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Proceedings of the 21th Bilateral Student Workshop CTU Prague: Dresden (Germany) 2017

Böhme, Hans-Joachim, Hellbach, Sven, Míkovec, Zdeněk, Slavík, Pavel, Wacker, Markus January 2018 (has links)
This technical report publishes the proceedings of the 21th Prague Workshop, which was held from 25th to 26th December 2017. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The works is meant as a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.
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A General Vehicle Routing Problem

Goel, Asvin, Gruhn, Volker 17 January 2019 (has links)
In this paper, we study a rich vehicle routing problem incorporating various complexities found in real-life applications. The General Vehicle Routing Problem (GVRP) is a combined load acceptance and generalised vehicle routing problem. Among the real-life requirements are time window restrictions, a heterogeneous vehicle fleet with different travel times, travel costs and capacity, multi-dimensional capacity constraints, order/vehicle compatibility constraints, orders with multiple pickup, delivery and service locations, different start and end locations for vehicles, and route restrictions for vehicles. The GVRP is highly constrained and the search space is likely to contain many solutions such that it is impossible to go from one solution to another using a single neighbourhood structure. Therefore, we propose iterative improvement approaches based on the idea of changing the neighbourhood structure during the search.
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Mobile Speditionslogistikunterstützung durch integrierte Kommunikationssysteme

Gruhn, Volker, Hülder, Malte, Ijioui, Raschid, Schöpe, Lothar 28 January 2019 (has links)
Für Speditionsunternehmen liegt ein erhebliches Potential zur Effizienzsteigerung in der verbesserten Kommunikation zwischen Disponent und Fahrer. Dies bezieht sich insbesondere auf die Übermittlung von Auftrags- und Transportdaten, sowie auf Daten, die zur Auftragsfortschrittskontrolle dienen. In dieser Arbeit werden zunächst einige am Markt verfügbare Systeme vorgestellt und mit ihren Vor- und Nachteilen präsentiert. Im Anschluss wird das Kommunikationssystem vorgestellt, das im Rahmen des Forschungsprojekts „Mobile Spedition im Web (SpiW)1“ entwickelt wird. Dieses Kommunikationssystem soll als Zusatzmodul in eine bestehende IT-Infrastruktur eines Speditionsunternehmens eingebunden werden. Da das Kommunikationssystem eine offene Schnittstelle anbietet, kann es mit verschiedenen Speditionslogistiksystemen integriert werden, jedoch wird hier die Unterstützung der Schnittstelle seitens des Speditionslogistiksystems vorausgesetzt. Durch eine spezielle Workflow-Engine kann das Kommunikationssystem leicht an die unterschiedlichen Arbeitsabläufe in verschiedenen Speditionsunternehmen angepasst werden.
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Proceedings of the 23th Bilateral Student Workshop CTU Prague: Dresden (Germany) 2019

Böhme, Hans Joachim, Bahrmann, Frank, Macík, Miroslav, Balata, Jan 09 June 2020 (has links)
This technical report publishes the proceedings of the 23th Prague Workshop, which was held from 29th to 30th November 2019. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The works is meant as a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.:1) Incremental Pose Estimation of multiple LiDAR Scanners using their Pointclouds, S.3 2) Soft- and Hardware Developments for Immersive Learning, S.6 3) Qualitative comparison of methods for example-based style transfer, S.13 4) External Labeling With Utilization of Containment Information, S.16 5) Real Time Viewing Direction Analysis to Store Recognized Faces, S.20 6) Raising living standards of older adults - User research, S.29 7) Raising living standards of older adults - Concept, S.33 8) Towards the RoNiSCo Mobile Application, S.36 9) Development of a Fallen People Detector, S.41 10) Interactive tactile map for visually impaired older adults, S.47 11) Physical 3D LED display, S.51
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24th Bilateral Student Workshop CTU Prague and HTW Dresden - User Interfaces & Visualization

Böhme, Hans-Joachim, Bahrmann, Frank, Slavík, Pavel, Macík, Miroslav, Erzgräber, Robert, Brose, Jan 16 May 2022 (has links)
This technical report publishes the proceedings of the 24th Bilateral Student Workshop CTU Prague and HTW Dresden -User Interfaces & Visualization-, which was held on the 26th November 2021. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The works is meant as a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.:1) Robot assisted reminiscence therapy for people with dementia, p.4 2) VENT-CONECT: System for remote monitoring of instruments used in intensive care, p.12 3) Conversational assistant for smart home, p.17 4) Perspectives and challenges of the research project ”SYNC ID” , p.23 5) Music-based emotional biofeedback: the state of the art and challenges, p.26 6) Ambient Assisted Living Lab - Smart Systems and CoCreation, p.30 7) Board Game Playing and Consuming Beverages in VR, p.36 8) An approach to measure and increase the level of participation of people with dementia in cognitive games, p.41 9) Forced perspective illusions and scaling users in VR - state of the art., p.47 10) Training Deep Learning Models for Punctuation Prediction, p.51 11) Towards an Evaluation of Ambiguity in Point-Feature Labelling, p.56 12) The ReZA method goes digital, p.60 13) Haptic interface for spatial audio web player, p.66
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Proceedings of the 22th Bilateral Student Workshop CTU Prague: Dresden (Germany) 2018

Böhme, Hans Joachim, Wacker, Markus, Slavík, Pavel, Míkovec, Zdeněk 13 November 2019 (has links)
This technical report publishes the proceedings of the 22th Prague Workshop, which was held from 30th November to 1st December 2018. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The works is meant as a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.:1) An approach to a self-organizing production in com- parison to a centrally planned production 4 2) Tactile symbols for visually impaired older adults 9 3) Design of Olfactory Cues for Approximate Spatial Self- Localization 11 4) Shape To Muscle: A Model for estimating Muscle Activation from Skin Deformation 13 5) Model of a Conversational System for Controlling Sec- ondary Tasks while Driving 19 6) Tools for Art and Architectural Research with His- toric Media Repositories 22 7) Direct Labels: Real-time External Labeling Without Leader Lines 25 8) Seamless Cloning with Poisson Image Editing 29 9) Multimodal user interaction for human behavior mod- eling in adaptation and personalization 32 10) Objective Feature Selection using GMLVQ with Di- rectly Incorporated L1-Regularization 35 11) How to Call a Robot in an Emergency Situation 37 12) Development of a Collaborative Computer Game for Elderly with Dementia 39
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Enterprise Wikis Revealed: Die fünf Quellen der Motivation bei der Nutzung von Enterprise Wikis

Lin, Dada 30 July 2014 (has links)
Enterprise Wikis haben sich zu einem wichtigen Bestandteil der Corporate Intranets entwickelt. Aufgrund ihrer Nutzungsoffenheit und hohen Flexibilität lassen sich Enterprise Wikis für vielfältigste Einsatzzwecke verwenden. Dabei ist die Nutzungsmotivation der Mitarbeiter ein kritischer Stellhebel für den Erfolg von Enterprise Wikis. In diesem Beitrag wird auf Basis des aus der Arbeitspsychologie stammenden Konzepts „motivation sources inventory“ von BARBUTO & SCHOLL eine Untersuchung mittels Online-Befragung mit 95 Teilnehmern aus 10 verschiedenen Unternehmen durchgeführt. Hierbei wurde ersichtlich, dass Enterprise Wikis von den Befragten durchweg als wertvoll eingeschätzt werden. Weiterhin stellen die Nützlichkeit von Enterprise Wikis für die tägliche Arbeit sowie das Bestreben, Kollegen bzw. das eigene Team zu unterstützen wichtige Quellen der Motivation dar. Bezüglich der intrinsischen Prozessmotivation bei Enterprise Wikis, d.h. Spaß an der Benutzung, konnten stark divergierende Meinungen festgestellt werden. Hingegen ist Lob bzw. Reputation nur für einen kleinen Teil der Befragten motivierend, im Enterprise Wiki beizutragen.:1 Einleitung 1.1 Stand der Forschung 1.2 Zielstellung 2 Das „Motivation Sources Inventory“ von Barbuto & Scholl 2.1 Die fünf Quellen der Motivation 2.2 Fazit und Würdigung des Motivation Sources Inventory 3 Vorgehen und Methodik 3.1 Auswahl der Unternehmen und explorative Interviews 3.2 Konzeption und Durchführung der Online-Befragung 4 Ergebnisse 4.1 Nutzungscharakteristika 4.2 Bedeutung und Ausprägung der fünf Motivationsquellen 5 Zusammenfassung und Ausblick 5.1 Ergebnisse 5.2 Limitationen 5.3 Forschungspotentiale
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Distributed Guidance, Navigation and Control for Satellite Formation Flying Missions / Verteilte Leit- und Regelungsverfahren für Satellitenformationen

Scharnagl, Julian January 2022 (has links) (PDF)
Ongoing changes in spaceflight – continuing miniaturization, declining costs of rocket launches and satellite components, and improved satellite computing and control capabilities – are advancing Satellite Formation Flying (SFF) as a research and application area. SFF enables new applications that cannot be realized (or cannot be realized at a reasonable cost) with conventional single-satellite missions. In particular, distributed Earth observation applications such as photogrammetry and tomography or distributed space telescopes require precisely placed and controlled satellites in orbit. Several enabling technologies are required for SFF, such as inter-satellite communication, precise attitude control, and in-orbit maneuverability. However, one of the most important requirements is a reliable distributed Guidance, Navigation and Control (GNC) strategy. This work addresses the issue of distributed GNC for SFF in 3D with a focus on Continuous Low-Thrust (CLT) propulsion satellites (e.g., with electric thrusters) and concentrates on circular low Earth orbits. However, the focus of this work is not only on control theory, but control is considered as part of the system engineering process of typical small satellite missions. Thus, common sensor and actuator systems are analyzed to derive their characteristics and their impacts on formation control. This serves as the basis for the design, implementation, and evaluation of the following control approaches: First, a Model Predictive Control (MPC) method with specific adaptations to SFF and its requirements and constraints; second, a distributed robust controller that combines consensus methods for distributed system control and $H_{\infty}$ robust control; and finally, a controller that uses plant inversion for control and combines it with a reference governor to steer the controller to the target on an optimal trajectory considering several constraints. The developed controllers are validated and compared based on extensive software simulations. Realistic 3D formation flight scenarios were taken from the Networked Pico-Satellite Distributed System Control (NetSat) cubesat formation flight mission. The three compared methods show different advantages and disadvantages in the different application scenarios. The distributed robust consensus-based controller for example lacks the ability to limit the maximum thrust, so it is not suitable for satellites with CLT. But both the MPC-based approach and the plant inversionbased controller are suitable for CLT SFF applications, while showing again distinct advantages and disadvantages in different scenarios. The scientific contribution of this work may be summarized as the creation of novel and specific control approaches for the class of CLT SFF applications, which is still lacking methods withstanding the application in real space missions, as well as the scientific evaluation and comparison of the developed methods. / Die anhaltenden Veränderungen in der Raumfahrt – die fortschreitende Miniaturisierung, die sinkenden Kosten für Raketenstarts und Satellitenkomponenten sowie die verbesserten Rechen- und Steuerungsmöglichkeiten von Satelliten – fördern den Satelliten-Formationsflug (SFF) als Forschungs- und Anwendungsgebiet. SFF ermöglicht neue Anwendungen, die mit herkömmlichen Einzelsatellitenmissionen nicht (oder nicht mit vertretbarem Aufwand) realisiert werden können. Insbesondere verteilte Erdbeobachtungsanwendungen wie Photogrammetrie und Tomographie oder verteilte Weltraumteleskope erfordern präzise positionierte und kontrollierte Satelliten in der Umlaufbahn. Für den SFF sind verschiedene Basistechnologien erforderlich, z. B. Kommunikation zwischen den Satelliten, präzise Lageregelung und Manövrierfähigkeit. Eine der wichtigsten Anforderungen sind jedoch zuverlässige verteilte Leit- und Regelungsverfahren (Guidance, Navigation and Control, GNC). Diese Arbeit befasst sich mit dem Thema der verteilten GNC für SFF in 3D mit dem Schwerpunkt auf Satelliten mit kontinuierlichem, niedrigen Schub (Continuous Low-Thrust, CLT) z.B. mit elektrischen Triebwerken und legt den Fokus hier zusätzlich auf niedrige kreisförmige Erdumlaufbahnen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt jedoch nicht nur auf der Regelungstheorie, vielmehr wird Regelung als Teil des Systementwicklungsprozesses typischer Kleinsatellitenmissionen betrachtet. So werden gängige Sensor- und Aktuatorsysteme analysiert, um ihre Eigenschaften und ihre Auswirkungen auf die Formationskontrolle abzuleiten. Dies dient als Grundlage für den Entwurf, die Implementierung und die Bewertung der folgenden Regelungsansätze: Erstens eine Modellprädiktive Regelung (Model-Predictive Control, MPC) mit spezifischen Anpassungen an die Anforderungen und Beschränkungen des SFFs, zweitens ein robuster Regler, der Konsensmethoden für die Steuerung verteilter Systeme mit robuster $H_{\infty}$-Regelung kombiniert, und schließlich ein kaskadierter Regler, der zur Steuerung die Regelstrecke invertiert und dessen Referenz von einem Referenzregler auf einer optimalen Trajektorie unter Berücksichtigung verschiedener Beschränkungen zum Ziel gesteuert wird. Die entwickelten Regler werden auf der Grundlage umfangreicher Softwaresimulationen validiert und miteinander verglichen. Realistische 3D-Formationsflug-Szenarien wurden der NetSat-Formationsflug-Mission entnommen. Die drei verglichenen Methoden zeigen unterschiedliche Vor- und Nachteile in den verschiedenen Anwendungsszenarien. Der verteilten robusten konsensbasierten Regelung fehlt bspw. die Fähigkeit, den maximalen Schub zu begrenzen, sodass sie nicht für Satelliten mit CLT geeignet ist. Aber sowohl der MPC-basierte Ansatz als auch der auf der Invertierung der Regelstrecke basierende Ansatz sind für CLT SFF-Anwendungen geeignet und weisen wiederum ander Vor- und Nachteile in unterschiedlichen Szenarien auf. Der wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit besteht in der Entwicklung neuartiger und spezifischer Regelungsansätze für die Klasse der CLT-SFF-Anwendungen, für die es noch keine Methoden gibt, die der Anwendung in realen Weltraummissionen standhalten, sowie in der wissenschaftlichen Bewertung und dem Vergleich der entwickelten Methoden.
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Enhancing Software Quality of Multimodal Interactive Systems / Verbesserung der Softwarequalität multimodaler interaktiver Systeme

Fischbach, Martin Walter January 2017 (has links) (PDF)
Multimodal interfaces (MMIs) are a promising human-computer interaction paradigm. They are feasible for a wide rang of environments, yet they are especially suited if interactions are spatially and temporally grounded with an environment in which the user is (physically) situated. Real-time interactive systems (RISs) are technical realizations for situated interaction environments, originating from application areas like virtual reality, mixed reality, human-robot interaction, and computer games. RISs include various dedicated processing-, simulation-, and rendering subsystems which collectively maintain a real-time simulation of a coherent application state. They thus fulfil the complex functional requirements of their application areas. Two contradicting principles determine the architecture of RISs: coupling and cohesion. On the one hand, RIS subsystems commonly use specific data structures for multiple purposes to guarantee performance and rely on close semantic and temporal coupling between each other to maintain consistency. This coupling is exacerbated if the integration of artificial intelligence (AI) methods is necessary, such as for realizing MMIs. On the other hand, software qualities like reusability and modifiability call for a decoupling of subsystems and architectural elements with single well-defined purposes, i.e., high cohesion. Systems predominantly favour performance and consistency over reusability and modifiability to handle this contradiction. They thus accept low maintainability in general and hindered scientific progress in the long-term. This thesis presents six semantics-based techniques that extend the established entity-component system (ECS) pattern and pose a solution to this contradiction without sacrificing maintainability: semantic grounding, a semantic entity-component state, grounded actions, semantic queries, code from semantics, and decoupling by semantics. The extension solves the ECS pattern's runtime type deficit, improves component granularity, facilitates access to entity properties outside a subsystem's component association, incorporates a concept to semantically describe behavior as complement to the state representation, and enables compatibility even between RISs. The presented reference implementation Simulator X validates the feasibility of the six techniques and may be (re)used by other researchers due to its availability under an open-source licence. It includes a repertoire of common multimodal input processing steps that showcase the particular adequacy of the six techniques for such processing. The repertoire adds up to the integrated multimodal processing framework miPro, making Simulator X a RIS platform with explicit MMI support. The six semantics-based techniques as well as the reference implementation are validated by four expert reviews, multiple proof of concept prototypes, and two explorative studies. Informal insights gathered throughout the design and development supplement this assessment in the form of lessons learned meant to aid future development in the area. / Multimodale Schnittstellen sind ein vielversprechendes Paradigma der Mensch-Computer-Interaktion. Sie sind in einer Vielzahl von Umgebungen einsetzbar und eignen sich besonders wenn Interaktionen zeitlich und räumlich mit einer Umgebung verankert sind in welcher der Benutzer (physikalisch) situiert ist. Interaktive Echtzeitsysteme (engl. Real-time Interactive Systems, RIS) sind technische Umsetzungen situierter Interaktionsumgebungen, die vor allem in Anwendungsgebieten wie der virtuellen Realität, der gemischten Realität, der Mensch-Roboter-Interaktion und im Bereich der Computerspiele eingesetzt werden. Interaktive Echtzeitsysteme bestehen aus vielfältigen dedizierten Subsystemen, die zusammen die Echtzeitsimulation eines kohärenten Anwendungszustands aufrecht erhalten und die komplexen funktionalen Anforderungen des Anwendungsgebiets erfüllen. Zwei gegensätzliche Prinzipien bestimmen die Softwarearchitekturen interaktiver Echtzeitsysteme: Kopplung und Kohäsion. Einerseits verwenden Subsysteme typischerweise spezialisierte Datenstrukturen um Performanzanforderungen gerecht zu werden. Um Konsistenz aufrecht zu erhalten sind sie zudem auf enge zeitliche- und semantische Abhängigkeiten untereinander angewiesen. Diese enge Kopplung wird verstärkt, falls Methoden der künstlichen Intelligenz in das RIS integriert werden müssen, wie es für die Umsetzung multimodaler Schnittstellen der Fall ist. Andererseits bedingen Softwarequalitätsmerkmale wie Wiederverwendbarkeit und Modifizierbarkeit die Entkopplung von Subsystemen und Architekturelementen und fordern hohe Kohäsion. Bestehende Systeme lösen diesen Konflikt überwiegend zu Gunsten von Performanz und Konsistenz und zu Lasten von Wiederverwendbarkeit und Modifizierbarkeit. Insgesamt wird auf diese Weise geringe Wartbarkeit akzeptiert und auf lange Sicht der wissenschaftliche Fortschritt eingeschränkt. Diese Arbeit stellt sechs Softwaretechniken auf Basis von Methoden der Wissensrepräsentation vor, welche das etablierte Entity-Component System (ECS) Entwurfsmuster erweitern und eine Lösung des Konflikts darstellen, die die Wartbarkeit nicht missachtet: semantic grounding, semantic entity-component state, grounded actions, semantic queries, code from semantics und decoupling by semantics. Diese Erweiterung löst das Introspektionsdefizit des ECS-Musters, verbessert die Granularität von ECS-Komponenten, erleichtert den Zugriff auf Entity-Eigenschaften außerhalb der Subsystem-Komponentenzuordnung, beinhaltet ein Konzept zur einheitlichen Beschreibung von Verhalten als Komplement zur Zustandsrepräsentation und ermöglicht sogar Kompatibilität zwischen interaktiven Echtzeitsystemen. Die vorgestellte Referenzimplementierung Simulator X weist die technische Machbarkeit der sechs Softwaretechniken nach. Sie kann von anderen Forschern auf Basis einer Open-Source Lizenz (wieder)verwendet werden und beinhaltet ein Repertoire an üblichen Verarbeitungsschritten für multimodalen Eingaben, welche die besondere Eignung der sechs Softwaretechniken für eine solche Eingabeverarbeitung veranschaulichen. Dieses Repertoire bildet zusammen das integrierte multimodale Eingabeverarbeitungs-Framework miPro und macht damit Simulator X zu einem RIS, welches explizit die Umsetzung von multimodalen Schnittstellen unterstützt. Die sechs Softwaretechniken sowie die Referenzimplementierung sind durch vier Expertengutachten, eine Vielzahl an technischen Demonstrationen sowie durch zwei explorative Studien validiert. Informelle Erkenntnisse, die während Design und Entwicklung gesammelt wurden, ergänzen diese Beurteilung in Form von lessons learned, welche bei künftigen Entwicklungsarbeiten in diesem Gebiet helfen sollen.
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Konzepte, Materialien und Verfahren für multimodale und hochintegrierte Elastomersensorik / Concepts, Materials and Processes for Multimodal and Highly Integrated Elastomer Sensors

Stier, Simon January 2022 (has links) (PDF)
Dielektrische Elastomersensoren sind aus Elastomermaterialien aufgebaute Sensoren mit einem kapazitiven Messprinzip. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einer dehnbaren Elastomerfolie als Dielektrikum, die beidseitig mit leitfähigen und ebenfalls dehnbaren Schichten als Elektroden bedeckt ist. Damit entsteht ein mechanisch verformbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazität mit der Dehnung der Elastomerfolie stetig ansteigt. Neben solchen Dehnungssensoren lassen sich mit einem geeigneten geometrischen Aufbau auch dielektrische Elastomersensoren realisieren, bei denen eine elektrische Kapazität mit einem angelegten Druck bzw. einer Kraft auf die Oberfläche, mit einer Scherkraft oder mit der Annäherung eines elektrisch leitfähigen oder polarisierbaren Körpers wie z. B. der menschlichen Hand messbar ansteigt. Durch ihre vielfältige Funktion, intrinsische Verformbarkeit und flächige Ausgestaltung weisen Dielektrische Elastomersensoren erhebliches Potential in der Schaffung smarter, sensitiver Oberflächen auf. Dabei sind weitgehende und individuelle Adaptionen auf den jeweiligen Anwendungszweck durch Abstimmung geometrischer, mechanischer und elektrischer Eigenschaften möglich. Die bisherige Forschung beschränkt sich jedoch auf die Analyse und Optimierung einzelner Aspekte ohne das Potential einer übergreifenden systemischen Perspektive zu nutzen. Diese Arbeit widmet sich daher der Betrachtung der Sensorik als Gesamtsystem, sowohl horizontal - von abstrakten Modellen bis zur Fertigung und prototypischen Anwendung - als auch vertikal über die Komponenten Material, Struktur und Elektronik. Hierbei wurden in mehreren Teilgebieten eigenständige neue Erkenntnisse und Verbesserungen erzielt, die anschließend in die übergreifende Betrachtung des Gesamtsystems integriert wurden. So wurden in den theoretischen Vorarbeiten neue Konzepte zur ortsaufgelösten Erfassung mehrerer physikalischer Größen und zur elektrischen und mechanischen Modellierung entwickelt. Die abgeleiteten Materialanforderungen wurden in eine tiefgehende Charakterisierung der verwendeten Elastomer-Kompositwerkstoffe überführt, in der neuartige analytische Methoden in Form von dynamischer elektromechanischer Testung und nanoskaliger Computertomographie zur Aufklärung der inneren Wechselwirkungen zum Einsatz kamen. Im Bereich der automatisierten Prozessierung wurde ein für die komplexen mehrschichtigen Elektrodenstrukturen geeigneter neuer lasergestützer substraktiver Fertigungprozess etabliert, der zudem die Brücke zu elastischer Elektronik schlägt. In der abschließenden Anwendungsevaluierung wurden mehrere ortsaufgelöste und multimodale Gesamtsysteme aufgebaut und geeignete Messelektronik und Software entwickelt. Abschließend wurden die Systeme mit einem eigens entwickelten robotischen Testsystem charakterisiert und zudem das Potential der Auswertung mittels maschinellem Lernen aufgezeigt. / Dielectric elastomer sensors are sensors constructed from elastomer materials with a capacitive measuring principle. In their simplest form, they consist of a stretchable elastomer film as dielectric, which is covered on both sides with conductive and also stretchable layers as electrodes. This creates a mechanically deformable electrical capacitor whose capacitance increases steadily with the stretching of the elastomer film. In addition to such strain sensors, with a suitable geometric design it is also possible to realize dielectric elastomer sensors in which an electrical capacitance increases measurably with an applied pressure or force on the surface, with a shear force or with the approach of an electrically conductive or polarizable body such as the human hand. Due to their versatile function, intrinsic deformability and flat design, dielectric elastomer sensors have considerable potential in the creation of smart, sensitive surfaces. Extensive and individual adaptations to the respective application purpose are possible by matching geometric, mechanical and electrical properties. However, research to date has been limited to the analysis and optimization of individual aspects without exploiting the potential of an overarching systemic perspective. This work is therefore certainly dedicated to the consideration of sensor technology as an overall system, both horizontally - from abstract modeling to manufacturing and prototypical application - and vertically via the components material, structure and electronics. In this context, individual new findings and improvements were achieved in several sub-areas, which were subsequently integrated into the overall consideration of the entire system. Thus, in the preliminary theoretical work, new concepts were developed for the spatially resolved measurement of multiple physical quantities and for electrical and mechanical modeling. The derived material requirements were transferred into an in-depth characterization of the elastomer composite materials used, in which novel analytical methods in the form of dynamic electro-mechanical testing and nanoscale computer tomography were applied to elucidate the internal mechanisms of interaction. In the area of automated processing, a new laser-based subtractive manufacturing process suitable for the complex multilayer electrode structures was established, which also bridges the gap to stretchable electronics. In the final application evaluation, several spatially resolved and multimodal sensor systems were built and suitable measurement electronics and software were developed. Finally, the systems were characterized with a specially developed robotic test system and, in addition, the potential of evaluation by means of machine learning was demonstrated.

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