Automatisierte Fahrsysteme (ADS) übernehmen zunehmend sicherheitskritische Aufgaben im Straßenverkehr. Um ihr Verhalten nachvollziehbar zu bewerten, ist ein Vergleich mit einem menschlichen Referenzfahrer erforderlich, der als Maßstab für sichere, angemessene und akzeptierte Fahrentscheidungen dient. Während bestehende Modelle menschlichen Fahrerverhaltens einzelne Teilaspekte – etwa Wahrnehmung oder Reaktionszeit – abbilden, fehlt bislang ein theoretisch fundiertes, konsistentes Modell, das den geübten, aufmerksamen Fahrer als Referenz für die Validierung automatisierter Systeme beschreibt.

Ziel der Arbeit ist es, den Stand der Forschung zu Menschmodellen im Fahrkontext systematisch aufzuarbeiten und auf dieser Basis eine wissenschaftlich fundierte Definition des „Referenzfahrers“ zu entwickeln. Diese Definition dient als Grundlage für die Konzeption eines ersten theoretischen Referenzfahrermodells, das Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und Handlung integriert und als Vergleichsmaßstab für die Bewertung automatisierter Fahrsysteme genutzt werden kann.

Ziel dieser Thesis ist es, den aktuellen Stand der Nutzung von Assistenzfunktionen in der Fahrzeugführung darzustellen und hierauf aufbauend das Weiterentwicklungspotential zu erforschen.

Immer häufiger unterscheiden sich Produkte nicht mehr primär durch ihre physischen Hardwarekomponenten, sondern durch softwarebasierte Steuerungs-, Verarbeitungs- und Funktionslogiken. Ein anschauliches Beispiel sind Smartphone-Kameras, deren Leistungsfähigkeit heute weitgehend durch softwareseitige Bildverarbeitung bestimmt wird, während die zugrunde liegende Hardware zunehmend standardisiert und austauschbar ist. Ein weiteres Beispiel sind produktbegleitende Software-Geschäftsmodelle, bei denen Hardwarefunktionen bereits serienmäßig in allen Geräten vorhanden sind, jedoch erst im Rahmen von Abonnements durch Software freigeschaltet werden – etwa Leistungsfreischaltungen in modernen Fahrzeugen.

Bei diesen sogenannten Software Defined Products (SDP) erfolgt die Differenzierung zwischen Produktvarianten und -generationen daher primär durch Software. Gerade im Kontext von Nachhaltigkeit und Zirkularität bieten SDP ein erhebliches Potenzial, da bei neuen Produktgenerationen große Teile der Hardware weiterverwendet werden können und Innovationen überwiegend softwareseitig erfolgen. Dadurch lassen sich Materialverbrauch, Ressourcenbedarf und Emissionen über den Produktlebenszyklus reduzieren.

Allerdings existiert bisher ein uneinheitliches Begriffsverständnis in der Literatur hinsichtlich der Definition sowie der systematischen Abgrenzung von Produktarten mit zentraler Softwarekomponente. Ebenso sind die charakteristischen Merkmale und Gestaltungsprinzipien von Circular Software Defined Products (CSDP) bislang kaum untersucht.

Ziel der Arbeit ist daher zunächst die systematische Aufarbeitung und Erweiterung des aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstands zu SDP. Darauf aufbauend sollen zentrale Eigenschaften, Anforderungen und Gestaltungskriterien identifiziert werden, die zur Entwicklung zirkulärer SDPs beitragen können.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeine und holistische Entwicklungsmethodik, weshalb diese erarbeitet werden soll. Im Rahmen von Vorarbeiten hat sich herausgestellt, dass insbesondere in Bezug auf die (automatisierte) Kompatibilitätsprüfung weiterer Forschungsbedarf besteht.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur Kompatibilitätsprüfung elektronischer Hardware-Komponenten bei der Konzeptionierung von SiME. Ein beispielhafter Vorschlag besteht in der Überprüfung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie Übertragungsprotokolle. Stimmen diese für aufeinanderfolgende überein, so besteht Kompatibilität(?). Eine Schwierigkeit der Prüfung besteht dabei im Widerspruch zwischen zu detaillierter und zu grober Beschreibung der Größen sowie der Ab- und Aufwärtskompatibilität neuer Protokollgenerationen.

Das Ziel ist daher das Auffinden eines passenden Vorgehens und dessen Ausgestaltung. Beispielhaftes, aber nicht einzig mögliches Ergebnis könnte die Verwendung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie die Formulierung einer geeigneten Granularität der Betrachteten Parameter sein.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeines und holistisches Entwicklungsvorgehen für SiME. Es soll daher eine Methodik für die Konzeption Sensorintegrierender Maschinenelemente entwickelt werden.

Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen der Herleitung eines Gesamt-Vorgehensmodells für die Entwicklung von SiME, verschiedene Entwicklungs-Methodiken als Referenz für eine Gesamtstruktur des Vorgehens zu analysieren und ein passendes Vorgehen zu entwerfen. Gleichzeitig soll der Einfluss der jeweiligen Teilschritte auf die Nutzerakzeptanz festgestellt werden. Anhand dieser Bewertung soll eine Priorisierung der Teilschritte und deren notwendiger Detaillierungsgrad abgeleitet werden. Zuletzt sind die zentralen Anforderungen an die jeweiligen Teilschritte festzuhalten.

Im Rahmen des Forschungsprojekts DFG-MiRoVA entwickelt das Fachgebiet für Fahrzeugtechnik (FZD) eine fähigkeitsbasierte Modellierung für automatisierte Fahrsysteme (ADS) über die SAE-Stufen hinaus. Diese Arbeit entwirft und bewertet eine Methode zur Erfassung und Erklärung kausaler Zusammenhänge zwischen Funktionsumfang, den Systemgrenzen (ODD) und der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).

Bauteiltrennungen mit anschließendem Fügen sind in der Fertigung etabliert. Dies soll auch auf die Additive Fertigung (AM) erweitert werden, speziell auf das Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (PBF-LB). Jedoch besitzt AM Restriktionen, auf die – neben der Beanspruchung – bei der Bauteiltrennung und dem anschließenden Fügen besonders geachtet werden muss.

Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete Trennstellen zu identifizieren und ein Vorgehen für eine beanspruchungsgerechte Bauteiltrennung mit nachgelagertem Fügen für PBF-LB zu entwickeln. Dabei soll eine beanspruchungsgerechte Gestaltung und der Fertigungseinfluss berücksichtigt werden. Das gefügte Bauteil soll dafür mittels geeigneter Werkzeuge (z.B. FEA) untersucht und das damit gewonnene Wissen in Form von Anpassungen im Vorgehen berücksichtigt werden.

In der konventionellen Fertigung haben sich Gestaltungsansätze (DfX) für die trenn- und fügegerechte Gestaltung etabliert. Die Gestaltung für die Additive Fertigung (DfAM) und insbesondere das Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB) liefert Synergien und Konflikte mit bestehenden Gestaltungsansätzen.

Ziel dieser Arbeit ist die Analyse bestehender Gestaltungsansätze im Kontext der Bauteiltrennung in AM, um Synergien und Konflikte konventioneller und additiver Gestaltungsansätze aufzudecken und deren Einfluss auf die Gestaltung in AM zu untersuchen.

Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es insbesondere in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren.

Dies führt zu Situationen, in denen menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge interagieren und kooperieren müssen – oft ohne klar definierte Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung.

Neben objektiven Fahrdaten ist es daher von großer Bedeutung, auch körperliche Reaktionen in verschiedenen kooperativen Situationen mit automatisierten Fahrzeugen (AV) systematisch zu erfassen, auszuwerten und zu interpretieren. Ein besseres Verständnis dieser körperlichen Reaktionen kann entscheidend dazu beitragen, die Gestaltung kooperativer Interaktionen zwischen Mensch und AV sicherer, intuitiver und akzeptanzfördernder zu machen.

Digital image correlation is a modern measuring method for determining deformations and strains in material testing. These are calculated by comparing images of the undeformed and deformed state of a test specimen.

In cooperation with the Fraunhofer IPM, the MPA-IfW is working on a new type of camera system for the strain-controlled conduction of aerospace alloy fatique tests. Using the DIC method, strains can be determined so that a formed crack and its crack tip can be detected.

This project focuses on designing an optical test rig equipped with a user-friendly spectrometer to measure surface-enhanced Raman scattering (SERS) on plasma catalyst surfaces.

This project aims to develop a prototype spectrometer for near-surface gas-phase Raman/Rayleigh measurements in a plasma-catalytic reactor.

Die künstliche Züchtung von biologischen Geweben und Organen ist ein seit vielen Jahren verfolgtes Forschungsziel im Bereich der Regenerativen Medizin. Hierbei werden lebende Zellen aus Gewebespenden entnommen, vermehrt und mit sogenannten Gerüstmaterialien und biologischen Faktoren kombiniert. Diese sogenannte Biotinte kann anschließend 3D verdruckt werden, um eine vorgegebene Struktur zu bilden.

Im Rahmen des Projektes soll eine mit Kollagenfasern additivierte Biotinte verdruckt werden. Dies schließt die Integration von lebenden Zellen mit ein, z.B. Muskelzellen oder Nervenzellen. Das gedruckte Modell muss umfassend charakterisiert werden, bspw. Vitalität, Proliferation, Morphologie, Bildung von Muskelfaserbündeln bzw. Neuritenausbildung.

Das Ziel von schwingungsbasiertem Energy Harvesting (EH) besteht darin, Energie aus der Umgebung zu „ernten“ und diese in elektrische Energie umzuwandeln. Die meisten, in der Literatur vorgeschlagenen Energy Harvester können durch lineare Schwinger beschrieben werden. Diese weisen eine gute Effizienz auf, allerdings nur bei einer Anregung im Bereich der Resonanzfrequenz. Aus diesem Grund ist man in der heutigen Forschung bestrebt, nichtlineare Energy Harvester zu entwickeln, die eine möglichst hohe Bandbreite aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Dynamik ein nichtlinearen bistabilen Energy Harvesters experimentell und numerisch untersucht werden.