MST Lecture Series - Trends in Wissenschaft und Technologie

Diese Schiene der MST Lecture Series befasst sich mit den aktuellen Trends in Wissenschaft und Technik in verschiedenen Technologiebereichen. Inspirierende prominente Wissenschaftler geben in Form von Webinaren einen Überblick über die jüngsten Fortschritte und einen Ausblick auf die zukünftigen Entwicklungen.

1st of July 2020 8th of July 2020 15th of July 2020	22th of July 2020 29th of July 2020 5th of August 2020

Webinar, 5. August 2020, 17:00 Uhr (Berlin CET) im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Wie treiben aufkommende Technologien wie Cobots, RFID, Augmented Reality & Digital Twin das Digitalisierungsparadigma unter Industrie 4.0 voran? Das Internet der Dinge (IOT) hat sich als das nächste große Ding im Internet herauskristallisiert. Man geht davon aus, dass Milliarden physischer Dinge oder Objekte mit verschiedenen Arten von Sensoren und Aktoren ausgestattet sein werden, die über ein heterogenes Netz miteinander verbunden sind, das durch Technologien wie RFID und eingebettete Sensoren (Umwelt-, tragbare und implantierbare) ermöglicht wird. In der industriellen Landschaft überbrücken Technologien wie RFID, Sensoren und Aktoren die Kluft zwischen der digitalen und der physischen Welt der Fertigung. Als nächste industrielle Revolution bezeichnet, werden Systeme innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette und der unterstützenden Aktivitäten der Fertigung intelligent miteinander verbunden; das neue Gesicht wird als "Industrie 4.0" bezeichnet. Industrie 4.0 ist die Entwicklung zu cyber-physischen Systemen und stellt die vierte industrielle Revolution auf dem Weg zu einer durchgängigen Wertschöpfungskette mit industriellem IOT und dezentraler Intelligenz in Fertigung, vorbeugender Wartung, Produktion, Logistik und Industrie dar. Es wird erwartet, dass die Industrie 4.0 in den nächsten zehn Jahren 14,2 Billionen Dollar zur Weltwirtschaft beitragen wird. Industrie 4.0 bezieht sich auf das industrielle Internet der Dinge, in dem Produkte und Dienstleistungen miteinander verbunden sind, Daten sammeln, mit Nutzern kommunizieren und zusätzliche Dienste anbieten. Der Vortrag beleuchtet die jüngsten Fortschritte im Bereich IOT und Industrie 4.0 mit Schwerpunkt auf industriellen Fallstudien und zukünftigen Forschungstrends in diesem Bereich.
	Dr. Wasim Raad kam 1986 an die King Fahd University Petroleum Minerals, Fachbereich Computer Eng. Dept. 1986, wo er als Dozent und Forscher auf dem Gebiet der Smart Cards und RFID arbeitet. Er promovierte 2005 an der Universität Bradford im Vereinigten Königreich im Bereich eingebettete Systeme und Signalverarbeitung. Er ist als Berater für eine Reihe von Unternehmen in der Region tätig und veranstaltet eine Reihe von Workshops und Tutorien zu Smart Cards und RFID. Im Jahr 2010 gründete er das erste Smart Card- und RFID-Universitätslabor in der Region, um Studentenprojekte zu unterstützen und Kurzkurse für die Industrie im Bereich RFID/NFC durchzuführen. In den letzten zwei Jahren war er an zwei geförderten Projekten beteiligt: Implementierung von RFID in ein MIT-Projekt für erneuerbare Energien und ein Hajj-Projekt zur Verfolgung von Pilgerreisen. Kürzlich koordinierte und unterrichtete er einen Kurzkurs über die Einführung in IOT und Industrie 4.0 für Saudi Aramco.
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Webinar, 29. Juli 2020, 17:00 Uhr (Berlin CET) im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Wearable Brain-Computer Interface für Augmented Reality-basierte Inspektion in der Industrie 4.0

In den letzten zwei Jahrzehnten hat Augmented Reality (AR) in der technisch-wissenschaftlichen Gemeinschaft großes Interesse geweckt, und es wurden viele Anstrengungen unternommen, um ihre Grenzen im täglichen Gebrauch zu überwinden. In der Industrie wird AR hauptsächlich bei Roboterinspektionen, Schulungen, Diagnosen, Montage/Demontage und Reparaturen eingesetzt. Bei diesen Vorgängen müssen die Hände des Benutzers in der Regel frei von der Steuerung des AR-Geräts sein. Trotz handgehaltener Geräte wie Tablets können Smart Glasses durch ihre hohe Tragbarkeit einen freihändigen Betrieb gewährleisten, vorausgesetzt, ihre Eingabe erfordert keine Hände. Die Kombination von AR mit einem Brain-Computer Interface (BCI) kann die Lösung sein: BCI ist in der Lage, menschliche Absichten in Roboterbefehle zu interpretieren, indem es die neuronale Aktivität misst. In diesem Vortrag werden die interessantesten Ergebnisse dieser technologischen Forschungsanstrengungen sowie die jüngsten Weiterentwicklungen vorgestellt. Nach einem kurzen Überblick über die Forschung an der Universität Neapel Federico II in Zusammenarbeit mit dem CERN konzentriert sich der Vortrag vor allem auf den Stand der Forschung an einem tragbaren System zur Roboterüberwachung. AR-Brillen sind mit einem trainingsfreien, nicht-invasiven, einkanaligen BCI für die Roboterinspektion im Rahmen von Industrie 4.0 integriert. Die durchschnittliche Genauigkeit beträgt 90 % bei einer Latenzzeit von 1,0 s. Es wird auch über eine Fallstudie am CERN für die Roboterinspektion an gefährlichen Standorten berichtet.

Prof. Pasquale Arpaia erwarb einen Master und einen Doktortitel in Elektrotechnik an der Universität Napoli Federico II (Italien), wo er als Professor für Instrumentierung und Messungen tätig ist. Außerdem ist er Teamleiter bei der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN).

Er ist Mitherausgeber des Institute of Physics Journal of Instrumentation, des Elsevier Journal Computer Standards & Interfaces und von MDPI Instruments. In den letzten Jahren war er wissenschaftlich verantwortlich für mehr als 30 preisgekrönte Forschungsprojekte in Zusammenarbeit mit der Industrie, mit entsprechenden Patenten und internationalen Lizenzen, und finanzierte 4 akademische Spin-off-Unternehmen.

Zu seinen Hauptforschungsinteressen gehören digitale Instrumentierung und Messverfahren für Teilchenbeschleuniger, Evolutionsdiagnostik, verteilte Messsysteme, ADC-Modellierung und -Tests. In diesen Bereichen hat er mehrere Bücher und etwa 280 wissenschaftliche Beiträge in Fachzeitschriften und nationalen und internationalen Konferenzberichten veröffentlicht. Seine Doktoranden wurden 2006 und 2010 auf der IEEE I2MTC sowie 2016 und 2012, 2018 auf der IMEKO TC-10 und den Weltkonferenzen ausgezeichnet.

More Details: Description Poster: Registration Link: http://tiny.cc/MSTLS5

Webinar, 22. Juli 2020, 17:00 Uhr (Berlin CET) im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Digitale Transformation von Engineering-Geschäftsprozessen
mit Hilfe der Virtual Reality Technologie

Die Technologie der virtuellen Realität (VR) hat in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung durchlaufen. Die VR-Software und -Hardware sind leistungsstark und erschwinglich geworden. Daher zählt die VR zu den Schlüsseltechnologien für die Ermöglichung der digitalen Transformation.
Dieser Beitrag gibt eine kurze Einführung in die VR-Technologie und diskutiert deren Einsatz in industriellen Geschäftsprozessen anhand verschiedener Fallstudien. Die Fallstudien wurden im Rahmen von Kooperationsprojekten zwischen der Hochschule Karlsruhe und deutschen Herstellern von Spezialgeräten und Automatisierungsmaschinen erstellt und haben folgende Schwerpunkte:

VR-gestützte Produktentwurfsprüfung
VR-gestütztes Produktkonfigurationsmanagement
VR-gestützte Ausbildung

Basierend auf den Erfahrungen, die in diesen Kooperationsprojekten gesammelt wurden, werden die Potenziale der VR als der digitalen Transformation und die Herausforderungen, die sich bei ihrem Einsatz im in diesem Beitrag skizziert werden.

Prof. Fahmi Bellalouna studierte Maschinenbau an der Technischen Universität München. Im Jahr 2009 promovierte er an der Ruhr-Universität Bochum im Bereich des computerintegrierten Maschinenbaus.

Er arbeitete mehr als 10 Jahre für den Automobilhersteller Daimler AG im Bereich der digitalen Produktgestaltung. Im Jahr 2015 wurde er als Professor für Digitalisierung im Produktlebenszyklus an die Hochschule Karlsruhe berufen.

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Webinar, 15. Juli 2020, 17:00 Uhr (Berlin CET) im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Ein Hybrid- und Closed-Loop-Hirn-Computer-Schnittstellensystem für die intelligente Steuerung von Neuroprothesen

Eine Neuroprothese ist ein Gerät, das eine direkte Schnittstelle zum Nervensystem hat und Funktionen im Körper des Patienten ergänzt oder ersetzt. Angesichts der wachsenden Zahl von Amputierten hat die Neuroprothesenforschung in den letzten Jahrzehnten an Dynamik gewonnen. Die derzeitigen Neuroprothesen weisen jedoch immer noch verschiedene Nachteile auf, wie z. B. geringe Steuerbarkeit und fehlende sensorische Rückkopplung, was dazu führt, dass kein Gefühl der Verkörperung entsteht. Vor allem der Phantomschmerz (PLP), d. h. anhaltende schmerzhafte Empfindungen, die von der fehlenden Gliedmaße ausgehen, scheint ein großes Problem bei Armprothesen zu sein, von dem mehr als 42 % der amputierten Bevölkerung betroffen sind. Schätzungen zufolge lehnen daher zwischen 35 und 45 % der Amputierten ihre Armprothesen ab. Diese ernüchternde Statistik spiegelt den aktuellen Stand der Armprothesen perfekt wider. Wenn wir aufmerksam zuhören, was Amputierte sagen, um zu verstehen, was zu einer so hohen Ablehnungsrate führt, erkennen wir, dass die Verbesserung der Prothesenfunktionalität im efferenten Pfad (Feedforward-Steuerung) und im afferenten Pfad (sensorisches Feedback) die beiden Hauptziele sind, die in diesem Forschungsbereich aktiv untersucht werden. In dieser Forschungsarbeit konzentrieren wir uns auf beide Seiten der Gleichung (efferent und afferent) und untersuchen auf unterschiedliche Weise, wie Brain-Computer-Interface (BCI) eingesetzt werden kann, um die Feedforward-Steuerung von Hilfsrobotern (hauptsächlich Armprothesen) zu verbessern, aber auch, wie BCI dazu beitragen kann, die Wahrnehmung verschiedener sensorischer Reize durch das Gehirn zu verstehen, indem mehrere sensorische Rückkopplungsmodalitäten genutzt werden, um das Design von geschickteren sensorisch unterstützten Prothesen zu verbessern. Als langfristiges Ziel sieht diese Forschung vor, durch die Kombination von BCI und sensorischem Feedback den Weg für die Linderung des PLP-Problems bei Armprothesen zu ebnen.

Zied Tayeb

ist Forscher für Gehirn-Computer-Schnittstellen und Neuroprothetik an der Technischen Universität München (TUM) und Raumfahrt-Unternehmer. Von 2016 bis 2017 war er Vollzeitforscher im Human Brain Project, einem H2020 FET Flagship Project (https://www.humanbrainproject.eu/). Er ist Gastforscher an der National University of Singapore (NUS) und wurde von der NASA als einer der Top-Innovatoren für 2019 ausgewählt.

Zieds Forschungsgebiet ist das Neuroengineering und die angewandte Neurowissenschaft, einschließlich Gehirn-Maschine-Schnittstellen, Rehabilitationsrobotik und Tastsinn.

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Webinar, 8. Juli 2020, 17:00 Uhr (Berlin CET) im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Verzaubert von digitalen Zwillingen:
Multimediale Konvergenz für das Wohlergehen der Bürger

Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Replikation einer lebenden oder nicht lebenden physischen Einheit. Durch die Überbrückung der physischen und der virtuellen Welt werden Daten nahtlos übertragen, so dass die virtuelle Einheit gleichzeitig mit der physischen Einheit existieren kann. Ein digitaler Zwilling ermöglicht es, die Funktionen der physischen Einheit zu überwachen, zu verstehen und zu optimieren, und liefert kontinuierliches Feedback zur Verbesserung der Lebensqualität und des Wohlbefindens der Bürger in intelligenten Städten. In diesem Vortrag werden wir die Konvergenz von Multimediatechnologien (AR/VR, AI, IoT, BigMM Data und 5G-Tactile Internet) im Hinblick auf den digitalen Zwilling für das Gesundheitswesen diskutieren. Abschließend werden wir die Herausforderungen und die offenen Forschungsfragen beschreiben.

Prof. Abdulmotaleb El Saddik, ist Distinguished Professor und University Research Chair an der School of Electrical Engineering and Computer Science der University of Ottawa und Direktor des Multimedia Communications Research Laboratory und des Medical Devices Innovation Institute. Er ist ein führender Haptikexperte und weltweit anerkannt für die Entwicklung neuer Technologien für die multisensorische Identifizierung von Menschen in Echtzeit (Biometrie), die Synchronisierung von haptischen, akustischen und visuellen Daten und Modelle für die Erlebnisqualität in multisensorischen Umgebungen. Er erhielt mehrere internationale Auszeichnungen, darunter den Friedrich-Wilhelm-Bessel-Preis der deutschen Humboldt-Stiftung und den IEEE Instrumentation and Measurement Society Technical Achievement Award.

More Details: Description Poster: Registration Link: http://tiny.cc/Trends

Webinar, 1. Juli 2020, 17:00 Uhr (Berlin MEZ), organisiert im Rahmen der Aktivitäten des DAAD-Projekts PraSEE

Einsatz des Internets der Dinge (IoT) zur Bekämpfung von Covid-19

Das Internet der Dinge (IoT) hat eine Welt der Möglichkeiten und zahlreiche Anwendungen im Gesundheitswesen eröffnet, von intelligenten Sensoren bis hin zur Fernüberwachung und der Integration intelligenter medizinischer Geräte, die unschätzbare zusätzliche Daten sammeln können. Das IoT hat das Potenzial, nicht nur für die Sicherheit und Gesundheit der Patienten zu sorgen, sondern auch zusätzliche Erkenntnisse über Symptome zu liefern, die ärztliche Versorgung zu verbessern, Fernbetreuung zu ermöglichen und den Patienten generell mehr Kontrolle über ihre Behandlung zu geben. Das Internet der Dinge ist eine der neuesten Technologien, die unseren Lebensstil in den kommenden Jahren verändern wird. Dieser Vortrag soll eine umfassende Einführung in das IoT geben und aufzeigen, wie das IoT zur Bekämpfung von Covid-19 eingesetzt werden kann.

Dr. Ahmed Abdelgawad erwarb 2007 und 2011 seinen Master- und Doktortitel in Computertechnik an der University of Louisiana in Lafayette und arbeitete anschließend bei IBM als Design Aids & Automation Engineering Professional im Semiconductor Research and Development Center. Im Herbst 2012 wechselte er als Assistant Professor für Computertechnik an die Central Michigan University. Im Herbst 2017 wurde Dr. Abdelgawad vorzeitig zum Computer Engineering Associate Professor befördert. Sein Fachgebiet ist verteiltes Rechnen für drahtlose Sensornetzwerke (WSN), Internet der Dinge (IoT), Structural Health Monitoring (SHM), Datenfusionstechniken für WSN, eingebettete Systeme mit geringem Stromverbrauch, Videoverarbeitung, digitale Signalverarbeitung, Robotik, RFID, Lokalisierung, VLSI und FPGA-Design. Er hat zwei Bücher und mehr als 88 Artikel in einschlägigen Fachzeitschriften und Konferenzen veröffentlicht.

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