FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING

AND INFORMATION TECHNOLOGY

Die Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie ist eine fortschrittliche medizinische Bildgebungstechnologie und spielt eine wichtige Rolle in der Erforschung der Gehirnfunktion und Neurobiologie. Sie ermöglicht Wissenschaftlern, detaillierte Bilder des Gehirns zu erfassen und funktionelle Aktivitäten in Echtzeit zu verfolgen. Dies kann zu einem besseren Verständnis von Gehirnerkrankungen, kognitiven Prozessen und neurologischen Störungen beigetragen. Das technische Ziel dieses Projektes ist die Realisierung einer universellen integrierten Konsole für Hochfeld-MRT-Systeme. Die in diesem Projekt entwickelte MRT-Konsole übertrifft alle bisher kommerziell oder als Eigenbau verfügbaren Systeme und ermöglicht es der OVGU und damit dem Land Sachsen-Anhalt, die Leuchtturmaktivitäten im Bereich MRT und Neurowissenschaften in den kommenden Jahren auszubauen und zu sichern. Ferner bietet das Projekt eine exzellente Möglichkeit der Einbindung in die
Hightech-Strategie des Landes Sachsen-Anhalt mit der Ansiedlung von Konzernen der Halbleitertechnologie und Mikroelektronik. Mit UIC4UHFMRI wird die Toolchain vom Design bis zur Systemintegration moderner Halbleiterbauelemente an der OVGU etabliert.

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Wissenschaftliche Ziele
Die Idee der Co-Evolution an der Mensch-Technologie-Schnittstelle beruht darauf, dass sowohl die biologische Seite wie auch die technische Seite eines Interfaces nicht nur dynamisch und adaptiv sind, sondern in ihrer Adaptivität die der Gegenseite mitberücksichtigen. Die Untersuchung dieser Beeinflussung führt zu einem vertieften Verständnis der Ursachen nicht-gewünschter Prozesse, etwa bei der Maladaption entzündlicher Prozesse an unerwünschte Veränderungen der Implantat-Oberflächen. Mit diesem Verständnis eröffnen sich dann neue Strategien, gewünschte Prozesse im Sinne einer Co-Evolution zu unterstützen. Hierzu zählen Möglichkeiten adaptiver Technologien und Sensorik-Ansätzen, die sich auf individuelle Dynamiken im biologischen System einstellen können, oder auch die Entwicklung von Prozess-bewussten Technologien, die gewünschte Dynamiken im biologischen System herbeiführen können.
Intendierte Strategische Ziele
Die TACTIC GS-Module sind so ausgerichtet, dass zusätzliche translationale Expertisen auf dem Querschnittsbereich der Medizintechnik, Sensorik, und Künstliche Intelligenz (KI) am Standort gestärkt werden können, mit dem Ausblick, die Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsaktivitäten im Land zu stärken. Eine enge Verschränkung von Lebenswissenschaften und Ingenieurswissenschaften wird über alle Module angestrebt, um zukünftige Verbundprojekte in diesem Bereich zu ermöglichen. Darüber hinaus soll durch die Einbindung von KI eine Stärkung des Profilbereichs Medizintechnik entstehen. Durch Internationalisierung der Forschungsschwerpunkte ermöglicht TACTIC eine Vernetzung mit EU-Partnern, was eine wichtige Voraussetzung für die Ausrichtung von Konsortien ist, um auch die Wissenschaft in Sachsen-Anhalt zu stärken.

Arbeitsprogramm
Die GS umfasst 3 Module mit insgesamt 9 Promovierenden. Die thematische Vernetzung entsteht durch Promotionsthemen, denen parallel mindestens zwei thematische Module zugeordnet sind. Jedes der 3 thematischen Module – Interaction, KI und Interface – wird mit je 3 Promotionsstellen (100%) ausgestattet. Ziel ist es, unsere Promovierenden sowohl für den akademischen, als auch privatwirtschaftlichen Arbeitsmarkt zu qualifizieren. Durch Doktorandenseminare soll interdisziplinäre Kompetenz vermittelt werden. Durch jährlichen Thesis-Komitee-Meetings und-TACTIC Symposien wird die Entwicklung der Promovierenden unterstützt. Ein internat. Netzwerk soll durch Präsentationen auf internat. Kongressen und selbstorganisierten Symposien aufgebaut werden.

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Um die Mobilität und Selbstständigkeit zu erhalten, greifen viele Menschen mit zunehmendem Alter aufHilfsmittel wie z.B. den Rollator zurück. Trotz stark fortschreitender Digitalisierung und Technisierung des Alltags älterer Personengruppen, hat es in den letzten Jahren nur wenige Weiterentwicklungen für die mobile Unterstützung gegeben, die sich als alltagstauglich für ältere Personen erwiesen haben. Dies adressieren wir im Vorhaben und entwickeln mögliche haptische Hilfsmodalitäten für den mobilen Gebrauch in co-kreativer Form gemeinsam mit der Zielgruppe. Haptisches Feedback dient als Schnittstelle (Mensch-Technik- Interaktion) zur intuitiven, auf Fühlen basierenden Informationsübertragung von Umfeldwahrnehmenden Sensoren an den Benutzenden. Die Auslegung dynamischer, örtlich und zeitlich definierter haptischer Signale erlaubt dabei einen hohen Grad an Flexibilität (Position, Richtung, Intensität, Frequenz, Muster usw.). Damit können Informationen verschiedener Art transportiert werden, bspw. Richtung, Entfernung oder Geschwindigkeits- bzw. Zeitvorgabe, welche den Benutzenden über Hindernisse im Umfeld informieren und sicher ans Ziel führen. Die Flexibilität und Nachrüstbarkeit des Systems für unterschiedlichste Anwendungen (neben Rollator z.B. auch Fahrrad, Rollstuhl) ist ein wichtiges Merkmal des Vorhabens. Die potenziellen Nutzergruppen können perspektivisch daher auf gesunde (mobile) Menschen, Menschen mit eingeschränkter Mobilität, immobile Menschen und Menschen mit verschiedenen Krankheiten wie Demenz und Verwirrtheit erweitert werden. Der digitale Lösungsansatz soll sich als alltäglichen Begleiter etablieren und einen wesentlichen Beitrag
zum Erhalt der Mobilität, Selbstständigkeit sowie der gesellschaftlichen Teilhabe leisten.

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Ion Mobility Spectrometry (IMS) is an analytical method for rapid on-site detection of toxic gases and warfare agents. An essential component is the sampling system, i.e. the transfer of the gaseous organic molecules into the spectrometer through a membrane. These special membrane inlet systems are to be investigated and improved in the project. In particular, their manufacture is to be facilitated and made process-capable. The primary goal is to develop a robust, industrially processable and cost-effective inlet system that meets the analytical and technical requirements of an IMS. The basis for this is a thin (lower µm range) membrane (polydimethylsiloxane (PDMS)), which can be manufactured reproducibly and is connected to a solid support structure. New membrane inlet systems will be developed and evaluated for the described application.

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The overall aim of the project is to equip high-quality and complex dynamic mechanical seals in the price segment of several thousand EURO with sensor technology for self- and process diagnosis. The design of mechanical seals currently available on the market is not suitable for such diagnostic statements. The planned project addresses this R&D problem and aims at redesigning and realizing mechanical seals with functional expansion by implementing suitable, technological-application-related measuring technology.
The implementation is planned as a joint project with the partners KSD Köthener Spezialdichtungen GmbH and Otto-von-Guericke University (OvGU) Magdeburg, Chair of Measurement Technology
planned. OvGU will develop a sensor concept suitable for robust, technological operating conditions of the dynamic seal and will participate in its integration into the sealing concept. KSD will take over the design, implementation and iterative optimization of the sample seal suitable for the target applications, including embedded sensor technology.
At the end of the project, the performance of the developed diagnostic seal is to be demonstrated on a demonstrator in order to be able to move on to a phase of market introduction.

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With this project, OvGU aims at the utilization of polymer materials in terms of sensory and actuator applications, which are primarily found in the field of fluid - in this case liquid - media. The research question is motivated by processes from, for example, biotechnology, pharmaceuticals or chemistry. A bottleneck there are necessary but time-consuming process steps such as cleaning and sterilisation, which can sometimes be longer than the actual production and thus limit the time yield of the process plant. One trend towards increasing productivity is the use of disposable measuring systems. In order to meet this increasing demand for disposable process analytics, suitably integrated or non-invasive measuring techniques must be developed or the sensors must be designed as disposable systems. The project is dedicated to this R&D focus by working out appropriate approaches.

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Mikrotechnische Erzeugnisse wie Sensoren und Aktuatoren unterliegen unterschiedlichsten äußeren Belastungen. Zum Schutz vor diesen funktionsbeeinträchtigenden Einflüssen oder Verschmutzungen sind diese Mikrobauteile durch Verkapselungsprozesse zu schützen. Die dafür häufig genutzte inerte Moldmasse, besteht aus einer Kombination von organischen und anorganischen Verbindungen, wird unter Druck von mehreren Atmosphären in einen Spritzgießverfahren um das zu schützende Mikrobauteil gespritzt. Infolge von Bauteilausfällen ist die eingesetzte Moldmasse zur Fehleranalyse wieder zu entfernen. Dieser spezielle Entmoldungsprozess beinhaltet eine Reihe von mechanischen und chemischen Bearbeitungsprozessen und wird unter gesonderten Bedingungen in einem Chemielabor durchgeführt.

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Das Vorhaben Kompetenzzentrum eMobility greift die strukturbedingten Herausforderungen auf und entwickelt im Rahmen eines neu zu gründenden Kompetenzzentrums Lösungen in wichtigen Teilbereichen, welche die Kooperation zwischen KMU und universitärer Forschung und Lehre deutlich stärken. Das Wissen kann direkt in die betroffene Zulieferindustrie überführt werden und dort dazu beitragen, den Strukturwandel erfolgreich zu managen und neue wirtschaftliche Chancen zu nutzen. Neben der primären Zielsetzung des Aufbaus und Transfers von Kern-Know-How steht vor allem die langfristige Verankerung gewonnener Erkenntnisse in beschäftigungswirksamen wirtschaftlichen Strukturen im Vordgrund.

Für das autonome Fahren müssen unterschiedliche Sensorsignale ausgewertet werden. Wesentlicher Bestandteil der Umfelderkennung ist die Auswertung der Informationen des Fahrzeugradars. Zur Prüfung der Funktionalität des Radars müssen Objekte in einem synthetisch erzeugten rückgestreuten Signal abgebildet werden. Das erfolgt durch eine Radarzielsimulation. Ziel der wissenschaftlichen Arbeiten ist die Modellierung des Abstandsradars unter Beachtung des Beamforming und die Generierung entsprechend rückgestreuter Signale mit synthetisch generierten Umgebungsobjekten.
Die zuverlässige Absicherung des autonomen Fahrens erfordert umfangreiche Prüfabläufe, sowohl für die verwendeten Komponenten, als auch für das Gesamtfahrzeug. Prüfabläufe für das Gesamtfahrzeug unter Generierung beliebiger Szenarien erfordern die Bereitstellung einer entsprechenden Prüfumgebung.
In dem Teilprojekt werden die ersten Grundlagen zum Aufbau einer Prüfumgebung für autonome Fahrzeuge geschaffen. Langfristiges Ziel ist der Nachweis der Funktionalität des Gesamtfahrzeuges als Hardware in the Loop.
Es erfolgt der Aufbau der erforderlichen Kompetenzen im Bereich Test und Prüfung von Komponenten und Systemen des autonomen Fahrens. Dieses stellt einen wichtigen ersten Schritt zur Etablierung und zum Aufbau von Kompetenzen im Autonomen Fahren selbst dar und ist zunächst eng fokussiert auf das Thema Test und Prüfung, welches methodisch und versuchstechnisch gemeinsam bearbeitet wird. Die Verzahnung der bearbeiten Themen ist in der Abbildung verdeutlicht. Die Teilbereiche werden eng verzahnt bearbeitet und langfristig zu einem Hardware-in-the-Loop (HIL-) Test ausgebaut.

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Mikrotechnische Erzeugnisse wie Sensoren und Aktuatoren unterliegen unterschiedlichsten äußeren Belastungen. Zum Schutz vor diesen funktionsbeeinträchtigenden Einflüssen oder Verschmutzungen sind diese Mikrobauteile durch Verkapselungsprozesse zu schützen. Die dafür häufig genutzte inerte Moldmasse, besteht aus einer Kombination von organischen und anorganischen Verbindungen, wird unter Druck von mehreren Atmosphären in einen Spritzgießverfahren um das zu schützende Mikrobauteil gespritzt. Infolge von Bauteilausfällen ist die eingesetzte Moldmasse zur Fehleranalyse wieder zu entfernen. Dieser spezielle Entmoldungsprozess beinhaltet eine Reihe von mechanischen und chemischen Bearbeitungsprozessen und wird unter gesonderten Bedingungen in einem Chemielabor durchgeführt.

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Polarisatoren dienen zur Filterung von Licht einer bestimmten Ausrichtung und werden u.a. im Bereich der Telekommunikation eingesetzt. Je nach Anwendung können Pol-Filter auf Polymer- oder Glasbasis zum Einsatz kommen. Glasbasierte Polarisatoren zeichnen sich dabei durch ihre thermische und chemische Beständigkeit aus. Zur hochgenauen Anpassung im jeweiligen Anwendungsraum ist es möglich, diese glasbasierten Polarisatoren mittels nasschemischer Ätzprozesse hochpräzise und nanometergenau zu strukturieren, um so neue und innovative Mikrobauteile zu erzeugen.

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Die Dispergiergüte von Polymercompounds stellt eines der zentralen Qualitätskriterien bei der Kunststoffaufbereitung dar. Die in der Praxis üblicherweise eingesetzten Offline-Analysemethoden sind arbeits- und zeitaufwändig und ermöglichen keine lückenlose Prozesskontrolle. Im Vorhaben soll untersucht werden, inwieweit es durch den Einsatz von Ultraschallsensoren möglich ist, die Dispergiergüte von Füllstoffen direkt im Compoundierprozess in Echtzeit zu erfassen. Innovativer Ansatz des Vorhabens ist der Einsatz von Ultraschallsensoren in Reflexionsanordnung. Dadurch ist der Zugang zur Compoundieranlage vereinfacht und die Analyse kann ohne Zuhilfenahme eines Bypasses erfolgen. Das Vorhaben strebt darüber hinaus die Formulierung einer einheitlichen, standardisierten und aussagekräftigen Definition der Dispergiergüte, wie sie bislang im Bereich der Kunststoffverarbeitung nicht existiert, an.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Ziel des Vorhabens ist es, durch die Analyse technischer Voraussetzungen unter Einbeziehung nutzer-/gerätespezifischer Anforderungen sowie ökonomischer Aspekte die Grundlagen für eine zukünftige Realisierung von haptischem Feedback auf Touchdisplays mit Hilfe von Schallwellen zu schaffen. Dazu erfolgen basierend auf der Bewertung der vielfältigen (nicht-)technischen Anforderungen sowohl theoretische Abschätzungen als auch messtechnische Untersuchungen, die letztlich in einem Systemkonzept zur Realisierung einer Rückmeldung in Form punktueller vibro-taktiler Empfindungen münden werden. 
Im Ergebnis soll ferner ein Visionenpapier entstehen, das die nächsten wünschenswerten Schritte sowie Entwicklungs- und Anwendungspotenziale des vorgeschlagenen Themengebiets aufzeigt.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Ziel des Vorhabens ist die komplexe, funktionale Erweiterung der ultraschall-basierten Clamp-on-Technologie für die Füllstandsmessung. Der Partner OVGU strebt in diesem Zusammenhang folgende Teilziele an: 
1. modellgestützte Konzeption eines optimierten Ultraschallwandler-Gruppenstrahlers, 
2.algorithmische Optimierung seines Abstrahlverhaltens, 
3. Reduzierung der Störanfälligkeit des Messverfahrens gegenüber Festkörperschaft,
4. Entwicklung von Handlungsstrategien zum Abfangen von Fehlfunktionen.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Inline-Messtechnik für die Prozessverfolgung an dispersen Stoffsystemen ist vor allem für hohe Feststoffgehalte kaum verfügbar - optische Systeme versagen oftmals, in Ultraschall-Transmissions-Anordnungen setzen sich die kleinen Messspalte häufig zu.
Das Projekt "Ultraschallstreuverfahren" greift diese Problematik auf und stellt sich die Analyse des an der Dispersion rückgestreuten (anstatt des transmittierten) Ultraschallsignals zum Ziel. Mit Hilfe des methodischen Ansatzes der Ultraschall-Rückstreuung will das Vorhaben die Entwicklung prozessfähiger, kostengünstiger Partikelmesstechnik vorantreiben und einen wichtigen Beitrag für die Inline-Prozessüberwachung vor allem in Anwendungsbereichen, die auf aufwändiger Offlineanalytik basieren, liefern. Insbesondere in kmU kann die so erzielbare Zeit- und Kostenersparnis zu Wettbewerbsvorteilen, Umsatzsteigerungen und damit einer Stärkung der Marktposition führen.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Die Nutzung des Ultraschalls zur Bestimmung von Durchflussraten, Füllständen oder Stoff­konzentrationen in Rohrsystemen stellt eine etablierte Messmethode dar. Insbesondere durch Nutzung von Clamp-On-Konfigurationen kann das Anwendungsfeld auch auf Bereiche, die eine nicht-invasive, rückwirkungsfreie Prozessbeobachtung fordern, erweitert werden. Allerdings bedingt diese Technik oft die Nutzung anspruchsvoller Signalanalytik, um den Einfluss uner­wünsch­ter Störsignale, die beispielsweise durch die gleichzeitige Schallausbreitung in der Rohr­wand auftreten und sich dem Nutzsignal am Empfänger überlagern, zu reduzieren. 
Mit dem Projekt soll eine Methode entwickelt werden, die es erlaubt, die zeitlich und örtlich gekoppelten Effekte von Störschall-Ausbreitung im Rohr und die Nutz-Schallausbreitung in einer Flüssigkeit abzubilden. Dadurch kann Wissen über die Ausbreitungseigenschaften der Ultraschallsignale in einer konkreten Applikation bereits im Vorfeld der Anwendung erlangt und die Zuverlässigkeit des Messsystems verbessert werden.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Ziel des Projekts ist es, eine disziplin-übergreifende Plattform in Form eines sensor-aktor-gestützten Frühwarnsystems zur Gefahrenabwehr bei Extremwetter zu realisieren. Dazu sollen auf der Sensor-Seite die bisherigen Möglichkeiten der lokalen Prognose von Extremwetter und dessen lokale Auswirkungen zum einen durch die Integration vorhandener, heterogener Mess­netze (z.B. private und öffentliche Wetterstationsnetze, Daten von Umweltämtern, Pegelnetze) und zum anderen durch den Einsatz neuer, kostengünstiger Messmethoden entscheidend verbessert werden. 
Auf der Aktor-Seite sollen neben der genauen und zielgerichteten Warnung von Betroffenen auch automatische Systeme (z.B. im Bereich der Anlagen- und Gebäude­technik) in die Gefahrenabwehr einbezogen werden.

Diese Projekt wurde am Institut für Automation und Kommunikation (ifak) e.V. Magdeburg durchgeführt.

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Ziel des Projekts ist die Konzeption und Entwicklung von Techniken und Komponenten zur Handhabung festphasiger biologischer Materialien sowie deren prototypische Erprobung in einem komplexen biotechnologischen System zur routinemäßigen Wirkstoffanalyse. 

Bereits bekannte Wägeverfahren werden hinsichtlich ihrer Integrierbarkeit in den zu konzipierenden Objektgreifer analysiert. Neben den Methoden der direkten Massenbestimmung (Quarzmikrobalance) werden dabei auch indirekte Verfahren, wie z.B. Kapazitäts-oder Volumenmessungen, einbezogen. Nach Auswahl einer bekannten oder Entwicklung einer neuen Messmethode wird ein massensensitiver Sensor entworfen, der ein elektrisches Ausgangssignal liefert.
Für die Universität bedeutet das Projekt eine weitere Profilierung ihrer Kernkompetenzen auf einem neuen Anwendungsgebiet. Die Ergebnisse, insbesondere das neu gewonnene Know-How soll in weitere ähnlich gelagerte Forschungs- und Entwicklungsprojekte einfließen und darüber hinaus die Erkenntnisse zu Zwecken der Lehre genutzt werden.

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