Diese Vorlesung soll einen Überblick über die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik (MST), ihre Anwendungsgebiete sowie Lösungsansätze bei der Entwicklung verschiedenartiger Mikrosysteme und Mikroroboter geben. Dies wird durch zahlreiche Beispiele und praktische Ergebnisse veranschaulicht. Letzteres untermauert das übergeordnete Ziel dieser Veranstaltung, eine praxisbezogene Übersicht über die wichtigsten mikromechanischen und systemtechnischen Aspekte der MST und Mikrorobotik zu präsentieren, mit dem Fokus auf Fertigungsmethoden, Mikroaktuatoren, Mikrosensoren sowie auf Mobilität und Mikromanipulationsfähigkeit von Mikrorobotern.
Die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik wird als eine Schlüsseltechnologie mit großem Anwendungspotenzial, vor allem in der Medizin-, Fertigungs-, Kommunikations-, Bio- und Umwelt- sowie Verkehrstechnik, betrachtet. Trotz des wachsenden Interesses findet man kaum eine Lehrveranstaltung, in der alle wichtigen Bestandteile dieser breitgefächerten Forschungsrichtung behandelt worden wären. Um diese Lücke zu schließen, bietet die Abteilung für Mikrorobotik und Regelungstechnik (AMiR) diese Vorlesung an. Sie soll einen Überblick über die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik, ihre Anwendungsgebiete sowie Lösungsansätze bei der Entwicklung verschiedenartiger Mikrosysteme geben. Die Vorlesung wird durch zahlreiche Beispiele und praktische Ergebnisse veranschaulicht.
Inhalte: Mikrorobotik und MST: Ideen, Probleme, Aktivitäten; Anwendungen der Mikrorobotik und MST; Verfahren der MST; Mikromechanik auf Silizium-Basis; LIGA-Verfahren; Mikroaktoren: Prinzipien und Beispiele (elektrostatische, piezoelektrische, magnetostriktive, elektromagnetische, Formgedächtnis-, thermomechanische, elektrorheologische und andere
Aktoren); Mikrosensoren: Prinzipien und Beispiele (Kraft- und Druck-, Positions- und Geschwindigkeits-,
Beschleunigungs-, Bio- und chemische, Temperatur- und andere Sensoren); informationstechnische Aspekte der MST; Entwurf und Simulation in der MST; Klassifikation
von Mikrorobotern; Grobpositionierung von Mikrorobotern; Feinpositionierung von Mikrorobotern;
Handhabung von Mikroobjekten: Probleme und Lösungen; Mikrogreiftechniken; Mikromontage; mikroroboterbasierte Prozessautomatisierung; Desktop-Roboterzellen im Rasterelektronenmikroskop.
Diese Vorlesung soll einen Überblick über die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik (MST), ihre Anwendungsgebiete sowie Lösungsansätze bei der Entwicklung verschiedenartiger Mikrosysteme und Mikroroboter geben. Dies wird durch zahlreiche Beispiele und praktische Ergebnisse veranschaulicht. Letzteres untermauert das übergeordnete Ziel dieser Veranstaltung, eine praxisbezogene Übersicht über die wichtigsten mikromechanischen und systemtechnischen Aspekte der MST und Mikrorobotik zu präsentieren, mit dem Fokus auf Fertigungsmethoden, Mikroaktuatoren, Mikrosensoren sowie auf Mobilität und Mikromanipulationsfähigkeit von Mikrorobotern.
Die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik wird als eine Schlüsseltechnologie mit großem Anwendungspotenzial, vor allem in der Medizin-, Fertigungs-, Kommunikations-, Bio- und Umwelt- sowie Verkehrstechnik, betrachtet. Trotz des wachsenden Interesses findet man kaum eine Lehrveranstaltung, in der alle wichtigen Bestandteile dieser breitgefächerten Forschungsrichtung behandelt worden wären. Um diese Lücke zu schließen, bietet die Abteilung für Mikrorobotik und Regelungstechnik (AMiR) diese Vorlesung an. Sie soll einen Überblick über die Mikrorobotik und Mikrosystemtechnik, ihre Anwendungsgebiete sowie Lösungsansätze bei der Entwicklung verschiedenartiger Mikrosysteme geben. Die Vorlesung wird durch zahlreiche Beispiele und praktische Ergebnisse veranschaulicht.
Inhalte: Mikrorobotik und MST: Ideen, Probleme, Aktivitäten; Anwendungen der Mikrorobotik und MST; Verfahren der MST; Mikromechanik auf Silizium-Basis; LIGA-Verfahren; Mikroaktoren: Prinzipien und Beispiele (elektrostatische, piezoelektrische, magnetostriktive, elektromagnetische, Formgedächtnis-, thermomechanische, elektrorheologische und andere
Aktoren); Mikrosensoren: Prinzipien und Beispiele (Kraft- und Druck-, Positions- und Geschwindigkeits-,
Beschleunigungs-, Bio- und chemische, Temperatur- und andere Sensoren); informationstechnische Aspekte der MST; Entwurf und Simulation in der MST; Klassifikation
von Mikrorobotern; Grobpositionierung von Mikrorobotern; Feinpositionierung von Mikrorobotern;
Handhabung von Mikroobjekten: Probleme und Lösungen; Mikrogreiftechniken; Mikromontage; mikroroboterbasierte Prozessautomatisierung; Desktop-Roboterzellen im Rasterelektronenmikroskop.
Hinweise zum Modul
Prerequisites
No participant requirements
Reference text
Associated with the modules:
Embedded Systems and Microrobotics
Examination times
At the end of the semester
Module examination
Oral exam in German
Skills to be acquired in this module
Within the last few years, microrobotics and microsystem technology (MST) have become a focus of interest to industry and evolved into an important field with great application potential. It plays a decisive role for industry to be competitive in many areas such as medicine, production engineering, biotechnology, environmental technology, automotive products, etc. Despite of the growing interest in this new technology, there is hardly any book or lecture course that treats microrobotics and MST in a coherent and comprehensive way. This course is an attempt of the Microrobotics and Control Engineering Division (AMiR) to give students a systematic introduction to microrobotics and MST. It discusses all important aspects of this rapidly expanding technology, its diversity of products and fields of application. The course contains an overview of numerous ideas of new devices and the problems of manufacturing them. Professional competence:
The students:
name the ideas, challenges and activities of microrobotics and microsystem technology
describe the microrobotics and MST applications
characterise MST methods
name microsensor functionality
characterise microsensor examples
discuss MST terms of information technology
classify microrobotics
Methodological competence
The students:
discover interdisciplinary connections and links between scientific and technical fields of research and development
learn technical abstraction of complex contexts
Social competence
The students:
solving problems partially as group
present their solutions and approaches to the group
Self-competence
The students:
reflect their knowledge of technical computer science
learn to expand on their professional competence independently
