Smart Systems
Smart Systems sind „intelligente“ Geräte bzw. Systeme, die über integrierte Sensoren Daten aus der Umgebung erfassen, diese mittels Elektronik und zugehöriger Software eigenständig verarbeiten und über eine geeignete Aktorik entsprechend auf das Signal reagieren. Anwendungsgebiete liegen in Bereichen der Medizintechnik (z.B. intelligente Implantate), Produktionstechnik, Automotive (z.B. Fahrerassistenzsysteme), Logistik, Sicherheitstechnik und Informations- und Kommunikationstechniken. Bei der Entwicklung der intelligenten Systeme spielen insbesondere Sicherheitsaspekte, Zuverlässigkeit, Miniaturisierung, Energieverbrauch und intelligente Datenverarbeitung eine entscheidende Rolle.
An der Hochschule Furtwangen werden interdisziplinäre Forschungsprojekte zu Technologieentwicklungen für die Herstellung von miniaturisierten Sensoren und Aktoren, zur Signalerfassung und -verarbeitung, zur Entwicklung von eingebetteten Systemen, zu Smart Implant Systems und zu optischen Systemen durchgeführt.
Mikrosysteme
Die Forschungsthemen im Schwerpunkt Mikrosysteme sind die Erforschung von Verfahren zum Entwurf, zur Modellierung und Simulation, zur Fertigung und zur Charakterisierung von miniaturisierten Systemen.
Hochqualifizierte Wissenschaftler und ein gut ausgestatteter Reinraum (Technologielabor für Nano- und Mikrosysteme zur Herstellung von Si-basierten Mikrosystemen) sind beste Voraussetzungen für unsere Entwicklungen:
- Mikromechanische Sensoren: zum Messen von Bewegung, Neigung, Schall, Druck oder Feuchte
- Mikroelektronik: zum Verarbeiten von digitalen und analogen Signalen
- Strukturierung und Charakterisierung im Nanometerbereich
Für Design und Simulation werden moderne CAD-, FEM- und VHDL-Tools verwendet. Zur Charakterisierung stehen hochgenaue Meßinstrumente (AFM, SEM, verschiedene bildgebende Interferenzverfahren, Profilometer) zur Verfügung.
Fast alle Projekte werden in enger Zusammenarbeit mit Forschungspartnern durchgeführt, z.B. der Universität Freiburg, dem HSG-IMIT und der Fraunhofer Gesellschaft für Physikalische Messtechnik (IPM) im Inland aber auch mit dem MFA Budapest (Ungarn) und der Staatlichen Universität Tula (Russland) im Ausland.
Das gemeinsam mit der Universität Freiburg, IMTEK, betriebene Promotionskolleg GenMik beschäftigt sich in diesem Umfeld mit Generierungsmechanismen für Mikrostrukturen.
Aktuelle Projekte
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Digital Processing & Embedded Systems
Die Steigerung und Adaptionsfähigkeit der Intelligenz von Embedded Systems im Hinblick auf die Interaktion mit ihrer Umwelt und dem Extrahieren von Informationen aus den Sensoren bilden einen Fokus bei der Erforschung von Smart Systems. Hierbei werden zum einen in interdisziplinären Projekten neue Sensoren mitentwickelt, die durch innovative Signalverarbeitung leistungsfähiger werden. Zum anderen werden Sensordaten vollständig neu analysiert um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Beispielsweise werden die Strom- und Spannungswerte von intelligenten Stromzählern (Smart Meter) genutzt um Algorithmen zu entwickeln, die es erlauben auf die angeschlossenen Geräte zurückzuschließen.
Die Forschungsgruppe von Prof. Benyoucef beschäftigt sich mit der Entwicklung und Erforschung von Signalverarbeitungsalgorithmen in Smart Systems.
Aktuelle Projekte
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Smart Implant Systems
Besonders in der Medizintechnik ist derzeit die Zunahme der Fortschrittsdimensionen „Miniaturisierung“, „Computerisierung“ und „Biologisierung“ zu beobachten. Im Forschungsfeld „Smart Implant Systems“ werden dazu miniaturisierte Komponenten und Systeme für medizintechnische und biologische Anwendungen (Mikromedizin) entwickelt. Besonders bedeutsam ist die Mikromedizin für den Bereich der Implantate (Integration von Sensorik, Stimulation, Neurosignal-Ableitung, Medikamentendosierung) und für telemetrische Verfahren.
Smart Implant Systems liefern neuartige Lösungen zur Überwachung des Gesundheitszustands von Menschen und zur Therapie von Krankheiten. Sie ermöglichen die Erhaltung der selbstbestimmten Lebensführung der Patienten und dienen dem nachhaltigen Ziel der verbesserten Lebensqualität einer alternden Gesellschaft. Die Smart Implant Systems der Mikromedizin erlauben es, Krankheiten durch individualisierte Medizin besser therapieren zu können.
Die Arbeiten in dem Forschungsgebiet werden unter Leitung von Prof. Bucher durchgeführt. Arbeitsschwerpunkte sind die Entwicklung und Validierung maßgeschneiderter funktionaler Oberflächen und Materialien für Medizinprodukte, insbesondere für Smart Implant Systems. Besonderes Augenmerk liegt auf der Langzeitstabilität implantierter flexibler Elektrodenarrays. Prof. Bucher besitzt große Erfahrungen im Bereich Dünnschichttechnik und Mikroelektroden, nachgewiesen durch über 20 Veröffentlichungen.
Prof. Bucher arbeitet eng mit der AG Mikromedizin- und Oberflächentechnik des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts (NMI) an der Universität Tübingen und dem Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg zusammen.
Aktuelle Projekte
- PlasmaKlient
- Neuroflexarray
- LaMaKrO
- Interner Link öffnet sich im gleichen Fenster:VIEC
- Interner Link öffnet sich im gleichen Fenster:AsphyxDx
- Interner Link öffnet sich im gleichen Fenster:CoHMed - Impulsprojekt PersonaMed A
- Kooperation im Projekt Externer Link wird in neuem Fenster geöffnet:Auch im Alter in allen Seh-Entfernungen scharf sehen: Neuartige neuronal gesteuerte intraokulare Linsen und Kontaktlinsen, gefördert durch die Carl-Zeiss-Stiftung.
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Optische Systeme
Die Forschungsarbeiten umfassen lichttechnische Messungen, Optikdesign und den Einsatz von (LED-)Leuchtmitteln in Innen- und Außenbereichen. Untersucht werden dabei Parameter wie effiziente Lichtleitung, Lichtverteilung, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte, Lichtstärke, Blendung und Farbwiedergabe.
Forschungsfelder umfassen u.a. gesellschaftlich relevante Fragen zur Stadtentwicklung, Sicherheit, Mobilität und Untersuchungen zum Zusammenhang von Licht und Gesundheit.