Abschlussarbeit - Simulationsbasierte Optimierung der Regelung eines Exoskeletts bei Überkopfarbeit

Ausschreibung für die Fachrichtung wie z. B.: Kybernetik, Maschinenbau, Mechatronik, Medizintechnik, Biomechanik, Simulationstechnik oder vergleichbare.

Exoskelette können das Schultermoment reduzieren. Die Unterstützungskraft wird jedoch über eine Armmanschette eingeleitet und belastet dadurch das Schultergelenk selbst. Eine zu hohe Unterstützung kann die Gelenkkräfte erhöhen, statt sie zu senken.
Ziel dieser Arbeit ist es, mit muskuloskelettaler Simulation den Zielkonflikt zwischen Momentenentlastung und glenohumeraler Gelenkbelastung zu untersuchen. Daraus soll der optimale Unterstützungsgrad für die Regelung eines adaptiven Schulterexoskeletts abgeleitet werden.

Hier sorgen Sie für Veränderung

• Ableitung kritischer Belastungen als Bewertungskriterien auf Basis einer Literaturrecherche zu
  Schulterpathologien
• Erweiterung einer Simulationspipeline zur Auswertung erhobener Bewegungsdaten und
  Weiterentwicklung bestehender Modelle im AnyBody Modeling System
• Integration des Exoskeletts in das Simulationsmodell
• Optimierung des Unterstützungsverhaltens im Hinblick auf den Zielkonflikt zwischen
  Momentenentlastung und Gelenkbelastung
• Statistische Auswertung und Ableitung einer Empfehlung für die Regelung

Hiermit bringen Sie sich ein

• Gültige Immatrikulation an einer deutschen Hochschule oder Universität im Masterstudium der Kybernetik, Mechatronik, Medizintechnik, Maschinenbau, Biomechanik, Sportwissenschaft oder eines vergleichbaren Fachs
• Kenntnisse in technischer Mechanik oder Biomechanik
• Programmierkenntnisse, idealerweise in Python oder MATLAB
• Erfahrung mit AnyBody oder einer vergleichbaren Simulationsumgebung ist von Vorteil
• Strukturierte und eigenständige Arbeitsweise

Was wir für Sie bereithalten

• Eine Arbeit mit direktem Praxisbezug
• Direkter Einstieg in die Forschungsfrage auf Basis vorhandener Messdaten und Modelle
• Einblick in Entwicklung und Test eines realen Exoskeletts im Labor
• Kompetenzen an der Schnittstelle von Biomechanik, Simulation und Regelungstechnik
• Enge Betreuung in einem interdisziplinären Team

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

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Frau Lisa Schäfer

Recruiting

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

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