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Nowadays, the demand for a MEMS development/design kit (MDK) is even more in focus than ever before. In order to achieve a high quality and cost effectiveness in the development process for automotive and consumer applications, an advanced design flow for the MEMS (micro electro mechanical systems) element is urgently required. In this paper, such a development methodology and flow for parasitic extraction of active semiconductor devices is presented. The methodology considers geometrical extraction and links the electrically active pn junctions to SPICE standard library models and subsequently extracts the netlist. An example for a typical pressure sensor is presented and discussed. Finally, the results of the parasitic extraction are compared with fabricated devices in terms of accuracy and capability.

Rapidly growing population and increasing amount of shipments induced by the e-commerce are two of the main reasons for the constantly rising urban freight traffic. Cities are therefore overwhelmed by a growing stream of goods and the available infrastructure, shared between people and goods traffic, often reached its maximum capacity. Phenomena such as traffic congestion, pollution and lack of space are direct consequences of this trend and their impact on the quality of life in the city is not negligible. City administrations are keen to evaluate innovative city logistics concepts and adopt alternative solutions, to overcome the challenges posed by such a dynamic environment, constrained in existing infrastructure. In this paper, a heuristic method based on the utility analysis is presented. Thanks to a modular approach accounting for stakeholders´ requirements, possible different scenarios and available technologies, the development of new city logistic concepts is supported. The proposed method is then applied to a case study concerning the city of Reutlingen (Germany). Results are presented and a brief discussion leads to the conclusion.

Hintergrund: Oftmals werden Informationen aus der Krankenakte oder von Bildgebungsverfahren nur auf recht weit vom Operationsgebiet entfernten Monitoren, außerhalb der ergonomischen Sichtachse des Operateurs, dargestellt. Dies führt dazu, dass relevante Informationen übersehen werden oder ihr Informationspotenzial nicht ausgeschöpft werden kann. In Papierform mitgenommene Notizen befinden sich während der OP außerhalb des sterilen Bereichs und sind dadurch für den Operateur nicht ohne Weiteres zugänglich. Auch bei intraoperativen Einträgen für die OP Dokumentation ist der Operateur auf die Mithilfe der Assistenz angewiesen. Durch die zusätzlichen Kommunikationswege entstehen dabei ein personeller und zeitlicher Mehraufwand und das Fehlerpotenzial nimmt zu. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt OR-Pad - Nutzung von portablen Informationsanzeigen im Operationssaal - soll dem Operateur zu einem verbesserten Informationsfluss verhelfen. Die Idee entstand aus der klinischen Routine der Anatomie und Urologie des Universitätsklinikums Tübingen und wird nun durch Fördermittel vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung an der Hochschule Reutlingen zu einem High Fidelity-Prototypen weiterentwickelt. Ziel: Ziel des OR-Pad Projekts ist es, während einer OP zum aktuellen Zeitpunkt klinisch relevante Informationen in unmittelbarer Nähe zum Operateur darzustellen. Mithilfe des Systems soll der Informationsfluss zwischen dem Eingriff sowie dessen Vor- und Nachbereitung optimiert werden. Der Operateur soll vorab relevante Informationen, wie aktuelle Röntgenbilder oder persönliche Notizen, zur intraoperativen Anzeige auswählen können, die dann am OP-Situs auf einer sterilen Informationsanzeige dargestellt werden. Durch die Positionierung soll eine ergonomische Sichtachse sowie die direkte Interaktion mit dem System ermöglicht werden. Kontextrelevante Informationen sollen basierend auf dem aktuellen OP-Verlauf durch die Entwicklung einer Situationserkennung automatisch bereitgestellt werden. Zur Optimierung des Informationsflusses gehört ebenfalls die Unterstützung der OP-Dokumentation. Für diese sollen während des Eingriffs manuell vom Operateur sowie automatisch vom System Einträge, wie Zeitpunkte oder intraoperative Aufnahmen, erstellt werden. Aus diesen soll nach dem Eingriff die OP-Dokumentation generiert und damit der Prozess qualitativer und zeiteffizienter gestaltet werden. Methodik: Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die klinischen Anforderungen spezifiziert und in ein Lastenheft überführt. Hierfür werden Interviews und Beobachtungen bei mehreren Interventionen durchgeführt. Nach dem User-Centered-Designprozess werden Personas und Nutzungsszenarien entworfen und mit klinischen Projektpartnern in mehreren Iterationen evaluiert. Es gilt eine Informationsarchitektur aufzubauen, die eine Einbettung klinischer Informationssysteme sowie Bild- und Gerätedaten aus dem OP-Netzwerk erlaubt. Eine Situationserkennung, basierend auf Prozessmodellen, soll zur Abschätzung des Operationsfortschritts entwickelt werden. Zur Befestigung der Informationsanzeige sollen geeignete Haltemechanismen eingesetzt werden. Das OR-Pad System soll laufend im Lehr- und Forschungs-OP der Hochschule Reutlingen getestet und im Sinne agiler Produktentwicklung mit den klinischen Projektpartnern abgestimmt werden. Der finale Funktionsprototyp soll abschließend in den Versuchs-OPs der Anatomie Tübingen getestet und evaluiert werden. Ergebnisse: Über eine erste Datenerhebung mittels Contextual Inquiry konnten erste Anforderungen an das OR-Pad System erfasst werden, woraus ein Low-Fidelity-Prototyp resultierte. Die Evaluation über Experteninterviews führte in die zweite Iteration, in der das Konzept entsprechend der Ergebnisse angepasst wurde. Über Hospitationen am Uniklinikum Tübingen fand eine weitere Datenerhebung zur Erstellung von Szenarien für die intraoperativen Anwendungsfälle statt. Anhand der Anforderungen wurde ein Konzept für die Benutzerschnittstelle entworfen, die im weiteren Verlauf mit den klinischen Projektpartnern evaluiert wird.

In standardized sectors such as the automotive, the cost-benefit ratio of automation solutions is high as they contribute to increase capacity, decrease costs and improve product quality. In less standardized application fields, the contribution of automation to improvements in capacity, cost and quality blurs. The automation of complex and unstructured tasks requires sophisticated, expensive and low-performing systems, whose impact on product quality is oftentimes not directly perceived by customers. As a result, the full automation of process chains in the general manufacturing or the logistic sectors is often a sub optimal solution. Taking the distance from the false idea that a process should be either fully automated, or fully manual, this paper presents a novel heuristic method for design of lean human-robot interaction, the Quality Interaction Function Deployment, with the objective of the “right level of automation”. Functions are divided among human and automated agents and several automation scenarios are created and evaluated with respect to their compliance to the requirements of all process´ stakeholders. As a result, synergies among operators (manual tasks) and machines (automated tasks) are improved, thus reducing time-losses and increasing productivity.

Natural extracellular matrix (ECM) represents an ideal biomaterial for tissue engineering and regenerative medicine approaches. For further functionalization, there is a need for specific addressable functional groups within this biomaterial. Metabolic glycoengineering (MGE) provides a technique to incorporate modified monosaccharide derivatives into the ECM during their assembly, which was shown by us earlier for the production of a modified fibroblast-derived dermal ECM.