Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
Dieses Expertenprogramm bereitet Sie darauf vor, weiche, bioinspirierte Roboter zu entwerfen, die nachahmen, wie Fische, Kraken, Quallen und Rochen sich bewegen, greifen und wahrnehmen. Sie befassen sich mit der Biomechanik von Meeresorganismen, weichen Materialien und Aktoren, additiver Fertigung und Abformung, der Modellierung und Regelung verformbarer Strukturen und flexiblen Sensoren, damit Sie dieses aufstrebende Feld auf feinfühlige Manipulation, Erkundung und Ozeanbeobachtung anwenden können.
Einstufung Ihrer Vorkenntnisse
Diese Kompetenzen vermittelt Ihnen das Programm. Markieren Sie diejenigen, die Sie bereits beherrschen, und wir zeigen Ihnen, welcher Teil des Lehrplans für Sie relevant ist.
Sie beginnen in diesem Fachgebiet bei null. Genau dafür ist das Programm konzipiert.
Was ist das Programm Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics?
Dieses Expertenprogramm bereitet Sie darauf vor, weiche, bioinspirierte Roboter zu entwerfen, die nachahmen, wie Fische, Kraken, Quallen und Rochen sich bewegen, greifen und wahrnehmen. Sie lernen, Fortbewegung und Greifen von Meeresorganismen zu analysieren, mit Elastomeren, Hydrogelen und Verbundwerkstoffen zu arbeiten, pneumatische, hydraulische und seilgetriebene Aktoren zu entwickeln und Modellierung und Regelung weicher Roboter anzuwenden – ein Zugang zu Robotiklaboren, Technologiezentren und Unternehmen der Meerestechnologie.
Was dieses Expertenprogramm auszeichnet: die Verbindung von Biologie und Technik, von der Beobachtung des Organismus bis zum funktionsfähigen Prototyp, ein aufstrebendes Feld, das heute zu den aktivsten Richtungen der Robotik gehört, zugängliche Fertigung mit Silikonabformung und 3D-Druck für weiche Roboter, Simulation und Regelung verformbarer Strukturen sowie ein Abschlussprojekt, in dem Sie einen von einem Meeresorganismus inspirierten weichen Roboter entwerfen.
Highlights des Programms
- Biologie und Technik: von der Beobachtung des Organismus zum funktionsfähigen Prototyp.
- Aufstrebendes Feld: eine der aktivsten Richtungen der heutigen Robotik.
- Zugängliche Fertigung: Silikonabformung und 3D-Druck für weiche Roboter.
- Simulation und Regelung: Modellierung verformbarer Strukturen und Regelungsstrategien.
- Maritime Anwendungen: schonende Probenahme, Unterwassergreifer und schwimmende Roboter für die Beobachtung.
- Abschlussprojekt: der Entwurf eines von einem Meeresorganismus inspirierten weichen Roboters.
Lehrplan des Programms Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
11 Module. Wählen Sie ein Modul aus, um seine Inhalte zu sehen.
Grundlagen der Soft Robotics
- 1.1. Was Soft Robotics ist
- 1.2. Starre und weiche Roboter im Vergleich
- 1.3. Freiheitsgrade und Verformung
- 1.4. Morphologische Intelligenz
- 1.5. Geschichte und Stand des Fachgebiets
- 1.6. Soft Robotics in der Meeresumwelt
- 1.7. Vorteile und Grenzen
- 1.8. Anwendungsfelder
- 1.9. Wissenschaftliche Community und Open Source
- 1.10. Aktuelle Forschungsherausforderungen
Biomechanik von Meeresorganismen
- 2.1. Fortbewegung von Fischen
- 2.2. Rückstoßantrieb bei Kopffüßern und Quallen
- 2.3. Schwimmen und Flügelschlag der Rochen
- 2.4. Krakenarme und Manipulation
- 2.5. Saugnäpfe und Haftung
- 2.6. Hydrostatische Stützstrukturen
- 2.7. Sinnessysteme der Seitenlinie
- 2.8. Tarnung und Formveränderung
- 2.9. Skalierung und dimensionslose Kennzahlen
- 2.10. Beobachtungs- und Messmethoden
Bioinspirierte Hydrodynamik
- 3.1. Grundlagen der Strömungsmechanik
- 3.2. Strömungen bei niedrigen und hohen Reynoldszahlen
- 3.3. Schuberzeugung durch Undulation
- 3.4. Wirbel und Nachlauf
- 3.5. Schwimmeffizienz
- 3.6. Manövrierfähigkeit und Stabilität
- 3.7. Flexible Flächen und Flossen
- 3.8. Versuche im Strömungskanal
- 3.9. Strömungssimulation
- 3.10. Fluid-Struktur-Wechselwirkung
Weiche und funktionale Materialien
- 4.1. Silikonelastomere
- 4.2. Hydrogele
- 4.3. Elektroaktive Polymere
- 4.4. Formgedächtnismaterialien
- 4.5. Flexible Verbundwerkstoffe
- 4.6. Selbstheilende Materialien
- 4.7. Mechanische Charakterisierung
- 4.8. Beständigkeit in Meerwasser
- 4.9. Biokompatibilität und biologische Abbaubarkeit
- 4.10. Werkstoffauswahl
Weiche Aktoren
- 5.1. Pneumatische Aktoren
- 5.2. Hydraulische Aktoren
- 5.3. Seilgetriebene Aktoren
- 5.4. Künstliche Muskeln
- 5.5. Dielektrische Aktoren
- 5.6. Thermische Aktoren
- 5.7. Variable Steifigkeit
- 5.8. Auslegung von Kammernetzwerken
- 5.9. Leistung und Effizienz
- 5.10. Vergleich der Technologien
Flexible Sensoren und Wahrnehmung
- 6.1. Dehnungssensoren
- 6.2. Berührungsempfindliche Haut
- 6.3. Druck- und Strömungssensoren
- 6.4. Von der Seitenlinie inspirierte Sensoren
- 6.5. Propriozeption in weichen Robotern
- 6.6. Integration von Sensoren in Materialien
- 6.7. Bildverarbeitung in bioinspirierten Robotern
- 6.8. Signalverarbeitung
- 6.9. Maschinelles Lernen für die Wahrnehmung
- 6.10. Experimentelle Validierung
Entwurf und Fertigung
- 7.1. Methodik des bioinspirierten Entwurfs
- 7.2. Computergestütztes Konstruieren
- 7.3. Silikonabformung und -guss
- 7.4. 3D-Druck weicher Materialien
- 7.5. Mehrmaterialfertigung
- 7.6. Abdichtung und Wasserdichtigkeit
- 7.7. Integration der Elektronik
- 7.8. Rapid Prototyping
- 7.9. Labortests
- 7.10. Dokumentation offener Entwürfe
Modellierung und Simulation
- 8.1. Kontinuumsmechanische Modelle
- 8.2. Die Finite-Elemente-Methode
- 8.3. Stab- und Cosserat-Modelle
- 8.4. Modelle reduzierter Ordnung
- 8.5. Simulation weicher Roboter
- 8.6. Gekoppelte Strömungssimulation
- 8.7. Parameteridentifikation
- 8.8. Validierung durch Versuche
- 8.9. Digitale Zwillinge von Prototypen
- 8.10. Open-Source-Werkzeuge
Regelung weicher Roboter
- 9.1. Herausforderungen bei der Regelung verformbarer Systeme
- 9.2. Steuerung ohne Rückführung
- 9.3. Regelung mit Rückführung
- 9.4. Modellbasierte Regelung
- 9.5. Bestärkendes Lernen
- 9.6. Zentrale Mustergeneratoren
- 9.7. Regelung des Schwimmens
- 9.8. Regelung der Manipulation
- 9.9. Eingebettete Regelung
- 9.10. Leistungsbewertung
Maritime Anwendungen und Technologietransfer
- 10.1. Schonende Handhabung biologischer Proben
- 10.2. Weiche Greifer für Unterwasserfahrzeuge
- 10.3. Schwimmende Roboter für die Beobachtung
- 10.4. Tiefseeerkundung
- 10.5. Inspektion von Infrastruktur
- 10.6. Interaktion mit der Meeresfauna
- 10.7. Technologischer Reifegrad der Lösungen
- 10.8. Geistiges Eigentum und Patente
- 10.9. Ethik und Tierwohl
- 10.10. Technologietransfer und Unternehmensgründung
Abschlussprojekt
- 11.1. Auswahl des Referenzorganismus
- 11.2. Biomechanische Analyse
- 11.3. Festlegung der Anforderungen
- 11.4. Auswahl von Materialien und Aktoren
- 11.5. Entwurf des Prototyps
- 11.6. Modellierung und Simulation
- 11.7. Fertigungs- und Testplan
- 11.8. Bewertung der Ergebnisse
- 11.9. Verfassen des Projektberichts
- 11.10. Präsentation vor einer Prüfungskommission
Dauer und Format des Programms Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
Das Programm umfasst 1.500 Stunden. Geben Sie an, wie viele Stunden Sie pro Woche investieren können, und wir sagen Ihnen, wann Sie tatsächlich fertig sind.
In diesem Tempo schließen die meisten Teilnehmenden ab. Es passt gut zum Ratenplan.
Akademische Leitung und Lehrkörper
Das Lehrteam von Navalis: aktive Fachleute aus der Praxis, die die Programme unterrichten und betreuen.
Dr. Marina AlcoverAkademische Direktorin und Leiterin des Qualitätsmanagements
Ing. Diego CifuentesProfessor für Schiffsschweißtechnik und zerstörungsfreie Prüfung; Leiter QA/QC für Schweißverbindungen
Kapt. Javier Abaroa (MCA)Professor für Schiffsführung, elektronische Navigation (ECDIS/Radar/ARPA) und GMDSS; Koordinator für STCW-Compliance und Bridge Resource Management
Dr. Pau FerrerProfessor für Schiffbau und Simulation; Leiter des Labors für Hydrodynamik und CFD
Dr. Nuria LlobregatProfessorin für maritime Meteorologie, SAR und Betriebssicherheit; Koordinatorin für nautisches Risikomanagement
Ing. Javier BañulsProfessor für Elektrotechnik, Automatisierung und ETO-Technik; Koordinator für elektronische Integration und Maschinenalarme
Ing. Sofía MarquinaProfessorin für Werkstoffe, Verbundwerkstoffe und Korrosionsschutz; Koordinatorin des Bereichs moderne Anstriche und Beschichtungen
Ing. Tomás RieraProfessor für Antriebstechnik, alternative Energien und Hybridsysteme; Koordinator für Energieeffizienz und SchwingungenZiele des Programms Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
Berufsaussichten nach dem Programm Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
Fragen zum Programm Expertenprogramm Von Meeresorganismen inspirierte Soft Robotics
Nein. Die Arbeit beruht auf Entwurf, Simulation und optionaler einfacher Fertigung mit leicht erhältlichen Materialien.
Nein. Die Grundlagen der Biomechanik von Meeresorganismen werden im Programm erklärt.
Weiche Greifer werden bereits in der Unterwassererkundung eingesetzt; die meisten bioinspirierten Schwimmroboter befinden sich noch in der Forschung.
Ja. Sie arbeiten mit Open-Source-Werkzeugen für Simulation und Regelung.
Sie entwerfen und modellieren einen von einem Meeresorganismus inspirierten weichen Roboter und planen seine Tests.
Das Expertenprogramm wird vollständig online durchgeführt, mit einem rund um die Uhr zugänglichen virtuellen Campus, aufgezeichneten Live-Sitzungen und Tutorien. Es umfasst 1.500 Lernstunden in 11 Modulen zu je etwa 136 Stunden, und Sie lernen in Ihrem eigenen Tempo innerhalb des Zeitplans, den Sie bei der Einschreibung erhalten.
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Zulassungsverfahren
Kein Warten auf einen Rückruf. Wenn Ihre Unterlagen vollständig sind, können Sie sich in derselben Sitzung einschreiben.
- Profil: richtet sich an Maschinenbau-, Wirtschafts-, Elektronik- oder Werkstoffingenieure, die sich auf Soft Robotics spezialisieren möchten, Absolventen der Biologie, Physik oder Meereswissenschaften mit Interesse an angewandter Biomimetik, Industriedesigner, die mit bioinspirierten Materialien und Formen arbeiten möchten, Fachleute der Meerestechnologie auf der Suche nach neuen Manipulationslösungen sowie Forschende, die Soft Robotics in ihre Projekte einbringen möchten. Empfohlen werden ein Studium im Ingenieurwesen (Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Elektronik, Werkstoffe, Medizintechnik oder Ähnliches), in Physik, Biologie, Meereswissenschaften, Industriedesign oder einem verwandten Fach oder nachgewiesene Berufserfahrung in Robotik oder Fertigung.
- Sprache: ausreichende Deutschkenntnisse, um dem Unterricht und den Fachunterlagen zu folgen.
- Technische Ausstattung: ein Computer mit stabiler Internetverbindung, ein aktueller Browser und eine Kamera für Live-Sitzungen und Projektpräsentationen.
- Zulassung: Online-Bewerbung, Prüfung Ihres Profils und ein kurzes Gespräch mit dem akademischen Team.
- 01BewerbungIhre Daten, Ihr Werdegang und Ihre Unterlagen.
- 02Sofortige PrüfungWir prüfen, ob alles vollständig und korrekt ist.
- 03EinschreibungWählen Sie Einmal- oder Ratenzahlung und sichern Sie sich Ihren Platz.
Die Zulassung gilt vorläufig, bis das Komitee die eingereichten Unterlagen geprüft hat. Werden die Voraussetzungen nicht erfüllt, wird der gesamte Betrag erstattet.
Fragen Sie uns vor der Einschreibung
Hinterlassen Sie Ihre Kontaktdaten, und die Zulassungsstelle meldet sich bei Ihnen, um alle Fragen zu klären. Wenn Sie sich schon sicher sind, können Sie sich direkt bewerben und in derselben Sitzung bezahlen.