Ausgemustert - TUintern November 2007
Für vielfältige praktische Anwendungen werden leistungsfähige und effiziente Mustererkennungsverfahren zur Sequenzanalyse benötigt, beispielsweise in der Sprach-, Bild- und Handschrifterkennung, in der Gensequenzanalyse, bei der Detektion von Computerviren oder auch zur Erkennung klopfender Verbrennungen in Ottomotoren. Derzeit stellen Hidden Markov Models (HMMs) den Stand der Technik bei der Lösung solcher Aufgabenstellungen dar.
Das neuartige Verfahren zur automatischen Mustererkennung ist wie die HMMs geeignet, verzerrte Muster in sequentiellen elektronischen Daten aufzufinden, übertrifft diese aber in Performance, Einfachheit und Genauigkeit. Die Verbesserungen ergeben sich durch eine spezielle Aufbereitung des zur Parameterbestimmung gegebenen Beispieldatensatzes, so dass nicht länger auf einen komplizierten zweistufigen stochastischen Prozess zurückgegriffen werden muss.
Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet.
Gut gewickelt - TUintern September 2007
In der Industrie werden 65% der Elektroenergie mit Elektromotoren in mechanische Arbeit umgesetzt. Die Motorenbetreiber sind daher sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht an möglichst effizienten Motoren interessiert. Die Wicklung des Elektromotors muss dazu so beschaffen sein, dass ein möglichst großer Teil der eingespeisten Elektroenergie über ein optimal geformtes Feld zu nutzbarer mechanischer Energie umgewandelt wird.
Die Erfindung von Dipl.-Ing. Matthias Centner am Institut für Energie und Automatisierungstechnik ermöglicht es, mit einer minimalen Anzahl von Nuten einen guten Feldverlauf zu erhalten. Dies ist vor allem interessant für Anwendungen mit einer hohen Anzahl magnetischer Pole, wie z.B. langsamlaufende Windkraftanlagen oder Elektromotoren in Kraftfahrzeugen (Hybridantrieb) oder Anwendungen kleiner Baugröße, bei denen bisher aufgrund der Feinheit der geometrischen Abmessungen keine großen Nutenzahlen umgesetzt werden konnten.
Dazu werden bei der Erfindung unterschiedlich große Statornuten asymmetrisch nach einem speziellen Schema angeordnet, wobei im Sinne einer ökonomischen Fertigung gleiche Spulen verwendet werden.
Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet.
Der gewisse Drall - TUintern Juli 2007
Für die medizinische und biotechnische Analyse haben sich konventionelle Zytometer etabliert, die den Durchfluss einer Probenlösung messen. Zellen aus der Suspension, die untersucht werden soll, werden einzeln an einer optischen oder elektrischen Messstelle vorbeigeführt, analysiert und gezählt. Dafür müssen sie vorher in einen schneller fließenden "Hüllstrom" eingeleitet werden (hydrodynamische Fokussierung).
Derzeit werden Analysechips mit Mikrostrukturen als kostengünstige, nicht verschleißbare und rasch austauschbare Einwegprodukte hergestellt. Im Rahmen seiner Dissertation hat Dr.-Ing. Janko Theisen gemeinsam mit Prof. Dr. Martin Schmidt am Institut für Konstruktion, Mikro- und Medizintechnik, Fachgebiet Mikro- und Feingeräte, den Prototypen eines neuartigen 3-D-mikrostrukturierten Durchflusszytometers entwickelt, der eine bessere räumliche Fokussierung des Probenstroms ermöglicht. Auch die Gestaltung der Bauteile ist besonders vorteilhaft. Die Auslässe für den Hüllstrom sind versetzt angeordnet. Dadurch bekommt der Probenstrom einen schraubenförmigen Drall und ermöglicht eine gleichmäßigere Fokussierung als bei einer spiegelsymmetrischen Anordnung.
Die Erfindung wurde in Deutschland zum Patent angemeldet.
Strahlen mit Schnee - TUintern Mai 2007
Die Düse in verkleinerter Form
Das Strahlen mit festem Kohlendioxid (CO2, sog. Trockeneis) hat zahlreiche Vorteile. Durch die Kombination mehrerer Wirkmechanismen können sowohl sensible Oberflächen wie Leiterplatten gereinigt als auch harte Keramikschichten entfernt werden. Die Vorteile des CO2-Schneestrahlens (leichte Lagerfähigkeit des CO2, gute Automatisierbarkeit) wurden durch die Nachteile (relativ kostenintensiv und geringe Strahlleistung, hoher CO2- und Druckluftverbrauch) aufgewogen.
Die am IWF der TU Berlin entwickelte Strahldüse erlaubt durch flexible Variation von Strahldruck und CO2-Einsatz die Abrasivität über die Partikelanzahl und -größe zu steuern. Dadurch wird ein ökonomisches Strahlen bei hoher Strahlleistung erreicht während der geringe Druckluftverbrauch eine Nutzung an üblichen Werkstattdruckluftnetzen ermöglicht. Das homogene und reproduzierbare Strahlbild sowie die kompakte Bauform begünstigen eine Integration auch in bestehende Maschinen und Anlagen.
Die Erfindung von Herrn Dipl.-Ing. Veit und Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Uhlmann wurde zum Patent angemeldet.
Mit Gegendruck erzeugt - TUintern März 2007
Magnesiumlegierungen sind aufgrund ihrer günstigen Festigkeitswerte und guten Bearbeitungseigenschaften als Konstruktionswerkstoffe für den Einsatz in der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt besonders interessant. Die im Strangpressverfahren hergestellten Legierungen wiesen jedoch bisher u. a. Nachteile bei den Umformeigenschaften auf. Dipl.-Ing. u. MBA Sören Müller hat am Institut für Werkstoffwissenschaften und –technologien, Fachgebiet Metallische Werkstoffe, eine Gegendruckanlage für bestehende Strang- und Rohrpressen gefertigt, die bereits während des Pressvorganges durch die Aktivierung von Zugzwillingen den Widerstand der so hergestellten Profile gegen Verformung bei späterer Druckbelastung erheblich erhöht. Die Druckfließspannung des Produkts wird dabei um mindestens 50 % erhöht und kann ebenso wie die Zugfließspannung gezielt eingestellt werden, was Einsätze der Magnesiumprofile in Bereichen, die bisher ausgeschlossen waren, nun möglich machen.
Die Erfindung wurde zum Deutschen Patent angemeldet.
Knotentechnik leicht gemacht – automatisierbarer Knoten für die Laparaskopie TU intern Februar 2007
Bei der endoskopischen Operation im Bauchraum (Laparoskopie) ist das Nähen der Wunde und Verknoten des Nahtmaterials wegen des begrenzten Raumangebots und der zweidimensionalen Sicht erschwert und nimmt einen großen Teil der Operationszeit ein. Eine Automatisierung dieser Schritte könnte die Dauer der Operation verkürzen und ermöglicht zusätzlich eine reproduzierbare und kontrollierbare Knotenqualität.
Rainer Reichel, Prof. Marc Kraft, Dr. Peter Diesing und andere vom Institut für Konstruktion, Mikro- und Medizintechnik haben ein neues Konzept für die maschinelle Erstellung von Einzelknopfnähten in der Laparoskopie erstellt, mit dem mehrere Knoten in Folge innerhalb des Bauchraumes automatisch erstellt werden können.
Das Ergebnis ist eine technische Lösung für das Problem der automatisierten Verbindung von Fadenenden mit einem Knoten. Weiterhin wurde ein neuer Knoten entwickelt, der sowohl die medizinischen Anforderungen erfüllt, als sich auch für die Automatisierung in besonderem Maße eignet. Festigkeitstests an den neuen Knoten zeigten im Vergleich mit einem bewährten chirurgischen Knoten tendenziell etwas höhere Reißfestigkeiten.
Die Erfindung wurde beim Deutschen Patentamt angemeldet und wird derzeit am gleichen Institut von Herrn Hanno Winter im Rahmen eines Forschungsprojektes für einen Industriepartner weiter entwickelt.
Neue Wirkstoffquelle Cyanobakterien - TUintern Januar 2007
Pilzinfektionen mit Todesfolge, insbesondere bei immunsystemgeschwächten Personen, haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. Zwar steigen Umsätze antifungaler, also pilzabtötender Mittel, doch es bedarf weiterer, besser verträglicher Mittel mit verbesserter Wirkung und Anwendung.
Eine Arbeitsgruppe um die TU-Wissenschaftler Dr. Hans von Döhren und Dr. Torsten Neuhof am Institut für Chemie erforschten in Zusammenarbeit mit dem Robert-Koch-Institut und dem Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie die antimykotische Wirkung von glykosylierten Lipopeptiden (Hassallidin A und B).
Tatsächlich konnte bei Hassallidin A in Zell-Experimenten eine hohe antifungale Wirksamkeit gegenüber einzelnen Pilzarten mit einem vermutlich neuen Wirkmechanismus festgestellt werden. Man vermutet außerdem wegen des hydrophilen Charakters eine höhere Bioverfügbarkeit bei oraler Applikation. Damit ließe sich die Dosierung deutlich verringern.
Die Erfindung wurde zum Europäischen Patent angemeldet.
