Menschmodellierung und Ergonomie
Das Team Menschmodellierung und Ergonomie erforscht die ergonomischen und biomechanischen Zusammenhänge bei der direkten Interaktion des Menschen mit physischen Assistenzsystemen, u.a. mit Hilfe von digitalen Menschmodellen. Dazu werden physiologische Realdaten am Menschen erhoben und in einer u.a. echtzeitfähigen Dateninfrastruktur verarbeitet. Die dafür notwendigen mensch-zentrierten Methoden werden dazu evaluiert und erweitert.
Die Themenschwerpunkte sind dabei (ergänzend zu physischen Assistenzsystemen):
- Ergonomische Arbeitsgestaltung mit Exoskeletten
- Personalisierte muskuloskelettale Modellierung
- Digitale Arbeitsplatz- und Prozessmodellierung
- Auslegung und Evaluation exo- und endoskelettaler Strukturen für präventive Ergonomie und medizinische Diagnostik und Therapie
- Digitaler ergonomischer Schatten (Echtzeitdatenerfassung und -verarbeitung zum ergonomischen Arbeitsmonitoring)
Kontakt
Mark Tröster M.Sc.
Telefon: +49 711 970-1789
E-Mail mark.troester@iff.uni-stuttgart.de
Physische Assistenzsysteme
Das Team Physische Assistenzsysteme erforscht neue Ansätze zur smarten körpergetragenen Assistenz zur Erhaltung, Wiederherstellung oder Steigerung der menschlichen Mobilität. Themenschwerpunkte sind dabei:
- Konzeptionsmethodik und Antriebstechnologien für körpergetragene mechatronische Systeme
- Neuartige Methoden zur Erfassung menschlicher Vitalparameter und Biosignale
- Intuitive Mensch-Technik-Interaktion mit körpergetragener Technologie zur bedarfsgerechten Nutzerunterstützung und -assistenz
- Echtzeitdatenerfassung und -verarbeitung zur direkten Interaktion mit/von physischen Assistenzsystemen (u.a. vernetzte Exoskelette)
Kontakt
Christophe Maufroy, PhD
Telefon: +49 711 970-1167
E-Mail christophe.maufroy@iff.uni-stuttgart.de
Projekte
Im Rahmen körpergetragener Exoskelette für die Teilentlastung bei Fabrikmontagetätigkeiten wird ein auf realen Bewegungsdaten basierender Simulationsworkflow aufgebaut. In einer Muskel-Skelett-Simulation werden die Auswirkungen der angestrebten Exoskelett-Lösung auf den menschlichen Bewegungsapparat untersucht. Damit können vor Aufbau und Inbetriebnahme der Hardwarelösung anwendungsspezifisch und personalisiert Validierungen hinsichtlich Kinematik, Aktorik und Steuerstrategie für das Exoskelett durchgeführt werden.
Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt finanziert durch das Landesgraduiertenkolleg PROMISE 4.0.
Das IFF bearbeitet ein Teilprojekt des Clusters of Exellence Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC).
Die Vision des Exzellenzclusters besteht darin, das volle Potenzial digitaler Technologien zu nutzen, um Design, Fertigung und Konstruktion auf der Grundlage von Integration und Interdisziplinarität zu überdenken. Es sollen so bahnbrechende Innovationen im Bausektor ermöglicht werden, dienur durch hochintegrative Grundlagenforschung in einem interdisziplinären Großforschungsunternehmen möglich sind. Ziel ist es, die methodischen Grundlagen für ein tiefgreifendes Überdenken des Entwurfs- und Bauprozesses und der damit verbundenen Bausysteme zu schaffen, indem ein integrativer Berechnungsansatz gewählt wird, der auf interdisziplinären Forschungsergebnissen aus den Bereichen Architektur, Tragwerksplanung, Bauphysik, Ingenieurgeodäsie, Fertigungs- und Systemtechnik sowie Informatik und Robotik, Sozial- und Geisteswissenschaften basiert.
Das Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF ist in diesem Cluster mit einem Teilprojekt unter der Leitung von Prof. Thomas Bauernhansl beteiligt.
Es wird untersucht, wie die Mensch-Maschine-Interaktion in cyberphysischen Technologien für Konstruktion und Vorfertigung, insbesondere bei Exoskeletten im Zusammenspiel mit Augmented-Reality-Brillen (AR), verbessert werden kann und welche technischen und sozialen Anforderungen für die erfolgreiche Implementierung dieser neuen Technologien bestehen.
Cyber-physische Systeme in der Konstruktion stellen besondere Anforderungen an den Umgang mit der aufgeteilten Kontrolle zwischen Mensch, Maschine und Sensordaten. Daher werden wir die zukünftigen Anforderungen dieser Technologien in Bezug auf Ausbildung, Fähigkeiten und digitale Kompetenz untersuchen. Wir werden erforschen, wie Mensch-Maschine-Schnittstellen technisch optimiert werden können und wie nichttechnische Innovationsbarrieren, wie Mangel an relevanten Fähigkeiten und Qualifikationen und daraus resultierende Einstellungen von Misstrauen, Vorbehalten oder Ablehnung zusammen mit Ängsten über einen möglichen Kontrollverlust, angesprochen und überwunden werden können. Ziel ist es, die Akzeptanz der Technologie in der Gesellschaft und auf der Ebene des Arbeitsalltags zu fördern. Es soll der Anwendungsprototyp eines Exoskeletts / AR (Positionierung, Überkopfmontage) im Demonstrator präsentiert werden, dessen Erprobung verschiedene Grade menschlicher Kontrolle und die Konzeptentwicklung digitaler Kompetenz unter Bedingungen gemeinsamer Kontrolle für die zukünftige Entwicklung der cyber-physischen Konstruktion ermöglicht.
Meldung der Universität Stuttgart
Web-Site des Clusters IntCDC
Kontakt
Dr.-Ing. Nelson Enrique Bances Purizaca
E-Mail: 
nelson.enrique.bances.purizaca@ipa-extern.fraunhofer.de
Telefon: +49 711 970-3711
https://www.uni-stuttgart.de/universitaet/aktuelles/schaufenster/intcdc-cluster-film/index
Wir entwickeln ein nicht-invasives und alltagstaugliches neuralgesteuertes Hand-Exoskelett-System , das den Verlust von Autonomie und Leistungsfähigkeit durch Lähmungen der Hand, wie sie typischerweise nach Schlaganfall und hohen Querschnittsverletzungen auftreten, weitgehend ausgleicht. Dies soll durch Integration modernster EEG-basierter BMI-Technologie mit künstlichen, kontext-sensitiven, kognitiven Systemen und intelligenter Bio-Robotik ermöglicht werden.
Das Projekt wird im Zeitraum vom 01. März 2017 bis 28. Februar 2020 durch die Baden-Württemberg-Stiftung gefördert. Projektpartner sind die die Eberhard-Karls Universität Tübingen, die Universität Stuttgart zusammen mit dem Fraunhofer IPA sowie die Hochschule Reutlingen.
Ende 2018 wurde ein Patent angemeldet, das vom Technologie-Lizenz-Büro (TLB) der Baden-Württembergischen Hochschulen vermarktet wird. Die Pressemitteilung des TLB fand sehr gute Resonanz.
Hier einige der Berichte und Interviews
Elektronikpraxis
Focus Gesundheit
Dr. med, Urs Schneider
Abteilungsleitung
Telefon: +49 711 970-3630
E-Mail: urs.schneider@ipa.fraunhofer.de
- Exoworkathlon: EXOWORKATHLON® entwickelt arbeitsspezifische Parcours für industrielle Exoskelette, um deren Funktionen im Hinblick auf Benutzerfeedback, Ergonomie, Metabolik und Produktionsqualität zu demonstrieren und zu diskutieren. In enger Zusammenarbeit mit internationalen Partnern wird ein hohes Maß an standardisierter Datenerhebung und -verarbeitung angestrebt.
Weitere Infos hier: https://www.exoworkathlon.de/en/about-exoworkathlon.html
Jobs für Studierende
Suchen Sie eine Bachelor-/Masterarbeit oder eine HiWi-Stelle im Bereich eines der oben aufgeführten Forschungsthemen? Interessierte Studierende können sich gerne direkt an uns wenden.
Lehre
In der Lehre liegt der Fokus auf der Vermittlung von Themen und Methoden im Bereich der physischen Mensch-Technik-Interaktion. Dabei sollen neue methodische Ansätze anhand von Praktika und Lehrveranstaltungen vermittelt werden.
Urs Schneider
Dr. med.Leiter des Forschungsbereichs Mensch-Technik-Interaktion