Studentenprojekt (Bachelor- oder Masterthema) - Simulation von elektrisch getriebenen Hydrogel Aktuatoren

Otto Bock Healthcare Products GmbH zählt zu den international führenden Anbietern in der Medizintechnik. Unser Ziel ist Menschen ein Höchstmaß an Mobilität und Unabhängigkeit zu ermöglichen - Quality for Life. Bei uns steht der Mensch im Mittelpunkt!

Wir suchen eine:n Student:in, der:die folgendes Thema im Rahmen eines Praktikums bearbeiten möchte:

Studentenprojekt (Bachelor- oder Masterthema) - Simulation von elektrisch getriebenen Hydrogel Aktuatoren

(Jn 268253)

Ihre Aufgaben

Elektrisch getriebene Hydrogel-Aktuatoren gelten als vielversprechende Technologie für Soft Robotics und künstliche Muskeln. Sie ermöglichen eine elektrisch steuerbare Deformation und lassen sich prinzipiell gut mit elektronischen Systemen koppeln. Für viele Anwendungen ist jedoch nicht nur die freie Deformation relevant, sondern insbesondere die Frage, wie stark und wie schnell ein Hydrogelkörper sein Volumen ändern kann, wenn gleichzeitig eine äußere Last oder ein Druck wirkt (z. B. Kompression, hydrostatischer Druck oder Einspannung). Simulationstechniken bieten hierfür ein wichtiges Werkzeug, um Material- und Designparameter systematisch zu untersuchen, Entwicklungszyklen zu verkürzen und Experimente gezielt vorzubereiten.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Multiskalen-Simulationsansatzes, bei dem Molekulardynamik-Simulationen (MD) als Parametergeber dienen (z. B. für effektive Ionentransporteigenschaften oder die Wasserbindung im Gel), während ein Kontinuumsmodell die Volumenänderung eines Würfels oder einer Kugel unter elektrischem Stimulus und äußerer Druckbelastung vorhersagt.

Zu Beginn der Arbeit erfolgt eine Literaturrecherche zum aktuellen Stand der Technik elektrisch getriebener Hydrogel-Aktuatoren, deren Wirkprinzipien, Materialdesigns und typischer Leistungsgrenzen. Abschließend sollen die Simulationsergebnisse (Kennlinien und Designregeln) mit Messdaten aus einem einfachen Versuchsaufbau zur Volumenänderung unter Druck verglichen und diskutiert werden (sofern Laborressourcen verfügbar sind).

Im Rahmen der Arbeit bearbeiten Sie folgende Themen:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik elektrisch getriebener Hydrogel-Aktuatoren
• Konzeption eines Volumenaktuators einschließlich geeigneter Randbedingungen (elektrische Anregung, Elektrolyt/Umgebung und Druckbelastung)
• Durchführung einer MD-Studie als Parametergeber zur Ableitung bzw. Abschätzung effektiver Transport- und Wechselwirkungsparameter
• Aufbau eines gekoppelten Multiphysik-Kontinuumsmodells
• Durchführung von Parameter- und Sensitivitätsstudien zum Einfluss von Geometrie, Druckniveau und Materialparametern auf Hub, Dynamik und Stabilität
• Optional: Aufbau eines prototypischen Versuchsstands zur Messung der Volumenänderung unter definierter Drucklast sowie Vergleich von Simulation und Experiment
• Dokumentation der Ergebnisse und Ableitung von Designrichtlinien für volumetrische Hydrogel-Aktuatoren unter Last

Ihre Qualifikationen

• laufendes Studium, vorzugsweise im Bereich Computational Engineering, Biomedical Engineering, Maschinenbau, Elektrotechnik, Physik o. Ä.
• Kenntnisse in der Simulationstechnik und Python von Vorteil

Wir bieten

• Für die Umsetzung des Themas ist ein Zeitraum von rund sechs Monaten vorgesehen. Die Tätigkeit kann dabei im Rahmen eines Pflichtpraktikums in Vollzeit erfolgen, kombiniert mit einer anschließenden Teilzeitbeschäftigung (19 Wochenstunden). Ein Start ist ab August 2026 möglich. Das Jahresbruttoentgelt beträgt im Pflichtpraktikum EUR 23.205,- (inklusive zwei Sonderzahlungen). Im Rahmen einer Teilzeitbeschäftigung (19 Stunden/Woche) liegt das Jahresbruttoentgelt bei EUR 23.465,96 (inklusive zwei Sonderzahlungen).
• Offenheit, kollegiales Arbeitsumfeld und einen respektvollen Umgang mit Mitarbeitenden
• Flexible, familienfreundliche Arbeitszeiten (Gleitzeit ohne Kernarbeitszeit, Telearbeit)
• Angebote seitens des Gesundheitsmanagements (z.B. Massagen, Betriebsarzt vor Ort, Gratisimpfungen, etc.)

Diversität bei Ottobock

Für uns steht ein respektvoller Umgang miteinander und die Freude an der Arbeit im Mittelpunkt. Wir schätzen Vielfalt und begrüßen daher ausdrücklich alle Bewerbungen unabhängig von Geschlecht, Alter, Nationalität, Behinderung, ethnischer und sozialer Herkunft, Glaubensrichtung oder sexueller Orientierung. Dies schließt die besondere Berücksichtigung schwerbehinderter Menschen bei gleicher Eignung ein. Um unsere Vielfalt weiter zu stärken, ermutigen wir ausdrücklich Frauen zur Bewerbung.

Wir freuen uns auf Ihre Onlinebewerbung.

Otto Bock Healthcare Products GmbH
Recruiting - Brehmstraße 16 - 1110 Wien
www.ottobock.at