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Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft auf 20 Institute gewachsen (c) Zuse-Gemeinschaft
29.11.2021

Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft auf 20 Institute gewachsen

Die Bioökonomie gewinnt als eines von mehreren wichtigen Forschungsfeldern in der Zuse-Gemeinschaft weiter an Gewicht. So ist der Cluster Bioökonomie des Verbandes mit dem Beitritt der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V. auf nunmehr 20 Mitglieder gewachsen. Unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ arbeiten die Mitglieder des Clusters Bioökonomie als informeller Zusammenschluss unter dem Dach des Verbandes an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Aufgaben.

Die Bioökonomie gewinnt als eines von mehreren wichtigen Forschungsfeldern in der Zuse-Gemeinschaft weiter an Gewicht. So ist der Cluster Bioökonomie des Verbandes mit dem Beitritt der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V. auf nunmehr 20 Mitglieder gewachsen. Unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ arbeiten die Mitglieder des Clusters Bioökonomie als informeller Zusammenschluss unter dem Dach des Verbandes an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Aufgaben.

Geforscht wird an der VLB übrigens auch zu nicht-alkoholischen Getränken im Gärprozess. Basis dafür ist die VLB-Hefebank mit ihren mehr als 100 verschiedenen Hefestämmen. Gepflegt werden dort wertvolle und produktive Mikroorganismen für die Ernährung der Zukunft. Solche Lebewesen beschäftigen die Forschenden auch auf zahlreichen anderen Bioökonomie-Baustellen des Clusters, wie dessen jüngstes Werkstattgespräch zeigte. In der Cluster-Kompetenzmatrix bilden Mikroorganismen in der Kategorie Rohstoffbasis und Kreislaufwirtschaft ein eigenes Themenfeld. Weitere Kategorien im Cluster sind „Biologisches Wissen“ und „Fortschrittliche Technologien“ mit ihren jeweiligen Themenfeldern.

Diese Themen und Kompetenzen der Institute greifen ineinander und ergänzen sich. „Solche Interaktionen zu fördern, ist auch ein wichtiger Aspekt der Arbeit im Cluster“, erläutern Miletzky und Meyer. Wie dies geschieht, macht das FILK Freiberg gerade selbst zusammen mit dem Magdeburger Institut Pilot Pflanzenöltechnologie (PPM) im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt Flamibiowm vor, in dem es um den Ersatz von Flammschutzmitteln aus fossilen Quellen durch biogene Rohstoffe geht. Die Pflanzenöle werden verestert und chemisch modifiziert, so dass deren flammhemmender Einsatz in Industrieprodukten wie Bodenbelägen möglich wird. „Das bisher sehr erfolgreiche Projekt ist eines von vielen Beispielen dafür, wie Querschnittskompetenzen in der Zuse-Gemeinschaft über Branchen und Disziplinen hinweg in gemeinsamen Projekten sinnvoll genutzt werden“, erklärt Meyer.

Die Bioökonomie umfasst in der Zuse-Gemeinschaft branchenübergreifend die Aktivitäten zur Nutzung biologischer Ausgangsstoffe und deren Produkte von der Bereitstellung und Aufbereitung von Rohstoffen über die Entwicklung von Verfahren und Produkten bis hin zur Verbreitung von Wissen und Dienstleistungen. „Der Cluster mit seinen Schwerpunktthemen bündelt die Kompetenzen seiner Mitglieder, schafft Vernetzung und ist Anlaufstelle für die Öffentlichkeitsarbeit“, ergänzt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft
08.11.2021

Starkes Gefälle bei FuE-Ausgaben in Deutschlands Regionen

SPD, Grüne und FDP haben in ihren Koalitionsgesprächen das Ziel bekräftigt, den Anteil von Forschung und Entwicklung (FuE) am Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Deutschland auf 3,5 Prozent zu steigern, gegenüber aktuell rund 3,2 Prozent. Im EU-Ranking steht Deutschland damit schon heute gut da. Doch wie sieht es mit den Forschungsausgaben innerhalb Deutschlands aus? Hier gibt es enorme Unterschiede zwischen den Regionen und auch innerhalb von Bundesländern, wie die neue Infografik der Zuse-Gemeinschaft zu den FuE-Pro-Kopf-Ausgaben in Deutschland zeigt.
 

SPD, Grüne und FDP haben in ihren Koalitionsgesprächen das Ziel bekräftigt, den Anteil von Forschung und Entwicklung (FuE) am Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Deutschland auf 3,5 Prozent zu steigern, gegenüber aktuell rund 3,2 Prozent. Im EU-Ranking steht Deutschland damit schon heute gut da. Doch wie sieht es mit den Forschungsausgaben innerhalb Deutschlands aus? Hier gibt es enorme Unterschiede zwischen den Regionen und auch innerhalb von Bundesländern, wie die neue Infografik der Zuse-Gemeinschaft zu den FuE-Pro-Kopf-Ausgaben in Deutschland zeigt.
 
Die regionalen Unterschiede bei den FuE-Ausgaben sind immens. Dicht hinter dem Regierungsbezirk Stuttgart mit Pro-Kopf-Ausgaben für Forschung und Entwicklung von knapp 4.000 Euro pro Jahr liegt die Statistische Region Braunschweig - Heimat des Volkwagen-Stammwerks in Wolfsburg - mit FuE-Ausgaben von mehr als 3.900 Euro. Die beiden Regionen bringen es bei den Pro-Kopf-Aufwendungen für FuE damit auf jeweils etwa das Dreifache des Bundesmittels von 1.325 Euro. Es handelt sich um die jüngsten verfügbaren Daten, die die Zuse-Gemeinschaft auf Basis von Angaben des Statistischen Bundesamtes für 2019 ermittelt hat. Am anderen Ende der Skala liegen Regionen in Nord- und Ostdeutschland mit Werten im niedrigen bis mittleren dreistelligen Bereich.

Auch wirtschaftlich relativ starke Gebiete wie z.B. die Statistische Region Hannover - der ehemalige Regierungsbezirk um die Landeshauptstadt - oder die Region Unterfranken liegen mit Werten von rd. 947 Euro bzw. rd. 1.200 Euro pro Kopf unter dem Bundesdurchschnitt bei den FuE-Ausgaben. Gleichzeitig sind jedoch z.B. diese beiden Regionen von Innovationsförderung aus dem erfolgreichen Programm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums ausgeschlossen. Der Grund: Der Zugang zu INNO-KOM ist an die Struktur-förderkulisse der Gemeinschaftsaufgabe Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur (GRW) gekoppelt. „Diese Kopplung von INNO-KOM an die GRW-Förderkulisse ist nicht zielführend, denn sie ist ein Hindernis für die dringend notwendige verstärkte Teilhabe des Mittelstandes am Innovations-geschehen in Deutschland. Gemeinnützige Forschung für die Industrie muss bundesweit gefördert werden können“, fordert Jansen.

Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft mit ihrem Vorschlag durch Daten zu den Kooperationen der Institute. „Mehr als 70 Prozent der Kooperationspartner unserer Mitglieder sind in Regionen außerhalb des Institutssitzes angesiedelt. Das zeigt: Forschungstransfer für den Mittelstand gelingt überregional“, erklärt Jansen. Mit Blick auf die Ziele der künftigen Bundesregierung mahnt Jansen: „Eine Steigerung der staatlichen FuE-Ausgaben darf nicht Selbstzweck sein. Vielmehr muss der gelingende Transfer von Innovationen in Wirtschaft und Gesellschaft der Gradmesser sein. Wir brauchen daher mehr transferorientierte staatliche Förderung seitens des Bundes. Die neue Bundesregierung muss hier handeln.“

Weitere Informationen:
Forschung Textilforschung
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) IFNANO e.V.
IFNANO-Schnelltest zum Protein Interleukin 8
13.10.2021

Schnelltests: Vom Ja/Nein bei Corona zu differenziertem Gesundheitsstatus

Spätestens seit der Corona-Pandemie kennt man Antigen-Schnelltests. Ein Rachenabstrich oder eine Speichelprobe reichen aus, um schnell eine mögliche Infektion festzustellen. Doch wie lassen sich Schnelltests für noch anspruchsvollere diagnostische Fragen in der Medizin nutzen? Im Zentrum der Forschung an Instituten der Zuse-Gemeinschaft stehen der Einsatz mehrerer Analyte und damit die gleichzeitige Beprobung auf verschiedene gesundheitliche Fragestellungen ebenso wie Möglichkeiten zum Nachweis sehr geringer Konzentrationen von Substanzen.

Spätestens seit der Corona-Pandemie kennt man Antigen-Schnelltests. Ein Rachenabstrich oder eine Speichelprobe reichen aus, um schnell eine mögliche Infektion festzustellen. Doch wie lassen sich Schnelltests für noch anspruchsvollere diagnostische Fragen in der Medizin nutzen? Im Zentrum der Forschung an Instituten der Zuse-Gemeinschaft stehen der Einsatz mehrerer Analyte und damit die gleichzeitige Beprobung auf verschiedene gesundheitliche Fragestellungen ebenso wie Möglichkeiten zum Nachweis sehr geringer Konzentrationen von Substanzen.

Am Göttinger Institut für Nanophotonik (IFNANO) setzt man dafür auf die Weiterentwicklung von Analyseverfahren, die mit Teststreifen funktionieren, wie man sie nicht nur von Corona-, sondern z.B. auch von Schwangerschafts-tests kennt. Das Grundprinzip dieser Teststreifen: Die Analyte werden in wäss-rigen Medien gelöst dann mit Markern gemischt und auf ein Trägermedium gegeben, auf dem sie bis zur Test- und Kontrolllinie wandern. Die Analyte, wie zum Beispiel das Corona-Virusmaterial, binden sich einerseits an den Marker, der aus einer Farbmarkierung wie z.B. Goldnanopartikeln und dem Antikörper besteht, und anderseits an den Antikörper an der Testlinie. Die Antikörper sind so aufgebaut, dass sie selektiv d. h. möglichst nur einen Analyten, wie das Corona-Virusprotein, binden. Durch das Anreichern der Marker auf den Linien verfärben sich diese und man kann den Test mit bloßem Auge auslesen.

Diagnostik u.a. von Autoimmun-, Stoffwechsel- und Infektionskrankheiten
Ähnlich wie beim IFNANO, so steht auch am Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie in Bad Langensalza (fzmb) bei der Arbeit an Schnelltests im Fokus, mehrere Analyten aus einer einzigen Probe zu bestimmen. Dazu gehören die Diagnostik von Autoimmun-, Stoffwechsel- und Infektionskrankheiten, Allergie- und Nahrungsmittelunverträglichkeitstests sowie Krebsanalytik und Biomarkersuche. „Unsere Entwicklungsprodukte bieten hervorragende Perspektiven für neue Wege in der individualisierten Diagnostik und personalisierten Medizin“, erklärt fzmb-Geschäftsführer Dr. Peter Miethe. Die Auswertesysteme des fzmb ermöglichen nach seinen Angaben die automatisierte, kundenspezifische Analyse auf verschiedenen Trägerformaten wie Mikrotiterplatten, Objektträgern, Membranen und kundenspezifischen Biosen-soren. Als konkrete künftige Einsatzgebiete für die Schnelltests strebt das fzmb u.a. das Erkennen autoimmuner Schädigungen von Gehirnfunktionen beim Menschen an. Hierzu läuft aktuell ein Projekt mit drei Forschungspartnern bei dem Thüringer Institut. Dabei sollen erstmals mehrere Autoantikörper gleichzeitig bestimmt werden, um eine differenzierte Diagnose, individualisierte Therapieeinstellung und Verlaufskontrolle bei Patienten mit autoimmunen neuronalen Erkrankungen zu gewährleisten.

Lab on a Chip-Technologie entwickelt
Kernkompetenz sind Schnelltests mit Hilfe der Bioanalytik auch bei Hahn-Schickard. Neben klassischen Verfahren mit Teststreifen setzen die Forschenden in Freiburg auf die „Lab on a Chip“-Technologie. Die von ihnen entwickelte sogenannte LabDisk, das ist eine Kunststoff-Kartusche, die als Träger für das Testmaterial dient und in ein mobiles Auslesegerät eingeführt wird, hat sich nicht nur in medizinischen Anwendungen, sondern auch in der Umweltanalytik, z.B. in der Qualitätssicherung von Wasser- und Lebensmittelproben bewährt.

Fertigung wieder in Deutschland ansiedeln
Der Pharmabereich ist einer jener Sektoren, in denen Störungen von Produktions- und Logistikketten, bedingt durch Lieferprobleme aus Fernost, während und nach der Corona-Krise schmerzhaft spürbar wurde. „Die Arbeit von Instituten der Zuse-Gemeinschaft ist ein Baustein, um in einigen wichtigen Teilbereichen der Medizintechnik wieder mehr Souveränität zu erlangen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Quelle:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Zuse-Gemeinschaft fordert mehr Innovationen im Mittelstand (c) Zuse-Gemeinschaft
03.09.2021

Zuse-Gemeinschaft fordert mehr Innovationen im Mittelstand

Um aktuelle und künftige Herausforderungen zu meistern, benötigt Deutschland vermehrt Innovationen in der Industrie. Das gilt insbesondere für den Mittelstand. Die maßgeblichen Parteien haben einen zentralen Hebel dafür erkannt: Die verstärkte Förderung des Forschungstransfers. Diese muss effizient dort ausgebaut werden, wo die Wirkung für zukunftsweisende Innovationen am stärksten ist, fordert die Zuse-Gemeinschaft.

Während sich deutsche Großunternehmen, u.a. im Automobilbereich, mit zum Teil hohen Gewinnen im ersten Halbjahr 2021, in sehr gutem Zustand befinden, hat die Corona-Krise bei anderen Firmen, gerade bei zahlreichen Mittelständlern, zu finanziellen Einschnitten geführt, begleitet von einer Minderung der Eigenkapitalbasis. Laut einem aktuellen Bericht von KfW Research gilt es sicherzustellen, dass Umsatzeinbußen aus der Corona-Krise die Innovationsaktivitäten nicht nachhaltig ausbremsen.

Um aktuelle und künftige Herausforderungen zu meistern, benötigt Deutschland vermehrt Innovationen in der Industrie. Das gilt insbesondere für den Mittelstand. Die maßgeblichen Parteien haben einen zentralen Hebel dafür erkannt: Die verstärkte Förderung des Forschungstransfers. Diese muss effizient dort ausgebaut werden, wo die Wirkung für zukunftsweisende Innovationen am stärksten ist, fordert die Zuse-Gemeinschaft.

Während sich deutsche Großunternehmen, u.a. im Automobilbereich, mit zum Teil hohen Gewinnen im ersten Halbjahr 2021, in sehr gutem Zustand befinden, hat die Corona-Krise bei anderen Firmen, gerade bei zahlreichen Mittelständlern, zu finanziellen Einschnitten geführt, begleitet von einer Minderung der Eigenkapitalbasis. Laut einem aktuellen Bericht von KfW Research gilt es sicherzustellen, dass Umsatzeinbußen aus der Corona-Krise die Innovationsaktivitäten nicht nachhaltig ausbremsen.

Für die gemeinnützigen Institute der Zuse-Gemeinschaft ist die Projektförderung, neben der Auftragsforschung, anderen Kooperationen und Dienstleistungen, die zentrale Finanzierungsquelle. Daraus gehen Jahr für Jahr erfolgreiche Transferprojekte hervor, ohne dass die Institute institutionelle Bund-Länder-Förderung erhalten. „Die erfolgreiche, unabhängige Forschungsarbeit unserer Mitglieder auf Zukunftsfeldern wie Digitalisierung, Materialwissenschaften, Bioökonomie und Energiewende zeigt, wie durch gemeinnützige Industrieforschung der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die unternehmerische Praxis effizient gelingt“, unterstreicht der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian.

Projektförderung ausweiten
Unter dem Eindruck der Corona-Krise drohen solche Erfolge künftig in Gefahr zu geraten, wenn es mittelständischen Unternehmen an Mitteln für Forschung und Innovation fehlt. „Dazu darf es nicht kommen. Die Projektförderung muss deshalb ausgeweitet und verbessert werden“, fordert Bastian. Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft durch die Ankündigung mehrerer Parteien im Bundestagswahlkampf, quer durch das politische Spektrum, erfolgreiche Programme wie das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) und das Förderprogramm Innovationskompetenz INNO-KOM auszuweiten.

„Nach der Wahl gilt es, diese Ankündigungen in die konkrete Umsetzung zu bringen“, mahnt Bastian. Die Zuse-Gemeinschaft schlägt dafür u.a. einen eigenen Haushaltstitel für die gemeinnützige Industrieforschung vor.  „Als ersten Schritt dazu fordern wir die Richtlinie des Bundeswirtschaftsmini-steriums für das Programm INNO-KOM künftig in allen Bundesländern unabhängig von Kriterien der Strukturförderung für sämtliche Gebieten zu öffnen. Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand gehört bundesweit gefördert“, betont Bastian.

Eine weitere zentrale Forderung der Zuse-Gemeinschaft: Fairness in der Forschungsförderung. Bei zahlreichen Vor-Ort Terminen machen Institute der Zuse-Gemeinschaft in diesen Tagen gegenüber Bundestagsabgeordneten auf ihre Anliegen ebenso wie auf ihre Forschungserfolge aufmerksam.

30.07.2021

Industrie kann Flexi-Joker in der Energiewende werden

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 
Rund 28 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs entfallen auf die Industrie. Für die Energiewende nimmt der Sektor auch deshalb eine Schlüsselstellung ein, weil er hohe Bedarfe sowohl an Strom wie auch an Wärme bzw. Kälte hat. Für die künftig erforderliche erhöhte Flexibilität an den Energiemärkten müssen jedoch Wärme- und Strommarkt gemeinsam für höhere Anteile erneuerbarer Energien erschlossen werden. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) aus Berlin entwickelt aktuell mit Partnern im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flexibilitätswende“ Modelle, um für Industriebetriebe die Eintrittsschwelle zur Teilnahme an den Energiemärkten zu senken. Das geht mit möglichst praxisnahen Software-Prototypen, die aber dennoch auf das jeweilige Unternehmen angepasst werden müssen.

Nicht nur den Strom- und Wärme-, sondern auch den Kältemarkt gilt es künftig für die mit der Energiewende steigenden Anforderungen an die Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage zu ertüchtigen, zumal er in Zeiten von Klimaerhitzung und Digitalisierung eine wachsende Bedeutung am Energiemarkt erlangt. Besonders hoch ist der Kältebedarf in vielen Branchen am frühen Nachmittag, wenn auch die Strompreise hoch sind. Sinnvoll sind deshalb Kältespeicher, damit die Unternehmen ihren Strombedarf für Kälteanwendungen größtenteils zu Zeiten niedriger Strompreise, z.B. nachts, decken können. Möglich ist das mit einem  vom Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) perfektionierten Eisspeicher,  der Vakuum-Flüssigeis-Technologie. Sie lässt sich mit dem Knowhow der Forschenden aus Dresden für Verbraucher in Industrie- und Dienstleistungsbranchen skalieren und entsprechend dimensionieren, z.B. für Rechenzentren.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft Energie Energiewende
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft. Während Deutschlands Forschungsausgaben immer stärker gestiegen sind, liegt der Anteil der Innovationen hervorbringenden Mittelständler auf relativ niedrigem Niveau.
25.06.2021

Zuse-Gemeinschaft: Innovationslage im Mittelstand macht Sorgen

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 
Die Innovatorenquote im Mittelstand als Gradmesser für Neuerungen, die Unternehmen umsetzen, lag laut dem am 24.06.2021 von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand für die Jahre 2017/19 bei 22 Prozent und stieg damit gegenüber der Vorjahreserhebung leicht an. Eine Anpassung der Datengrundlage - erstmals wurde aufgrund internationaler methodischer Veränderungen auch nach organisatorischen und Marketing-Innovationen gefragt - hätte einen deutlichen Anstieg der Innovatorenquote erwarten lassen. Nach den nun vorliegenden Ergebnissen war aber weiterhin nur eine relativ schmale Basis an Mittelständlern zu Beginn der Pandemie mit Innovationen aktiv. Danach sorgte die Corona-Krise für zusätzliche Belastungen im Mittelstand, nicht zuletzt auch bei kleineren und mittleren Unternehmen (KMU). Gerade KMU aber können durch Kooperationen mit den gemeinnützigen Einrichtungen der Industrieforschung stark profitieren.

Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand bundesweit fördern
Eine Aktivierung kleiner und mittlerer Unternehmen für mehr Innovationen kann nach Auffassung der Zuse-Gemeinschaft daher am besten über zielgenaue Projektförderung gelingen. Viele Maßnahmen wie das transferorientierte Förderprogramm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums, das sich an gemeinnützige Forschungsinstitute richtet, sind bisher allerdings an die Strukturförderung gebunden. „Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand braucht bundesweite Förderung unabhängig von Strukturförderung. Denn kreative Ideen entfalten sich in Kooperation von Forschung und Unternehmen über Regionsgrenzen hinweg. Dafür braucht es eine passgenaue Förderung von Innovationen im Mittelstand, bundesweit“, mahnt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Zu konstatieren sei, dass die starke Steigerung der Forschungsausgaben in Deutschland bisher viel zu wenig im Mittelstand ankomme. „Während staatliche Forschungsausgaben wie zugunsten des „Pakts für Forschung und Innovation“ sowie die Aufwendungen von Großunternehmen für FuE weiter steigen, fehlt es bei der Entwicklung der Innovatorenquote im Mittelstand bislang an Dynamik“, erklärt Jansen. Für ihn ist eine wichtige Lehre aus der Corona-Krise: „Eine weitere Ausweitung staatlicher Forschungsausgaben darf nicht Selbstzweck sein, sondern muss sich klar an Innovationen im Mittelstand sowie am gelingenden Transfer von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft ausrichten.“

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

 Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt (c) SKZ
Vliesstoff-Kompaktanlage (DILO) zur Herstellung von Nadel-Vliesen aus Sonderfasern.
23.06.2021

Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen (c) ITA Augsburg
Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter (li), bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde durch Präsidiumsmitglied Dr. Bayram Aslan am 18. März in Augsburg
19.03.2021

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

„Wir haben uns Mega-Themen für eine nachhaltiger zu gestaltende Zukunft wie Kreislaufwirtschaft, Digitalisierung und die effizientere Nutzung von Rohstoffen verschrieben. Diese Schwerpunkte wollen wir künftig im starken Verbund der Zuse-Gemeinschaft weiter verfolgen. Damit verbinden wir auch die Hoffnung auf mehr Fairness in der Forschungsförderung, für die die Zuse-Gemeinschaft eintritt“, betont Prof. Schlichter.

Dr. Aslan, Geschäftsführer des TFI Aachen, begrüßte in seiner Funktion als Mitglied des Präsidiums der Zuse-Gemeinschaft das neue Mitglied. „Mit dem ITA Augsburg erhält das große Textil-Knowhow in unserem Verbund weiteren Zuwachs. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit in unseren Gremien, um gemeinsam daran zu arbeiten, der anwendungsnahen, gemeinnützigen Industrieforschung noch mehr Geltung zu verschaffen.“

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen (c) Gerhardt/GNF
Mikroplastik an einem Filterkorn aus porösem Keramikmaterial (angeschliffen), sichtbar gemacht durch Farbstoff und UV-Anregung im Fluoreszenzmikroskop.
10.02.2021

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

In einem seit Anfang 2020 laufenden, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekt zur Entwicklung von Mikroemulsionen für die Analytik von MPP und Biofilmen arbeitet sein Team zusammen mit der Universität Bayreuth, der Firma mibic und anderen Partnern daran, durch den gezielten Einsatz von Farbstoffen die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und zu beschleunigen. „Durch die Auswahl spezieller Farbstoffe ist es möglich, in der Analyse bestimmte Kunststoffklassen wie z.B. Nylon, PET oder Polypropylen (PP) nur anhand der Fluoreszenzfarbe zu unterscheiden, wodurch wir die Analysezeiten massiv verkürzen können“, sagt Gerhardt. Die Forschenden wollen die Analysezeiten von mehreren Wochen auf einen bis wenige Tage reduzieren. Sichtbar werden die Mikroplastikteilchen dann mit ultraviolettem Licht unter dem Fluoreszenz-Mikroskop.

Farbstoffe für Mikroemulsionen
Eine Herausforderung für die Forschenden: Die Mikroplastikteilchen in der Analyse mit den Farbstoffen optisch von ihrer organischen Umgebung zu trennen. Denn an den Kunststoffpartikeln bilden sich in Gewässern schnell Biofilme und generell enthalten Umweltproben häufig viel organisches Material. Um die notwendige optische Trennung zu erreichen, nutzt Gerhardt in den wässrigen Lösungen, die er untersucht, die Eigenschaften von besonderen Mizellsystemen, und zwar von sogenannten Mikroemulsionen. Das sind dreidimensionale, zusammengelagerte Aggregate aus Tensidmolekülen, in die er Farbstoffe einbringt. Die Mizellen dienen als Transportmittel, um den Farbstoff direkt zum Plastik zu transportieren und dieses dann einzufärben.

„Mit den Mikroemulsionen die wir entwickelt haben, können wir Mikroplastik mit hoher Selektivität einfärben“, erläutert der GNF-Experte. Ein häufiges Problem beim Einfärben von Mikroplastik mit anderen Methoden ist, dass häufig auch biologische Bestandteile der Probe wie Holz und andere Pflanzenreste eingefärbt werden. „Da wir das Mikroplastik nicht nur oberflächlich anfärben, können alle störenden Anfärbungen von biologischem Material wieder abgewaschen werden und nur das Mikroplastik fluoresziert im UV-Licht“, so Gerhardt. Auf diese Weise will das GNF-Team innerhalb kurzer Zeit die Belastung an Mikroplastikpartikeln in einer Probe bestimmen. Die Kunststoffreste, denen die GNF-Wissenschaftler auf der Spur sind, reichen vom Millimeter großen Partikel bis in den Mikrometer-Bereich, der winzigste Teilchen von wenigen Tausendstel Millimeter Größe erfasst.

„Flocki“ für die Wasserwirtschaft
Im optimalen Fall wird Kunststoff in Gewässern gar nicht erst so klein oder aber im Klärwerk erfasst. Um im Klärwerk kleinste Schmutzpartikel im Mikrometerbereich filtern zu können, setzt die Wasserwirtschaft so genannte Flockungsmittel ein, welche die Partikel binden, damit diese zunächst Mikro- und dann Makropartikel bilden. Für deren Dosierung gibt es noch kein industriell etabliertes Verfahren und bekanntlich hilft viel nicht immer viel. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI e.V.), wie die GNF in Berlin-Adlershof ansässig, hat deshalb im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flocki“ zusammen mit einem Industriepartner ein bildbasiertes Messsystem zur optimalen Dosierung für den Einsatz von Flockungsmitteln entwickelt. Es lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und die Partikel vermessen werden. „Von den aufgezeichneten Bildern mit den sichtbar gemachten Partikeln und Flocken können wir Rückschlüsse auf die nötige Dosierung ableiten“, erklärt GFaI-Experte Martin Pfaff. Neben dem Aufnahmesystem zur Erfassung des Schmutzwassers, spielt der Schwellwertalgorithmus zur Erkennung der Partikel eine zentrale Rolle bei der Auswertung.

Eigene Berechnungen für kleine Bildbereiche
Anders als in der klassischen Digitalfotografie greift der Algorithmus im Projekt „Flocki“ nicht für das ganze Bild, sondern bezieht sich auf viele kleine Bildbereiche, für die jeweils eigene Berechnungen stattfinden. „So lassen sich im Klärwerk unabhängig vom Verschmutzungs- und Flockungsgrad die Agglomerate im Mikrometerbereich zuverlässig aufspüren und gleichzeitig die Dosierung der Flockungsmittel optimieren“, erklärt Pfaff. Dreh- und Angelpunkt des Systems ist jedoch neben dem Aufnahmesystem die Verwendung geeigneter Messparameter, die sich im Forschungsprojekt als aussagekräftig herauskristallisiert haben. Sie beschreiben die Formveränderungen der Partikel über die gesamte Messung und lassen Rückschlüsse über den jeweils aktuellen Dosiergrad zu. Mit ihrer Hilfe kann somit die Beigabe des Flockungsmittels automatisiert werden.

Seitens der GFaI ist man bereit für eine Kommerzialisierung der Technik. „Angesichts der nötigen und voranschreitenden Digitalisierung in der Wasserwirtschaft versprechen wir uns viel von der Technik. Sie kann zu verbesserter Rohstoffeffizienz und zu einem hohen Umweltschutzniveau beim Vermeiden auch des Eintrags von Mikroplastik in Gewässer beitragen“, erklärt GFaI-Abteilungsleiter Frank Püschel.

„Forschende aus Instituten der Zuse-Gemeinschaft nutzen interdisziplinär ihre Expertise aus Chemie, Informatik und Umweltwissenschaften, um die von Mikroplastik ausgehenden Gefahren für die Umwelt einzudämmen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden (c) FiW
28.01.2021

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

Welch große Verantwortung sowohl Verbraucher als auch Handel und Industrie tragen, damit weniger Kunststoff in die Umwelt gelangt, zeigt das aktuelle, vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt InRePlast. In dem Verbundprojekt hat das Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) in vier Gemeinden im Raum Aachen, vom Dorf bis zur Großstadt, Plastikreste systematisch gesammelt, katalogisiert und klassifiziert. Die Forschenden erfassten Partikel aus großem Mikroplastik (1-5 mm) ebenso wie Makroplastik mit noch sichtbarem ebenso wie mit nicht mehr erkennbarem Produktursprung. „Nach einjähriger Arbeit mit einem Stab von acht Forschenden haben wir rund 165 verschiedene Produkte und Vor-Produkte aus Makro- und großem Mikroplastik im Abwasser identifiziert“, erklärt FiW-Projektleiter Dr. Marco Breitbarth. Untersuchungsorte waren die Kläranlagen der Gemeinden, aber auch Niederschlagsabläufe auf Verkehrswegen.

In den Kläranlagen überall unter den „Top5“ bei den Kunststoffprodukten zu finden: Zigarettenfilter. Eine weitere Problemkategorie sind Bestandteile von Hygieneartikeln. Bei den Verbundmaterialien wie auch insgesamt nahm die Kategorie Feucht-/Desinfektionstücher/Küchenpapier die Spitzenposition ein.

Verhaltensänderung nicht nur bei Verbrauchern notwendig
Nicht nur die Verbraucher müssen ihr Verhalten ändern, wie die Zwischenergebnisse des bis Ende 2021 zusammen mit Verbundpartnern laufenden Projekts deutlich machen. So waren Kügelchen aus der Kunststoffindustrie, so genannte Pellets, an drei der vier Klärwerks-Standorte des Projekts unter den „Top 10“ der vom FiW gefundenen Produkte. Auch an Straßenrändern fanden die Forschenden laut Breitbarth immer wieder Kunststoff-Pellets, die genaue Auswertung steht noch bevor. „Zwar hat die Kunststoffindustrie immer wieder Info-Kampagnen zur Vermeidung von Produktausträgen aufgelegt, doch müssen die Gefahren offenbar noch deutlicher gemacht werden. Angesichts von rund 3.000 klassischen Kunststoffverarbeitern in Deutschland und vielen weiteren Unternehmen, die Kunststoffe nutzen, ist das eine zentrale Aufgabe“, betont der Forscher des FiW, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Eine weitere wichtige Zielbranche zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt ist für ihn die Baubranche, die u.a. beim Umgang mit Dämmmaterialien an Häusern besonders umsichtig sein muss, so bei der Verwendung von Styropor. Bei InRePlast geht es nach der Umwelt-Analyse nun im letzten Projektabschnitt an die Formulierung von Handlungsempfehlungen, u.a. für Kommunen.

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Zuse-Gemeinschaft

12.11.2020

WISO: 5G für die vernetzte Industrie

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

Die neue FES-Publikation rückt 5G aus der Perspektive der angewandten Forschung in den aktuellen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Kontext und zeigt industrielle Anwendungsfälle von 5G auf. Chancen von 5G für fahrerlose Transportsysteme (FTS) in der Intralogistik werden ebenso vorgestellt wie vorausschauende Wartung, die sogenannte „Predictive Maintenance“ und Möglichkeiten zur Nutzung von Augmented Reality, einer Technologie, welche die Sicht des Nutzers auf die reale Welt mit computergenerierten Bildern anreichert. „5G kann den Übergang zu Industrie 4.0 vereinfachen und intensivieren, doch ist die Übernahme der Technologie in Unternehmen kein Selbstläufer. Denn noch ist der Markt relativ intransparent. Anwender wissen häufig noch nicht, wofür sie 5G einsetzen können und welche Kosten mit den Netzen verbunden sind“, erklärt Lead-Autor Vasco Seelmann, Gruppenleiter am FIR.

Einen eigenen Weg geht Deutschland mit dem Vorhalten von 5G-Frequenzen für die Industrie, was sogenannte Campus-Netze ermöglicht. Unternehmen und andere Organisationen können so unabhängig von einem Mobilfunkan-bieter auf ihrem Gelände ein eigenes Netz betreiben. Allerdings stellt die Nutzung der neuen Technologie gerade Mittelständler vor erhebliche Hürden. „Gemeinnützige, angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft unter-stützt Unternehmen darin auszutesten, ob 5G für sie eine sinnvolle Option ist. Im internationalen Rahmen kann die praxisorientierte Forschung bei der Gestaltung von Standards als Scharnier zwischen Großunternehmen und Mittelstand wirken“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

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Zuse-Gemeinschaft

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten (c) Hohenstein
Durch kreisförmige Bewegungen wird in dieser Maschine zur Textilprüfung u.a. die Scheuerfestigkeit geprüft
24.08.2020

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

Getränkeflaschen aus dem Kunststoff PET eignen sich schon heute aufgrund ihrer Sortenreinheit ideal fürs Recycling, und zwar nicht nur für Verpackungen. Unter dem Motto „Von der Faser zur Faser“ nutzt das die angewandte Forschung im Verbundprojekt DiTex für Mietwäsche. Die eingesetzten Fasern stammen aus recycelten PET-Flaschen, die Mietwäsche selbst soll nach ihrem ersten Lebenszyklus wieder zu Wäsche recycelt werden. „Mietwäsche eignet sich auch deshalb gut fürs Konzept ‚Design for Recycling‘, weil sich ihre Nutzung genau nachvollziehen lässt, was optimale Voraussetzungen fürs Recycling bietet“, erläutert Projektleiterin Dr. Anja Gerhardts vom Forschungsinstitut Hohenstein. Das Institut aus Baden-Württemberg ist in dem vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) initiierten und koordinierten Vorhaben für Textilprüfungen und Produktspezifikationen zuständig. Fürs Nutzen statt Besitzen entwickeln die Verbundpartner je eine kreislauffähige Linie von Bettwäsche sowie von Polo- und Businesshemden. Die Hemden dienen als Dienstkleidung für Polizei und Rettungsdienst.

Intelligentes Etikett speichert Informationen Über den gesamten Nutzungskreislauf wird die Wäsche mit einer digitalen Tracking-ID ausgestattet. Dieses „intelligente“ Etikett speichert Informationen wie Faserherkunft, Materialkomposition und Beschaffenheit des Textils. Dadurch können Recyclingunternehmen die Produkte besser sortieren, den Recycling-Anteil erhöhen und aufwerten. In zahlreichen Waschversuchen wird in Hohenstein nun getestet, wie gut das Tracking-Tool sich bewährt, wie es um Reißfestigkeit, Weißgrad, Farbqualität, Haltbarkeit und Tragekomfort der Textilien bestellt ist, wenn sie im gewerblichen Textilservice bis zu 200 Mal gewaschen, geschleudert und getrocknet werden. „In DiTex bringen wir Nutzer, Beschaffer und Recycler von Textilien an einen Tisch, um kreislauffähiges Produktdesign Realität werden zu lassen“, erläutert Anja Gerhardts.

„Praxisnahe Forschung zu Fasern und Textilien gehört zu den Kernkompetenzen vieler unserer Institute, sei es für Industrieprodukte oder für verbrauchernahe Erzeugnisse. Projekte wie DiTex zeigen innovative Lösungen zum Design fürs Recycling. Durch den interdisziplinären Ansatz in unserem Verbund können auch andere Branchen von solchen Lösungen lernen“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft Recycling
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm (c) Zuse-Gemeinschaft
05.06.2020

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

Die Koalition hat den Fokus richtigerweise auf Zukunftsinvestitionen gelegt, für die Innovationen aus Deutschland benötigt werden. Wettbewerbsfähige Innovationen entstehen in deutschen Unternehmen häufig mit Hilfe bewährter Projektförderung des Bundes. Doch ausgerechnet die technologieoffene Projektförderung ist in den bisherigen Plänen der Koalition nur unzureichend berücksichtigt. Es ist erwiesen, dass die Projektförderung eine starke Hebelwirkung für Wettbewerbsfähigkeit und Innovationen aus Deutschland hat. AiF und Zuse-Gemeinschaft fordern daher mit Nachdruck, bewährte Programme wie die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF), das Programm INNO-KOM und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) aufzustocken. Die im Koalitionspapier zwar erwähnte, aber thematisch eng begrenzte Aufstockung projektbezogener Forschung müsse auf breitere Füße gestellt werden, mahnen die beiden Organisationen. „Gerade die Stärkung der themenoffenen Projektförderung zugunsten des Mittelstands hat ihre unmittelbare und nachhaltige Wirkung auf das ‚Wieder-Hochlaufen‘ der Wirtschaft schon bei früheren Konjunkturpaketen unter Beweis gestellt“, ist AiF-Präsident Professor Sebastian Bauer überzeugt.

Innovationsimpulse stärken

Während für die großen außeruniversitären Forschungsorganisationen laut den Koalitionsplänen an eine „Ersatzfinanzierung“ für Erfolg versprechende Projekte gedacht ist, fehlt es für die mittelständisch geprägten außeruniversitären Forschungseinrichtungen komplett an einer solchen Unterstützung, kritisieren AiF und Zuse-Gemeinschaft. „Die Koalition muss hier dringend nachbessern, um den Fortbestand bewährter, effizienter Forschung zu sichern, die Deutschland für den Aufschwung von morgen nach vorne bringt“, fordert der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Professor Martin Bastian.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf (c) ISE
v.l.: Prof. Dr. Steffen Tobisch und ISE-Geschäftsführer Dr. Steffen Kaufmann, bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde der Zuse-Gemeinschaft am ISE.
04.06.2020

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

„Mit unserer Aufnahme in die Zuse-Gemeinschaft treten wir einem starken Verbund bei, der sich für die dringend notwendigen Verbesserungen in den Rahmenbedingungen für den praxisorientierten Forschungstransfer einsetzt“, sagte ISE-Geschäftsführer Dr. Peter Kaufmann bei der Feierstunde am Institutssitz zur Übergabe der Mitgliedsurkunde.

Prof. Dr. Steffen Tobisch, wissenschaftlicher Vizepräsident der Zuse-Gemeinschaft und Leiter des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) erklärte bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde: „Mit ISE wird die Expertise der Zuse-Gemeinschaft in Bereichen wie Regenerative Energien und Bauwirtschaft sowie im Schiffbau weiter gestärkt. Zugleich knüpfen wir unser starkes Netzwerk am Standort Chemnitz und in Sachsen noch fester.“

Der Standort des ZAE Bayern in Würzburg. Bildquelle: Zuse-Gemeinschaft
09.07.2019

Zuse: Vom Smart Home zum klugen Quartier

In Deutschland wird wieder mehr gebaut. Die heute entstehenden und zu sanierenden Häuser sollen nicht nur bezahlbar, sondern auch klimafreundlich und fit für die digitale Zukunft sein. Das Smart Home sollte diese Ansprüche vereinen. In der anwendungsnahen Forschung der Zuse-Gemeinschaft lassen sich die verschiedenen Ansprüche schon gemeinsam umsetzen – mit Erfolg und reif für den Einsatz in der Praxis.

In Deutschland wird wieder mehr gebaut. Die heute entstehenden und zu sanierenden Häuser sollen nicht nur bezahlbar, sondern auch klimafreundlich und fit für die digitale Zukunft sein. Das Smart Home sollte diese Ansprüche vereinen. In der anwendungsnahen Forschung der Zuse-Gemeinschaft lassen sich die verschiedenen Ansprüche schon gemeinsam umsetzen – mit Erfolg und reif für den Einsatz in der Praxis.

Die Hitzewelle der vergangenen Wochen hat uns gezeigt: Ein intelligentes Kälte- und Wärmemanagement wird zu Hause, im Büro oder in Gewerbege-bäuden immer wichtiger. Was sich an Energieeinsparung und Komfortzuwäch-sen gewinnen lässt, wenn man Künstliche Intelligenz mit klassischer Beschat-tungstechnik kombiniert, zeigt ein vom Bundesforschungsministerium geför-dertes Projekt an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF). Dabei werden Algorithmen, die sich am typischen Nutzerverhalten orientieren, mit dem tatsächlichen Wohn- und Arbeitsleben ebenso abgegli-chen wie mit Wetterdaten. Als außen liegenden Sonnenschutz kommen Textilscreens zum Einsatz, ein fein strukturiertes Gewebe, das Aufheizen verhindert und den Blick nach draußen erlaubt. „Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen: Um deutliche Energieeinsparungen zu erzielen, brauchen wir Sonnenschutz und Regelungstechnik nicht neu erfinden. Vielmehr liegt die Kunst darin, das Verhalten des Einzelnen und dessen Wünsche an Licht und Temperatur mit dem Optimum in Sachen Energieverbrauch zu kombinieren“, erläutert DITF-Bereichsleiter Christoph Riethmüller.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft
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Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Chancengleichheit in MINT-Berufen nach ZusaNnah mit ZusaNnah (c) D. Büttner
ZusaNnah-Abschlusstreffen im Mai 2019 in Stuttgart
04.06.2019

Chancengleichheit in MINT-Berufen nach ZusaNnah mit ZusaNnah

Berlin -  Das Vernetzungsprojekt ZusaNnah für mehr Chancengleichheit von Frauen in MINT-Berufen wird nach zweieinhalbjähriger Förderung unter veränderten Vorzeichen fortgeführt. Das hat die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn, anlässlich des Abschlusses des staatlichen Förderprojekts zum 31. Mai 2019 angekündigt. „Zentrale Ergebnisse von ZusaNnah wie Mentoring-Programm und Toolbox haben sich als nützliche Instrumente für Vernetzung und Personalentwicklung bewährt“, betont Dr. Treffkorn.

Berlin -  Das Vernetzungsprojekt ZusaNnah für mehr Chancengleichheit von Frauen in MINT-Berufen wird nach zweieinhalbjähriger Förderung unter veränderten Vorzeichen fortgeführt. Das hat die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn, anlässlich des Abschlusses des staatlichen Förderprojekts zum 31. Mai 2019 angekündigt. „Zentrale Ergebnisse von ZusaNnah wie Mentoring-Programm und Toolbox haben sich als nützliche Instrumente für Vernetzung und Personalentwicklung bewährt“, betont Dr. Treffkorn.

ZusaNnah wurde als Verbundprojekt der Zuse-Gemeinschaft mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) und dem Institut für Diversity Studies in den Ingenieurwissenschaften (IDS) der Universität Stuttgart durchgeführt. Bei der ZusaNnah-Abschluss-Veranstaltung in Stuttgart betonte Prof. Meike Tilebein vom IDS der Universität Stuttgart den Stellenwert von Diversity Management für Personalabteilungen. „Diversity Management ist vom Minderheitenschutz zum Wettbewerbsvorteil mutiert“, sagte Prof. Tilebein. Als aktuelle Entwicklungen identifizierte sie u.a. flexiblere Arbeitszeitkonzepte sowie die Auflösung traditioneller Berufsbilder durch Trends wie Cloudworking und neue Geschäftsmodelle wie Co-Creation von Produkten gemeinsam mit Kunden. „Unter dem Vorzeichen radikaler Innovationen in der Forschung und am Markt stellt sich auch die Frage nach Chancengleichheit immer neu“, so Prof. Tilebein.

Erfolgreiches Mentoring-Programm

Um über solche Trends und deren Einfluss auf Berufsbild und persönliche Karriere zu reflektieren, bietet das Mentoring-Programm von ZusaNnah Gelegenheit zum Austausch. Das Feedback auf dieses Angebot war sehr positiv, wie die Evaluierung am Ende des Förderprojekts zeigte. So konnten die Mentees vom Erfahrungsvorsprung der Kolleginnen anderer Institute ebenso profitieren wie von einem guten Draht zu ihnen. „Der Erfahrungsaustausch im Mentoring-Programm unterstützt Wissenschaftlerinnen im Beruf und jenseits des Arbeitsplatzes“, bilanziert Projektreferentin Melanie Gramlich von der Zuse-Gemeinschaft. Als Herausforderung wurde zuweilen die räumliche Entfernung zwischen Mentorinnen und Mentees in den über das Bundesgebiet verteilten Instituten der Zuse-Gemeinschaft genannt.

100 Maßnahmen in der Toolbox

Neben dem direkten Austausch von Wissenschaftlerinnen sind Online-Tools ein wichtiger Teil des Projekts. Die ZusaNnah-Toolbox ist im Laufe des zweieinhalbjährigen Projekts auf einen Bestand von rund 100 Maßnahmen gewachsen, die in der Praxis an den jeweiligen Forschungsinstituten gut umsetzbar sind. Der Online-Werkzeugkasten fächert sich auf in die Aspekte Personal/Nachwuchs, Vereinbarkeit von Beruf, Familie und Privatleben sowie Organisationskultur. Er wird den mehr als 70 Instituten der Zuse-Gemeinschaft auch weiterhin zur Verfügung stehen. 

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 Zuse-Gemeinschaft

14.02.2019

Robert Boyle Institut neues Mitglied der Zuse-Gemeinschaft

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 73. Mitglied hat die Industrieforschungsgemeinschaft das Robert Boyle Institut e.V. aus Jena aufgenommen. Das Institut befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu Erneuerbaren Energien und mit der Nutzung von Biomasse von der Mikrobiologie bis zur Planung von Anlagen.

Mit dem Robert Boyle Institut wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld: Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie sind Schlüsselfragen für die weitere Entwicklung vieler Branchen. Das Robert Boyle Institut bringt hier seine Expertise u.a. bei der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse und biogenen Reststoffen ein. Laborausrüstung und Softwarelösungen sowie Equipment für Biogasanlagen gehören ebenfalls zu den Kompetenzen des Forschungsinstituts.

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 73. Mitglied hat die Industrieforschungsgemeinschaft das Robert Boyle Institut e.V. aus Jena aufgenommen. Das Institut befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu Erneuerbaren Energien und mit der Nutzung von Biomasse von der Mikrobiologie bis zur Planung von Anlagen.

Mit dem Robert Boyle Institut wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld: Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie sind Schlüsselfragen für die weitere Entwicklung vieler Branchen. Das Robert Boyle Institut bringt hier seine Expertise u.a. bei der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse und biogenen Reststoffen ein. Laborausrüstung und Softwarelösungen sowie Equipment für Biogasanlagen gehören ebenfalls zu den Kompetenzen des Forschungsinstituts.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft
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Zuse-Gemeinschaft

Arbeit mit den Elementen: Chemisch-Technische Assistentin im Fachbereich Biomaterialien. (c) INNOVENT e.V.
Arbeit mit den Elementen: Chemisch-Technische Assistentin im Fachbereich Biomaterialien.
27.12.2018

Arbeit mit den Elementen: Zum Internationalen Jahr des Periodensystems

Es ist 150 Jahre jung, wächst weiter und hat ein faszinierendes Innenleben: Das Periodensystem der Elemente wird von den Vereinten Nationen wegen seines Stellenwerts für Wissenschaft und Wirtschaft 2019 mit einem Weltjahr geehrt. Viele Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft haben eine besondere Beziehung zum Periodensystem, denn sie sind spezialisiert auf innovative Anwendungen in Chemie, Physik und Materialwissenschaften.

Unabhängig voneinander ordneten Dmitri Mendelejew (1834–1907) und wenige Monate später Lothar Meyer (1830–1895) die chemischen Elemente nach ihren Eigenschaften so, dass Prognosen über noch nicht entdeckte Elemente leichter fielen. Derzeit listet das Periodensystem 118 verschiedene Elemente, beginnend mit Wasserstoff und auf heutigen Darstellungen meist endend mit dem erst 2005 entdeckten Element 118, dem Oganesson.

Es ist 150 Jahre jung, wächst weiter und hat ein faszinierendes Innenleben: Das Periodensystem der Elemente wird von den Vereinten Nationen wegen seines Stellenwerts für Wissenschaft und Wirtschaft 2019 mit einem Weltjahr geehrt. Viele Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft haben eine besondere Beziehung zum Periodensystem, denn sie sind spezialisiert auf innovative Anwendungen in Chemie, Physik und Materialwissenschaften.

Unabhängig voneinander ordneten Dmitri Mendelejew (1834–1907) und wenige Monate später Lothar Meyer (1830–1895) die chemischen Elemente nach ihren Eigenschaften so, dass Prognosen über noch nicht entdeckte Elemente leichter fielen. Derzeit listet das Periodensystem 118 verschiedene Elemente, beginnend mit Wasserstoff und auf heutigen Darstellungen meist endend mit dem erst 2005 entdeckten Element 118, dem Oganesson.

Menschen-Atome zu mehr als 99 Prozent Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff
Während die Grundlagenforschung im Periodensystem auf der Suche nach immer schwereren, neuen Elementen mit extrem kurzen Halbwertszeiten ist, gewinnt die anwendungsorientierte Forschung ihren Reiz auch aus der Arbeit mit der riesigen Vielfalt der Eigenschaften, welche die Verbindung verschiedener Elemente schafft. Mehr als 99 Prozent der Atome, aus denen der Mensch besteht, sind entweder Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff. Jedes der Elemente im verbleibenden Prozent ist aber genauso wichtig, so z.B. Kalzium für den Knochenbau, Eisen für das Blutbild, oder Magnesium für Muskelfunktion und Eiweißsynthese.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft
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Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Die Aufbereitung von Kunststoffen, das sogenannte Compoundieren, ist zentraler Schritt bei der Kunststoffproduktion, so auch beim Recycling. (c) KUZ
Die Aufbereitung von Kunststoffen, das sogenannte Compoundieren, ist zentraler Schritt bei der Kunststoffproduktion, so auch beim Recycling.
20.12.2018

Kreislaufwirtschaft mit Kunststoffen: Forscher der Zuse-Gemeinschaft liefern Lösungen

Am 1. Januar 2019 tritt das Verpackungsgesetz mit seinen steigenden Anforderungen an das Recyceln von Kunststoff-Verpackungen in Kraft. Wie lässt sich die Wiederverwertung von Kunststoffen ausweiten und weiter verbessern? Antworten darauf haben Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft. Expertise in Sachen Kunststoffe ist in zahlreichen der bundesweit mehr als 70 Institute stark vertreten.

Am 1. Januar 2019 tritt das Verpackungsgesetz mit seinen steigenden Anforderungen an das Recyceln von Kunststoff-Verpackungen in Kraft. Wie lässt sich die Wiederverwertung von Kunststoffen ausweiten und weiter verbessern? Antworten darauf haben Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft. Expertise in Sachen Kunststoffe ist in zahlreichen der bundesweit mehr als 70 Institute stark vertreten.

Kunststoffe lassen sich am besten wiederverwerten, wenn sie nicht nur sortenrein getrennt zur Verfügung stehen, sondern sich auch in ihren Ausgangsstoffen gleichen. Allerdings geben Unternehmen ungern die sensiblen Daten ihrer Rezepturen preis. Hier setzt ein Projekt des Kunststoff-Zentrums SKZ an. Ohne die einzelnen Zutaten der Kunststoffe zu kennen, erfassen die Würzburger Wissenschaftler in einem neuen, von der EU geförderten Kooperationsprojekt, wichtige Messgrößen bei der Produktion wie Temperatur, Druck und Fließeigenschaften des Materials, die mittels digitaler Technologien für die Wiederverwertung bereitgestellt werden. „Wir entwickeln einen digitalen Werkzeugkasten, so dass die einzelnen, in der Neuware verwendeten Inhaltsstoffe nicht unbedingt bekannt sein müssen, um später ein hochwertiges Recycling-Produkt herzustellen“, erläutert Dr. Hermann Achenbach vom Geschäftsfeld Nachhaltigkeit des SKZ. So kann Recycling künftig schon verstärkt beginnen, bevor das Produkt aus Neuware überhaupt vermarktet ist. Das SKZ-Projekt zielt nämlich vor allem auf Reste aus der Produktion und gewerbliche Abfälle.

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Zuse-Gemeinschaft

Zum Welttag der Menschen mit Behinderung am 3. Dezember: Forscher der Zuse-Gemeinschaft liefern High Tech für ein leichteres Leben (c)Hibbeler/HörTech gGmbH
Selbstbestimmtes Training für Gehör und Stimme
26.11.2018

Forscher der Zuse-Gemeinschaft liefern High Tech für ein leichteres Leben

  • Zum Welttag der Menschen mit Behinderung am 3. Dezember

Berlin - Menschen mit Behinderung haben in der Freizeit und am Arbeitsplatz häufig mit Benachteiligungen zu kämpfen, die ihnen gleichberechtigte Teilhabe im gesellschaftlichen und beruflichen Alltag erschweren. Wissenschaftler an Forschungs¬instituten der Zuse-Gemeinschaft arbeiten in zahlreichen Projekten daran, Innovationen für Menschen mit Behinderung zu schaffen, die Erleichterungen und Lebensqualität bringen.

Der von den Vereinten Nationen ausgerufenen Tages der Menschen mit Behinderung am 3. Dezember folgt 2018 dem Leitspruch: „Menschen mit Behinderung ermächtigen sowie Inklusion und Gleichheit sicherstellen.“ Getreu diesem Motto bringen Innovationen aus den Instituten der Zuse-Gemeinschaft mehr Teilhabe für benachteiligte Menschen – und bedienen sich dabei digitaler Technologien. In Deutschland leben laut Angaben des Statistischen Bundesamtes etwa 7,8 Millionen schwerbehinderte Menschen.

Selbst schließenden Schuh per Smartphone bedienen

  • Zum Welttag der Menschen mit Behinderung am 3. Dezember

Berlin - Menschen mit Behinderung haben in der Freizeit und am Arbeitsplatz häufig mit Benachteiligungen zu kämpfen, die ihnen gleichberechtigte Teilhabe im gesellschaftlichen und beruflichen Alltag erschweren. Wissenschaftler an Forschungs¬instituten der Zuse-Gemeinschaft arbeiten in zahlreichen Projekten daran, Innovationen für Menschen mit Behinderung zu schaffen, die Erleichterungen und Lebensqualität bringen.

Der von den Vereinten Nationen ausgerufenen Tages der Menschen mit Behinderung am 3. Dezember folgt 2018 dem Leitspruch: „Menschen mit Behinderung ermächtigen sowie Inklusion und Gleichheit sicherstellen.“ Getreu diesem Motto bringen Innovationen aus den Instituten der Zuse-Gemeinschaft mehr Teilhabe für benachteiligte Menschen – und bedienen sich dabei digitaler Technologien. In Deutschland leben laut Angaben des Statistischen Bundesamtes etwa 7,8 Millionen schwerbehinderte Menschen.

Selbst schließenden Schuh per Smartphone bedienen

Medizintechnik ist ein wichtiger Branchenschwerpunkt vieler Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft. Damit auch körperlich eingeschränkte Menschen gut zu Fuß bleiben, hat das Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens (PFI) einen selbst schließenden Schuh entwickelt. Bei der erfolgreichen Entwicklung ging es darum, die Selbständigkeit, Sicherheit und Mobilität älterer und bewegungseingeschränkter Menschen zu erhöhen. Der Schuh schließt, ohne dass der Mensch Hand anlegen muss. Ein Näherungssensor initialisiert den Schließvorgang, sobald der Fuß in den Schuh geschlüpft ist. Wahlweise kann auch eine Steuerung per Smartphone und App erfolgen. Das manuelle Schnüren des Schuhs entfällt und der Schuh lässt sich ohne fremde Hilfe an- und ausziehen. Bei längeren Sitzphasen kann die Schnürung so programmiert werden, dass sie sich lockert, um sich beim Aufstehen dann ebenfalls wieder automatisch zu straffen.

Besser hören und sprechen

Um ein digitales Stimm- und Aussprachetraining für hochgradig Hörgeschädigte geht es im BMBF-geförderten Forschungsprojekt Theresiah der HörTech gGmbH aus Oldenburg, die das Projekt mit Partnern durchführt. Es richtet sich insbesondere an Menschen, die über ein Cochlea-Implantat (CI) verfügen, eine Hörprothese, die den Hörnerv unmittelbar elektrisch stimuliert. Die Patienten sollen selbstbestimmt und mit hoher Trainingsfrequenz Übungen z.B. zu Hause oder abseits klinischer Therapiezeiten durchführen können. Das ist trotz der Hörpro¬these nötig, da Menschen, die in jungen Jahren ertauben oder taub auf die Welt kommen, ihre eigene Stimme nicht so wahrnehmen, wie es Menschen mit gesundem Gehör tun. Im Projekt der HörTech sollen die Menschen das sogenannte auditorische Feedback der eigenen Stimme bekommen, um eine gute Aussprache zu erzielen.

Inklusion am Arbeitsplatz

Wie wichtig technische Innovationen zur Integration behinderter Menschen sein können, macht ein Blick in die Statistik deutlich. Mehr als zwei von fünf der schwerbehinderten Menschen in Deutschland sind laut Bundesagentur für Arbeit im erwerbsfähigen Alter. Einen Schritt für Inklusion am Arbeitsplatz hat die Schubs GmbH aus Hameln getan. Das Unternehmen hat einen digitalen Assistenten für die Schaltschrankmontage entwickelt. Ein Beamer projiziert den Bauplan direkt auf die Montageplatte des Schaltschranks. Der Werker nimmt sich ein Bauteil, hält es unter einen Scanner – und schon wird direkt im Schrank die Stelle angezeigt, an der er es befestigen muss. Die Mitarbeiter müssen keine Stücklisten mehr vergleichen und abhaken – das übernimmt der digitale Assistent. Ingenieure der IPH Hannover gGmbH, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft, entwickelten für Schubs einen Softwaredemonstrator, der sich intuitiv bedienen lässt, und stellten die Hardware zusammen.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft Schuhe Hightech
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft