151-0073-50L  MetaSuit

SemesterHerbstsemester 2022
DozierendeR. Katzschmann
Periodizitäteinmalige Veranstaltung
LehrspracheEnglisch
KommentarDieser Kurs ist Teil eines Jahreskurses. Die 14 Kreditpunkte werden am Ende des FS2023 vergeben mit neuer Belegung des gleichen Fokus-Projektes im FS2023.

Der Kurs ist nur für MAVT BSc und ITET BSc.

Zum Fokusprojekt wird zugelassen, wer:
a. die Basisprüfung bestanden hat;
b. den Block 1 und 2 bestanden hat.

Für die Belegung der Lerneinheit kontaktieren Sie bitte die D-MAVT Studienadministration.


KurzbeschreibungStudenten entwickeln Sensoren und integrieren diese in einen Anzug für Immersion. Der Anzug bildet die Bewegung des menschlichen Körpers in der virtuellen oder erweiterten Realität ab. Die Studierenden lernen in Teams zu arbeiten, Probleme zu strukturieren, Lösungen zu finden, Systeme zu analysieren und zu präsentieren. Sie haben Zugang zu Rapid-Prototyping und neuesten Engineering-Tools.
LernzielDie vielfältigen Lernziele dieses Fokus-Projektes sind:
- Synthetisieren und Vertiefen des theoretischen Wissens aus den Grundlagenfächern des 1.-4. Semesters
- Teamorganisation, Arbeiten in Teams, Steigerung der sozialen Kompetenz
- Selbständigkeit, Initiative, selbständiges Lernen neuer Themeninhalte
- Problemstrukturierung, Lösungsfindung in unscharfen Problemstellungen, Suchen von Informationen
- Systembeschreibung und -simulation
- Präsentationstechnik, Dokumentationserstellung
- Entscheidungsfähigkeit, Realisationsfähigkeit
- Werkstatt- und Industriekontakte
- Erweiterung und Vertiefung von Sachwissen
- Beherrschung modernster Ingenieur-Werkzeuge (Matlab, Simulink, CAD, CAE, PDM)
InhaltIn diesem Fokusprojekt entwickeln Studierende die Plattform MetaSuit. Zusammen mit ihrem Team entwerfen, bauen und testen sie einen tragbaren Anzug, der die Pose und Bewegung des menschlichen Körpers in einen Raum der virtuellen Realität (VR) oder erweiterten Realität (AR) abbildet. MetaSuit sieht die Integration weicher künstlicher Muskeln in einen Ganzkörperanzug für immersive Erfahrungen vor. Als Kerntechnologie dienen hydraulisch verstärkte elektrostatische Aktuatoren, die in diesem Projekt sowohl für die Propriozeption als auch für die Aktuierung verwendet werden.

Diese Technologie verschmilzt dünne dielektrische Filme zu verformbaren Beuteln, injiziert die geformten Beutel mit dielektrischem Öl und beschichtet sie mit flexiblen Elektroden. Das Anlegen niedriger Ströme bei hohen Spannungen aktiviert diese Kondensatoren, indem die Elektroden zusammengezogen werden und die Flüssigkeit in einen Unterabschnitt des verformbaren Beutels gedrückt wird. Die Kernidee dabei ist, den gezippten Zustand dieser kapazitiven Aktoren auszulesen und sie damit zu Sensoren zu machen.

Das Hauptziel des Projekts ist es, einen weichen, leichten und sich natürlich anfühlenden Anzug zu schaffen, der es Benutzern ermöglicht, in eine Zielumgebung einzutauchen, in der sich der Benutzer reibungslos bewegen und mit Objekten und anderen Benutzern interagieren kann. Solche Zielumgebungen können von gefährlichen Umgebungen, die aufgeräumt werden müssen, bis hin zu virtuellen Treffpunkten reichen, die Lernen und Training ermöglichen.

Das Projekt wird von einem Team von acht Bachelor-Forschenden geleitet, die sich im 3. Jahr des Bachelor-Studiums an der ETH Zürich befinden. Die Teammitglieder haben einen Hintergrund in Informatik und Maschinenbau/Elektrotechnik. Die Betreuung und Leitung des Teams erfolgt durch das Soft Robotics Lab. Das Zieldatum für eine erfolgreiche Forschungsdemonstration ist Ende Mai 2023.

Wenn Sie mehr über dieses Projekt erfahren möchten, senden Sie bitte eine E-Mail an Prof. Robert Katzschmann (Link).
Voraussetzungen / BesonderesGrundlagen der Regelungstechnik, des Maschinendesigns und der Dynamik. Eine vorherige Exposition gegenüber Mechatronik oder Robotersystemen ist ebenfalls hilfreich.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggeprüft
Menschenführung und Verantwortunggeprüft
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegeprüft
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgeprüft
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement geprüft