XR in Surgery. Spatial and embodied computing in digital surgery: Technology, Application, Design

Die Arbeit untersucht die Anwendungsfelder, Darstellungsprinzipien und Funktionsweise von extended reality in der chirurgischen Praxis. Anhand zweier Fallstudien zu mixed und virtual reality werden die Einsatzorte und Praktiken von head-mounted Displays sowie das erforderliche Anwendungswissen herausgearbeitet. An den Beispielen der Einblendung anatomischer Darstellungen ins Sichtfeld des chirurgischen Personals sowie der volumetrischen Darstellung chirurgischer Arbeitsabläufe in einer virtuellen Trainingsumgebung werden zwei konkrete Anwendungsszenarien für den Einsatz von extended reality in der chirurgischen Praxis entwickelt. Darauf aufbauend werden die Chancen und Risiken evaluiert, die sich insgesamt für chirurgische Handlungen und Entscheidungen im Bezug auf die Wahrnehmung, Interpretation und Gestaltung von Bildern der extended reality ergeben.The work investigates the technology, application and design of extended reality in surgical practice. Based on two case studies on mixed and virtual reality, it analyses use of head-mounted displays as well as the required applied knowledge. Using the examples of superimposing anatomical images onto the field of vision of surgical staff and the volumetric representation of surgical workflows in a virtual training environment, two concrete application scenarios for the use of extended reality in surgical practice are developed. Based on these scenarios, the chances and risks are evaluated, which result overall for surgical acting and decision making in terms of perception, interpretation and design of images of extended reality

Mensch-Computer-Interface: Zur Geschichte und Zukunft der Computerbedienung

Die gegenwärtige Interface-Krise bei digitalen Medien nehmen Informatiker und Informatikhistoriker in diesem Band zum Anlass für eine Langzeitbilanz der Mensch-Computer-Interaktion. Sie legen sowohl Gesamtüberblicke der Entwicklung aus technik- und geistesgeschichtlicher Sicht vor als auch spezielle Studien zur Bedienproblematik einzelner Epochen. Dadurch entsteht ein großer Bogen von den Bedienschnittstellen der frühen Mainframe-Welt über die interaktiven PC-Interfaces bis zu den neuesten Entwicklungen des Wearable Computing und der proaktiven Ambient Intelligence. Die historisch-genetischen Analysen münden in theoretische Betrachtungen und kritische Rückblicke auf die Forschung zu Mensch-Computer-Interfaces sowie Ausblicke auf die Zukunft

Öffentliche Wissenschaft und Neue Medien : die Rolle der Web 2.0-Kultur in der Wissenschaftsvermittlung

Im Internet ist mit dem Web 2.0 eine neue Kultur des Austauschs und der Partizipation entstanden. Damit wird auch die Öffentliche Wissenschaft vielfältiger und attraktiver. Sie steht jedoch auch vor offenen Fragen: Befördern die Neuen Medien den Dialog von Wissenschaft und Öffentlichkeit? Und worin besteht die Rolle der wissenschaftlichen Institutionen in diesem Prozess? Der Sammelband beleuchtet aus inter- und transdisziplinären Perspektiven den aktuellen Wandel in der Wissenschaftsvermittlung

Ein neues Konzept für die Optimierung intelligenter Aktoren im Bereich beweglicher elektrischer Verbraucher

Die Smart Factory, auch als intelligente Fabrik bezeichnet, steht als Synonym für die Schaffung von effektiven und flexiblen Produktionsumgebungen in der Industrie durch Digitalisierung und cyber-physische Systeme. Um Fertigungs- und Produktionsanlagen flexibel und effizient in den Produktionsablauf zu integrieren, spielt auch die Einbindung von mobilen Anwendungen im Bereich des Maschinenbaus und deren Komponenten eine wichtige Rolle. Ermöglicht wird die intelligente Fabrik u.a. auch durch die Verwendung kompakter mechatronischer Systeme und deren Teilkomponenten wie Sensoren, Aktoren und der dazugehörigen Mikroelektronik. Hier stellt sich die Frage, wie die Energiezuführung und die Datenanbindung flexibel zu solchen mobilen Anwendungen bzw. zu den intelligenten mechatronischen Systemen bereitgestellt werden kann. Diese Dissertation liefert einen Beitrag zur Entwicklung eines intelligenten Aktors im Bereich der berührungslosen induktiven Energie- und Datenübertragung für mobile Anwendungen bzw. beweglichen elektrischen Verbrauchern. Das vorgestellte neue Konzept zeigt den Aufbau und die Realisierung des intelligenten Aktors. In einem ersten Schritt wird ein induktives kontaktloses Energieübertragungssystem an einem Funktionsmuster aufgebaut. Auf Grundlage einer OFDM-basierten Datenkommunikation und durch die Integration eines entwickelten Zeitstempelverfahrens sind eine Kommunikation und Synchronisation am Funktionsmuster über das kontaktlose Energieübertragungssystem möglich. Dabei wird auch gezeigt, dass sich die Taktfrequenz für die Synchronisierungsvorgänge bei der Übertragung von Daten zwischen den einzelnen Kommunikationsteilnehmern deutlich reduzieren lässt. Untersucht wird dabei die Ganggenauigkeit bzw. die Frequenzkonstanz von verschiedenen Oszillatorklassen. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden der Entwurf und die Entwicklung einer Hardware- und Regelungsplattform für einen intelligenten Aktor gezeigt und erarbeitet. Innerhalb eines SoPC-basierten Embedded Systems wird ein kompaktes und skalierbares Motorsteuerkonzept für den Betrieb einer PMSM vorgestellt. Im letzten Teil der Arbeit wird die Entwicklung und die Umsetzung eines prädiktiven Regelungsverfahrens in einer durchgeführten Simulation vorgestellt. In der Simulation werden die Vorteile und die Leistungsfähigkeit der MPC-Regelung im Vergleich zu einer klassischen PID-Kaskadenregelung für das Stör- und Führungsverhalten für den Betrieb einer PMSM aufgezeigt

Anwendung von Lean-Prinzipien im Erdbau - Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Baustellenleitstands auf Basis von Virtual Reality für den Erdbau unter Berücksichtigung des Lean Management. Hierbei konnte neben der erhöhten Verfügbarkeit von Informationen und deren transparenter Darstellung durch die Anwendung eines digitalen Kanban-Systems eine Steigerung der Produktionsleistung auf der Erdbaustelle nachgewiesen werden

30. Forum Bauinformatik

Die Bauhaus-Universität Weimar ist seit langer Zeit mit dem Forum Bauinformatik eng verbunden. So wurde die Veranstaltung 1989 hier durch den Arbeitskreis Bauinformatik ins Leben gerufen und auch das 10. und 18. Forum Bauinformatik (1998 bzw. 2006) fand in Weimar statt. In diesem Jahr freuen wir uns daher besonders, das 30. Jubiläum an der Bauhaus-Universität Weimar ausrichten zu dürfen und viele interessierte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus dem Bereich der Bauinformatik in Weimar willkommen zu heißen. Das Forum Bauinformatik hat sich längst zu einem festen Bestandteil der Bauinformatik im deutschsprachigen Raum entwickelt. Dabei steht es traditionsgemäß unter dem Motto „von jungen Forschenden für junge Forschende“, wodurch insbesondere Nachwuchswissenschaftlerinnen und ‑wissenschaftlern die Möglichkeit geboten wird, ihre Forschungsarbeiten zu präsentieren, Problemstellungen fachspezifisch zu diskutieren und sich über den neuesten Stand der Forschung zu informieren. Zudem wird eine ausgezeichnete Gelegenheit geboten, in die wissenschaftliche Gemeinschaft im Bereich der Bauinformatik einzusteigen und Kontakte mit anderen Forschenden zu knüpfen. In diesem Jahr erhielten wir 49 interessante und qualitativ hochwertige Beiträge vor allem in den Themenbereichen Simulation, Modellierung, Informationsverwaltung, Geoinformatik, Structural Health Monitoring, Visualisierung, Verkehrssimulation und Optimierung. Dafür möchten wir uns ganz besonders bei allen Autoren, Co-Autoren und Reviewern bedanken, die durch ihr Engagement das diesjährige Forum Bauinformatik erst möglich gemacht haben. Wir danken zudem Professor Große und Professor Díaz für die Unterstützung bei der Auswahl der Beiträge für die Best Paper Awards. Ein herzliches Dankeschön geht an die Kollegen an der Professur Informatik im Bauwesen der Bauhaus-Universität Weimar für die organisatorische, technische und beratende Unterstützung während der Planung der Veranstaltung

Arbeit in der digitalisierten Welt

Das vorliegende Open-Access-Buch umfasst Beiträge aus 29 Verbundvorhaben sowie dem begleitenden Verbundprojekt „TransWork“. Im Rahmen des Förderschwerpunkts „Arbeit in der digitalisierten Welt“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurden in den Projekten Entwicklungen im Transformationsprozess der Arbeitswelt analysiert, Lösungsansätze entwickelt und diese wissenschaftlich begleitet. In den Beiträgen werden Einblicke in die erarbeiteten Erkenntnisse und entwickelten Konzepte der Projekte gegeben. Hieraus lassen sich für Akteure aus Politik und Wirtschaft Handlungsempfehlungen ableiten und es ergeben sich neue Forschungsimpulse für die Wissenschaft