Lehre und Studium | TU Bergakademie Freiberg

Themen für Abschlussarbeiten

Die Professur für Automatisierte und Autonome Systeme bietet Abschlussarbeiten in den Themenbereichen der Erforschung von technischen Systemen zur körperlichen Entlastung manueller Tätigkeiten (Unterstützungssysteme/Exoskelette) oder zur Automatisierung von Produktionsprozessen an. Die Arbeiten adressieren somit Fragestellungen zu der Produktionstechnik, der Produktentwicklung und der Arbeitswissenschaft. Sie lassen sich hinsichtlich experimenteller, konzeptioneller/konstruktiver sowie theoretischer/methodischer Arbeiten unterteilen. 

Schreiben Sie uns bei Interesse gerne unverbindlich an (am besten direkt per Email an die Kontaktperson)

Experimentelle Arbeiten

Titel

Kurzbeschreibung der Aufgabenstellung

Kontakt

Konzeptionelle/Konstruktive Arbeiten

Titel	Kurzbeschreibung der Aufgabenstellung	Kontakt
Potentialidentifikation der Verwendung eines Exoskeletts für Patienten mit glutealer Insuffizienz	Erfassung des Standes Technik bzgl. glutealer Insuffizienz und medizinischen/therapeutischen Exoskeletten Muskuloskelettale Simulation zur Identifikation einer möglichen Anwendung eines Exoskeletts für Patienten mit glutealer Insuffizienz Konzeption eines Exoskelett-Prototyps zur Therapie von Patienten mit glutealer Insuffizienz	David Scherb
Simulative Bestimmung des benötigten Unterstützungsverlaufs von Exoskeletten	Erfassung des Standes der Technik bzgl. zu unterstützender Industrietätigkeiten mit Exoskeletten und Menschsimulation Definition geeigneter Use Cases für biomechanische Entlastung mittels Exoskelette Konzeption eines Simulationsverfahren mittels muskuloskelettalen Menschmodellen zur Bestimmung des benötigten Unterstützungsverlaufs von Exoskeletten für verschiedene Industrietätigkeiten abhängig vom abgezielten Optimierungskriterium	David Scherb
Konzeptentwicklung einer Vernetzung von aktiven Exoskeletten, smarten Handwerkzeugen und digitalen Assistenzsystemen	Erfassung des Standes der Technik Konzeption und Aufbau eines Arbeitsplatzes zur Kopplung von Exoskelett, smartem Handwerkzeug und digitalem Assistenzsystem Ermöglichung einer Umgebung zur Erfassung, Verarbeitung und Nutzung von Daten aus den Teilpartnern	David Scherb
Abschätzung der Bodenreaktionskräfte und des Center of Pressures mithilfe muskuloskelettaler Simulation	Analyse des aktuellen Stands der Technik bei Methoden zur Schätzung von Bodenreaktionskräften ohne Verwendung von Kraftmessplatten Entwicklung eines Ansatzes zur Bestimmung von Bodenreaktionskräften und Druckzentrum mithilfe von Muskel-Skelett-Simulationen Verifizierung der geschätzten Werte anhand experimenteller Daten Bewertung der Anwendbarkeit für statische und dynamische Aufgaben im Labor- und Industriekontext	Vishnu Kiran Surya Vamsam
Automatisierung eines thermisch-mechanischen Prozesses zur Aufarbeitung von Metalloxiden zu Halbleiterrohstoffen	Aktuell arbeitet eine innovative Kleinproduktionsanlage zur Aufarbeitung von hochreinen kritischen Rohstoffen im Dauerbetrieb (24/7- Betrieb) ohne nennenswerte Anlagenregelung. Diese muss jedoch manuell überwacht werden um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Durch unterschiedliche Rohstoffeigenschaften und Ausgangszustände der zur Aufarbeitung genutzten Metalloxide muss diese aus qualitativen und wirtschaftlichen Gründen automatisiert werden. Es existiert dazu bereits ein grundlegendes Konzept zur praktischen Umsetzung und Einbindung in den gesamten Prozess- & Anlagenbetrieb. Aufgaben: Bewertung des Mess-, Regelungs- & Automatisierungskonzeptes zur praktischen Einbindung in die Produktionsanlage Auswahl entsprechender Mess- & Automatisierungswerkzeuge und ggf. Visualisierungsmöglichkeiten Einbindung und Programmierung in die bestehende Anlagen- und Prozesslandschaft Schaffung einer zukünftigen Schnittstelle zur nachfolgenden Robotik- Automatisierung und ggf. weiteren Folgeschritten	Dennis Bäcker

Theoretische/methodische Arbeiten

Titel	Kurzbeschreibung der Aufgabenstellung	Kontakt
Konzeptentwicklung einer modularen aufrüstbaren Roboterspinne mit Sonderaufgaben	Literaturrecherche zu Spinnenkinematik, Antriebskonzepten der künstlichen Spinne, Ideengenerierung (z. B. Inspiration von BionicWheelBot) Herleitung der inversen Kinematik Modellierung/Simulation der Bewegung mit einfachen Hindernissen Gleichgewichtproblematik, Kräfteverteilung	Dennis Bäcker
Open-Source-Roboterarm	Literaturrecherche zu Open-source Roboterarm/Cobot Modellvergleich bezüglich Möglichkeiten, Aufwand, Weiterentwicklung, ... Komponentenauswahl, 3D Druck, evtl. Geometrieanpassung (Kostruktion in CAD) Steuerungsprogrammierung Zusammenbau, Tests, Optimierung auf Benutzerfreundlichkeit Dokumentation der Ergebnisse	Dennis Bäcker
Entwicklung eines Filament Extruders	Literaturrecherche zu Alternativen auf dem Markt Konzeptentwicklung des Extruders CAD-Konstruktion, Komponentenauswahl, 3D Druck Steuerungsprogrammierung Zusammenbau, Tests Dokumentation der Ergebnisse	Dennis Bäcker
Adaptive Autonomy Switching for Industrial Humanoid Robots in Human-in-the-Loop Collaboration	Industrial humanoid robots are expected to operate in dynamic environments where full autonomy is often not sufficient and full manual control is inefficient. In such settings, shared autonomy offers a promising approach by combining autonomous robot capabilities with human supervision and intervention. A key challenge is deciding when the robot should act autonomously, when it should request operator support, and when it should switch to a safer or more controlled mode. This is particularly relevant for humanoid robots such as the Unitree G1, which can perform complex tasks but must remain reliable, interpretable, and safe in industrial scenarios. The thesis will focus on the design, implementation, and evaluation of a switching framework using ROS 2 and the Unitree G1 platform or a related experimental setup. The work is expected to include: Definition of autonomy levels for industrial humanoid operation Identification of relevant switching conditions such as uncertainty, task state, and failure cases Design of a decision logic for autonomy transitions Implementation of the switching framework in ROS 2 Integration with the Unitree G1 software stack Testing in representative industrial task scenarios Evaluation using performance and intervention-related metrics	Ahmed Mahmoud

Lehrveranstaltungen

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Wintersemester

Veranstaltung	Beschreibung	Verantwortliche
Entwicklung automatisierter und autonomer Systeme 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Seminar	Methoden und Techniken zur Entwicklung automatisierter und autonomer Systeme. Schwerpunkte des Moduls sind: • Analyse des automatisierten und autonomen Systems • domänenspezifische Entwürfe und Synthese zu einem System • Bearbeitung einer Aufgabenstellung in Gruppenarbeit.	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. Dennis Bäcker
Mensch-Maschine-Systeme 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Seminar	Das Modul vermittelt theoretische und anwendungsnahe Teile von Mensch-Maschine-Systemen. Nach der Vermittlung von Grundlagen zu Mensch-Maschine-Systemen werden praxisnahe Anwendungsbeispiele wie Belastung und Beanspruchung, Bewertung und Gestaltung oder Informationsverarbeitung behandelt.	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. David Scherb
Konzeption innovativer mechatronischer Systeme 1 SWS Vorlesung / 3 SWS Seminar	Das Modul vermittelt Methoden zur Entwicklung und Gestaltung von technischen Produkten bzw. Systemen von der Idee bis zum Konzept (in frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses). Mithilfe dieser Methoden wird anhand einer Aufgabenstellung systematisch und methodisch ein neuartiges Konzept für ein Produkt und System entwickelt.	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. David Scherb, Dr.-Ing. Dennis Bäcker

Sommersemester

Veranstaltung	Beschreibung	Verantwortliche
Automatisierungssysteme 3 SWS Vorlesung / 1 SWS Übung	Einführung/Überblick über Automatisierungssysteme und ihre Bedeutung in der industriellen Technik. Industrie 1.0 bis 5.0. Anwendungsbeispiele und Fallstudien. Komponenten und Grundstruktur automatisierter Systeme inkl. grundlegende Eigenschaften und ihr Zusammenspiel. Modellierung und Simulation von Automatisierungssystemen Systematische Analyse von Automatisierungsaufgaben Entwurf von Automatisierungslösungen Maschinensicherheit in der Automatisierung Programmierung und praktische Anwendungen	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. Dennis Bäcker
Industrie 4.0 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Seminar	Das Modul vermittelt moderne Informations- und Kommunikationstechnik und wie Maschinen und Abläufe in der Industrie intelligent vernetzt sind. Einblick wie Mensch, Maschinen, Anlagen und Produkte kommunizieren und zukünftig miteinander kooperieren.	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. Dennis Bäcker, Dr.-Ing. David Scherb
Arbeitsplatzgestaltung und -organisation 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Seminar	Das Modul vermittelt Grundlagen der Arbeitswissenschaft und Ergonomie, Technologien zur Unterstützung der Belegschaft, Anforderungen an die menschengerechte Gestaltung von Arbeitsplätzen, Analyse- und Bewertungsverfahren, MTM, Gestaltungsansätze für exemplarische Anwendungen, Anthropometrie und Biomechanik in der Arbeitsplatzgestaltung, Digitalisierung und Assistenzsysteme am Arbeitsplatz sowie Aspekte der Inklusion, Diversität und Barrierefreiheit.	Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Weidner, Dr.-Ing. David Scherb