheiten für ein Krankheitsgeschehen erkennen; sowie die Bedeutung von Struktur und Funktion bei einigen Volkskrankheiten erläutern.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können aktuelle Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene verfolgen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können in diesem Bereich eine fachliche Konversation führen und sich das dafür benötigte Wissen selbstständig erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0384: Einführung in die Anatomie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Tobias Lange
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Allgemeine Anatomie

  1.     Woche: Die eukaryote Zelle
  2.     Woche: Die Gewebe
  3.     Woche: Zellteilung, Grundzüge der Entwicklung
  4.     Woche: Bewegungsapparat
  5.     Woche: Herz-Kreislaufsystem
  6.     Woche: Atmungssystem
  7.     Woche: Harnorgane, Geschlechtsorgane
  8.     Woche: Immunsystem
  9.     Woche: Verdauungsapparat I
  10. Woche: Verdauungsapparat II
  11. Woche: Endokrines System
  12. Woche: Nervensystem
  13. Woche: Abschlussprüfung



Literatur

Adolf Faller/Michael Schünke, Der Körper des Menschen, 17. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart, 2016

Modul M1278: MED I: Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie (L0383) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Ulrich Carl
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Diagnose

Die Studierenden können die Geräte, die derzeitig in der Strahlentherapie verwendet werden bezüglich ihrer Einsatzgebiete unterscheiden.

Die Studierenden können die Therapieabläufe in der Strahlentherapie erklären. Die Studierenden können die Interdisziplinarität mit anderen Fachgruppen (z. B. Chirurgie/Innere Medizin) nachvollziehen.

Die Studierenden können den Durchlauf der Patienten vom Aufnahmetag bis zur Nachsorge skizzieren.

Diagnostik

Die Studierenden können die technische Basiskonzeption der Projektionsradiographie einschließlich Angiographie und Mammographie sowie der Schnittbildverfahren (CT, MRT, US) darstellen.

Der Student kann den diagnostischen sowie den therapeutisch interventionellen Einsatz der bildgebenden Verfahren erklären sowie das technische Prinzip der bildgebenden Verfahren erläutern.

Patientenbezogen kann der Student in Abhängigkeit von der klinischen Fragestellung das richtige Verfahren auswählen.

Gerätebezogenene technische Fehler sowie bildgebenden Resultate kann der Student erklären.

Basierend auf den bildgebenden Befunden bzw. dem Fehlerprotokoll kann der Student die richtigen Schlussfolgerungen ziehen.

Fertigkeiten Therapie

Der Student kann kurative und palliative Situationen abgrenzen und außerdem begründen, warum er sich für diese Einschätzung der Situation entschieden hat.

Der Student kann Therapiekonzepte entwickeln, die der Situation angemessen sind und dabei strahlenbiologische Aspekte sauber zuordnen.

Der Student kann das therapeutische Prinzip anwenden (Wirkung vs. Nebenwirkung)

Der Student kann die Strahlenarten für die verschiedenen Situationen (Tumorsitz) unterscheiden, auswählen und dann die entsprechende Energie wählen, die in der Situation angezeigt ist (Bestrahlungsplan).

Der Student kann einschätzen, wie ein psychosoziales Hilfsangebot individuell aussehen sollte [ z. B. Anschlussheilbehandlung (AHB), Sport, Sozialhilfegruppen, Selbsthilfegruppen, Sozialdienst, Psychoonkologie]

Diagnostik

Nach entsprechender Fehleranalyse kann der Student Lösungsvorschläge zur Reparatur von bildgebenden Einheiten unterbreiten. Aufgrund seiner Kenntnisse der Anatomie, Pathologie und Pathophysiologie kann er bildgebende Befunde in die zugehörigen Krankheitsgruppen einordnen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Die Studierenden können die besondere soziale Situation vom Tumorpatienten erfassen und ihnen professionell begegnen.

Die Studierenden sind sich dem speziellen häufig angstdominierten Verhalten von kranken Menschen im Rahmen von diagnostischen und therapeutischen Eingriffen bewusst und können darauf angemessen reagieren.

Selbstständigkeit Die Studierenden können erlerntes Wissen und Fertigkeiten auf einen konkreten Therapiefall anwenden.

Die Studierenden können am Ende ihrer Ausbildung jüngere Studierende ihres Fachgebiets an den klinischen Alltag heranführen.

Die Studierenden können in diesem Bereich kompetent eine fachliche Konversation führen und sich das dafür benötigte Wissen selbstständig erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten - 20 offene Fragen
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0383: Einführung in die Radiologie und Strahlentherapie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ulrich Carl, Prof. Thomas Vestring
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Den Studenten sollen die technischen Möglichkeiten im Bereich der bildgebenden Diagnostik, interventionelle Radiologie und Strahlentherapie/Radioonkologie nahe gebracht werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Student zu Beginn der Veranstaltung bestenfalls das Wort "Röntgenstrahlen" gehört hat. Es wird zwischen zwei Armen: - die diagnostische (Prof. Dr. med. Thomas Vestring) und die therapeutische (Prof. Dr. med. Ulrich M. Carl) Anwendung von Röntgenstrahlen differenziert.

Beide Arme sind auf spezielle Großgeräte angewiesen, die einen vorgegebenen Ablauf in den jeweiligen Abteilungen bedingen.

  

Literatur
  • "Technik der medizinischen Radiologie"  von T. + J. Laubenberg –

    7. Auflage – Deutscher Ärzteverlag –  erschienen 1999

  • "Klinische Strahlenbiologie" von Th. Herrmann, M. Baumann und W. Dörr –

    4. Auflage - Verlag Urban & Fischer –  erschienen 02.03.2006

    ISBN: 978-3-437-23960-1

  • "Strahlentherapie und Onkologie für MTA-R" von R. Sauer –

             5. Auflage 2003 - Verlag Urban & Schwarzenberg – erschienen 08.12.2009

             ISBN: 978-3-437-47501-6

  • "Taschenatlas der Physiologie" von S. Silbernagel und A. Despopoulus‑                

    8. Auflage – Georg Thieme Verlag - erschienen 19.09.2012

    ISBN: 978-3-13-567708-8

  • "Der Körper des Menschen " von A. Faller  u. M. Schünke -

    16. Auflage 2004 – Georg Thieme Verlag –  erschienen 18.07.2012

    ISBN: 978-3-13-329716-5

  • „Praxismanual Strahlentherapie“ von Stöver / Feyer –

    1. Auflage - Springer-Verlag GmbH –  erschienen 02.06.2000



Modul M1280: MED II: Einführung in die Physiologie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Einführung in die Physiology (L0385) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Roger Zimmermann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Keine. Das Modul deckt fachspezifische Lehrinhalte des Mediziningenieurwesens ab und erlaubt Studenten, die nicht Mediziningenieurwesen im Bachelor vertieft haben, den Master Mediziningenieurwesen zu belegen.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Die Studierenden können
  • Physiologische Zusammenhänge in ausgewählten Kernfeldern von Muskel-, Herz/Kreislauf- sowie Neuro- & Sinnesphysiologie darstellen.
  • Grundzüge des Energiestoffwechsels beschreiben;
Fertigkeiten Die Studierenden können die Wirkprinzipien grundlegender Körperfunktionen (Sinnesleistungen, Informationsweiterleitung und Verarbeitung, Kraftentwicklung und Vitalfunktionen) darstellen und sie in Relation zu ähnlichen technischen Systemen setzen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Diskussionen in Forschung und Medizin auf fachlicher Ebene führen.

Die Studierenden können in Kleingruppen Probleme im Bereich physiologischer Fragestellungen analysieren und messtechnische Lösungen finden.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können Fragen zu Themengebieten der Vorlesung oder weitergehende physiologische Themen eigenständig aus der Fachliteratur erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
Data Science: Vertiefung Medizin: Pflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Engineering Science: Vertiefung Mediziningenieurwesen: Wahlpflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Maschinenbau, Schwerpunkt Biomechanik: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Pflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Mediziningenieurwesen: Wahlpflicht
Maschinenbau: Vertiefung Biomechanik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0385: Einführung in die Physiology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Gerhard Engler
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Beginnend bei den Mechanismen zur elektrischen oder biochemischen Übertragung von Information wird eingegangen auf die Funktion von Rezeptoren für die verschiedenen Sinneseindrücke sowie der spezifischen Weiterleitung und Verarbeitung dieser afferenten Reize. Efferente Signale steuern den Körper in einer sich dynamisch verändernden Umgebung: Dazu werden Informationen aus dem körpereigenen System der Selbstwahrnehmung mit aktuellen afferenten Reizen verbunden um über Gehirn und Rückenmark gezielt Kraft auf die betreffenden Muskeln zu dosieren. Der unmittelbar zur Erhaltung dieser Funktionen notwendige Stoffwechsel wird durch das System: Herz, Lunge und Blutgefäße bereitgestellt. Auch dieses System paßt sich an wechselnden Bedarf bzw. sich ändernde Lastverhältnisse anhand biochemisch und bioelektrisch gesteuerter Regelmechanismen an. Neben den physiologischen Grundlagen wird anhand von Beipielen auch das Versagen dieser Systeme im Falle von Erkrankungen mit einigen typischen Erscheinungsbildern dargestellt.

Literatur

Taschenatlas der Physiologie, Silbernagl Despopoulos, ISBN 978-3-135-67707-1, Thieme

Repetitorium Physiologie, Speckmann, ISBN 978-3-437-42321-5, Elsevier

Modul M1335: BIO II: Gelenkersatz

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Gelenkersatz (L1306) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse über orthopädische  und chirurgische Verfahren.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die Krankheiten, die einen Gelenkersatz notwendig machen können, aufzählen. 

Fertigkeiten

Studierende können die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Endoprothesentypen darstellen und erklären.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können mit ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen sowie den Lehrenden eine Diskussion zu Fragestellungen bezüglich Endoprothesen führen.

Selbstständigkeit

Studierende können sich benötigte Informationen selber erarbeiten und diese hinsichtlich der Belastbarkeit einschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Orientierungsstudium: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1306: Gelenkersatz
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Inhalt (deutsch)

1.  EINLEITUNG (Bedeutung, Ziel, Grundlagen, allg. Geschichte des künstlichen Gelenker-satzes)

2.  FUNKTIONSANALYSE (Der menschliche Gang, die menschliche Arbeit, die sportliche Aktivität)

3.  DAS HÜFTGELENK (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz Schaftseite und Pfannenseite, Evolution der Implantate)

4.  DAS KNIEGELENK (Anatomie, Biomechanik, Bandersatz, Gelenkersatz femorale, tibiale und patelläre Komponenten)

5.  DER FUß (Anatomie, Biomechanik, Gelen-kersatz, orthopädische Verfahren)

6.  DIE SCHULTER (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

7.  DER ELLBOGEN (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

8.  DIE HAND (Anatomie, Biomechanik, Ge-lenkersatz)

9.  TRIBOLOGIE NATÜRLICHER UND KÜNST-LICHER GELENKE (Korrosion, Reibung, Verschleiß)

Literatur

Literatur:

Kapandji, I..: Funktionelle Anatomie der Gelenke (Band 1-4), Enke Verlag, Stuttgart, 1984.

Nigg, B., Herzog, W.: Biomechanics of the musculo-skeletal system, John Wiley&Sons, New York 1994

Nordin, M., Frankel, V.: Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Lea&Febiger, Philadelphia, 1989.

Czichos, H.: Tribologiehandbuch, Vieweg, Wiesbaden, 2003.

Sobotta und Netter für Anatomie der Gelenke

Modul M0845: Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik (L0664) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Johannes Kreuzer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Regelungstechnik, Grundlagen der Physiologie

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Vorlesung versucht das spannende Gebiet der Medizintechnik ingenieurtechnisch aufzuarbeiten und dem Ingenieur Grundlagenkenntnisse der Physiologie sowie das Verständnisses für die Komplexität des menschlichen Körpers zu vermitteln.

Es soll eine Einführung in körpereigene Regulationsalgorithmen gegeben und das Potential insbesondere der Automatisierungs- und Regelungstechnik für die Medizintechnik angedeutet werden.

Fertigkeiten

Anwendung der Modellbildung, Identifikation, Regelungstechnik auf dem Gebiet der Medizintechnik.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise präsentieren

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigen Informationen aus den angegebenen Literaturquellen zu beschaffen und in den Kontext der Vorlesung zu setzen. Sie können ihren Wissensstand mit Hilfe vorlesungsbegleitender Maßnahmen (klausurnahe Aufgaben) kontinuierlich überprüfen und auf dieser Basis ihre Lernprozesse steuern. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen (z.B. Regelungstechnik, Physiologie) verknüpfen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 20 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Lehrveranstaltung L0664: Regelungstechnische Methoden für die Medizintechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Johannes Kreuzer, Christian Neuhaus
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Immer aus dem Blickwinkel des Ingenieurs betrachtet, gliedert sich die Vorlesung wie folgt:

  • Einleitung in die Thematik
  • Grundlagen der physiologischen Modellbildung
  • Einführung in die Atmung und Beatmung
  • Physiologie und Pathologie in die Kardiologie
  • Einführung in die Regelung des Blutzuckers
  • Funktion der Niere und Nierenersatztherapie
  • Darstellung der Regelungstechnik am konkreten Beatmungsgerät
  • Exkursion zu einem Medizintechnik-Unternehmen

Es werden Techniken der Modellierung, Simulation und Reglerentwicklung besprochen. Bei den Modellen werden einfache Ersatzschaltbilder für physiologische Abläufe hergeleitet und erklärt wie damit Sensoren, Regler und Aktoren gesteuert werden. MATLAB und SIMULINK sind die eingesetzten Entwicklungswerkzeuge.

Literatur
  • Leonhardt, S., & Walter, M. (2016). Medizintechnische Systeme. Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg.
  • Werner, J. (2005). Kooperative und autonome Systeme der Medizintechnik. München: Oldenbourg.
  • Oczenski, W. (2017). Atmen : Atemhilfen ; Atemphysiologie und Beatmungstechnik: Georg Thieme Verlag KG.

Modul M0832: Advanced Topics in Control

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Ausgewählte Themen der Regelungstechnik (L0661) Vorlesung 2 3
Ausgewählte Themen der Regelungstechnik (L0662) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse H-infinity optimal control, mixed-sensitivity design, linear matrix inequalities 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the advantages and shortcomings of the classical gain scheduling approach
  • They can explain the representation of nonlinear systems in the form of quasi-LPV systems
  • They can explain how stability and performance conditions for LPV systems can be formulated as LMI conditions
  • They can explain how gridding techniques can be used to solve analysis and synthesis problems for LPV systems
  • They are familiar with polytopic and LFT representations of LPV systems and some of the basic synthesis techniques associated with each of these model structures


  • Students can explain how graph theoretic concepts are used to represent the communication topology of multiagent systems
  • They can explain the convergence properties of  first order consensus protocols
  • They can explain analysis and synthesis conditions for formation control loops involving either LTI or LPV agent models


  • Students can explain the state space representation of spatially invariant distributed systems that are discretized according to an actuator/sensor array
  • They can explain (in outline) the extension of the bounded real lemma to such distributed systems and the associated synthesis conditions for distributed controllers

Fertigkeiten
  • Students are capable of constructing LPV models of nonlinear plants and carry out a mixed-sensitivity design of gain-scheduled controllers; they can do this using polytopic, LFT or general LPV models 
  • They are able to use standard software tools (Matlab robust control toolbox) for these tasks


  • Students are able to design distributed formation controllers for groups of agents with either LTI or LPV dynamics, using Matlab tools provided


  • Students are able to design distributed controllers for spatially interconnected systems, using the Matlab MD-toolbox
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can work in small groups and arrive at joint results.
Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 


 
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und eingebettete Systeme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0661: Advanced Topics in Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Linear Parameter-Varying (LPV) Gain Scheduling

    - Linearizing gain scheduling, hidden coupling
    - Jacobian linearization vs. quasi-LPV models
    - Stability and induced L2 norm of LPV systems
    - Synthesis of LPV controllers based on the two-sided projection lemma
    - Simplifications: controller synthesis for polytopic and LFT models
    - Experimental identification of LPV models
    - Controller synthesis based on input/output models
    - Applications: LPV torque vectoring for electric vehicles, LPV control of a robotic manipulator
  • Control of Multi-Agent Systems

    - Communication graphs
    - Spectral properties of the graph Laplacian
    - First and second order consensus protocols
    - Formation control, stability and performance
    - LPV models for agents subject to nonholonomic constraints
    - Application: formation control for a team of quadrotor helicopters

  • Linear and Nonlinear Model Predictive Control based on LMIs
Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes "Advanced Topics in Control"
  • Selection of relevant research papers made available as pdf documents via StudIP
Lehrveranstaltung L0662: Advanced Topics in Control
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0548: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0371) Vorlesung 3 5
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0373) Gruppenübung 2 1
Modulverantwortlicher Prof. Christian Schuster
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Physik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten, Zusammenhänge und Methoden der Bioelektromagnetik, d.h. der Beschreibung und Anwendung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie,  erklären. Sie können die wesentlichen physikalischen Abläufe erläutern und nach Wellenlänge bzw. Frequenz der Felder einordnen. Sie können einen Überblick über messtechnische und numerische Methoden zur Charakterisierung elektromagnetischer Felder in der Praxis geben. Sie können therapeutische und diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizintechnik benennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eine Reihe von Verfahren zur Beschreibung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie anwenden. Dafür können Sie auf elementare Lösungen der Maxwellschen Gleichungen Bezug nehmen und diese sinnvoll einsetzen. Sie können einschätzen, welche prinzipiellen Effekte diese Modelle in Bezug auf biologische Materie vorhersagen, können diese nach Wellenlänge bzw. Frequenz klassifizieren und quantitativ analysieren. Sie können Validierungsstrategien für ihre Vorhersagen entwickeln. Sie können Effekte elektromagnetischer Felder für therapeutische und diagnostische Anwendungen gegeneinander abwägen und auswählen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise auf Englisch präsentieren (z.B. während Kleingruppenübungen).




Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, Informationen aus einschlägigen Fachpublikationen zu gewinnen und in den Kontext der Vorlesung zu setzen. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen (z.B. Theoretischer Elektrotechnik, Grundlagen der Elektrotechnik oder Physik) zu verknüpfen. Sie können Probleme und Effekte im Bereich der Bioelektromagnetik auf Englisch kommunizieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Referat
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0371: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Felder (Phänomene)

- Mathematische Beschreibung elektromagnetischer Felder (Maxwell-Gleichungen)

- Elektromagnetische Eigenschaften biologischer Materie

- Prinzipien der Energieabsorption in biologischer Materie, Dosimetrie

- Numerische Methoden zur Berechnung elektromagnetischer Felder (v.a. FDTD)

- Messtechnische Methoden zur Bestimmung elektromagnetischer Felder

- Verhalten elektromagnetischer Felder niedriger Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder mittlerer Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder hoher Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder sehr hoher Frequenz in biologischer Materie

- Diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Therapeutische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Der menschliche Körper als Generator elektromagnetischer Felder


Literatur

- C. Furse, D. Christensen, C. Durney, "Basic Introduction to Bioelectromagnetics", CRC (2009)

- A. Vorst, A. Rosen, Y. Kotsuka, "RF/Microwave Interaction with Biological Tissues", Wiley (2006)

- S. Grimnes, O. Martinsen, "Bioelectricity and Bioimpedance Basics", Academic Press (2008)

- F. Barnes, B. Greenebaum, "Bioengineering and Biophysical Aspects of Electromagnetic Fields", CRC (2006)


Lehrveranstaltung L0373: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Fachmodule der Vertiefung Management und Administration

Betriebswirtschaftliche Ausrichtung. Medizintechnische Großgeräte, deren Verwendung, Beschaffung und Abschreibung stellen eine großen Posten in den Kosten des Gesundheitssystems dar. Qualifiziertes Fachpersonal wird bei der Entscheidungsfindung und Abwicklung benötigt.

Modul M0623: Intelligent Systems in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Systeme in der Medizin (L0331) Vorlesung 2 3
Intelligente Systeme in der Medizin (L0334) Projektseminar 2 2
Intelligente Systeme in der Medizin (L0333) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of stochastics
  • principles of programming, Java/C++ and R/Matlab
  • advanced programming skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students are able to analyze and solve clinical treatment planning and decision support problems using methods for search, optimization, and planning. They are able to explain methods for classification and their respective advantages and disadvantages in clinical contexts. The students can compare  different methods for representing medical knowledge. They can evaluate methods in the context of clinical data  and explain challenges due to the clinical nature of the data and its acquisition and due to privacy and safety requirements.

Fertigkeiten

The students can give reasons for selecting and adapting methods for classification, regression, and prediction. They can assess the methods based on actual patient data and evaluate the implemented methods.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung III. Computational Methods in Biomedical Imaging: Pflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0331: Intelligent Systems in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- methods for search, optimization,  planning,  classification, regression and prediction in a clinical context
- representation of medical knowledge
- understanding challenges due to clinical and patient related data and data acquisition
The students will work in groups to apply the methods introduced during the lecture using problem based learning.


Literatur

Russel & Norvig: Artificial Intelligence: a Modern Approach, 2012
Berner: Clinical Decision Support Systems: Theory and Practice, 2007
Greenes: Clinical Decision Support: The Road Ahead, 2007
Further literature will be given in the lecture


Lehrveranstaltung L0334: Intelligent Systems in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0333: Intelligent Systems in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1230: Ausgewählte Themen des Mediziningenieurwesens - Variante A (6 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Die hierarchischen Materialien der Natur (L1663) Seminar 2 3
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1669) Vorlesung 3 4
Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit (L1877) Gruppenübung 2 2
Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten (L1588) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Biomechanik (L0377) Vorlesung 2 3
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden in der Biomechanik (L1583) Seminar 2 3
Seminar Mediziningenieurwesen (L1890) Seminar 2 3
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Technologie keramischer Werkstoffe (L0379) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO 




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1663: Nature's Hierarchical Materials
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Lehrveranstaltung L1669: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken


Literatur

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

Lehrveranstaltung L1877: Einführung in Wellenleiter, Antennen und Elektromagnetische Verträglichkeit
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1588: Entwicklung und Zulassung von Medizinprodukten
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Roman Nassutt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen und Definitionen der Medizinprodukte und Medizintechnik; Die Bedeutung von Regulatorischen Anforderungen und Abläufen in Deutschland, Europa und der Welt; Entwicklungsprozeduren und Systematik; Prüfung und Dokumentation der Prüfung von Implantaten; Erfahrungen aus Theorie und Praxis; der weltweite Medizintechnikmarkt und dessen Zukunft;

Literatur
  • E. Wintermantel, S-W. Ha, Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer Verlag, 5. Aufl.
  • Kurt Becker et al., Schriftenreihe der TMF, MVW Verlag, Berlin, 2001
  • Medizinproduktegesetz in der aktuellen Fassung (online): http://www.gesetze-im-internet.de/mpg/BJNR196300994.html
Lehrveranstaltung L0377: Experimentelle Methoden der Biomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Veranstaltung führt in die gängigen in der Biomechanik eingesetzten  experimentellen Testverfahren ein. Hierbei wird ein Überblick und grundlegende Kenntnisse vermittelt.

1. Tribologische Verfahren

2. Optische Analyseverfahren

4. Bewegungsanalyse

4. Druckverteilungsmessung

5. Dehnmessstreifen

6. Prä-klinische Implantatestung

7. Präparation / Aufbewahrung






Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1583: Numerische Methoden in der Biomechanik
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorkenntnisse aus „ Diskretisierungsmethoden der Mechanik“ sind empfohlen
  • Ein Überblick über die gängigsten numerischen Verfahren im Bereich der Biomechanik und Medizintechnik wird vermittelt.
  • Grundkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Mathematik, Programmierung…) werden kombiniert um eine geschlossene Beispielfragestellung zu beantworten
  • Die Vorlesung umfasst analytische Ansätze, rheologische Modelle und Finite Elemente Methoden
  • Die vermittelten theoretischen Ansätze werden im Laufe der Vorlesung und im Rahmen von Hausaufgaben in praktische Übungen angewandt.
  • Der kritische Blick auf die Möglichkeiten und Limitationen der Modellrechnung im Bereich humaner Anwendungen wird geschult.
Literatur

Hauger W., Schnell W., Gross D., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 12. Auflage, 2012

Huber G., de Uhlenbrock A., Götzen N., Bishop N., Schwieger K., Morlock MM., Modellierung, Simulation und Optimierung, Handbuch Sportbiomechanik, Gollhofer A., Müller E., Hofmann Verlag, Schorndorf, 148-69, 2009

Lehrveranstaltung L1890: Seminar Mediziningenieurwesen
Typ Seminar
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Referat
Prüfungsdauer und -umfang schriftliche ausarbeitung und Vortrag (20 min)
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Teilnehmer bekommen am Anfang des Semesters eine Fragestellung aus dem Mediziningenieurwesen und angrenzenden Gebieten, welche Sie selbstständig bearbeiten müssen. Die recherchierten Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht zusammengefasst und in einem Kurzvortrag virgestellt. Bewertung erfolg 30/70. Die Studenten müssen sich gegenseitig (geheim) bewwerten und diese Bewertungen fließen in die Endnote ein. Die Vorträge werden sofort anschließend hinsichtlich der Präsentationweise, Auftreten und Sprache diskutiert.
Literatur Keine
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0379: Technologie keramischer Werkstoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3