Module 20-SM44 Neurobionics

Durch die Heranführung an die Denkweise zur eigenständigen Entwicklung von Programmen, einfachen Schaltungen oder Steuerungen wird das ziel- und ergebnisorientierte Arbeiten an einem eigenen Experimentalaufbau geübt. Dies schließt auch Problemanalyse, Evaluation und Dokumentation mit ein. Im Softwareteil werden Grundkompetenzen des Programmierens vermittelt, im Hardwarteil Grundkompetenzen im Umgang elektronischer Bauteile und Messignale. Anwendbarkeit: Forschung (Bionik, Neurobiologie und Informatik), Industrie (Messtechnik, Wissenstransfer in bionische Applikationen), Lehre und Öffentlichkeitsarbeit (Veranschaulichung neurobiologischer Mechanismen durch Implementierung).

Die in der Natur gefundenen Prinzipien spielen zunehmend eine große und wichtige Rolle bei der Entwicklung technischer Systeme. Zwei Beispiele: (1) Erkenntnisse über die Funktion von Nervensystemen bzw. des Gehirns werden bei der Entwicklung lern- und anpassungsfähiger Software verwendet; (2) Das Wissen über Bewegungs- und Verhaltenssteuerung findet Anwendung in der Biorobotik. Bio-inspirierte Software und Biorobotik können dabei helfen, biologische Prinzipien besser verstehen zu können. Das Praktikum Neurobionik vermittelt einige wesentliche Grundzüge bionischer Informationsverarbeitung sowie der Biorobotik. Dazu gehört einerseits die Formalisierung neurobiologischer Erkenntnisse und Modellbildung, andererseits die Abstraktion und Anpassung an technische Rahmenbedingungen. Im ersten Teil des Praktikums werden in Kleingruppen einfache Beispiele bionischer Informationsverarbeitung am Beispiel künstlicher neuronaler Netze untersucht und vorgestellt. Im zweiten Teil werden künstliche Sensoren und/oder Modellbausätze benutzt, um neuronale Mechanismen der Orientierung oder der Koordination mehrerer Gelenke in einfachen, selbst-gebauten Automaten zu implementieren. Damit wird der gesamte Prozess vom Verständnis des biologischen Prinzips über dessen Formalisierung und Abstraktion bis hin zur Implementierung und Evaluation eines bionischen Systems nachvollzogen.

Grundkenntnisse der Neurobiologie. Vorkenntisse in Physik und/oder Informatik sind hilfreich (z.B. Grundkurs-Schulwissen).

Eines der beiden Module:
20-AM7_a - Verhalten / neuronale Mechanismen
20-AM7 - Verhalten / neuronale Mechanismen