SenGlove - a modular wearable device to measure kinematic parameters of the human hand. - In: Bioengineering, ISSN 2306-5354, Bd. 10 (2023), 3, 324, S. 1-29
For technical or medical applications, the knowledge of the exact kinematics of the human hand is key to utilizing its capability of handling and manipulating objects and communicating with other humans or machines. The optimal relationship between the number of measurement parameters, measurement accuracy, as well as complexity, usability and cost of the measuring systems is hard to find. Biomechanic assumptions, the concepts of a biomechatronic system and the mechatronic design process, as well as commercially available components, are used to develop a sensorized glove. The proposed wearable introduced in this paper can measure 14 of 15 angular values of a simplified hand model. Additionally, five contact pressure values at the fingertips and inertial data of the whole hand with six degrees of freedom are gathered. Due to the modular design and a hand size examination based on anthropometric parameters, the concept of the wearable is applicable to a large variety of hand sizes and adaptable to different use cases. Validations show a combined root-mean-square error of 0.99° to 2.38° for the measurement of all joint angles on one finger, surpassing the human perception threshold and the current state-of-the-art in science and technology for comparable systems.
https://doi.org/10.3390/bioengineering10030324
Bewältigung der Lehre unter Corona-Bedingungen an einer der kleineren Universitäten. - In: Lessons learned, ISSN 2749-1307, Bd. 2 (2022), 1, 35, insges. 10 S.
Die Technische Universität Ilmenau versucht auch unter „Corona-Zwängen“ durch Kontakteinschränkungen in Kombination mit begrenzten Lehrkapazitäten Seminare, Übungen und Praktika angemessen durchzuführen und die Lehre nicht zu vorlesungslastig werden zu lassen. Die Seminar- und Praktikumsräume gaben jedoch auch unter intensiver zeitlicher Raumbewirtschaftung von 7 Uhr bis 21 Uhr „zentral“ wie durch die Fachgebiete bei Einhaltung der Hygienevorschriften keine ausreichenden Kapazitäten zur Durchführung in Präsenz her. Der Beitrag berichtet daher über von uns getestete Möglichkeiten zur Umsetzung der etablierten Lehrformate in Onlineformate. Zusätzlich werden Lösungen zur sicheren Realisation von Präsenzprüfungen unter Pandemie-Bedingungen dargestellt. Daher war ab April 2020 neben der relativ einfach umzusetzenden Online-Durchführung der Vorlesungen für die Seminare und insbesondere die Praktika viel Eigeninitiative und Einfallsreichtum erforderlich, um den eigenen Qualitätsanforderungen der Lehrenden genüge leisten zu können. Im Vortrag wird über ausgewählte Beispiele der so entstandenen Lösungen berichtet, wie sie in der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau realisiert wurden. Unsere Fakultät weist ein breites Spektrum von „klassischen“ Fächern bis zu Lichttechnik, Technischer Optik und Biomechatronik auf, so dass schon bei dieser Stichprobe aus nur einem Fachgebiet einer der fünf Fakultäten die dem Wissenschaftler gemeine übergreifende Bewertung kaum zu bieten ist. Selbstverständlich wird nicht nur über Lösungen berichtet, sondern die ungelösten Probleme werden gleichrangig angesprochen.
https://doi.org/10.25369/ll.v2i1.35
The interplay of biomimetics and biomechatronics. - In: Biomimetics, ISSN 2313-7673, Bd. 7 (2022), 3, 96, S. 1-9
Biomechatronics is an engineering subject in which biomimetics as a method is one of its two supporting pillars: biology for engineering, or Bio4Eng. This is contrasted with biocompatible design, or Eng4Bio, examples of which are human-serving systems, such as exoskeletons, and biomedical engineering. The paper aims to illustrate that the research fields of biomimetics, biomechatronics, and biomedical engineering are not in competition but mutually supportive. The current attempts to place biomechatronics under the umbrella of biomimetics or biomedical engineering are therefore not expedient; they deprive the subject of its strength of combining Bio4Eng and Eng4Bio at any time in a task-related manner. In addition to research and development, however, the training of the specialists supporting the subjects must not be disregarded and is therefore described based on a proven design.
https://doi.org/10.3390/biomimetics7030096
Design of a robot gripping system: theoretical considerations and a new solution. - Osaka : Osaka University Library. - 1 Online-Ressource (2 Seiten)Publikation entstand im Rahmen der Veranstaltung: The 9.5th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines, Ottawa, Canada (Virtual Platform), 2021-06-22/25
https://doi.org/10.18910/84879
Prediction of movement for adaptive control of an upper limb exoskeleton. - Osaka : Osaka University Library. - 1 Online-Ressource (2 Seiten)Publikation entstand im Rahmen der Veranstaltung: The 9.5th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines, Ottawa, Canada (Virtual Platform), 2021-06-22/25
https://doi.org/10.18910/84880
Towards rich motion skills with the lightweight quadruped robot Serval. - In: Adaptive behavior, ISSN 1741-2633, Bd. 28 (2020), 3, S. 129-150
Bio-inspired robotic designs introducing and benefiting from morphological aspects present in animals allowed the generation of fast, robust, and energy-efficient locomotion. We used engineering tools and interdisciplinary knowledge transferred from biology to build low-cost robots, able to achieve a certain level of versatility. Serval, a compliant quadruped robot with actuated spine and high range of motion in all joints, was developed to address the question of what mechatronic complexity is needed to achieve rich motion skills. In our experiments, the robot presented a high level of versatility (number of skills) at medium speed, with a minimal control effort and, in this article, no usage of its spine. Implementing a basic kinematics-duplication from dogs, we found strengths to emphasize, weaknesses to correct, and made Serval ready for future attempts to achieve more agile locomotion. In particular, we investigated the following skills: walk, trot, gallop, bound (crouched), sidestep, turn with a radius, ascend slopes including flat ground transition, perform single and double step-downs, fall, trot over bumpy terrain, lie/sit down, and stand up.
https://doi.org/10.1177/1059712319853227
Einfluss von Gestalt und Pose des Trommelfells auf die Lärmbelastung am Trommelfell. - In: Prävention von arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren und Erkrankungen, (2020), S. 261-270
Richtungsabhängige und zeitliche Koordinationsmuster der Schulter- und Armmuskulatur bei Lasthandhabung. - In: Prävention von arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren und Erkrankungen, (2020), S. 227-238
Prävention Muskulosekelettaler Erkrankungen mittels aktiver Exoskellett Systeme. - In: Prävention von arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren und Erkrankungen, (2020), S. 213-226
Design and control of a flapping wing system test bench. - In: Advances in service and industrial robotics, (2020), S. 34-42