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fo ku s I n fo r m ati o n s - u n d E l e ktrotec h n i k unternehmenser folg durc h patent ierte hoc hsc hultec hnologien


Patent Offensive Westfalen Ruhr ist ein Netzwerk der Hochschulen: Universität Bielefeld Technische Universität Dortmund Westfälische Wilhelms-Universität Münster Universität Paderborn

Veranstaltungsort Technische Universität Dortmund Campus Nord Campus Treff Vogelpothsweg 120 Erfinder 44227 Dortmund Jens Brandes (Fibretech GmbH) BitteMeyer nutzen Sie die Meyer Parkplatz-Einfahrt Jan (Yachtwerft GmbH) Nr. 24. Der Zugang Prof. Dr.-Ing. Herbert zum FunkeCampus Treff erfolgt die Einfahrt Nr. 23. Tel. 0231über 9112-779

Veranstaltungsorganisation TU Dortmund / Transferstelle Janita Tönnissen Baroper Str. 283 44221 Dortmund Vermarktung Telelefon: 0231 / 755-6030 Raimond Filges Fax: 0231 / 755-2327 Transferstelle FH Dortmund janita.toennissen@tu-dortmund.de Tel.: +49 (0)231.9112-268

Wissenschaft vor Ort e.V. Thomas Berndsen Lünener Str. 211 59174 Kamen Telefon: 02307 / 91206-30 Fax: 02307 / 91206-66 post@wvo-online.de

Fax: +49 (0)231.9112-342 Fax 0231 9112-334 raimond.filges@fh-dortmund.de Anmeldung, Anfahrtsbeschreibung, Ausstellungskatalog und aktuelle Informationen unter www.patente-gruendungen.de oder E-Mail an: herbert.funke@fh-dortmund.de post@wvo-online.de. Die Teilnahme ist kostenlos.


Fokus Informations- und Elektrotechnik unternehmenser folg durc h pa t e n t i e rt e h o c h s c h u lt e c h n o l o g i e n 2 8. Juni 2 0 10

Programm

16:00 bis 19:00 Uhr Präsentation der patentierten Technologien aus den westfälischen Hochschulen offene Poster- und Prototypenausstellung 16:30 Uhr Begrüßung durch das Rektorat TU Dortmund 16:45 Uhr Erfolgreiche Kooperationsbeispiele aus der Informations- und Elektrotechnik moderierte Diskussionsrunde anschließend weitere Kontaktmöglichkeiten mit Erfindern und Hochschulvertretern 18:30 Uhr Get together mit einem kleinen Imbiss


vorwort

Prof. Dr. Ursula Gather, Rektorin der TU Dortmund POWeR – Patent Offensive Westfalen Ruhr PROvendis – Wir beschleunigen Technologietransfer

technologieangebote

S. 14 S. 16 S. 18

CL-DCT | Hocheffiziente Berechnung der Diskreten Cosinus Transformation (DCT) Lichtbogensensor | Detektion einer breitbandigen Rauschquelle Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) | mit voll integrierten optischen Sende- und

Empfangselementen

S. 19 S. 24 S. 26 S. 28 S. 30

Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) | mit Lichtleitern aus Silikon ErgoViz | Ergonomische 3D-Visualisierung EFEC | Dekodierbasierte Kanalschätzung für adaptive Kommunikation L²C²-PWMC | Pulsweitenmodulator mit LLCC-Resonator Optisches neuigkeitsfilterndes Mikroskopmodul

Dynamisches Phasenkontrastmikroskop Sim2D3D | Simultane Darstellung von Monoskopischen und Stereoskopischen Inhalten auf Autostereoskopischen Bildschirmen

S. 36 S. 38

Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen Umgebungen Kompetenzzentrum Elektromobilität

S. 45

Impressum

S. 32


Sehr geehrte Damen und Herren, Spitzenwissenschaftler/innen aus den Hochschulen in Westfalen setzen mit ihren Ideen und ihrem Engagement Maßstäbe für Innovationen in der Informations- und Elektrotechnik. Aus exzellenten Forschungsergebnissen werden vielversprechende Technologien, Patente und Prototypen entwickelt. Doch nur durch engagierte Unternehmer/innen werden die Potentiale aus der Forschung zu Motoren des wirtschaftlichen Wachstums. Damit ist der Mittelstand für die Hochschulen ein unverzichtbarer Partner, er ist die Brücke zwischen genialer Idee und praktischer Anwendung. Nachdem wir bereits im November letzten Jahres eine vielbeachtete Patentmesse „Fokus Maschinenbau“ durchgeführt haben, setzen wir mit der aktuellen Leistungsschau „Fokus Informations- und E-Technik“ unsere Präsentation aktuell patentierter Informations- und E-Technik-Erfindungen sowie weiterer Technologien fort. Sprechen Sie mit Forscherinnen und Forschern und lernen Sie interessante Kooperationspartner für Ihre Ziele kennen. Lassen Sie sich durch die präsentierten Kooperationsprojekte inspirieren und identifizieren Sie Faktoren für erfolgreiche Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Im Namen der TU Dortmund und des Hochschulnetzwerkes POWeR möchte ich Sie herzlich zu dieser Veranstaltung einladen. Ich wünsche Ihnen einen spannenden Nachmittag, der Ihre Neugier weckt und neue Perspektiven schafft. Vorab können Sie sich unter www.patente-gruendungen.de über die präsentierten Technologien und das Leistungsportfolio der ausstellenden Erfinder und Institute informieren. Wir freuen uns auf Ihren Besuch!

Prof. Dr. Ursula Gather Rektorin der Technischen Universität Dortmund


Das Hochschulnetzwerk POWeR – Patent Offensive Westfalen Ruhr Die Universitäten in Bielefeld, Dortmund, Münster und Paderborn haben sich im Rahmen der Patent Offensive Westfalen Ruhr (POWeR) zu einem Verbund zusammengeschlossen. Das Netzwerk strebt durch Projekte, Erfahrungs- und Informationsaustausch sowie hochschulübergreifende Strukturentwicklung eine nachhaltige Patent- und Gründerkultur an. Die mit der Zusammenarbeit gewonnenen Erfahrungen schlagen sich in der gemeinsamen regionalen Verwertungsstrategie nieder, die von den Hochschulen des POWeR-Verbundes mit Unterstützung des nordrhein-westfälischen Ministeriums für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie erstellt wurde. Diese ist Grundlage für das von den Hochschulen gewollte regionale Engagement im Verwertungs- und Gründungsbereich. Die gemeinsame Verwertungsstrategie bekennt sich dabei unter anderem zum regionalen Netzwerk für die Verwertung eigener Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur stärkeren Betonung von Unternehmensgründungen und Kooperationen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft im Verwertungsspektrum der Hochschulen zur Option, weitere Netzwerkpartner der außeruniversitären Wissenschaft, der regionalen Wirtschaft und der Kommunen in die Arbeit zu integrieren. Mit dem Projekt „Patente Gründungen Westfalen Ruhr“ unterstützt das POWeR-Netzwerk Gründerinnen und Gründer aus den Ingenieurs- und Naturwissenschaften und schult Hochschulverwaltungen in Patentangelegenheiten. Unsere gemeinsamen Initiativen zielen dabei ausdrücklich auch auf die enge Einbindung der kleinen und mittleren Unternehmen in das Universitätsnetzwerk. Mehr dazu unter www.patente-gruendungen.de

Kontakt Michael Asche TU Dortmund, Transferstelle, Baroper Str. 283, 44227 Dortmund Tel.: 0231 / 755-2425 Fax: 0231 / 755-4783 michael.asche@tu-dortmund.de www.patent-offensive.de 9


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Wir beschleunigen Technologietransfer Schutzrechtlich abgesicherte Spitzentechnologie an die Wirtschaft zu vermarkten, ist unsere Kernaufgabe. Ziel ist es, den Transfer des Wissens aus den Hochschulen in Unternehmen zu beschleunigen. Die PROvendis GmbH bildet ein wichtiges Bindeglied zwischen Hochschulen und Wirtschaft: Wir bringen beide Seiten professionell zusammen und fördern dabei nachhaltig Kooperationen. Durch zahlreiche Kontakte – vom regionalen Mittelstand bis zum Global Player – und durch die Zusammenarbeit mit anderen Verwertungspartnern ermöglicht PROvendis eine effiziente Technologieverwertung. Unternehmen verschiedener Branchen bietet PROvendis exklusiven Zugang zu den schutzrechtlich gesicherten neuen Technologien und vermitteln den Kompetenzträgern der Hochschulen Kontakte in die Wirtschaft und umgekehrt. Der technologische Fortschritt ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für unsere Gesellschaft und erfolgreicher Technologietransfer gewinnt daher immer mehr an Bedeutung. Gleichzeitig ist die patentrechtliche Situation sehr komplex und anspruchsvoll. PROvendis betreut Erfinder aus den Hochschulen und einigen Forschungseinrichtungen des Landes Nordrhein-Westfalen. Speziell für die Fakultäten der Applied Sciences hat PROvendis ein Team zusammengestellt. Das Applied Sciences-Team besteht aus Mitarbeitern mit ausgewiesener Fach- und Branchenexpertise der Ingenieur- und Naturwissenschaften. Mit patentrechtlichem Know-how steht dieses Team Wissenschaftlern kompetent zur Seite: von der Erfindungsberatung über die Patentanmeldung bis zum Verwertungsabschluss.

Kontakt PROvendis GmbH, Eppinghofer Str. 50, 45468 Mülheim an der Ruhr Tel: 0208 / 94105-0 Fax: 0208 / 94105-50 info@provendis.info www.provendis.info

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CL-DCT Lichtbogensensor EOLP 01 EOLP 02


CL-DCT | Hocheffiziente Berechnung der Diskreten Cosinus Transformation (DCT) Die Cordic-Loeffler-DCT (CL-DCT) ist eine Methode zur Berechnung der Diskreten Cosinus-Transformation (DCT) nach dem Loeffler‘schen Verfahren über CORDIC Strukturen. Dabei werden nicht wie üblich Multiplikationen, sondern nur Additionen und Schiebeoperationen ausgeführt. Dadurch lassen sich bei gleich bleibender Transformationsqualität der Platzbedarf und der Energiebedarf für graphische VLSIBausteine um bis zu 50% reduzieren. Die zugrunde liegende Idee lässt sich auch auf die sogenannten Integertransformationen, die bei H.264 (HDTV Videokompression) zum Einsatz kommen, anwenden. Die Erfindung entstand in enger Kooperation zweier führender Arbeitsgruppen aus Deutschland und Taiwan.

Leistungsverbrauch der Cordic-Loeffler-DCT im Vergleich zu alternativen Verfahren

kommerzielle anwendung

Die CL-DCT Methode kann überall zum Einsatz kommen, wo Bildverarbeitung auf mobilen Geräten erfolgt. Durch den geringen Leistungsbedarf erzielen Digitalkameras, Handys, PDAs, Notebooks, mobile Spielkonsolen oder Mediaplayer deutlich längere Betriebszeiten bei gleich bleibender Bildqualität. Die Transformation kann als Hardware- oder Softwarevariante ausgeführt werden und lässt sich sehr einfach und kostengünstig in bestehende Systeme integrieren. aktueller stand

Eine Patentanmeldung wurde im Juni 2006 beim Europäischen Patent- und Markenamt hinterlegt. PROvendis bietet im Auftrag der Technischen Universitäten in Dortmund und Taiwan interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an. Ein konfigurierbarer IP-Core, der DCT und Integertransformationen realisiert, wurde entworfen. vorteile

. Weniger Platzbedarf . Weniger Energieverbrauch . Sehr gute Bildqualität . Wissenschaftlich durch Versuchsreihen abgesichert . Demonstrationsfähiger Prototyp vorhanden . Als Hardware oder Softwarelösung möglich . Auch für HDTV einsetzbar (konfigurierbarer IP-Core)

Erfinder Prof. Dr.-Ing. Jürgen Götze M.Sc. Chi-Chia Sun Dr.-Ing. Benjamin Heyne Prof. Dr. Shanq-Jang Ruan

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Vermarktung PROvendis GmbH Dr. Joachim Kaiser Tel.: 0208 / 94105-23 Fax: 0208 / 94105 50 jk@provendis.info www.provendis.info

JPG-Bildcodierungsqualität der Cordic-Loeffler-DCT im Vergleich.


Arbeitsgebiet Datentechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, tu Dortmund

Positionierung in Funksystemen.

Das Arbeitsgebiet Datentechnik beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Implementierung von Verfahren der Informationstechnik und Signalverarbeitung. Die Umsetzung der Verfahren auf konkrete Rechnerarchitekturen und die Realisierung auf elektronischen Endgeräten werden dabei für verschiedene technische Anwendungen untersucht: mobile Kommunikationssysteme, GPS, elektrische Energieversorgung. Beim Entwurf der Verfahren spielt die Wechselwirkung von Algorithmus und Architektur der Realisierung eine wichtige Rolle, aber auch die Randbedingungen der konkret untersuchten technischen Anwendung (Echtzeit, Verlustleistung, Signalmodelle, Rauschen) fließen in das Entwurfskonzept ein. Auf Basis dieser allgemeinen Forschungsrichtung werden folgende Projekte (Industriekooperationen, DFG, BMBF) bearbeitet: . Kooperative Positionierung in mobilen Ad-Hoc Netzwerken . Positionierung von RFID Tags . OFDM Systeme ohne zyklischen Präfix für LTE . Methoden der Signalverarbeitung in der elektrischen Energieversorgung . Adaptive Decodierung von Faltungscodes . Konvexe Optimierung in Kommunikationsproblemen . FPGA und ASIC Implementierungen der Verfahren

DCT Core

Forschungsgruppe Datentechnik

Kontakt Prof. Dr.-Ing. Jürgen Götze Tel.: 0231 / 755-2091 Fax: 0231 / 755-7019 contact@dt.e-technik.uni-dortmund.de www.dt.e-technik.uni-dortmund.de

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Lichtbogensensor | Detektion einer breitbandigen Rauschquelle Die aktuelle öffentliche und politische Situation ist geprägt durch die grundsätzliche Forderung nach Verringerung des CO2-Ausstoßes, insbesondere auch bei Kraftfahrzeugen. Diese Entwicklung begünstigt die Einführung von Hybridfahrzeugen oder auch vollelektrischen Fahrzeugen ohne Verbrennungsmotor. Der Betrieb dieser Fahrzeuge erfordert jedoch eine wesentlich höhere Bordnetzspannung, als das heute noch üblicherweise der Fall ist (14 V ). Aktuell geht man für die Zukunft von Spannungswerten von 300 V bis zu 600 V im PKW-Bereich und bis zu 1000 V im LKW-Bereich aus. Diese Spannungswerte verursachen bei Störungen im Bordnetz (Wackelkontakten, Fehlstellen, Crash usw.) im ungünstigsten Fall Lichtbögen, die nicht mehr verlöschen und das Fahrzeug im Extremfall entzünden können. Die rechtzeitige Detektion dieser Lichtbögen ist also eine notwendige Forderung, um Fahrzeuge mit hohen Bordnetzspannungen sicher betreiben zu können.

Brennender Lichbogen

kommerzielle anwendung

Die erfindungsgemäße Schaltung überprüft permanent das Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeuges und erkennt Lichtbögen dabei an ihrer charakteristischen Spektralverteilung. Die Erfindung bietet nicht nur einen Schutz vor Überspannungsschäden, sondern entspricht auch den sonstigen strengen Anforderungen der Kraftfahrzeug-Produzenten nach einer robusten und vor allem preiswerten Lösung.

Spektraldarstellung des Lichbogens

aktueller stand

Auf die Erfindung wurde ein Europäisches Patent erteilt. Die Funktion des Verfahrens wurde in vielen Tests validiert. PROvendis sucht im Auftrag der FH Dortmund Lizenznehmer für die Erfindung/das Patent. vorteile

Effektiver Schutz vor Leitungsbrand im Kfz Reduktion von . Gewicht . Verbrauch . CO2-Emissionen

Schaltungsprinzip zur Erkennung von Lichtbögen im Kfz

Erfinder Prof. Dr.-Ing. Manfred Krüger

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Vermarktung PROvendis GmbH Dr. Joachim Kaiser Tel.: 0208 / 94105-23 Fax: 0208 / 94105-50 jk@provendis.info www.provendis.info


Institut für Mikrosensorik und Fahrzeugelektronik IfM & FE, FH Dortmund Das Institut für Mikrosensorik und Fahrzeugelektronik IfM & FE wurde im Dezember 2002 als Institut der Fachhochschule Dortmund im Fachbereich Informations- und Elektrotechnik gegründet. Zielsetzung des Institutes ist die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung von Elektronik- und Sensorsystemen. Die Kernkompetenzen liegen in den Bereichen Fahrzeugelektronik, Automotive Sensoren, Gassensorik & MEMS und Bordnetze. Anwendungsschwerpunkte sind dabei die Automobilindustrie, die Prozessautomatisierung sowie die Gebäudesystemtechnik. Auf der Basis physikalischer Prinzipien entwickeln wir Gassensoren. Für den Einsatz in Fahrzeugen werden z.B. Druck-, Beschleunigungs-, Neigungs- und Magnetfeldsensoren untersucht. Deren Charakterisierung erfolgt im Temperaturbereich von -40°C bis +150°C mit den Zielen, die Eigenschaften des Sensorsystems genau zu analysieren und hieraus Vorgaben für die Fertigung, die Zuverlässigkeit und den Produktionstest abzuleiten. Sämtliche Projekte werden im Rahmen einer öffentlichen Förderung in Kooperation mit Industriepartnern umgesetzt. Das IfM & FE ist weiterhin in der Lage, komplette Entwicklungsprojekte für Auftraggeber aus der Industrie durchzuführen.

Höhenprofil einer Sensorstruktur

Kontakt Prof. Dr.-Ing. Manfred Krüger Tel. und Fax: 0231 / 9112-152 manfred.krueger@fh-dortmund.de

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Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) mit voll integrierten optischen Sende- und Empfangselementen In modernen elektronischen Systemen müssen immer mehr Daten transportiert werden. Konventionelle HDI-Leiterplatten stoßen dabei in Bereichen jenseits von 10 Gbit/s an ihre physikalischen Grenzen. Eine Lösung versprechen elektrischoptische Leiterplatten, welche auf optischen Leiterbahnen Datenraten bis zu 40 Gbit/s erlauben. Die Erfindung einer solchen elektrisch-optischen Leiterplatte mit Lichtleitern aus Silikon ist hier bereits beschrieben. Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, sämtliche Komponenten zur elektrisch-optischen und optisch-elektrischen Signalumwandlung vollständig in die optisch leitende Schicht zu integrieren. Damit besitzt die fertig konfektionierte Leiterplatte nur noch elektrische Anschlüsse und ist mit herkömmlichen Platinenverarbeitungstechniken kompatibel. kommerzielle anwendung

Konzept einer elektrisch-optischen Leiterplatte mit vollständiger Integration sowohl der Lichtwellenleiter als auch der optischen Sende- und Empfangselemente in die lichtführende Schicht. Zur Außenwelt gibt es nur elektrische Kontakte.

Die Elektrisch-optische Leiterplatte kann ihre Vorteile überall dort ausspielen, wo hohe Datenraten und schnelle Datenverarbeitung besonders wichtig sind. So kommen vor allem die Bereiche Telekommunikation und Internetservice für Pilotanwendungen in Frage. Langfristig können elektrisch-optische Systeme die heutigen Hochfrequenzleiterplatten komplett ersetzen. Die Erfindung einer voll-integrierten EOLP ist dabei eine wichtige Schlüsseltechnologie zur Herstellung solcher Systeme. aktueller stand

vorteile

Die Universität Dortmund hat die Erfindung in 2004 gemeinsam mit der Universität Ulm in Deutschland zum Patent angemeldet. Das Patent wurde Anfang 2006 erteilt. Erste Versuche versprechen eine erfolgreiche Umsetzung des integrierten Konzeptes. Die PROvendis GmbH bietet im Auftrag der Universitäten Dortmund und Ulm interessierten Unternehmen Lizenzen für dieses System an.

. Hohe Datenraten von bis zu 40 Bit/s . Einfache und kostengünstige Produktion . Vollständige Integration aller opto-elektronischen Bauteile

Erfinder Prof. Dr. Andreas Neyer

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Vermarktung PROvendis GmbH, Dr. Joachim Kaiser Tel.: 0208 / 94105-23 Fax: 0208 / 94105-50 jk@provendis.info www.provendis.info www.lifesciencepatente-nrw.de


Elektrisch-optische Leiterplatte (EOLP) mit Lichtleitern aus Silikon Die Erfindung betrifft die Herstellung einer elektrischoptischen Leiterplatte (EOLP) aus Silikon, wobei die optische Lage in der EOLP aus hochtransparenten Polysiloxanwellenleitern besteht, welche in Gießtechnik hergestellt werden. Die Wellenleiterenden besitzen integrierte 45°-Umlenkspiegel zur Ein- und Auskopplung der optischen Datensignale. Die EOLP kann als optische Verbindungsleitung auf unterschiedlichste Trägermaterialien aufgebracht werden, in einen Multilayer-Platinenverbund integriert werden oder auch als integriert-optische Komponente verwendet werden.

Polymer-Lichtwellenleiter

Prozessor-Chip Opt. Sender

Elektrische Leitungen

Prozessor-Chip

Opt. Empfänger

Multilayer - Platine

Schematischer Aufbau (Längsschnitt) einer elektrisch-optischen Leiterplatte mit Lichtwellenleitern aus hochtransparentem Silikon.

kommerzielle anwendung

Durch die Verwendung von Polysiloxanen für die Herstellung der optischen Wellenleiter wird die Temperaturbeständigkeit der EOLP soweit erhöht, dass diese auch Lötbadbehandlungen bei 260-290°C unbeschadet überstehen. Die EOLP kann ihre Vorteile überall dort ausspielen, wo hohe Datenraten und schnelle Datenverarbeitung besonders wichtig sind. So kommen vor allem die Bereiche Telekommunikation und Internetservice für Pilotanwendungen in Frage. Langfristig können elektrisch-optische Systeme die heutigen Hochfrequenzleiterplatten komplett ersetzen.

Prototyp einer 300mm x 150mm großen Leiterplatte mit einer Licht führenden Schicht aus Silikon

aktueller stand

Die Technische Universität Dortmund hält Patentanmeldungen in Europa, den USA und Kanada. Die Erfindung wurde praktisch erprobt. Ein erster Prototyp einer Herstellungsanlage ist vorhanden. vorteile

. Lötbadresistent . hohe Datenübertragungsrate . integrierte Umlenkspiegel

Querschnitt durch eine elektrisch-optische Leiterplatte aus flexiblem Kapton mit Licht führenden Kernen aus Silikon.

Erfinder Prof. Dr. Andreas Neyer

Vermarktung PROvendis GmbH, Dr. Joachim Kaiser Tel.: 0208 / 94105-23 Fax: 0208 / 94105-50 jk@provendis.info www.provendis.info www.lifesciencepatente-nrw.de 19


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Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, tu Dortmund

Prof. Dr. Andreas Neyer

Forschungsprofil des Arbeitsgebietes Mikrostrukturtechnik (Prof. Dr. Neyer) Das Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung neuer Fertigungstechnologien für Mikro- und Nanostrukturen aus Kunststoff mit den Methoden kostengünstiger Massenproduktionsverfahren wie dem Spritzgießen, Heißprägen oder ImprintVerfahren. Anwendungsbeispiele für mikro- bzw. nanostrukturierte Kunststoffbauteile sind u.a. integriert-optische Komponenten für optische Telekommunikationssysteme, Lichtwellenleiterschichten in elektrisch-optische Platinen zur optischen Datenübertragung in Computern und fluidische Kanalstrukturen für Lab-on-Chip Anwendungen. Aktuelle Forschungsprojekte beschäftigen sich u.a. mit optischen Licht-lenkenden Mikrostrukturen, die zur verbesserten Tageslichtnutzung in Gebäuden in Fensterelemente integriert werden können, und mit fluidischen Mikro- und Nanostrukturen, mit deren Hilfe das Prinzip des solargetriebenen Wassertransports in Pflanzen in technischen Systemen umgesetzt werden soll (Künstlicher Baum).

Künstlicher Baum; bestehend aus einem angedeuteten Kapillarsystem und einer nanoporösen Blatt-Folie, die die Verdunstung übernimmt

Kontakt Prof. Dr. Andreas Neyer Tel.: 0231 / 755-6650 andreas.neyer@tu-dortmund.de http://www-mst.e-technik.uni-dortmund.de

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ErgoViz Efec L²C²-PWMC Dynamisches Phasenkontrastmikroskop Sim2D3D


ErgoViz | Ergonomische 3D-Visualisierung ErgoViz ist ein System zur Optimierung der stereoskopischen Darstellung von 3D-Inhalten in Echtzeit. Damit lassen sich die visuelle Beanspruchung des Betrachters verringern und die Nutzungszeiten an 3D-Bildschirmen verlängern. ErgoViz beruht auf dem Prinzip einer kontinuierlichen Anpassung der stereoskopischen Darstellung an die jeweiligen Blickbewegungen bzw. Betrachtungsbedingungen. Damit kann z.B. sichergestellt werden, dass auch bei der Betrachtung von virtuellen Objekten aus der Nähe keine störenden Doppelbilder entstehen. ErgoViz ist nicht an ein spezielles technisches Verfahren für die stereoskopische Projektion gebunden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Position und die Blickrichtung von rechtem und linkem Auge gemessen werden können.

Problem steroskopischer Projektion Dissoziation physiologischer ( fett) und technischer (kursiv) Parameter

kommerzielle anwendung

Die Einsatzmöglichkeiten der stereoskopischen Darstellung sind vielfältig. Sie wird in der Produktentwicklung, der Medizintechnik und in der Unterhaltungsindustrie genutzt. Eine solche Darstellung führt – insbesondere bei mehrstündiger Nutzung - jedoch bei zahlreichen Anwendern zu Wahrnehmungsbeeinträchtigungen, worauf sie mit einer Ermüdung der Augen sowie Kopfschmerzen und Übelkeit reagieren. ErgoViz vermeidet zuverlässig Doppelbilder und kann damit die Belastung des Betrachters deutlich reduzieren sowie die Arbeit mit 3D-Inhalten effizienter gestalten. aktueller stand

Eine Patentanmeldung wurde beim Deutschen Patent- und Markenamt hinterlegt, ein Prototyp wurde realisiert. Im Auftrag des Leibniz-Instituts für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) und der Fachhochschule Dortmund bieten wir interessierten Firmen Lizenzen an der Erfindung und Möglichkeiten zur Weiterentwicklung der Technologie an. vorteile

. Kontinuierliche Anpassung stereoskopischer Darstellungen an die jeweiligen Betrachtungsbedingungen . Geringere Belastung und Ermüdung bei der Betrachtung Prototypische Realisierung von ErgoViz mit einem autostereoskopischen von 3D-Inhalten Bildschirm (SeeReal C-i) und einem Gerät zur Blickbewegungsregistrie. Ermöglicht längeres und konzentrierteres Arbeiten am rung (Tobii x50) 3D-Bildschirm Erfinder Prof. Dr. Michael Stark Dr. Dietmar Gude Dipl.-Inf. Christian Bräuning

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Vermarktung PROvendis GmbH Andreas Brennemann Tel.: 0208 / 9410 533 ab@provendis.info www.provendis.info


Fachbereich Informatik der Fachhochschule Dortmund und Projektgruppe Moderne Mensch-Maschine-Systeme (MoSys) am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) ErgoViz ist eine gemeinsam entwickelte Erfindung des Fachbereichs Informatik der Fachhochschule Dortmund mit der Projektgruppe Moderne Mensch-Maschine-Systeme (MoSys) am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo). Der Fachbereich Informatik der FH Dortmund bietet ein breites Studienangebot in Form der Bachelor-/MasterStudiengänge Informatik, Medizinische Informatik und Wirtschaftsinformatik an. In der angewandten Forschung werden im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion vorwiegend Fragestellungen aus den Bereichen Computergraphik und virtuelle Umgebungen aus (informations-)technischer Sicht bearbeitet. Dazu stehen im Multimedia-Labor des Fachbereichs Informatik moderne Rechner sowie verschiedene Systeme zur stereoskopischen Darstellung (3D-Bildschirm, mobiles Stereoprojektionssystem) zur Verfügung. Das Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) erforscht die Potenziale und Risiken moderner Arbeit. Aus den Ergebnissen werden Prinzipien der leistungs- und gesundheitsförderlichen Gestaltung der Arbeitswelt abgeleitet. Moderne Mensch-Maschine-Systeme beanspruchen überwiegend die kognitiven Fähigkeiten des Menschen. Das Ziel der Projektgruppe MoSys ist daher, aktuelle theoretische Konzepte und Methoden der Kognitionspsychologie und der Psychophysiologie anzuwenden, um Wahrnehmungs-, Entscheidungs- und Handlungsprozesse zu untersuchen und Gestaltungsempfehlungen für humanzentrierte Schnittstellen zu entwickeln. Moderne Mensch-Maschine-Schnittstellen beinhalten zunehmend 3DAnzeigen, einem anwendungsorientierten Schwerpunkt der Projektgruppe MoSys. Die Arbeiten werden in einem Labor für virtuelle Realität durchgeführt, das u.a. mit verschiedenen stereoskopischen Projektionssystemen ausgestattet ist (autostereoskopischer Bildschirm, Head-Mounted-Displays, Projektionstisch mit Shutterbrillen, Spiegelsysteme).

Stereoskopische Projektionssysteme: Head-Mounted Display (oben), Projektionstisch mit Shutterbrillen (unten)

Kontakt Prof. Dr. Michael Stark Tel.: 0231 / 755-6775 michael.stark@fh-dortmund.de www.fh-dortmund.de/stark

Dr. Dietmar Gude Tel.: 0231 / 1084-303 gude@ifado.de www.ifado.de/profil/mitarbeiter/gude

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EFEC | Dekodierbasierte Kanalschätzung für adaptive Kommunikation Bei einer drahtlosen Übertragung kann sich der Kanalstatus mit der Zeit stark ändern. Dabei führt ein schlechter Kanalstatus zu Übertragungsfehlern und reduziert die Service-Qualität. Um mit solchen Fehlern umzugehen, kombinieren typische Übertragungssysteme statische und adaptive Methoden. Allerdings setzt eine effiziente Adaption voraus, dass zukünftige Kanalbedingungen prognostiziert werden können. Gebräuchliche Methoden basieren entweder auf SNR/RSSI Messungen oder auf soft output Dekodierung, welche den Verwaltungsaufwand oder die Komplexität stark erhöhen. Die Erfindung EFEC schätzt den Kanal durch Beobachtung des Dekodierprozesses. Mittels dieser Beobachtung wird die Qualität der Nachricht beurteilt und durch statistische Aufbereitung weiter verbessert. EFEC verfolgt den soft output Ansatz, weist aber erheblich geringere Komplexität und geringeren Arbeitsspeicherbedarf als andere Dekoder auf. EFECs Kanalschätzung erlaubt häufige, aber genaue Adaption an die Bedingungen des drahtlosen Kanals. kommerzielle anwendung

EFEC kann in allen Übertragungssystemen angewandt werden, die Vorwärtsfehlerschutz verwenden (z.B. Mobilkommunikation, WLAN oder drahtlose Sensorknoten). EFEC zeichnet sich durch eine geringe Komplexität aus und ist dadurch äußerst attraktiv für den Einsatz in zukünftigen Dekodern. Die häufige Kanalschätzung erlaubt eine schnelle Anpassung der Übertragungsparameter, z.B. Energie, Kodierung, Bandbreite, welche die Fehlerrate reduziert und den Durchsatz der drahtlosen Übertragung verbessert.

Dynamische Kanäle führen zu erhöhten Fehlerraten bei Dekodierung und zur Verschlechterung des Übertragungsdurchsatzes.

aktueller stand

vorteile

Die deutsche und internationale Patentanmeldung wurde eingereicht. Im Namen der Universität Paderborn bietet PROvendis innovativen Unternehmen Lizenzen für EFEC sowie Möglichkeiten zur Weiterentwicklung an.

. anwendbar in vielen drahtlosen Übertragungssystemen . geringe Komplexität und Overhead . häufige aber genaue Kanalschätzung . ermöglicht erhebliche Verbesserung des Durchsatzes und der Fehlerrate

Erfinder Prof. Dr. rer. nat. Holger Karl Stefan Valentin Tobias Volkhaus

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Vermarktung PROvendis GmbH Dipl.-Ing. Andreas Brennemann, Tel.: 0208 / 94105-33 Fax: 0208 / 94105-50 ab@provendis.info www.provendis.info

Universität Paderborn UniConsult – Technologietransfer Erfindungen und Patente Yuriy Shkonda Tel.: 05251 / 60-2922 patente@zv.upb.de www.upb.de/patente


Arbeitsgruppe Rechnernetze, Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Universität Paderborn Systeme der drahtlosen und mobilen Kommunikation entwerfen, bewerten, optimieren

Zur Datendekodierung setzt EFEC einen modernen Dekodieralgorithmus und die innovative Fehlererkennungsmetrik MPD ein.

Moderne Kommunikationssysteme sind vielgestaltig und unterstützen ganz unterschiedliche Anwendungen. Für eine effiziente Nutzung sind unterschiedliche, miteinander integrierte Systeme und Netzwerk-Typen notwendig. Diese Integration stellt die bisherigen Architekturen, z. B. das Internet, vor neue Herausforderungen und verlangt nach neuen Ansätzen. Sensornetze – Netze aus kleinen, billigen, batteriebetriebenen Einheiten – verfolgen einen solchen neuen Architekturansatz. Hier ist nicht mehr der individuelle Knoten das Ziel einer Kommunikation, sondern die zu messenden Daten werden als eigentliche Quelle und Ziel der Kommunikation aufgefasst. Dieser datenzentrierte Ansatz, in Kombination mit eingeschränkten Ressourcen (z. B. Energie) der einzelnen Knoten, verändert die gesamte Entwurfsweise des Netzes. Dies erfordert eine weitergehende, schichtenübergreifende Optimierung der Protokolle als bisher. Ähnliche Probleme und Lösungsansätze finden sich bei neueren Mobilitätskonzepten (Gruppenmobilität) oder bei Anwendungen wie Videoübertragung über drahtlose Verbindungen. Diese Ziele werden im neu geschaffenen Fachgebiet Rechnernetze durch den Entwurf geeigneter Architekturen und Protokolle und deren Bewertung durch Analyse, Simulation und Experiment verfolgt. Für Experimente steht insbesondere eine Software-Defined-Radio-basierte Prototypisierungsumgebung für IEEE 802.11-Protokolle zur Verfügung.

Kontakt Prof. Dr. Holger Karl Tel.: 05251 / 60-5375 hkarl@mail.uni-paderborn.de http://wwwcs.upb.de/cs/ag-karl/

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L²C²-PWMC | Pulsweitenmodulator mit LLCC-Resonator Das Konzept des LLCC-PWM-Converters (L²C²-PWMC) verkoppelt einen 3-Level Inverter mit einem LLCC-Filter. Der L²C²PWMC ist ausgelegt für die Speisung von Ultraschallmotoren und anderen kapazitiven Lasten. Der Blindleistungsbedarf des piezoelektrischen Aktuators kann lokal kompensiert werden, indem man eine parallel zum Aktor angeordnete Spule platziert. Dadurch werden alle übrigen Bauteile des Leistungsstromkreises nur minimal belastet. Ein gut entworfenes LLCC-Filter zeigt die gewünschte Robustheit gegenüber Parameterschwankungen und erlaubt die Nutzung parasitärer Bauteileigenschaften. Das lässt in Verbindung mit vorgenanntem Punkt eine kleine Baugröße zu, wenn man das Filter zudem noch durch eine pulsweitenmodulierte Wechselrichterspannung versorgt, statt es resonant zu betreiben. Diese Kombination schafft dann die Möglichkeit, eine Breitbandcharakterisierung der Aktoren mit kapazitivem Verhalten durchzuführen, ohne einen Wechsel der Filterkomponenten vorzunehmen. Setzt man einen 3-Stufenwechselrichter ein, so lassen sich die Induktivitätswerte nochmals verkleinern, was die Spulenbaugrößen weiter verringert.

kommerzielle anwendung

Der Einsatz des L²C²-PWMC realisiert kompaktere Bauformen mit Gewichts- und Größenreduktionen und empfiehlt sich insbesondere für Anwendungen in der Automobilbranche, Raum- und Luftfahrt sowie bei portablen Werkzeugen. aktueller stand

Eine Patentanmeldung wurde im Mai 2006 beim Deutschen Patent- und Markenamt hinterlegt. Die Erfindung konnte in zahlreichen Versuchen ihre Funktionsfähigkeit beweisen. PROvendis bietet im Auftrag der Universität Paderborn interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an. vorteile

. Hocheffiziente Speisung kapazitiver Lasten im kW-Bereich . Leichte und kompakte Bauweise . Robust gegenüber Parameterschwankungen . Nutzung parasitärer Bauteileigenschaften . Breitbandcharakterisierung von Aktoren mit kapazitivem Verhalten . Ein geringer Klirrfaktor der Speisespannung sorgt für eine hohe Lebensdauer der piezoelektrischen Aktoren

three level pwm

Erfinder Dr. Norbert Fröhleke, Rongyuan Li, Dr. Christopher Kauczor

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Vermarktung PROvendis GmbH Dipl.-Ing. Andreas Brennemann Tel.: 0208 / 94105-33 Fax: 0208 / 94105-50 ab@provendis.info www.provendis.info


Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik, Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Universität Paderborn Die Bewegungssteuerung mittels elektrischer Antriebstechnik hat alle Lebensbereiche durchdrungen. Sie bleibt oft unbemerkt oder wird vom Nutzer als selbstverständlich hingenommen. Verstellbare Drehzahlen sind heute selbst für Haushaltsgeräte Stand der Technik. Anspruchsvollere Antriebe finden sich in Bahn- und Straßenfahrzeugen oder Aufzügen. Komplizierte Bewegungsabläufe, z. B. für Roboter, Druck- oder Fräsmaschinen, benötigen hochdynamische elektrische Antriebe. Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik ermöglichen eine effiziente und bedarfsgerechte Erzeugung, Umformung und Nutzung elektrischer Energie und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur Lösung des Energieproblems. Sie sind Voraussetzung sowohl für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen durch Windkraft-, Photovoltaikund Meeresenergieanlagen als auch für Energieeinsparungen auf Seiten der Verbraucher. Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik gehören daher zu den Schlüsseltechnologien einer modernen Industriegesellschaft. Die Forschung der Arbeitsgruppe konzentriert sich dabei auf: . Drehstromantriebe, insbesondere verlustminimierter . Betrieb . Hybridantriebe für Fahrzeuge: optimierte Bemessung und . Betriebsführung . Elektronische Stromversorgungen: Wirkungsgrad-, . Volumen- und Gewichtsoptimierung und digitale Regelung . Linearantriebstechnik . Konvoi-Regelung für autonome Schienenfahrzeuge . Piezomotoren: Ansteuerung und Regelung . Energiemanagement für Speicher und Bordnetze

Arbeitsgruppe LEA Kontakt Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker Tel.: 05251 / 602209 boecker@lea.upb.de wwwlea.uni-paderborn.de

Dr.-Ing. Norbert Fröhleke Tel.: 05251 / 603881 froehleke@lea.upb.de wwwlea.uni-paderborn.de

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Optisches neuigkeitsfilterndes Mikroskopmodul Dynamisches Phasenkontrastmikroskop Die Erfindung ist ein Modulsystem zur Aufrüstung handelsüblicher Labor-Lichtmikroskope um einen Neuigkeitsfilter oder dynamischen Phasenkontrastfilter. Dieser ermöglicht es, die Dynamik von typischerweise durchsichtigen und damit nicht detektierbaren intra- und interzellulären Prozessen oder von Strömungsvorgängen in mikrofluidischen Systemen in Echtzeit direkt und ohne zusätzliche Konversion durch einen Hochgeschwindigkeitscomputer am Mikroskopausgang sichtbar zu machen. Der eigentliche nichtlineare Filter einschließlich CCD-Kamera ist über einen C-Mount an den Mikroskoptubus adaptierbar. Die Laserlichtquelle mit Strahlteilung und Strahlaufbereitung ist ein weiterer Baustein, der dank Faserkopplung die Anpassung an viele Mikroskope einfach möglich macht. Ein Steuermodul nebst Software sorgt für leichte Bedienbarkeit und hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass Laborpersonal nach kurzer Einführung selbstständig mit dem System arbeiten kann.

vorteile

. Einfache Aufrüstung konventioneller Lichtmikroskope . Bewegungsdetektion/ Detektion dynamischer Prozesse in     Biologie und Medizin . quantitative Phasenkontrastfunktion . markerfreie Funktionsweise . geeignet für in-vivo Mikroskopie . bedienerfreundlich

kommerzielle anwendung

Erstmalig ist es den Lebenswissenschaften möglich, dynamische Prozesse im mikroskopischen Maßstab zeitlich hoch aufgelöst und in-vivo mit einem einfach zu bedienenden System zu analysieren. Anwendungsbeispiele reichen von dynamischen Prozessen in Mikroorganismen über die Beobachtung inter- und intrazellulärer Vorgänge bis hin zur Untersuchung von Strömungen in biologischen oder künstlichen Kapillaren. Dies alles ist kontaktlos, markerfrei und bei minimaler Lichtbelastung an lebenden Objekten in Echtzeit möglich. aktueller stand

Eine Patentanmeldung ist beim Deutschen Patent- und Markenamt unter AZ 10.2006 020 737.8 und als internationale Anmeldung unter AZ PCT/EP2007/003712 erfolgt. Die Erfindung konnte in zahlreichen Anwendungen ihre Funktionsfähigkeit beweisen. PROvendis bietet im Auftrag der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an. Ferner besteht die Möglichkeit zur Kooperation mit dem Erfinder bzw. dem Lehrstuhl Nichtlineare Photonik, um spezielle Problemlösungen zu entwickeln.

Erfinder Dr. Gernot Berger Dipl.-Phys. Hendrik Deitmar Prof. Dr. Cornelia Denz Dr. Oliver Grothe Dipl.-Phys. Frank Holtmann Dr. Vishnu V. Krishnamachari 30

Vermarktung PROvendis GmbH Rolf Klingelberger Tel.:0208 / 9410528 kl@provendis.info www.provendis.info

Detail eines dynamischen Phasenkontrastmikroskops in Kombination mit einer optischen Pinzette


Lehrstuhl Nichtlineare Photonik, Institut für Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Untersuchungen am dynamischen Phasenkontrastmikroskop

Die Photonik gilt als eine der zukunftsträchtigsten Gebiete zur Informationsübertragung. Optische Technologien werden inzwischen in vielen Bereichen der Datenspeicherung und Kommunikation eingesetzt. Die Vision, vollständig optische Informationsübertragungssysteme zu realisieren, verlangt jedoch die Kontrolle von Licht in all seinen Eigenschaften. Dazu sind nichtlineare optische Effekte von großer Bedeutung. Der Lehrstuhl Nichtlineare Photonik unter der Leitung von Prof. Dr. Cornelia Denz hat sich daher zum Ziel gesetzt, das Anwendungspotential der nichtlinearen Optik im Hinblick auf die Herausforderungen der Informationsgesellschaft zu nutzen. Unsere Forschungsaktivitäten sind zentriert um Fragestellungen, wie mit Hilfe nichtlinearer Phänomene, deren Verständnis, Kontrolle und Steuerung, optische Systeme für komplexe Datenübertragungsaufgaben realisiert werden können. Zudem entwickeln wir Verfahren, nichtlineare Phänomene zu steuern und maßgeschneidert zu nutzen, so dass Licht gezielt als Speicher und Träger von Information eingesetzt werden kann. Der Lehrstuhl bietet Problemlösungen und die Entwicklung neuartiger Konzepte in einer breiten Palette von anwendungsorientierter Photonik. Sie reichen von neuartigen Schaltern, Verstärkern oder Frequenzwandlern, die das Licht in seiner Farbe und räumlichen Ausdehnung kontrollieren, über Verfahren der Datenspeicherung, bis zur raum-zeitlichen Strukturierung von Licht mit und in nichtlinearen optischen Systemen. Außerdem ist es den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen der Gruppe gelungen, nichtlineare optische Effekte zu nutzen, um Nanopartikel oder molekulare Nanomotoren mit Hilfe optischer Pinzetten zu neuen Strukturen anzuordnen. Insbesondere ist es möglich, das Innere von lebenden Nanostrukturen, insbesondere Zellen, erstmals ohne schädliche Markierungen in ihrer Dynamik durch nichtlineare Mikroskopie zu beobachten. Zahlreiche Patente in diesem Bereich zeigen die Anwendungsrelevanz dieser Themen der nichtlinearen Photonik.

Arbeitsgruppe des Lehrstuhls Nichtlineare Photonik

Kontakt Prof. Dr. Cornelia Denz Tel.: 0251 / 8 333 518 denz@uni-muenster.de www.uni-muenster.de/physik.ap/denz

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Sim2D3D – Simultane Darstellung von Monoskopischen und Stereoskopischen Inhalten auf Autostereoskopischen Bildschirmen Die moderne Bildschirmtechnologie erlaubt mittlerweile die Darstellung stereoskopischer Inhalte auf eigens dafür entwickelten autostereoskopischen Bildschirmen, so dass der Betrachter ohne Hilfsmittel in Form spezieller Brillen auskommt. Es ist jedoch bisher nicht möglich, monoskopische Inhalte simultan mit stereoskopischen Inhalten auf einem solchen Bildschirm darzustellen. Um dieses zu erreichen, benötigt der Computeranwender einen zweiten „normalen“ Bildschirm, auf welchem ausschließlich monoskopische Inhalte dargestellt werden können. Neueste Entwicklungen versuchen eine simultane Darstellung von stereoskopischen und monoskopischen Inhalten mit Hardwaremitteln zu ermöglichen. Dieses ist allerdings mit hohen Entwicklungsund Produktionskosten verbunden.

vorteile

kommerzielle anwendung

Autosteroskopischer Bildschirm

. Simultane Darstellung von 2D und 3D-Inhalten auf einem . Bildschirm . Unabhängig von der verwendeten autostereoskopischen . Technologie . Kompatibel zu allen gängigen Betriebssystemen und 2D und . 3D Anwendungen . Keine zusätzliche Hardware nötig

An der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster ist Sim2D3DView entwickelt worden, ein softwarebasiertes Verfahren, das eine simultane Darstellung monoskopischer und stereoskopischer Inhalte erlaubt. Dies ermöglicht auf einem autostereoskopischen Bildschirm die Anzeige beliebiger Standardapplikationen, z.B. Textverarbeitung, Tabellenkalkulation oder Web-Browser. Darüber hinaus können in herkömmlichen 3D Anwendungen, z.B. 3D Modellierungswerkzeugen, 3D Inhalte stereoskopisch und GUI Elemente monoskopisch angezeigt werden - der Wechsel zwischen 2Dund 3D-Monitor ist damit nicht mehr notwendig. aktueller stand

Sim2D3DView ist unabhängig von der Technologie, mit der die autostereoskopische Darstellung erzeugt wird. Um ein stereoskopisches Bild zu erstellen, werden 3D Renderinganweisungen abgefangen und erneut ausgeführt. Auf diese Art und Weise wird es möglich, Inhalte für verschiedene autostereoskopische Bildschirme zu erzeugen. Sim2D3DView ist in alle gängigen Betriebssysteme integrierbar. Es ist praktisch sofort verfügbar und macht einen 2D-Monitor als Zusatzgerät zum 3D-Monitor überflüssig.

Parallele Darstellung 2- und 3-dimensionaler Inhalte Erfinder PD Dr. Timo Ropinski Dr. Frank Steinicke Prof. Dr. Klaus Hinrichs

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Vermarktung PROvendis GmbH Dipl.-Ing. Andreas Brennemann Tel.: 0208 / 94105-33 Fax: 0208 / 94105-50 ab@provendis.info www.provendis.info


Arbeitsgruppe Visualisierung und Computergrafik (VisCG), Institut für Informatik, Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

3-dimensionale Stadtvisualisierung

VR-Labor

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe liegen in der Computergrafik, der Visualisierung sowie der Mensch-Maschine Interaktion. Die entwickelten Techniken eignen sich sowohl für die Desktop-basierte Darstellung, die Darstellung auf mobilen Endgeräten, als auch für die Darstellung in Umgebungen der Virtuellen Realität (VR) mit verschiedenen Graden der Immersion. In den letzteren Bereich ist die vorgestellte Sim2D3D Technologie einzuordnen, wobei es um die simultane Anzeige von monoskopischen und stereoskopischen Inhalten auf autostereoskopischen Bildschirmen geht. Die in der Arbeitsgruppe entstandenen computergrafischen Algorithmen wurden unter besonderer Berücksichtigung interaktiver Aspekte entwickelt. Dabei hilft der Einsatz moderner Grafiktechnologien, um hohe Bildwiederholraten zu erreichen, die eine interaktive Exploration der dargestellten Modelle ermöglichen. Somit konnten beispielweise interaktive medizinische Visualisierungen sowie frei erkundbare 3D Stadtvisualisierungen erstellt werden. Durch die Möglichkeit der interaktiven Exploration können vollkommen neue Fragestellungen aus dem Bereich der Mensch-Maschine Interaktion betrachtet werden. Hier steht vor allem die Entwicklung von Benutzer-freundlicher Software im Fokus. Die Schnittstellen zwischen Benutzer und Rechner ist zwar in vielen Bereichen weiterhin durch die Arbeitswerkzeuge Maus und Tastatur geprägt, jedoch erlauben neueste VR Entwicklungen mittlerweile natürlichere und intuitivere Interaktionsformen. In diesem Bereich beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit der Umsetzung natürlicher Lokomotionsmetaphern. Um solche neue Techniken zu entwickeln und bestehende Techniken evaluieren zu können, verfügt die Arbeitsgruppe über VR Labore mit Projektionswänden, virtuellen Arbeitstischen und autostereoskopischen Bildschirmen. Die Arbeitsgruppe ist in unterschiedlichen Forschungsprojekten mit Medizinern, Psychologen und Geoinformatikern, aber auch in Projekten mit Unternehmen involviert. So ist die Arbeitsgruppe beispielsweise aktuell beteiligt im medizinisch ausgerichteten Sonderforschungsbereich 656 und dem Forschungskonsortium „AVIGLE“, das unter Federführung der TU Dortmund neue Funktionalitäten und Einsatzmöglichkeiten autonomer und unbemannter Flugroboter erforscht. Kontakt Prof. Dr. Klaus Hinrichs Tel.: 0251 / 8 333 752 khh@uni-muenster.de http://viscg.uni-muenster.de/

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Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen Umgebungen Elektromobilit채t


Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen Umgebungen Die exakte Lokalisierung innerhalb von Gebäuden, in denen kein GPS Signal verfügbar ist, ist ein aktueller Forschungsschwerpunkt. Auf Basis der steigenden Verbreitung von drahtlosen, funkbasierten Sensornetzen für Überwachungsund Steuerungsaufgaben in der Industrie entstand die Idee, auf Basis dieser festinstallierten Infrastruktur - durch Ausnutzung der speziellen Funkfeldeigenschaften - die Position von mobilen Teilnehmern zu bestimmen. Die Basis der Forschungsarbeit ist ein sog. „Time-of-Arrival“ (ToA) Lokalisierungssystem, das basierend auf der Signalausbreitungszeit der Funksignale eine Distanzschätzung zwischen einem festinstallierten sog. Ankerknoten und dem mobilen Teilnehmer vornimmt. Aus den Schätzungen von mindestens vier Distanzen kann dann die Position des mobilen Knotens ermittelt werden. Gerade in industriellen Umgebungen ergeben sich neue Fragestellungen wegen der zumeist metallischen Beschaffenheit der Umgebung, die insbesondere den Effekt der Mehrwegeausbreitung verstärkt, der die Genauigkeit der Lokalisierungsschätzungen signifikant beeinträchtigt. Um diesen Effekten entgegenzuwirken, stellt der Lehrstuhl ein umfassendes Konzept zur Verbesserung vor. Es besteht aus Klassifizierungsmechanismen, optimaler geographischer Anordnung von Ankerknoten und der Anpassung der Sendeleistung.

Lokalisierungsgenauigkeit ohne Optimierung (links), Resultierende Lokalisierungsgenauigkeit nach Optimierung durch die Verfahren des Lehrstuhls (rechts)

kommerzielle anwendung

Gelingt es, eine robuste und zuverlässige Lösung für das Problem Indoor Lokalisierung mit einer hohen Positionsauflösung zu definieren, eröffnen sich zahlreiche Anwendungsfelder im Bereich der Prozessautomatisierung, Logistik, Telemedizin und der Sicherheitstechnik. Der spezielle Anwendungsfall des Forschungsprojektes SAVE zielt auf die Erhöhung der Sicherheit von Fabrikarbeitern in potentiell Gas-kontaminierten Umgebungen ab.

Modellierung des Einsatzszenarios zur Funkfeldplanung mittels Raytracing

aktueller forschungsstand

vorteile

Das Verfahren wurde auf dem IEEE Position, Location and Navigation Symposium 2010 erfolgreich vorgestellt. Ein Testsystem befindet sich in der Erprobungsphase bei ThyssenKrupp Steel Europe in Bochum.

Störungsarme Lokalisierung in metallischen, komplex aufgebauten Umgebungen durch: . Reduktion von Interferenzen . Dynamische Anpassung an wechselnde Umgebungen . Reduzierung des Hardwareeinsatzes durch optimale Positionierung

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Lehrstuhl für Kommunikationsnetze, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, TU Dortmund Der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze von Prof. Dr. - Ing. Christian Wietfeld fokussiert sich in Forschung und Lehre auf die Entwicklung und quantitative Leistungsbewertung von neuartigen Kommunikationsnetzen und -diensten für unterschiedlichste Einsatzzwecke. Der Lehrstuhl beschäftigt aktuell 20 wissenschaftliche Mitarbeiter, die zu einem großen Teil in Drittmittel-geförderten Verbundprojekten der EU, des BMBF und des BMWi tätig sind. Im internationalen Umfeld führt der Lehrstuhl die Bezeichnung Communication Networks Institute und nutzt die Abkürzung CNI auch generell als Kurzbezeichnung. Besonderer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist die Entwicklung und Planung hochzuverlässiger, weiträumiger, mobiler Sensor-/Aktornetze zur Überwachung und Steuerung von sicherheitsrelevanten Prozessen in der Medizintechnik, in Industrieanlagen und energietechnischen Systemen sowie im Katastrophenschutz. Neben der hochzuverlässigen Vernetzung der teilweise hochmobilen Systemkomponenten ist dabei auch die präzise Lokalisierung outdoor (GPS/Galileo) wie auch indoor ein wichtiger Forschungsgegenstand. Danksagung: Wir bedanken uns bei allen Projektpartnern des SAVE Projektes (Geographisches Informationssystem mit autonom, vernetzten Einzel-Gassensoren) für die konstruktiven Diskussionen und speziell bei ThyssenKrupp Steel Europe für den Zugang zu dem Anwendungsszenario. Diese Arbeit wird vom BMBF unter dem Förderkennzeichen 16SV3711 unterstützt.

Mehrwegeausbreitung für einen aktiven Ankerknoten

Kontakt Prof. Dr. - Ing. Christian Wietfeld Tel.: 0231 / 755-4515 Fax: 0231 / 755-6136 christian.wietfeld@uni-dortmund.de www.cni.tu-dortmund.de

Dipl. - Ing. Andreas Lewandowski Tel.: 0231 / 755-3829 Fax: 0231 / 755-6136 andreas.lewandowski@tu-dortmund.de www.cni.tu-dortmund.de

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Kompetenzzentrum Elektromobilität Die Elektromobilität wird das Auto und die Automobilindustrie der Zukunft erheblich verändern. Die Entwicklung und Erprobung erfolgreicher Produkte für Elektrofahrzeuge erfordert jedoch vollkommen neue Kompetenzen und institutionelle Rahmenbedingungen, die erst noch aufgebaut werden müssen. Im Rahmen des geplanten Kompetenz- und Innovationszentrums für Elektromobilitätsinfrastruktur und Netze werden zukünftig u.a. folgende Fragestellungen erörtert: . Auswirkungen von Elektrofahrzeugen auf Stromnetze . Konzeptionierung und Aufbau der Ladeinfrastruktur (Lade- säule, Ladeelektronik, EMV, Bordelektronik) . Informations- und Kommunikationstechnische Einbindung von Elektrofahrzeugen in Smart Metering Konzepte . Einbindung von Elektrofahrzeugen in den Energiemarkt einschließlich Geschäfts- und Abrechnungsmodellen. Darüber hinaus werden auch die notwendigen Akkreditierungsvoraussetzungen für ein anerkanntes Prüfinstitut geschaffen. Integriert werden zudem auch Modellbibliotheken für x-in-the-loop-Tests, die eine Entwurfsplattform für Komponenten und Systeme bilden.

Elektrosmart und Ladesäule (Fotos: RWE AG)

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kommerzielle anwendung

Für Unternehmen in NRW und darüber hinaus entsteht damit eine zentrale Anlaufstelle für alle komponentenübergreifenden Fragestellungen zur Entwicklung und Prüfung/ Zertifizierung eigener Produkte für die Elektromobilitätsinfrastruktur und der Systemintegration (Netz-LadestationFahrzeug). Dieses Angebot richtet sich an Automobilhersteller sowie Zulieferer von Komponenten (z.B. Ladesysteme und andere Systemkomponenten), Softwareentwickler für Kontroll- und Abrechnungssysteme, Energieversorgungsunternehmen, Hersteller von Smart Metering Systemen und Hersteller von Funksystemen und Kommunikationstechnik sowie Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen im Bereich der Elektromobilität.

Die experimentelle Ausstattung für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten umfasst u.a. . Prüffeld für schutz- und leittechnische Komponenten, Anlagen und Systeme . Physikalisches Netzmodell für dezentrale Erzeuger, Last- und Speichersysteme und deren regelungstechnische Koor- dination . Simulationsumgebung für Energienetze und Energiemärkte . Elektrisches und kommunikationstechnisches Prüffeld für Smart Metering Systeme . Leistungselektroniklabor (im Aufbau) . Technologie- und Prüfplattform für interoperable Elektro- mobilitätsinfrastruktur und Netze (im Aufbau).

vorteile

Als zentrale Anlaufstelle in Fragen der Elektromobilität bietet das Kompetenzzentrum umfassende Entwicklungsdienstleistungen und unterstützt Unternehmen in der Aus- und Weiterbildung von Fachkräften. Es ist damit ein Inkubator für den Aufbau einer wettbewerbsfähigen Elektromobilitätsindustrie in NRW.

o. GateWay u.l. Smartmeter u.r. Ladesäule (Foto: RWE AG) Kontakt Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz Tel.: 0231 / 755-2395 Fax: 0231 / 755-2694 elektromobil@tu-dortmund.de www.e-technik.tu-dortmund.de

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Arbeitsgruppe Elektromobilität, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, TU Dortmund An der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund werden zur Zeit die wohl meisten Forschungsprojekte in NRW im Bereich der Elektromobilität vorangetrieben. Landes-, Bundes und EU-Projekte sowie vielfältige Industrieprojekte decken dabei ein breites Spektrum der Elektromobilitätsforschung ab. Mit der Bandbreite dieser F&E-Aktivitäten ist eine ganzheitliche und interdisziplinäre Betrachtung neuer Konzepte bereits in frühen Entwicklungsstadien sichergestellt. Zu diesem Zweck arbeiten sechs Lehrstühle und Arbeitsgebiete eng zusammen, um das Kompetenz- und Entwicklungszentrum für Infrastruktur & Netze aufzubauen:

Energie- und netztechnische Aspekte | Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz

. Entwicklung einer standardisierten Ladeinfrastruktur . Integration in Smart Grid Infrastruktur . Netzdienstleistungen durch verteilte Speicher . Energiemarktintegration und Geschäftsmodelle . G4V – Grid for Vehicles™

Kommunikationsnetze | Lehrstuhl für Kommunikationsnetze

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld

Design und Bewertung eines hochzuverlässigen Kommunikationssystems: . für sichere, netzübergreifende Abrechnungskonzepte . zur energietechnischen Netzverträglichkeit . mit verschiedenen Kommunikationsmedien

Fahrerassistenz | Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Torsten Bertram

Kontakt Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz Tel.: 0231 / 755-2395 Fax: 0231 / 755-2694 elektromobil@tu-dortmund.de www.e-technik.tu-dortmund.de

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Zur Ressourceneinsparung durch: . Energieeffizientes Fahren (visuelle und haptische Assistenz, Integration von Navigationssystemen und Car-2-X Kommu- nikation) . Unfallfreies Fahren (durch Car-2-X Kommunikation, Einsparung von Sicherheitssystemen)


Testumgebung für zeitsynchronisierte Zeigermessgeräte (PMU) am Netzmodell

Elektromagnetische Verträglichkeit und Modellbildung | Arbeitsgebiet Bordsysteme

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei

. Modellbildung und Simulation für Funktion und EMV . Systemkonzepte für die Reduzierung der Störaussendung . Neue Messverfahren für die Störaussendung elektromag- netischer Felder . Auswirkungen auf die Datenübertragungssysteme im Kfz

Energieeffizienz | Arbeitsgebiet Energieeffizienz

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Johanna Myrzik

Effiziente Leistungselektronik für die Ladeelektronik: . bi-direktional und hochintegiert . multifunktional und kosteneffizient . netzfreundlich

Elektrische Antriebe | Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und Mechatronik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Stefan Kulig

. Berücksichtigung von Leistungselektronik: Wirkungsgrad, Energieeffizienz und Multifunktionsfähigkeit . mechanische Sicherheit von Ladestationen . Entwicklung von Wechselrichtern . Anbindung an Brennstoffzellen und anderen Spannungsquellen

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Impressum Herausgeber: Technische Universität Dortmund August-Schmidt-Str. 4 44227 Dortmund Redaktion: Janita Tönnissen, TU Dortmund Thomas Berndsen, Wissenschaft vor Ort e.V. Art Direktion: Bande – Für Gestaltung! Dortmund Gesetzt aus: LetterGothicText und Signa

Juni 2010

Das Vorhaben wird als EXIST-Projekt „Patente Gründungen Westfalen Ruhr“ des Netzwerkes POWeR vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unterstützt und gefördert.


www.patente-g ruend un g en.de

Fokus Informations- und Elektrotechnik: Unternehmenserfolg durch patentierte Hochschultechnologien  

Das Hochschulnetzwerk POWeR präsentiert marktnahe Erfindungen und ausgewählte Entwicklungsprojekte aus dem Bereich der Informations- und Ele...