Entwicklung einer textilintegrierten Sensorik zur feedback-gestützten Rehabilitation nach Operation des vorderen Kreuzbandes:

Das Vorhaben soll die Rezidiv- und Komplikationsrate von Patienten mit operativ versorgten, vorderen Kreuzbandriss signifikant verringern. Durch geeignete, textil-integrierte Sensorik und Aktorik, die vom Patienten in Form einer Kniebandage getragen wird, sollen dazu schädliche Bewegungen im Augenblick des Geschehens erkannt und über eine geeignete Aktorik signalisiert werden. Das zeitlich unmittelbare Feedback wird dem Patienten in die Lage versetzen, das unerwünschte Bewegungsverhalten zu erkennen und durch ein “gewünschtes” Verhalten zu ersetzen. Da die Bandage vom Patienten selbst angelegt werden kann, erfolgt die Unterstützung nicht nur im Laborumfeld sondern im Alltag. Dadurch wird der Heilungsprozess verbessert und auch das Risiko einer erneuten Schädigung des gesunden wie auch des betroffenen Knies reduziert. Für die Umsetzung dieses innovativen Ansatzes werden verschiedene Technologien aus dem Bereich der Textiltechnik, Sensorik und eingebetteter IT mit entsprechenden Analyseverfahren und Aktorik miteinander kombiniert. Besonders hervorzuheben ist dabei die direkte, zielgerichtete Beeinflussung des Bewegungsablaufes im Augenblick des Geschehens.

Für die Durchführung der Versuche des Physikpraktikums (1. Semester Elektrotechnik / Mechatronik) war als Grundidee geplant, dass eine Teil des Laborversuchs zur Einarbeitung zuhause durchgeführt wird. Schnell zeigte sich jedoch, dass Versuche dieses Jahr im Labor leider nicht ermöglicht werden konnten. Die geplanten Versuche wurden zu einem "Lab@home" umfunktioniert, damit die Versuche aus dem Labor komplett zuhause durchgeführt werden konnten. Dafür haben wir als Studentische Hilfskräfte mit den Lehrpersonen Versuche und Ideen ausgearbeitet und diese über Moodle den Studenten zugänglich gemacht. Damit die Versuche auch ohne Probleme und Nachteile von jedem eigenständig durchgeführt werden konnten, haben wir jedem Teilnehmer ein Paket mit allen Material zusammengestellt und nach Hause geschickt. Als Materialien wurden z.B. ein Mikrocontroller, verschiedene elektronische Bauteile, ein digitaler Thermosensor und ein Pendel mit Masse verschickt. Zusammen mit den Versuchserklärungen auf Moodle, konnten die Studenten drei Grundlagenversuche zu den Themen mechanische Schwingungen, elektrotechnische Grundlagen und Wärmelehre untersuchen.

In diesem Vorhaben wird die Wirksamkeit und Optimierung einer personalisierten Mensch-Roboter-Interaktion (RUBY) untersucht, die als Beitrag zur Förderung “guter Pflege” eine Unterstützung, Stabilisierung und Entlastung in der häuslichen Pflege von Menschen mit Demenz für pflegende Angehörige ermöglichen soll.
RUBY umfasst als Gesamtintervention ein robotisches System und eine psycho-soziale Begleitung der Nutzer*innen durch speziell geschulte Begleiter*innen.

Das Gewächshaus ist mit verschiedenen Sensoren zur Erfassung von Innen- Außentemperatur, Boden- bzw. Luftfeuchtigkeit und Lichtmenge ausgestattet. Ein ESP32-Controller wertet die Sensordaten aus und steuert einen Servomotor, welcher automatisch Dachfenster an dem Gewächshaus öffnen und schließen kann. Feuchtigkeit und Beleuchtung werden so automatisiert gesteuert. In einer selbst programmierten App sind die aktuellen Werte im Gewächshaus zu beobachten und über Grenzwerte ist auch eine Alarmfunktion einstellbar.

Ziel dieses Projektes ist eine möglichst günstige Fräsmaschine zu bauen die einen Einstieg in das Thema CNC bietet und über ausreichende Genauigkeit für die Holzverarbeitung verfügt.
Zum Bau wurden 3D Drucker und andere Maschinen aus dem MakerSpace verwendet.
Als Controller wird ein ESP32 verwendet auf dem die bekannte GRBL Steuerung läuft.
Die gesamte Platform verwendet Bauteile die aus dem 3D Druck bekannt sind.

Die Konstruktion sowie die Druckteile wurden von V1 Engineering entwickelt und unterliegen der Creative Commons Non Commercial (CC BY-NC-SA 4.0).

Sensorfusion eines FMCW-Radars und Kamera inklusive Klassifizierung der Objekte

Das Assistenzsystem nutzt dabei moderne Sensoren wie Radar und Kamera, um den Verkehr um das Fahrrad herum zu beobachten und so potenziell gefährliche Situationen zu erkennen. Dazu wird aber nicht nur das aktuelle Verkehrsgeschehen beobachtet, sondern auch „Erfahrungswerte“ von anderen Radfahrerinnen und Radfahrern mit Hilfe eines speziellen internetbasierten Navigationssystems berücksichtigt. Zur Signalisierung von Gefahrensituationen wurden spezielle Aktoren entwickelt bzw. untersucht, die die Fahrerinnen und Fahrer über die Gefahr informieren sollen, ohne sie dabei zu überfordern. Neben der Realisierung der eigentlichen Funktionalität war eine zentrale Herausforderung im Projekt der Energieverbrauch der Datenverarbeitung und insbesondere der Bildanalyse.

Neben den bekannten Anwendungen im Bereich der Bild- und Spracherkennung werden am Institut für Mustererkennung die Signale anderer und teils neuer Sensoren auf ihre Verwendbarkeit zur Mustererkennung untersucht. Dabei werden beispielsweise Radar- und visuelle Sensoren betrachtet, die zwar die Detektion der Aktivitäten in einem zu überwachenden Bereich ermöglichen, aber die Anonymität beobachteter Personen gewährleisten. Diese Untersuchungen finden im Rahmen geförderter Projekte statt, um zum Beispiel die Aktivitäten auf einem Spielplatz zu erfassen und die Gestaltung des Spielplatzes zu verbessern.

Elektronik wird immer kleiner, flexibler und so auch tragbarer. In Kooperation mit dem Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik entwickeln wir smarte elektronische Textilien, die in verschiedensten Lebensbereichen hilfreich sind. Nähere Informationen hierzu finden Sie auf folgender Webseite: https://www.hs-niederrhein.de/textil-bekleidungstechnik/forschung/smart-textiles/. Darüber hinaus wird dieses spannende und vielseitige Thema auch den Studierenden durch interdisziplinäre Lehrangebote nähergebracht. So konnte im Wintersemester 20/21 erstmals ein Wahlpflichtmodul angeboten werden, bei dem Studierende aus dem Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik gemeinsam mit Studierenden aus dem Fachbereich Elektrotechnik und Informatik an elektronische Textilien herangeführt werden. Im Fokus steht dabei ein von Zuhause aus durchführbares Praktikum, bei dem eigene Schaltkreise und Sensoren hergestellt werden.

Täglich kommen unzählige Kunden damit in Berührung, wenn sie z.B. einen Verkaufsautomaten benutzen, ein Parkticket bezahlen oder in der Kantine zu Mittag essen. Aus IT-Sicht handelt es sich dabei um verteilte IoT (Internet-of-Things-)Geräte. In Kooperation mit der Industrie werden verschiedene Problemstellungen bearbeitet, wie z.B. Routenplanung mit Bedingungen (z.B. Öffnungszeiten), Gestenerkennung mittels Finger-Touch oder Bestandsoptimierung (Big-Data Analyse im Space-To-Sell).

Am HIT Institut lernen Sie die Welt von Industrie 4.0 und intelligenter Automation am Beispiel einer Hochdurchsatzanlage für die Entwicklung von Farben, Lacken und Klebstoffen kennen.

Die Mitarbeiter am HIT Institut kombinieren dabei in einzigartiger Weise chemisches Expertenwissen mit Automationslösungen und datenbasierter Modellbildung in ihrer iHIT Solution Engine und entwickeln so innovativ und nachhaltig neue Materialien und Funktionswerkstoffe.

In unserem dynamischen Team treffen sich Experten verschiedener Disziplinen und arbeiten eng, flexibel und agil an den Herausforderungen aus den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten z.B. korrosionsbeständige Lacke, katalytische Schichten oder smarte Textilien.

Das System soll zunächst mit einem Sensorkopf zwei Umweltparameter messen, um Aussagen über die Umgebungstemperatur und Grad der Betauung zu erhalten. Durch die Verwendung eines dreieckigen Prismas aus Harz mit beigemengtem floureszierenden Leuchtstoff, kann einerseits die relative Wasserbenetzung des Sensorkopfes mittels Nahinfrarot und außerdem die Temperatur über die Abklingkurve des durch eine UV-LED angeregten Leuchtstoffs ermittelt werden.

Somit ist das System, auf Grund der Faseroptik und des auf Harz basierenden Sensorkopfes, beständig gegen Korrosion und in explosionsegefährdeten Bereichen einsetzbar. Bei geeigneter Veränderung des Sensorkopfes besteht außerdem die Möglichkeit, einen Rauchmelder oder gar einen CO2-Detektor zu realisieren.

Studierende sammeln Daten 36.000 Meter über der Erde

Bis auf eine Höhe von 36 Kilometer ließen Studierende Daten an einem aufsteigenden Ballon sammeln, bargen den Ballon später und werteten die Daten aus.
Die Nutzlast war eine Styroporbox vollgepackt mit Elektronik: Kamera, Funkmodule, GPS-Empfänger und diverse Sensoren zur Überwachung von Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck. Die niedrigste Temperatur wurde in 14,5 Kilometer Höhe gemessen. Sie betrug minus 53 Grad Celsius. In 36 Kilometer Höhe betrug die Temperatur minus 8,5 Grad. Dafür war der Luftdruck dort mit 515 Pa am niedrigsten. Dies ist etwa 0,5 Prozent des auf der Erde herrschenden Luftdrucks. Der Ballon benötigte 92 Minuten, bis er auf einer Höhe von 36 Kilometern zerplatzte. Die Nutzlast segelte anschließend langsam an einem kleinen Fallschirm zur Erde zurück und konnte anhand der GPS-Daten gefunden werden.