Patek Philippe Chair
Micromechanical and Horological Design Laboratory INSTANT-LAB
Annual Report 2014 INSTANT-LAB
Annual Report 2014
TABLE OF CONTENTS 1
Pages 3 Introduction
5 Team
7 Infrastructure and equipment
9 Research Research projects IsoSpring: watch without escapement Framework agreement between EPFL and Audemars Piguet High quality factor oscillators for wrist watches Multistable meso-scale springs and their use for watch-making applications Miniature flexure structures for multi-degree of freedom contact force sensing Force feedback haptic interface for microsurgery Steerable catheters for surgery Geometrically adjustable structure for orthopedic shoes Ph.D. theses
17 Publications Patents Conference proceedings Journal articles Ph. D. Theses
19 Dissemination Invited talks Events
21 Media presence Newspaper articles Media coverage of the IsoSpring project
23 Teaching EPFL Semester and master projects at Instant-Lab Master projects abroad
25 Conclusion and perspective INSTANT-LAB
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INTRODUCTION 3
Following the April 2012 announcement of a partnership between the watchmaking manufacture Patek Philippe and the EPFL, the Patek Philippe Chair in Micromechanical and Horological Design was established on November 1, 2012, with the nomination of Professor Simon Henein. Instant- Lab, the name chosen for the new laboratory, is located in Microcity, the EPFL Microtechnology centre in Neuchâtel, Switzerland. Instant-Lab currently consists of 16 senior scientists, postdoctoral scholars and graduate students.
The laboratory’s specialty is the creation of new mecha- nisms featuring kinematic and technological innovation at the centimeter scale. The scientific approach is inspired from mechanical design in fields such as new and classical horology, robotics and aerospace. Current projects apply to mechanical watchmaking and biomedical instrumentation, these fields being quite close, both technologically and in their industrial fabric. Beyond its academic mission to pur- sue excellence in fundamental research and teaching, the laboratory is also committed to strengthen ties with the Swiss watchmaking industry and therefore welcomes colla- boration with all its industrial partners.
The present report gives an overview of the activities of Instant-Lab during 2014. INSTANT-LAB
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TEAM 5
Lab head Post-Docs Scientific Assistants Ph.D. Students
Professor Simon Henein Dr Lennart Rubbert Nicolas Ferrier Johan Kruis*
Karine Frossard Dr Roland Bitterli Marine Clogenson Mohamed Zanaty (administrative assistant)
Senior Scientists
Dr Olivier Laesser Billy Nussbaumer Sebastian Fifanski
Dr Charles Baur
Dr Mohammad Kahrobayian Tristan Derbanne Yannick Bastin*
Technician Trainee
Dr Ilan Vardi
Romain Gillet José Rivera
(*hired by external companies) INSTANT-LAB
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INFRASTRUCTURE AND EQUIPMENT 7
Instant-Lab was first located in the historical building rue Breguet 2, Neuchâtel, from November 1, 2012 until October 2013. On October 16, 2013, the laboratory was relocated to the new Microcity building, rue de la Maladière 71b, Neuchâtel, with the following surface allocation : Offices : 125 m2 Laboratories : 170 m2 Grey room : 51 m2
The major equipment acquired during 2014 is the following : ¡¡ Video measuring system Marcel-Aubert OpenSYS 300 MZ with measuring and comparison software VideoCAD EVO ¡¡ Height gauge TESA MicroHite Plus M 600 ¡¡ Binocular microscope, LEICA M80 ¡¡ Performance controller cRIO-9030, 1.33 GHz, 4 slots, 70T FPGA ¡¡ Sourcemeter KEITHLEY 2460 ¡¡ Measuring plate DIN876 / 00, dimension : 1000 × 630 × 150 mm ¡¡ Precision vibration isolation optical table TMC, dimension : 1200 × 1200 mm
The grey room is fully functional and the first micro-parts, some etched in Silicon and some other machined in Titanium by wire-electrodischarge machining have been manipu- lated, assembled and tested thanks to this facility. INSTANT-LAB
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RESEARCH PROJECTS 9
IsoSpring : watch without escapement
The biggest improvement in watch accuracy was due to the introduction of the balance-wheel and hair spring oscillator as a time base in the 17th century which was quickly adopted as the only time base for mechanical watches. Mechanical clocks and watches require an escapement and this mech- anism can be an issue due to its inherent complexity and its relatively low efficiency. The present project exploits inven- tions made by the Instant-Lab team to solve the escape- ment problem by completely eliminating it. The goal is to design the first mechanical watch without escapement. The Instant-Lab team has also invented simplified escapements, which do not have the drawbacks of current watch escape- ments. The result would be simplified mechanisms with increased efficiency. These inventions are based on a new type of oscillator and maintaining mechanism both of which have been patented by Instant-Lab.
After a successful proof of concept achieved internally at Instant-Lab, a second phase funded by industrial partners was successfully launched in 2014.
First prototype of IsoSpring. Isaac Newton, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 1686.
Framework agreement between EPFL and Audemars Piguet
On July 18, 2014, EPFL signed a framework agreement with the company Audemars Piguet. This agreement reflects the will to strengthen the existing relationship between the two institutions and to forge closer ties in their areas of common interest. This partnership will include a series of scientific research projects, carried out jointly by the two parties. The first project within this agreement is an important research project led by Instant-Lab. INSTANT-LAB
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RESEARCH PROJECTS 11
High quality factor oscillators for wrist watches
Current mechanical wrist watches have as time base an oscillator consisting of a balance wheel mounted on jew- elled bearings and a hairspring. The use of flexure bearings instead of the traditional journal bearing leads to a high increase in quality factor, i.e., reduced damping and energy loss. As a result the power reserve can be significantly increased and chronometric precision can be improved due to reduced oscillator perturbation. This project aims at exploring fundamental and practical issues in the design of novel flexure-based high quality factor oscillators for watches
Cross-spring flexure pivot oscillator.
Multistable meso-scale springs
Flexure based mechanisms can be designed in order to produce strongly non-linear spring behavior. Combined with the use of advanced materials such as mono-crystal- line silicon or other alloys or composites with their respec- tive fabrication technologies, such springs enable com- pletely new functionalities at the centimeter scale. This project aims at exploring the fundamental principles of elastic energy storage mechanisms, their production meth- ods and their integration into complete functional devices.
Elementary programmable stiffness mechanism. INSTANT-LAB
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RESEARCH PROJECTS 13
Miniature flexure structures for multi-degree of freedom contact force sensing
The goal of the project is to develop active surgical tools that fit microsurgery requirements (e.g. eye surgery, brain surgery, etc.) in terms of tool size, force range and required reliability. It will combine flexible structure technology pro- vided by Instant-Lab together with in-house optical fiber based sensing technology of Sensoptic SA that has been successfully introduced into active tools in heart, ear, nose and throat surgery. Focus will be on flexible and sensing structure topology and design, extreme miniaturization, multiple DOF force and torque measurement as well as industrialization aspects such as sealing or in situ reliability of the sensing parts. To provide surgical instruments with force measurement capabilities at the tool tip will allow performing surgical gesture in precision and reliability that exceed those performed currently by an order of magni- tude. Application of such sensors for manual watch-making tools is also foreseen. This project is funded by Sensoptic SA and the Commission for Technology and Innovation CTI (Switzerland).
Force sensing hook for peeling of the epiretinal membrane in eye surgery.
Force feedback haptic interface for microsurgery
Virtual reality environments are thought to become to surgi- cal field what flight simulators are to aviation training. Force feedback haptic interfaces allow users to instinctively inter- act with such environments. The objective of this project is to develop a 7-DOF interface comprising an active grasping motion on its manipulandum to simulate dissecting forceps.
Haptic interface developped in collaboration with Stanford University.
Steerable catheters for surgery
Steerable catheters improve manœuvrability in minimally invasive surgery. The goal of this project is to develop novel flexure-based catheters.
Steerable catheters demonstrators.
Geometrically adjustable structure for orthopedic shoes
The project consists in a geometrically adjustable structure used in orthopedic shoes. This project is being set up in collaboration with CHUV. INSTANT-LAB
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RESEARCH — PH.D. THESES 15
O. Laesser, Analyse, synthèse et création d’échappements horlogers par la théorie des engrenages. Completed October 2014.
Dr O. Laesser and Pr. S. Henein.
J. Kruis, preliminary thesis title : Novel design for assembly concepts for centimeter-scale 3D flexure-mechanisms. Expected completion January 2016.
Two body kinematic mount (courtesy of CSEM).
S. Fifanski, preliminary thesis title : Miniature flexure structures for contact force sensing in pointed tools. Expected completion August 2017.
Flexure-based multi-degree of freedom load cells under testing.
Y. Bastin, preliminary thesis title : Advanced watch escapements. Expected completion August 2017.
M. Zanaty, preliminary thesis title : Programmable stiffness mechanisms. Expected completion August 2017.
Energy level in mulstistable mechanisms. INSTANT-LAB
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PUBLICATIONS 17
Patents
S. Henein, A. Bertholds and P. Llosas, Optical measuring element having a single-piece structure, US8659762B2, Holder : Sensoptic SA
S. Henein, I. Vardi and L. Rubbert, xy isotropic harmonic oscillator and associated time base without escapement or with simplified escapement, PCT / IB2015 / 050242, Holder : EPFL
S. Henein, I. Vardi and L. Rubbert, General 2 degree of freedom isotropic harmonic oscil- lator and associated time base without escapement or with simplified escapement, PCT / IB2015 / 050243, Holder : EPFL
S. Henein, C. Baur, Adjustable prosthesis Insert, PCT / IB2013 / 059841, Holder: EPFL
Conference proceedings
M. Clogenson and C. Baur, Statistical shape model for robotic spine surgery, in Winter Slicer Project Week 2014 (NA-MIC), Salt Lake City, Utah, USA, January 6-10, 2014.
M. Clogenson, J. M. Duff, M. Luethi, S. Kostrzewski and C. Baur, The value of statistical shape models to spine surgery, in Shape 2014 : Symposium on Statistical Shape Models & Applications, Delémont, Suisse, June 11-13, 2014.
S. Henein, I. Vardi, L. Rubbert, R. Bitterli, N. Ferrier, S. Fifanski and D. Lengacher, IsoSpring : vers la montre sans échappement in Actes de la Journée d’Etude de la Société Suisse de Chronométrie, Lausanne, Suisse, September 17, 2014.
Journal articles
M. Clogenson, J. M. Duff, M. Luethi, M. Levivier, R. Meuli, C. Baur and S. Henein,A statis- tical shape model of the human second cervical vertebra, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 2014.
L. Rubbert, S. Caro, J. Gangloff and P. Renaud,Using singularities of parallel manipulators to enhance the rigid-body replacement design method of compliant mechanisms, Journal of Mechanical Design, vol. 136, num. 5, p. 051010, 2014.
I. Vardi, Le facteur de qualité en horlogerie mécanique, Bulletin de la SSC 75, May 2014, pp. 57-65.
A. Homsy, E. Laux, L. Jeandupeux, J. Charmet, R. Bitterli, C. Botta, Y. Rebetez, O. Banakh, H. Keppner, Solid on liquid deposition, a review of technological solutions, Microelectronic Engineering 141, 2015, pp. 267-279.
Ph.D. Theses O. Laesser ; S. Henein and I. Vardi (Dirs.), Analyse, synthèse et création d’échappements horlogers par la théorie des engrenages, Thèse N°6189, EPFL 2014. INSTANT-LAB
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DISSEMINATION 19
Invited talks
Inaugural lecture of Professor Simon Henein, Mechanical design at the watch scale : invention, theory and materializa- tion ; February 6, 2014, EPFL auditorium SG1.
16ème Journée d’Etude SSC, Lausanne, September 17, 2014, S. Henein, IsoSpring : vers la montre sans échappement.
Société d’astronomie du nord vaudois, Yverdon-les- Bains, March 14, 2014, I. Vardi, L’astronomie à l’ancienne.
Société neuchâteloise d’astronomie, Neuchâtel, October 24, 2014, I. Vardi, L’astronomie à l’ancienne.
FSRM, 1 Day Tutorial, Neuchâtel, S. Henein, January 24, 2014, Conception des guidages flexibles.
FSRM, 1 Day Tutorial, Neuchâtel, I. Vardi, December 1, 2014, L’astronomie de la montre.
Events
Microcity inauguration with the Council of State of Neuchâtel in corpore, May 8, 2014.
Microcity inauguration with local industry representa- tives, May 9, 2014.
Microcity open house day, May 10, 2014.
Microcity visit of President of the Swiss Confederation Didier Burkhalter with foreign ambassadors accredited in Switzerland, Senior Officials of the Swiss administration and representatives of Swiss parliament, May 15, 2014.
Microcity visit of the Swiss Federal Council in corpore, Council’s traditional annual field-trip, September 8, 2014. INSTANT-LAB 11 Annual Report 2014 Un chiffre par page MICROCITY Le nombre de chaires déjà créées (la 11e L’EXPRESS - L’IMPARTIAL est en création) par l’EPFL à Neuchâtel. JEUDI 8 MAI 2014 10 Trois d’entre elles sont sponsorisées.
Titulaire de la chaire Patek Philippe, Simon Henein évoque ses travaux. RECHERCHE MEDIA PRESENCE 21
DE L’EGYPTE À NEUCHÂTEL De nationalités suisse et égyptienne, Simon Henein a effectué sa scolaritéLe choix de Avec un bac français en poche, venir étudier», confie-t-il. en Suisse « était A l’assaut du tic-tac horlogeren Egypte. « d’autant plus naturel que ma mère est genevoise y faisait fas- Il n’a pas voulu d’un acronyme la filière était moins évident. Mais j’ai un cousin qui a étudié la microtechni- pour baptiser son labo: titulaire que quelques années avant moi à l’EPFL et je trouvais ce qu’il de la chaire Patek Philippe en cinant.» Après sa thèse, Simon Henein est embauché par le CSEM à Neu- conception micromécanique et châtel, puis s’en va à l’Institut Paul Scherrer à Villigen. Il revient ensuitelle chaire au Patek horlogère, Simon Henein a pré- CSEM tout en enseignant à la Haute Ecole spécialisée bernois e. Fin 2012, il Newspaper articles féré l’appeler «Instant-Lab». est engagé par l’EPFL comme professeur titulaire de la nouve «C’est un nom qu’on retient facile- Philippe en conception micromécanique et horlogère. ment, il fait référence à la fois à la ainsi sans échappement. Le talon spontanéité de la créativité, indique et le à pro- la notion de temps» déformation élastique de lames d’Achille de la montre mécani- fesseur, qui a pris ses fonctions métalliques, ceci avec une très que est ainsi supprimé et avec lui A l’assaut du tic-tac horloger, David Marchon, fin 2012 à Neuchâtel. grande précision. C’est là l’une le fameux tic-tac: les aiguilles Basé d’abord à Breguet 2 (le des spécialités du professeur, qui avancent sans à-coups et le bâtiment en pierre jaune avec a d’ailleurs publié un livre de ré- temps, devenu discret depuis L’Express - L’Impartial, May 8, 2014. une grosse horloge sur la fa- férence sur le sujet. l’avènement des horloges méca- çade), l’Instant-Lab a déménagé Car toute chaire porte en quel- niques, redevient continu! «C’est un développement interne, fin 2013 à Microcity. L’équipe que sorte la «patte» de son titu- est aujourd’hui forte de douze laire. Simon Henein et son exploitant lui aussi la», technique souligne desSi- chercheurs: assistants scientifi- équipe ont ainsi l’ambition de guidages flexiblesNous avons breve- Changement de paradigme, Fabrice Eschmann, ques, doctorants et post-docto- révolutionner la conception des mon Henein. « rants. Un croissance plutôt ra- calibres horlogers, qui n’a guère té et validé expérimentalement le concept, et nous devrons à l’avenir pide, puisque tout ce petit DAVID MARCHON évolué depuis la fin du 18e siè- L’Hebdo, Montres Passion n° 51, hiver 2014. monde a été engagé en une an- cle. « Un spiral, même en silicium, nous approcher de partenaires in- née à peine. Et comme la plu- sommes actuellement à la recher- dustriels pour poursuivre ce déve- Simon Henein est à la tête d’une équipe de 12 personnes. reste un spiral, et il est toujours as- part des professeurs de l’EPFL D’ailleurs, l’Instant-Lab n’est che d’un financement». loppement.» Quant au lien entre une pro- socié à un balancier», qui rappelle-t-il. régule le basés à Microcity, Simon He- pas dédié à 100% à l’horlogerie: De quoi, peut-être, secouer sons avec toute autre société: le thèse de genou et un mécanisme rythme du tic-tac nein partage son temps entre Simon Henein mène par exem- Ce que nous voulons, à l’Instant- nombre de certitudes et de prin- sponsor ne bénéficie pas d’avan- horloger, il existe bel et bien. Et « Will a research hub revolutionise the watch sector ?, ses heures d’enseignement à ple un projet de recherche sur Lab, c’est repenser ces fondamen- cipes horlogersC’est jugés vrai jusqu’ici que je suis in- Lausanne et ses projets de re- tage particulier. C’est d’ailleurs ceci grâce à la technologie dite touchables? « ce que je dois expliquer à nos di- une prothèse de genou ajusta- taux et améliorer par exemple la cherche à Neuchâtel. ble, en collaboration avec le des «guidages flexibles», qui per- arrivé à ce poste avec relativement vers partenaires horlogers, qui met de guider mécaniquement précision, l’autonomie ou la fiabili- Simon Bradley, SWI swissinfo, June 20, 2014. CHUV à Lausanne. «Nous avons té de la montre mécanique.» peu d’expérience spécifiquement Aussi des projet médicaux posent parfois cette question.» des mouvements de pièces par la horlogère, et il se peut que j’aie Nulle trace, d’ailleurs, du logo déjà déposé une demande de brevet La chaire est sponsorisée par et réalisé un prototype, et nous Le temps moins d’inhibition à repenser cer-», ré- l’horloger genevois Patek Phi- de l’horloger à la porte ou aux taines conceptions établiesMais c’était murs du labo... redevient continu lippe. Est-ce à dire que la mar- A titre d’exemple, un projet pond le professeur. « que a des droits particuliers sur baptisé «IsoSpring» a abouti à une volonté affichée dès le départ les résultats des recherches? .» l’invention d’un nouvel oscilla- par Patek Philippe et l’EPFL» lors de «Absolument pas! Le contrat si- teur, qui tourne continuellement la création de la chaire. Media coverage of the IsoSpring project gné entre l’EPFL et Patek Phi- ●Nous voulons repenser les fondamentaux et « dans le même sens et fonctionne lippe est d’ordre financier uni- quement», indique Simon améliorer la précision ou l’autonomie de la montre Group. Pour ce qui est des PROFESSEUR TITULAIRE DE LA CHAIRE PATEK PHILIPPE Henein. « SIMON HENEIN partenariats de recherche, nous travaillons avec Patek Philippe IsoSpring : verso l’orologio senza scappamento !, exactement comme nous le fai- orologi.forumfree.it, October 24, 2014. Le Belge Roland Logé est responsable de la nouvelle chaire PX que je connais, mais je vais aussi MÉTALLURGIE m’intéresser à des projets plus nou- veaux tels que l’impression 3D ou ». QUITTER NICE les métaux à mémoire de forme POUR LA SUISSE A mémoire de forme? C’est un New Developments in Timepiece Regulators – SSC Study Les métaux prendront un coup deOriginaire chaud de Belgique, Roland Logé alliage que l’on peut déformer à chaleur ou de déformations plas- a fait ses études d’ingénieur à l’Uni- volonté mais qui reprend sa C’est un hasard, mais il est sym- tiques. Son objectif: compren- forme initiale lorsqu’il est chauffé. Day 2014, Don Corson, PuristSPro, October 22, 2014. dre et prédire comment vont se versité de Louvain-la-Neuve, puis à bolique: c’est le 1er mars dernier, l’Université de Santa Barbara en Ca- Avec des applications dans de fête de l’indépendance neuchâte- comporter les métaux dans cer- très nombreux domaines, pas taines conditions. lifornie. Il revient en France pour son loise, que Roland Logé a pris ses doctorat, qu’il réalise au Centre de seulement l’horlogerie, mais aus- si le domaine médical ou les ac- fonctions à la tête de la chaire PX La mémoire des alliages mise en forme des matériaux de Group de métallurgie de l’EPFL. tionneurs. Mais Roland Logé n’est pas affi- l’Ecole des Mines de Paris, basé à La recherche scientifique, enjeu majeur de l’horlogerie, Un sacré défi pour ce Belge d’ori- Sophia Antipolis, et repart pour un Roland Logé doit maintenant gine, qui a fait une bonne partie lié à l’Institut de microtechnique, monter son labo, qu’il s’agisse d’y comme c’est le cas pour les autres post-doc aux Etats-Unis. Mais la de sa carrière au CNRS, Centre France n’entend pas perdre son installer des équipements ouNous de re- Christophe Roulet, journal.hautehorlogerie.org, October 1, national de la recherche scientifi- chaires de Microcity. Il est ratta- recruter du personnel. « ché à l’Institut des matériaux, chercheur: elle l’embauche au CNRS que, en travaillant essentielle- C’était la volon- (Centre national de la recherche cevons un budget de base de l’EPFL ment dans des applications aéro- basé à Lausanne. « et devons ensuite trouver égale- 2014. té de PX Group, sponsor de la chaire scientifique), toujours à Sophia-Anti- nautiques et nucléaires. polis, où Roland Logé travaille du- ment des financements extérieurs, (réd: installé à La Chaux-de- par exemple par des projets CTI On est loin de l’infiniment petit, , que je sois basé à Neuchâ- rant 12 ans avant d’être nommé di- pensez-vous? Pourtant, ce sont Fonds) (réd: des projets industriels cofi-ou tel», souligne le professeur. recteur de recherche. Mais la bien les microstructures et nano- nouvelle chaire de l’EPFL le séduit: nancés par la Confédération) Comme pour les autres chaires du Fonds national. A terme, j’espère structures des métaux qu’il étu- Mais «L’EPFL a une telle réputation que New Escapements Under Development, Louis Nardin, die. Il scrute leur transforma- sponsorisées, il travaillera en pouvoir travailler avec une quin- toute liberté académique. « lorsque j’ai vu que le poste corres- tion, que ce soit sous l’effet de la pondait à mon profil et à mes com- zaine de chercheurs, doctorants, ce que fait PX Group m’intéresse, post-doctorants ou personnel scien- www.thewatches.tv, October 2, 2014. tout comme ce que je fais les inté- pétences, j’ai décidé de tenter ma ». Il enseignera également, chance», indique le professeur. Son tifique resse. Nous pourrons avoir des colla- à Lausanne, un jour par semaine. borations dans plusieurs domaines. épouse et sa fillette de 5 ans, res- tées à Nice, le rejoindront dès cet été Roland Logé seLe réjouit modèle de suisse re- Le modèle Ce ne sera pas un sponsoring dé- lever le défi: « en Suisse. « connecté.» de la recherche me semble un des suisse de la Roland Logé l’admet volontiers: meilleurs d’Europe. Et la qualité IsoSpring : l’oscillatore ispirato da Newton potrebbe il n’est pas familier de l’industrie taux, en particulier lorsqu’ils sont J’ai beaucoup à ap- des chercheurs de l’EPFL ouvre la recherche horlogère. « chauffés. Le labo s’appelle ainsi laboratoire de métallurgie ther- voie à des collaborations de très reinventare l’orologio meccanico, Derin Khsro, prendre, mais je sais que les travaux Je vais continuer haut niveau.» me semble un que j’ai envie de mener peuvent momécanique. « avoir des applications horlogères en partie à travailler avec les alliages des meilleurs » DAVID MARCHON www.davincitech.it, September 22, 2014. intéressantes. d’Europe» Son domaine de recherche con- En fonction depuis le 1er mars dernier, Roland Logé découvre PROFESSEUR les nouveaux locaux de Microcity.. ROLAND LOGÉ sistera en effet à étudier tous les TITULAIRE DE LA CHAIRE PX GROUP aspect de la déformation des mé- Researchers have created an oscillator that could silence the mechanical watch, Sean Buckley, September 19, 2014.
The oscillator that could makeover the mechanical watch, Laure-Anne Pessina, phys.org, September 18, 2014.
The Swiss reinvent the watch, www.technologist.eu, September 18, 2014.
Will The IsoSpring Steal Away The Tick-Tick Of Your Wrist Watch ?, Patrick Kansa, www.ablogtowatch.com, September 23, 2014.
The above documents are available online at http://instantlab.epfl.ch/Media INSTANT-LAB
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a b TEACHING 23
The laboratory is strongly involved in teaching design. The focus is on training the creative process starting with the act of design and following up with the analytical method necessary to model, simulate and predict machine behavior.
EPFL
Mechanism Design I & II / Conception de mécanismes I & II (2014-2015) d Lecturer : Prof. S. Henein ; Section : Microtechnique (92 students) ; Bachelor semesters 2 and 3. 3 periods per week.
Elements of mechanical design I & II / Construction mécanique I & II (2014-2015) Lecturers : Course under the responsibility of Prof. S. Henein & Prof. J. Schiffman and taught by two external lecturers ; Sections : Microtechnique / Génie mécanique c (500 students) ; Bachelor semesters 1 and 2 ; 3 periods per week.
Industrial and applied robotics / Robotique industrielle et appliquée (2014) Contributions to the course by Prof. S. Henein and Dr C. Baur ; Flexure mechanisms 2 Banc d’essai Design of mechanisms for vacuum application ; Medical robotics ; Section : Microtechnique f (60 students) ; Master semester 2.
Dans ce chapitre, le banc d’essai conçu va être présenté. Les éléments le composant ont déjà Semester and master projects at Instant-Lab été discuté dans le chapitre conception. Ici, l’accent va être mis sur son fonctionnement global et les contraintes qu’il y a entre les composants. La figure 2.1 présente le banc d’essai final. Il peut être séparé en trois parties principales, la structure de support, le manipulateur et la cellule de charge. a. Conception, réalisation et caractérisation d’un ressort isotrope à tige flexible, Déirdre Lenoir b. Evaluation du prototypage rapide par impression 3D pour des mécanismes fexibles, Nathan Guélat c. Watchmaking demonstrator, Romain Guénat d. Generic beacons interface, Cinthia Boissonnas h e. Banc d’essai pour capteur de force à lame flexible, Michael Monney e f. Mesure sur un prototype d’un nouvel oscillateur, Jorge Zarate g. Modélisation d’un cadran solaire conique, Althéa Araya h. Conception d’un insert à géométrie variable pour prothèse de genou, Maïka Guillemin i. Design of a characterisation setup for a MEMS capacitive sensor, Karim Benkara j. Design of a setup for characterisation of 6DOF MEMS alignment, Pascal Gentsch
Instant-Lab semester and master students.
Figure 2.1 – Banc essai
Le manipulateur et la cellule de charge sont positionnés à l’aide de goupilles afin de Master projects abroad 21 i Master project monitoring in collaboration with Prof. K. Salisbury, Stanford University, The Salisbury Robotics Lab, February 2014.
Master project in collaboration with Prof. O. Khatib, Stanford University, Stanford Robotics, February 2014.
g Master project in collaboration with Auris Surgical Robotics Inc., USA, February 2014.
Master project in collaboration with Intuitive Surgical Inc., USA, February 2014. j INSTANT-LAB
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CONCLUSION AND PERSPECTIVE 25
In his inaugural lecture on February 6, 2014, Professor Simon Henein presented for the first time the concept of a mechanical watch without escapement as well as the proof of concept realized internally by Instant-Lab. This led to a number of patents and the rapid launch of the large scale IsoSpring industrial project. The presentation of the project at the SwissTech Convention Center in September 2014 received wide media attention.
The Instant-Lab was the first laboratory to start a project within the Audemars Piguet - EPFL framework agreement and received a CTI grant to pursue one of its key medtech projects.
Instant-Lab successfully completed its first Ph.D. and initi- ated two new Ph.D. projects.
The number of semester and master projects greatly increased over the previous year.
The Instant-Lab team was increased to 16 collaborators covering the full range of skills. Along with the completion of the equipping phase, the laboratory is now fully operational.
Perspective for 2015
Fundraising via FNS (Swiss National Science Foundation) and CTI (Commission for Technology and Innovation) for the development of fundamental and applied research projects (typically one to two Ph.D. students for each project).
Establishment of more collaboration projects with industry.
Publication in academic journals of subjects patented in 2014 and Ph.D. results. Micromechanical and Horological Design Laboratory — Patek Philippe Chair EPFL STI IMT INSTANT-LAB, Microcity, Rue de la Maladière 71b, CH-2000 Neuchâtel