Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2023

Doktorat Materialwissenschaft Information
Weitere Informationen unter: https://www.ethz.ch/de/doktorat.html
Vertiefung Fachwissen
Allgemeine Fächer
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-2144-00LMicroscopy Training Cryogenic Electron Microscopy Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Please register here: (Link)
W1 KP2PM. Peterek, B. Qureshi, E. J. Barthazy Meier, S. Handschin, M. S. Lucas-Droste, P. Zeng
KurzbeschreibungThe introductory course on cryogenic electron microscopy (cryoEM) provides theoretical and hands-on learning for new operators, utilizing lectures, demonstrations and hands-on sessions.
Lernziel- Overview of cryoEM theory, instrumentation, operation and applications
- Prepare cryoEM sample (vitrification using Vitrobot)
- Set-up, align and operate a cryoTEM successfully and safely
- Set up automated data collection
- Basic processing steps to analyze/interpret the data e.g., reconstruction 3D volumes
InhaltThis course introduces and gives an overview of cryoEM and its applications. At the end of the course, students will be familiar with how to prepare vitrified probe and how to use a cryoTEM to collect and analyze data for exemplary techniques:
- Introduction and discussion on cryoEM and instrumentation
- Lectures on cryoEM theory
- Lectures on cryoEM applications
- Practicals/demonstration on vitrification, grid preparation
- Practicals/demonstration on data collection
- Lecture and practicals/demonstration on reconstruction of 3D volumes from 2D cryoEM projections/images
Literatur- Course slides
- EM-University: (https://em-learning.com/)
- Book: CryoEM Methods and Protocols edited by T Gonen, B B Nannenga
- Book: Single-particle Cryo-eM of Biological Macromolecules edited by R M Glaeser, E Nogales, W Chiu
Voraussetzungen / BesonderesThe students should fulfil one or more of these prerequisites:
- Prior attendance to the ScopeM Microscopy Training TEM I
- Prior TEM experience
327-2223-00LAtomic Force Microscopy in Materials Science Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP6GN. Burnham, L. Isa, S. N. Ramakrishna
KurzbeschreibungThis course is a hands-on introduction to atomic force microscopy (AFM). It consists of lectures and practical exercises involving actual AFM use, macroscopic mechanical models of AFM, and computer simulations. Most lab work and the capstone research project will be done in teams of two or three students.
LernzielThe objectives of the course are for students to become familiar with the concepts of and equipment for AFM, to understand their results, and to competently use an AFM for a short research project.
SkriptYouTube.com/AtomicForceMicro, NaioAFM Tutorials 1-8, AFM Lessons 1-30
327-6101-00LFIRST Introduction Day Belegung eingeschränkt - Details anzeigen E-0 KP1SS. Schön
KurzbeschreibungThe FIRST Introduction Day comprises general and access information, cleanroom basics, infrastructure information, safety training, cleanliness seminar, chemistry seminar and safety test. The introduction day is mandatory for each user who intends to use the FIRST cleanrooms independently of level of experience.
LernzielAccess to the FIRST cleanroom.
InhaltThe FIRST Introduction Day comprises general and access information, cleanroom basics, infrastructure information, safety training, cleanliness seminar, chemistry seminar and safety test. The introduction day is mandatory for each user who intends to use the FIRST cleanrooms independently of level of experience.
Skripthttps://moodle-app2.let.ethz.ch/user/index.php?id=12731
151-0906-00LFrontiers in Energy Research Information
Findet dieses Semester nicht statt.
This course is only for doctoral students.
W2 KP2S
KurzbeschreibungDoctoral students at ETH Zurich working in the broad area of energy present their research to their colleagues, their advisors and the scientific community. Each week a different student gives a 50-60 min presentation of their research (a full introduction, background & findings) followed by discussion with the audience.
LernzielThe key objectives of the course are:
(1) participants will gain knowledge of advanced research in the area of energy;
(2) participants will actively participate in discussion after each presentation;
(3) participants gain experience of different presentation styles;
(4) to create a network amongst the energy research doctoral student community.
InhaltDoctoral students at ETH Zurich working in the broad area of energy present their research to their colleagues, to their advisors and to the scientific community. There will be one presentation a week during the semester, each structured as follows: 20 min introduction to the research topic, 30 min presentation of the results, 30 min discussion with the audience.
SkriptSlides will be available on the Energy Science Center pages(www.esc.ethz.ch/events/frontiers-in-energy-research.html).
151-0638-00LMaP Distinguished Lecture Series on Engineering with Living Materials
This course is primarily designed for MSc and doctoral students. Guests are welcome.

Former title: MaP Distinguished Lecture Series on Soft Robotics
W1 KP2SR. Katzschmann, M. Filippi, X.‑H. Qin, Z. Zhang
KurzbeschreibungThis course is an interdisciplinary colloquium on the engineering of biohybrid systems and robotics. Internationally renowned speakers from academia and industry give lectures about their cutting-edge research, which highlights the state-of-the-art and frontiers in the field of engineering with living materials and biohybrids.
LernzielParticipants become acquainted with the state-of-the-art and frontiers in biohybrid systems and robotics, which is a topic of global and future relevance from the field of materials and process engineering. The self-study of relevant literature and active participation in discussions following presentations by internationally renowned speakers stimulate critical thinking and allow participants to deliberately discuss challenges and opportunities with leading academics and industrial experts and to exchange ideas within an interdisciplinary community.
InhaltThis course is a colloquium involving a selected mix of internationally renowned speakers from academia and industry who present their cutting-edge research in the field of engineered systems using living materials. In particular, the course will cover fundamentals of bioengineering at a multicellular level (biofabrication), as well as examples of manufacturing and application of living cells to engineered systems for medical applications and beyond. Speakers will show how to combine living cells with non-living, synthetic materials to realize bio-hybrid systems to be applied to many fields of human life, ranging from biomedicine to robotics, biosensing, ecology, and architecture. It will be shown how bio-hybrid technologies and cutting-edge engineering techniques can support cell proliferation and even enhance their cell functions. The course will cover materials and approaches for the biofabrication of living tissue, seen as a biomedical model for pathophysiological discovery research, or as transplantable grafts for tissue regeneration. Speakers will illustrate how living species can contribute to ecological approaches in town planning (such as CO2 sequestration), sensing and processor technologies enabled by connective and signaling abilities of cells, and motile systems actuated by contractile cells (bio-hybrid robots).  The main learning objective is to learn about: materials and techniques to build intelligent biological systems for future, sustainable societies; mechanisms of cell and tissue programmability; and applications in bio-robotics, communication, sensing technologies, and medical engineering.
The self-study of relevant pre-read literature provided in advance of each lecture serves as a basis for active participation in the critical discussions following each presentation.
SkriptSelected scientific pre-read literature (around two articles per lecture) relevant for and discussed during the lectures is posted in advance on the course web page.
Voraussetzungen / BesonderesThis course is taught by a selection of internationally renowned speakers from academia and industry working in the field of bio-hybrid systems and robotics. This lecture series is focusing on the recent trends in engineering with living materials.

Participants should have a background in tissue engineering, material science, and/or robotics.

To obtain credits, students need to: (i) attend 80% of all lectures; (ii) submit a one-page abstract of 3 different lectures. The performance will be assessed with a "Pass/Fail" format.

On-site attendance to the lectures is preferred to foster in-person contacts. However, for lectures given by online speakers, a Zoom link to attend remotely will be provided on Moodle.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengefördert
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Integrität und Arbeitsethikgefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
327-2224-00LMaP Distinguished Lecture Series on Additive Manufacturing
Findet dieses Semester nicht statt.
This course is primarily designed for MSc and doctoral students. Guests are welcome.
W1 KP2SR. Katzschmann, L. De Lorenzis, Noch nicht bekannt
KurzbeschreibungThis course is an interdisciplinary colloquium on Additive Manufacturing (AM) with focus on simulation and biohybrid robotics. Internationally renowned experts from academia and industry present cutting-edge research, highlighting the state-of-the-art and frontiers in the field.
LernzielParticipants become acquainted with the state-of-the-art and frontiers in Additive Manufacturing, a topic of global and future relevance for materials and process engineering. A focus is placed on simulation and biohybrid robotics applications. The self-study of relevant literature and active participation in discussions following presentations by internationally renowned speakers stimulate critical thinking and allow participants to deliberately discuss challenges and opportunities with leading academics and industrial experts and exchange ideas within an interdisciplinary community.
InhaltThis course is a colloquium involving a selected mix of internationally renowned speakers from academia and industry who present their cutting-edge research in the field of Additive Manufacturing. The self-study of relevant pre-read literature provided in advance of each lecture serves as a basis for active participation in the critical discussions following each presentation.
SkriptSelected scientific pre-read literature (max. three articles per lecture) relevant for and discussed during the lectures is posted in advance on the course web page.
Voraussetzungen / BesonderesParticipants should have a solid background in materials science and/or engineering.
327-2128-00LHigh Resolution Transmission Electron Microscopy Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Limited number of participants.
More information here: https://scopem.ethz.ch/education/MTP0.html

Registration form:
(Link)
W2 KP3GA. Sologubenko, R. Erni, R. Schäublin, P. Zeng
KurzbeschreibungDieser Fortgeschrittenenkurs für hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) bietet Vorlesungen, die sich auf HRTEM- und HRSTEM-Bildgebungsprinzipien, die zugehörige Datenanalyse und Simulation, sowie Phasenwiederherstellungsmethoden konzentrieren.
Lernziel- Learning how HRTEM and HRSTEM images are obtained.
- Learning about the aberrations affecting the resolution in TEM and STEM and the different methods to correct them.
- Learning about TEM and STEM images simulation software.
- Performing TEM and STEM image analysis (processing of TEM images and phase restoration after focal series acquisitions).
InhaltThis course provides new skills to students with previous TEM experience. At the end of the course, students will know how to obtain HR(S)TEM images, how to analyse, process and simulate them.

Topics:
1. Introduction to HRTEM and HRSTEM
2. Considerations on (S)TEM instrumentation for high resolution imaging
3. Lectures on aberrations, aberration correction and aberration corrected images
4. HRTEM and HRSTEM simulation
5. Data analysis, phase restoration and lattice-strain analysis
Literatur- Detailed course manual
- Williams, Carter: Transmission Electron Microscopy, 2nd ed., Springer, 2009
- Williams, Carter (eds.), Transmission Electron Microscopy - Diffraction, Imaging, and Spectrometry, Springer 2016
- Erni, Aberration-corrected imaging in transmission electron microscopy, 2nd ed., Imperial College Press, 2015.
- Egerton: Physical Principles of Electron Microscopy: an introduction to TEM, SEM and AEM, Springer Verlag, 2007
Voraussetzungen / BesonderesThe students should fulfil one or more of these prerequisites:
- Prior attendance to the ScopeM TEM basic course
- Prior attendance to ETH EM lectures (327-0703-00L Electron Microscopy in Material Science)
- Prior TEM experience
327-2140-00LFocused Ion Beam and Applications Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Number of participants limited to 6. PhD students will be asked for a fee. https://scopem.ethz.ch/education/MTP0.html

Registration form: (Link)
W1 KP2PP. Zeng, A. G. Bittermann, S. Gerstl, L. Grafulha Morales, J. Reuteler
KurzbeschreibungThe introductory course on Focused Ion Beam (FIB) provides theoretical and hands-on learning for new operators, utilizing lectures, demonstrations and hands-on sessions.
Lernziel- Set-up, align and operate a FIB-SEM successfully and safely.
- Accomplish operation tasks and optimize microscope performances.
- Perform sample preparation (TEM lamella, APT probe…) using FIB-SEM.
- Perform other FIB techniques, such as characterization
- At the end of the course, students will know how to set-up FIB-SEM, how to prepare TEM lamella/APT probe and how to utilize FIB techniques.
InhaltThis course provides FIB techniques to students with previous SEM experience.
- Overview of FIB theory, instrumentation, operation and applications.
- Introduction and discussion on FIB and instrumentation.
- Lectures on FIB theory.
- Lectures on FIB applications.
- Practicals on FIB-SEM set-up, cross-beam alignment.
- Practicals on site-specific cross-section and TEM lamellar preparation.
- Lecture and demonstration on FIB automation.
Literatur- Detailed course manual.
- Giannuzzi, Stevie: Introduction to focused ion beams instrumentation, theory, techniques, and practice, Springer, 2005.
- Orloff, Utlaut, Swanson: High resolution focused ion beams: FIB and its applications, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2003.
Voraussetzungen / BesonderesThe students should fulfil one or more of these prerequisites:
- Prior attendance to the ScopeM Microscopy Training SEM I: Introduction to SEM (327-2125-00L).
- Prior SEM experience.
327-2126-00LMicroscopy Training TEM I - Introduction to TEM Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Number of participants limited to 6.
Master students will have priority over PhD students. PhD students may still enroll, but will be asked for a fee: (http://www.scopem.ethz.ch/education/MTP0.html).

TEM 1 registration form: (Link)
W2 KP3PP. Zeng, E. J. Barthazy Meier, A. G. Bittermann, F. Gramm, A. Sologubenko
KurzbeschreibungDer Einführungskurs in Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bietet neuen Nutzern die Möglichkeit theoretisches Wissen und praktische Kenntnisse in TEM zu erwerben
Lernziel- Overview of TEM theory, instrumentation, operation and applications.
- Alignment and operation of a TEM, as well as acquisition and interpretation of images, diffraction patterns, accomplishing basic tasks successfully.
- Knowledge of electron imaging modes (including Scanning Transmission Electron Microscopy), magnification calibration, and image acquisition using CCD cameras.
- To set up the TEM to acquire diffraction patterns, perform camera length calibration, as well as measure and interpret diffraction patterns.
- Overview of techniques for specimen preparation.
InhaltUsing two Transmission Electron Microscopes the students learn how to align a TEM, select parameters for acquisition of images in bright field (BF) and dark field (DF), perform scanning transmission electron microscopy (STEM) imaging, phase contrast imaging, and acquire electron diffraction patterns. The participants will also learn basic and advanced use of digital cameras and digital imaging methods.

- Introduction and discussion on Electron Microscopy and instrumentation.
- Lectures on electron sources, electron lenses and probe formation.
- Lectures on beam/specimen interaction, image formation, image contrast and imaging modes.
- Lectures on sample preparation techniques for EM.
- Brief description and demonstration of the TEM microscope.
- Practice on beam/specimen interaction, image formation, Image contrast (and image processing).
- Demonstration of Transmission Electron Microscopes and imaging modes (Phase contrast, BF, DF, STEM).
- Student participation on sample preparation techniques.
- Transmission Electron Microscopy lab exercises: setup and operate the instrument under various imaging modalities.
- TEM alignment, calibration, correction to improve image contrast and quality.
- Electron diffraction.
- Practice on real-world samples and report results.
Literatur- Detailed course manual
- Williams, Carter: Transmission Electron Microscopy, Plenum Press, 1996
- Hawkes, Valdre: Biophysical Electron Microscopy, Academic Press, 1990
- Egerton: Physical Principles of Electron Microscopy: an introduction to TEM, SEM and AEM, Springer Verlag, 2007
Voraussetzungen / BesonderesNo mandatory prerequisites. Please consider the prior attendance to EM Basic lectures (551- 1618-00V; 227-0390-00L; 327-0703-00L) as suggested prerequisite.
327-6100-00LMaterials ColloquiumE-0 KPProfessor/innen, weitere Referent/innen
KurzbeschreibungThe Materials Colloquium is a platform for PhD students, postdoctoral researchers, group leaders, senior scientists, and professors to present their own and their group’s research to their colleagues. The apero following the colloquium has the purpose to stimulate discussions and to promote networking in a relaxed, more informal environment. The Colloquium is open to all who are interested.
LernzielLearn about recent research in the field of materials science.
Inhalthttps://sam.mat.ethz.ch/materials-colloquium-2023/
327-2125-00LMicroscopy Training SEM I - Introduction to SEM Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Limited number of participants.

Master students will have priority over PhD students. PhD students may still enroll, but will be asked for a fee. (http://www.scopem.ethz.ch/education/MTP0.html).

Registration form: (Link)
W2 KP3PP. Zeng, A. G. Bittermann, S. Gerstl, L. Grafulha Morales, K. Kunze, F. Lucas, J. Reuteler
KurzbeschreibungDer Einführungskurs in Rasterelektronenmikroskopie (SEM) betont praktisches Lernen. Die Studierenden haben die Möglichkeit an zwei Elektronenmikroskopen ihre eigenen Proben oder Standard-Testproben zu untersuchen, sowie von ScopeM-Wissenschafler vorbereitete Übungen zu lösen.
Lernziel- Set-up, align and operate a SEM successfully and safely.
- Accomplish imaging tasks successfully and optimize microscope performances.
- Master the operation of a low-vacuum and field-emission SEM and EDX instrument.
- Perform sample preparation with corresponding techniques and equipment for imaging and analysis
- Acquire techniques in obtaining secondary electron and backscatter electron micrographs
- Perform EDX qualitative and semi-quantitative analysis
InhaltDuring the course, students learn through lectures, demonstrations, and hands-on sessions how to setup and operate SEM instruments, including low-vacuum and low-voltage applications.
This course gives basic skills for students new to SEM. At the end of the course, students with no prior experience are able to align a SEM, to obtain secondary electron (SE) and backscatter electron (BSE) micrographs and to perform energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) qualitative and semi-quantitative analysis. The procedures to better utilize SEM to solve practical problems and to optimize SEM analysis for a wide range of materials will be emphasized.

- Discussion of students' sample/interest
- Introduction and discussion on Electron Microscopy and instrumentation
- Lectures on electron sources, electron lenses and probe formation
- Lectures on beam/specimen interaction, image formation, image contrast and imaging modes.
- Lectures on sample preparation techniques for EM
- Brief description and demonstration of the SEM microscope
- Practice on beam/specimen interaction, image formation, image contrast (and image processing)
- Student participation on sample preparation techniques
- Scanning Electron Microscopy lab exercises: setup and operate the instrument under various imaging modalities
- Lecture and demonstrations on X-ray micro-analysis (theory and detection), qualitative and semi-quantitative EDX and point analysis, linescans and spectral mapping
- Practice on real-world samples and report results
Literatur- Detailed course manual
- Williams, Carter: Transmission Electron Microscopy, Plenum Press, 1996
- Hawkes, Valdre: Biophysical Electron Microscopy, Academic Press, 1990
- Egerton: Physical Principles of Electron Microscopy: an introduction to TEM, SEM and AEM, Springer Verlag, 2007
Voraussetzungen / BesonderesNo mandatory prerequisites. Please consider the prior attendance to EM Basic lectures (551- 1618-00V; 227-0390-00L; 327-0703-00L) as suggested prerequisite.
327-0712-00LNanometallurgieZ0 KP2SR. Spolenak
KurzbeschreibungSeminar für Doktoranden und Forschende im Bereich Nanometallurgie.
LernzielVertiefte Ausbildung von Forschenden auf dem Gebiet metallischer Werkstoffe in kleinen Dimensionen sowie wissenschaftliche Präsentation von Forschungsergebnissen.
InhaltVorstellung und Diskussion von aktuellen Forschungsarbeiten.
Voraussetzungen / Besonderes- Voraussetzungen: Eigene wissenschaftliche Arbeiten.
- Vorträge sind normalerweise in Englisch.
327-0711-00LMetal Physics and Technology SeminarZ0 KP2SJ. F. Löffler
KurzbeschreibungSeminar für Doktoranden und Forschende im Bereich Metallphysik und -technologie.
LernzielVertiefte Ausbildung von Forschern auf dem Gebiet metallischer Werkstoffe.
InhaltVorstellung und Diskussion neuester Forschungsarbeiten betreffend wissenschaftliche Grundlagen und Entwicklung metallischer Werkstoffe.
SkriptWeitere Details:
Link
Voraussetzungen / Besonderes- Voraussetzungen: Eigene wissenschaftliche Arbeiten.
- Vorträge sind normalerweise in Englisch.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgeprüft
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
327-1300-00LJoint Group Seminar Belegung eingeschränkt - Details anzeigen Z0 KP1SM. Fiebig, N. Spaldin
KurzbeschreibungSeminar für Doktoranden und Forschende im Bereich Physik der kondensierten Materie.
LernzielVerbesserte Vernetzung der Forschungsprojekte der teilnehmenden Gruppen.
InhaltVorstellung und Diskussion aktueller Forschungsarbeiten.
Voraussetzungen / BesonderesEigene wissenschaftliche Arbeiten.
Advanced Manufacturing (MaP Doctoral School)
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
064-0026-00LCompas II: Introduction to Computational Methods for Digital Fabrication in Architecture Information W2 KP2KF. Gramazio, G. Casas
KurzbeschreibungThis PhD-level course begins with an overview of the COMPAS framework basics, and then introduces digital fabrication methods and tools based on it. Students learn fundamentals of robotics, robot kinematics and planning, and basics of robot control applied in the domain of architecture and digital fabrication using the COMPAS and COMPAS FAB framework and open source tools.
Lernziel1. Understand fundamentals of robotics, coordinate systems, transformations and orientation representations.
2. Learn forward and inverse kinematic functions and their application.
3. Learn Cartesian and kinematic robot planning methods
4. Apply these concepts to design and implement digital fabrication processes.
5. Gain an understanding of different robot control methods and their application.
InhaltLectures, tutorials and project-based exercises will focus on:

- Introduction to fundamentals of robotics.
- Introduction to COMPAS and COMPAS FAB framework.
- Robot model representations.
- Robot forward and inverse kinematics.
- Robot path planning: Cartesian motion planning and kinematic motion planning, planning scene and collision detection.
- Integration of planning tools into parametric design environment (CAD).
- Overview and usage of ROS (Robot Operating System).
- Design of digital fabrication processes (assembly of discrete elements, 3D printing, etc.).
SkriptZoom: https://ethz.zoom.us/j/96881394785
Material: https://github.com/compas-teaching/COMPAS-II-FS2023
Voraussetzungen / BesonderesPriority is given to PhD students.
151-0306-00LVisualization, Simulation and Interaction - Virtual Reality I Information W4 KP4GA. Kunz
KurzbeschreibungTechnologie der virtuellen Realität. Menschliche Faktoren, Erzeugung virtueller Welten, Beleuchtungsmodelle, Display- und Beschallungssysteme, Tracking, haptische/taktile Interaktion, Motion Platforms, virtuelle Prototypen, Datenaustausch, VR-Komplettsysteme, Augmented Reality; Kollaborationssysteme; VR und Design; Umsetzung der VR in der Industrie; Human COmputer Interfaces (HCI).
LernzielDie Studierenden erhalten einen Überblick über die virtuelle Realität, sowohl aus technischer als auch aus informationstechnologischer Sicht. Sie lernen unterschiedliche Software- und Hardwareelemente kennen sowie deren Einsatzmöglichkeiten im Geschäftsprozess. Die Studierenden entwickeln eine Kenntnis darüber, wo sich heute die virtuelle Realität nutzbringend einsetzen lässt und wo noch weiterer Forschungsbedarf besteht. Anhand konkreter Programme und Systeme erfahren die Teilnehmer den Umgang mit den erlernten neuen Technologien.
Studierende sind in der Lage:
• gängige VR-Technologien zu evaluieren und die geeignetste für eine gegebene Aufgabe auszuwählen bezüglich der folgenden Gesichtspunkte:
o Visualisierungsmöglichkeiten: Monitore, Projektionssysteme, Datenbrillen
o Positionserfassungssystemen (optisch/elektromagnetisch/mechanisch)
o Interaktionstechnologien: Datenhandschuhe, Möglichkeit des echten Laufens/Erfassung der Augenbewegung/manuelle Interaktion, usw.
• eine VR-Anwendung selbstständig zu entwickeln,
• die VR-Technologie auf industrielle Anforderungen anzuwenden,
• das erlernte Wissen in einer praktischen Anwendung zu vertiefen.
• grundlegende Unterschiede in Anwendung digitaler Welten zu vergleichen (VR/AR/MR/XR)
InhaltDiese Vorlesung gibt eine Einführung in die Technologie der virtuellen Realität als neues Tool zur Bewältigung komplexer Geschäftsprozesse. Es sind die folgenden Themen vorgesehen: Einführung und Geschichte der VR; Eingliederung der VR in die Produktentwicklung; Nutzen von VR für die Industrie; menschliche Faktoren als Grundlage der virtuellen Realität; Einführung in die Erzeugung (Modellierung) virtueller Welten; Beleuchtungsmodelle; Kollisionserkennung; Displaysysteme; Projektionssysteme; Beschallungssysteme; Trackingssysteme; Interaktionsgeräte für die virtuelle Umgebung; haptische und taktile Interaktion; Motion Platforms; Datenhandschuh; physikalisch basierte Simulation; virtuelle Prototypen; Datenaustausch und Datenkommunikation; VR-Komplettsysteme; Augmented Reality; Kollaborationssysteme; VR zur Unterstützung von Designaufgaben; Umsetzung der VR in der Industrie; Ausblick in die laufende Forschung im Bereich VR.

Lehrmodule:
- Geschichte der VR und Definition der wichtigsten Begriffe
- Einordnung der VR in Geschäftsprozesse
- Die Erzeugung virtueller Welten
- Geräte und Technologien für die immersive virtuelle Realität
- Anwendungen der VR in unterschiedlichsten Gebieten
SkriptDie Durchführung der Lehrveranstaltung erfolgt gemischt mit Vorlesungs- und Übungsanteilen.
Die Vorlesung kann auf Wunsch in Englisch erfolgen. Das Skript ist ebenfalls in Englisch verfügbar.
Skript, Handout; Kosten SFr.30.-
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: keine
Vorlesung geeignet für D-MAVT, D-ITET, D-MTEC und D-INF

Testat/ Kredit-Bedingungen/ Prüfung:
–Teilnahme an Vorlesung und Kolloquien
–Erfolgreiche Durchführung von Übungen in Teams
151-0314-00LInformationstechnologien im digitalen ProduktW4 KP3GE. Zwicker, R. Montau
KurzbeschreibungDigitalisierung im Product Lifecycle mit Zielsetzung, Konzepten und Methoden, Digitales Produkt mit Konnektivität gemäss Industrie 4.0
Digitalisierungskonzepte: Produktstrukturen, Prozessoptimierung mit digitalen Modellen in Verkauf, Produktion, Service, Digital Twin versus Digital Thread
PLM-Grundlagen: Objekte, Strukturen, Prozesse, Integrationen, Visualisierung
Praktische Anwendungen
LernzielStudierenden lernen die Grundlagen und Konzepte der Digitalisierung im Produktlebenszylus auf Basis von Produkt Lifecycle Management-Technologien (PLM), den Einsatz von Datenbanken, die Integration von CAx-Systemen und Visualisierung/AR, den Aufbau computergestützter Kollaboration auf Basis von Standards und Protokollen sowie das Varianten- und Konfigurationsmanagement zur effizienten Nutzung des Digitalen Produkt-Ansatzes für Industrie 4.0.
InhaltMöglichkeiten und Potenziale moderner IT-Applikationen mit Fokus auf PLM- und CAx--Technologien für den zielgerichteten Einsatz im Zusammenhang Produktplattform - Unternehmensprozesse - IT-Tools. Einführung in die Konzepte des Product Lifecycle Managements (PLM): Informationsmodellierung, Datenmanagement, Revisionierung, Nutzung und Verteilung von Produktdaten. Aufbau und Funktionsweise von PLM-Systemen. Integration neuer IT-Technologien in Unternehmensprozesse. Möglichkeiten der Publikation und automatischen Konfiguration von Produktvarianten im Internet. Einsatz modernster Informationstechnologien beim Entwickeln von Produkten an global verteilten Standorten. Schnittstellen der rechnerintegrierten Produktentwicklung. Auswahl, Projektierung, Anpassung und Einführung von PLM-Systemen. Beispiele und Fallstudien für den industriellen Einsatz moderner Informationstechnologien.

Lehrmodule:
- Einführung in die Digitalisierung (Digitales Produkt, PLM)
- Datenbanktechnologie (Basis der Digitalisierung)
- Objektmanagement
- Objektklassifikation
- Objektidentifikation mit Sachnummernsystemen
- CAx/PLM-Integration mit Visualisierung/AR
- Workflow & Change Management
- Schnittstellen im Digitalen Produkt
- Enterprise Application Integration (EAI)
SkriptDidaktisches Konzept/Lehrmaterialien:
Die Durchführung der Lehrveranstaltung erfolgt gemischt mit Vorlesungs- und Übungsanteilen anhand von Praxisbeispielen mit Nutzung marktführender Web-native Applikationen in der Cloud.
Bereitstellung von Vorlesungs-Handouts und Skriptum digital in Moodle.
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Keine
Empfohlen: Fokus-Projekt, Interesse an Digitalisierung
Vorlesung geeignet für D-MAVT, D-MTEC, D-ITET und D-INFK

Testat/Kredit-Bedingungen / Prüfung:
- Durchführung von Übungen in Teams (empfohlen)
- Mündliche Einzelprüfung 30 Minuten, anhand konkreter Problemstellungen
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
151-0318-00LEcodesign - Umweltgerechte ProduktgestaltungW4 KP3GR. Züst
KurzbeschreibungEcodesign hat zum Ziel, die Umweltleistung von Produkten insgesamt zu verbessern. Zugleich soll die ökonomische und marktseitige Situation verbessert werden.
Die Vorlesung gliedert sich in drei Teile: Motivation und Einstieg ins Thema, methodische Grundlagen, sowie Anwendung in einem eigenen Kleinprojekt.
LernzielEs setzt sich die Erkenntnis durch, dass ein bedeutender Teil der Umweltbelastungen eines Unternehmens durch die eigenen Produkte in vor- und nachgelagerten Bereichen verursacht werden. Das Ziel von Ecodesign besteht darin, die Umweltauswirkungen eines Produktes über alle Produktlebensphasen insgesamt zu reduzieren. Die systematische Herleitung erfolgversprechender Verbesserungsmaßnahmen zu Beginn des Produktentwicklungsprozesses ist eine Schlüsselfähigkeit, die in der vorliegenden Vorlesung vermittelt werden soll.
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollen die ökonomischen und ökologischen Potentiale von ECODESIGN erkennen, Fähigkeiten erlernen, zielgerichtet erfolgversprechende Verbesserungsmaßnahmen zu ermitteln und die erworbenen Fähigkeiten an konkreten Beispielen anwenden können.
InhaltDie Vorlesung ist in drei Blöcke unterteilt. Hier sollen die jeweiligen Fragen beantwortet werden:
A) Motivation und Einstieg ins Thema: Welche Material- und Energieflüsse werden durch Produkte über alle Lebensphasen, d.h. von der Rohstoffgewinnung, Herstellung, Distribution, Nutzung und Entsorgungen verursacht? Welchen Einfluss hat die Produktentwicklung auf diese Auswirkungen?
B) Grundlagen zum ECODESIGN PILOT: Wie können systematisch – über alle Produktlebensphasen hinweg betrachtet – bereits zu Beginn der Produktentwicklung bedeutende Umweltauswirkungen erkannt werden? Wie können zielgerichtet diejenigen Ecodesign-Maßnahmen ermittelt werden, die das größte ökonomische und ökologische Verbesserungspotential beinhalten?
C) Anwendung des ECODESIGN PILOT: Welche Produktlebensphasen bewirken den größten Ressourcenverbrauch? Welche Verbesserungsmöglichkeiten bewirken einen möglichst großen ökonomischen und ökologischen Nutzen?
Im Rahmen der Vorlesung werden verschiedene Praktische Beispiel bearbeitet.
SkriptFür den Einstieg ins Thema ECODESIGN wurde verschiedene Lehrunterlagen entwickelt, die im Kurs zur Verfügung stehen und teilwesie auch ein "distance learning" ermöglichen:

Lehrbuch: Wimmer W., Züst R.: ECODESIGN PILOT, Produkt-Innovations-, Lern- und Optimierungs-Tool für umweltgerechte Produktgestaltung mit deutsch/englischer CD-ROM; Zürich, Verlag Industrielle Organisation, 2001. ISBN 3-85743-707-3

CD: im Lehrbuch inbegriffen (oder Teil "Anwenden" on-line via: www.ecodesign.at)
Internet: www.ecodesign.at vermittelt verschiedene weitere Zugänge zum Thema. Zudem werden CD's abgegeben, auf denen weitere Lehrmodule vorhanden sind.
LiteraturHinweise auf Literaturen werden on-line zur Verfügung gestellt.
Voraussetzungen / BesonderesTestatbedingungen: Abgabe von zwei Übungen
151-0366-00LAircraft Structures Information W4 KP2V + 1UP. Ermanni
KurzbeschreibungThis course is building-up on fundamental knowledge in mechanics and lightweight structures. It is concerned with structural design, strength & stability analysis and sizing of aircraft structures. The course is complemented by calculation exercises, discussion of real-world examples, and laboratory sessions.
LernzielThe course provides in-depth knowledge in structural design, materials, design allowable and loads in aircraft structures. The main goal is to develop solid skills to understand, and solve engineering problems related to structural design, strength analysis and stability of aircraft structures. The latter include:

- Wing and empennage structures: Design and modelling aspects, multi-cell design and ribs.
- Fuselage structures: Design and modelling aspects, buckling strength, design and analysis of fuselage frames.
- Plane stress elements and load introduction.
- Diagonal semi-tension field.
- Static and buckling analysis of cylindrical shells.
InhaltThe course is addressing the following topics:

- Introduction, hystorical aspects
- Aircraft design
- Materials and allowables
- Aircraft loads, design criteria
- Stress calculation in semi-monocoque structures
- Stability of plates and stiffened panels
- Wing and empennage structures: Design and modelling, multi-spar constructions and ribs
- Plane stress elements, load introduction and shear lag problems
- Fuselage structures: Design and modelling of fusealge panels and frames
- Diagonal semi-tension field design
- Static and buckling analysis of cylindrical shells

Laboratory practices:
- Structural test of a vertical empennage
- Stress concentration in panels with cutouts
- Buckling of cylindrical shells
SkriptLecture notes, handouts, exercises, and the script are available for download in a digital format. The lecture materials can be found via moodle: https://moodle-app2.let.ethz.ch/course/view.php?id=16989
Voraussetzungen / BesonderesAttendance of the Bachelor course "Leichtbau" (Lightweight Construction) or equivalent, including knowledge of plate instability, profile failure, shear flow in lighweight structures is strongly recommended.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggeprüft
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement geprüft
151-0515-00LContinuum Mechanics 2W4 KP2V + 1UE. Mazza, R. Hopf
KurzbeschreibungAn introduction to finite deformation continuum mechanics and nonlinear material behavior. Coverage of basic tensor- manipulations and calculus, descriptions of kinematics, and balance laws . Discussion of invariance principles and mechanical response functions for elastic materials.
LernzielTo provide a modern introduction to the foundations of continuum mechanics and prepare students for further studies in solid
mechanics and related disciplines.
Inhalt1. Tensors: algebra, linear operators
2. Tensors: calculus
3. Kinematics: motion, gradient, polar decomposition
4. Kinematics: strain
5. Kinematics: rates
6. Global Balance: mass, momentum
7. Stress: Cauchy's theorem
8. Stress: alternative measures
9. Invariance: observer
10. Material Response: elasticity
SkriptNone.
LiteraturRecommended texts:
(1) Nonlinear solid mechanics, G.A. Holzapfel (2000).
(2) An introduction to continuum mechanics, M.B. Rubin (2003).
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