Textination Newsline

Der anpassungsfähige intelligente Handschuh der Forscher am MIT CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) kann dem Benutzer taktile Rückmeldungen geben, um ihm neue Techniken beizubringen, Roboter mit präziserer Handhabung zu steuern und Chirurgen und Piloten zu schulen.

Wahrscheinlich kennen Sie jemanden, der eher visuell oder auditiv lernt, andere nehmen Wissen über eine andere Art und Weise auf: durch Berührung. Die Fähigkeit, taktile Interaktionen zu verstehen, ist besonders wichtig für Aufgaben wie das Erlernen filigraner Operationen und das Spielen von Musikinstrumenten, aber im Gegensatz zu Video und Audio ist es schwierig, Berührungen aufzuzeichnen und zu übertragen.

Um diese Herausforderung zu meistern, haben Forscher des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) des MIT und anderer Institute einen bestickten intelligenten Handschuh entwickelt, der berührungsbasierte Anweisungen erfassen, reproduzieren und weitergeben kann. Ergänzend entwickelte das Team einen einfachen maschinellen Lernassistenten, der sich daran anpasst, wie verschiedene Benutzer auf taktile Rückmeldungen reagieren, und so ihre Erfahrungen optimiert. Das neue System könnte möglicherweise dazu beitragen, Menschen körperliche Fähigkeiten beizubringen, die Teleoperation von Robotern zu verbessern und das Training in der virtuellen Realität zu unterstützen.

Werde ich Klavier spielen können?
Zur Herstellung ihres intelligenten Handschuhs verwendeten die Forscher eine digitale Stickmaschine, um taktile Sensoren und haptische Aktoren (ein Gerät, das berührungsbasiertes Feedback liefert) nahtlos in Textilien einzubetten. Diese Technologie ist bereits in Smartphones vorhanden, wo haptische Reaktionen durch Antippen des Touchscreens ausgelöst werden. Wenn Sie beispielsweise auf eine iPhone-App tippen, spüren Sie eine leichte Vibration, die von diesem bestimmten Teil des Bildschirms ausgeht. Auf die gleiche Weise sendet das neue adaptive Wearable Feedback an verschiedene Teile Ihrer Hand, um die optimalen Bewegungen für die Ausführung verschiedener Fähigkeiten anzuzeigen.

Mit dem intelligenten Handschuh könnten Nutzer beispielsweise das Klavierspielen erlernen. In einer Demonstration wurde ein Experte damit beauftragt, eine einfache Melodie über eine Reihe von Tasten aufzunehmen und dabei den intelligenten Handschuh zu verwenden, um die Sequenz zu erfassen, mit der er seine Finger auf die Tastatur drückt. Anschließend wandelte ein maschinell lernender Mechanismus diese Sequenz in ein haptisches Feedback um, das dann in die Handschuhe der Studenten eingespeist wurde, damit diese den Anweisungen folgen konnten. Wenn die Hände über demselben Abschnitt schwebten, vibrierten die Aktuatoren an den Fingern entsprechend den darunter liegenden Tasten. Die Software optimiert diese Anweisungen für jeden Benutzer und berücksichtigt dabei die subjektive Ausprägung von Berührungsinteraktionen.

"Menschen führen eine Vielzahl von Aufgaben aus, indem sie ständig mit der Welt um sie herum interagieren", sagt Yiyue Luo MS '20, Hauptautorin der Studie, Doktorandin am MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS) und CSAIL-Mitglied. "Normalerweise teilen wir diese physischen Interaktionen nicht mit anderen. Stattdessen lernen wir oft, indem wir ihre Bewegungen beobachten, wie beim Klavierspielen oder Tanzen.

"Menschen führen eine Vielzahl von Aufgaben aus, indem sie ständig mit der Welt um sie herum interagieren", sagt Yiyue Luo MS '20, Hauptautorin der Studie, Doktorandin am MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS) und CSAIL-Mitglied. "Normalerweise teilen wir diese physischen Interaktionen nicht mit anderen. Stattdessen lernen wir oft, indem wir ihre Bewegungen beobachten, wie beim Klavierspielen oder Tanzen.

"Die größte Herausforderung bei der Vermittlung von taktilen Interaktionen besteht darin, dass jeder Mensch haptisches Feedback anders wahrnimmt", fügt Luo hinzu. "Dieses Hindernis hat uns dazu inspiriert, einen intelligenten Agenten zu entwickeln, der lernt, eine adaptive Haptik für die Handschuhe des Einzelnen zu erzeugen, und ihnen so einen praxisnahen Ansatz zum Erlernen der optimalen Bewegung vermittelt."^

Das tragbare System wird mit Hilfe eines digitalen Herstellungsverfahrens an die Spezifikationen der Hand des Benutzers angepasst. Ein Computer erstellt einen Ausschnitt auf der Grundlage der individuellen Handmaße, dann näht eine Stickmaschine die Sensoren und Haptik ein. Innerhalb von 10 Minuten ist das weiche, stoffbasierte Wearable fertig zum Tragen. Das adaptive maschinelle Lernmodell, das zunächst anhand der haptischen Reaktionen von 12 Benutzern trainiert wurde, benötigt nur 15 Sekunden an neuen Benutzerdaten, um das Feedback zu personalisieren.

In zwei weiteren Experimenten wurden Nutzern, die die Handschuhe trugen, beim Spielen von Laptop-Spielen taktile Anweisungen mit zeitabhängigem Feedback gegeben. In einem Rhythmusspiel mussten die Spieler lernen, einem schmalen, gewundenen Pfad zu folgen, um in einen Zielbereich zu gelangen, und in einem Rennspiel mussten die Fahrer Münzen sammeln und das Gleichgewicht ihres Fahrzeugs auf dem Weg zur Ziellinie halten. Das Team von Luo fand heraus, dass die Teilnehmer mit optimierter Haptik die höchste Punktzahl erreichten, im Gegensatz zu Spielern ohne und mit nicht optimierter Haptik.

"Diese Arbeit ist der erste Schritt zum Aufbau personalisierter KI-Assistenten, die kontinuierlich Daten über den Benutzer und die Umgebung erfassen", sagt der Hauptautor Wojciech Matusik, MIT-Professor für Elektrotechnik und Informatik sowie Leiter der Computational Design and Fabrication Group im CSAIL. "Diese Assistenten unterstützen sie dann bei der Ausführung komplexer Aufgaben, beim Erlernen neuer Fähigkeiten und bei der Förderung verbesserten Nutzerverhaltens."

Lebensechte Erfahrung in elektronischen Umgebungen
Bei der Fernsteuerung von Robotern fanden die Forscher heraus, dass ihre Handschuhe Kraftempfindungen auf Roboterarme übertragen können, was ihnen hilft, feinere Greifaufgaben zu erledigen. "Es ist so, als würde man versuchen, einem Roboter beizubringen, sich wie ein Mensch zu verhalten", sagt Luo. In einem Fall setzte das MIT-Team menschliche Teleoperatoren ein, um einem Roboter beizubringen, wie er verschiedene Brotsorten festhalten kann, ohne sie zu deformieren. Indem sie dem Menschen optimales Greifen beibringen, kann er die Robotersysteme in Umgebungen wie der Fertigung präzise steuern, wo diese Maschinen sicherer und effektiver mit ihren Bedienern zusammenarbeiten können."

"Die Technologie des bestickten intelligenten Handschuhs ist eine wichtige Innovation für Roboter", so Daniela Rus, Andrew (1956) und Erna Viterbi Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT, Direktorin des CSAIL und Autorin der Studie. "Mit seiner Fähigkeit, taktile Interaktionen mit hoher Auflösung zu erfassen, ähnlich wie die menschliche Haut, ermöglicht dieser Sensor Robotern, die Welt durch Berührung wahrzunehmen. Die nahtlose Integration von taktilen Sensoren in Textilien überbrückt die Kluft zwischen physischen Handlungen und digitalem Feedback und bietet ein enormes Potenzial für die reaktionsschnelle Steuerung von Robotern und immersives Virtual-Reality-Training."

Auch in der virtuellen Realität könnte die Schnittstelle für ein intensiveres Erlebnis sorgen. Das Tragen von intelligenten Handschuhen würde digitale Umgebungen in Videospielen mit taktilen Eindrücken versehen, so dass die Spieler ihre Umgebung ertasten könnten, um Hindernissen auszuweichen. Darüber hinaus würde die Schnittstelle in virtuellen Trainingskursen für Chirurgen, Feuerwehrleute und Piloten, bei denen es auf Präzision ankommt, eine persönlichere und berührungsbasierte Erfahrung ermöglichen.

Während diese Wearables den Nutzern eine praktischere Erfahrung bieten könnten, glauben Luo und ihre Gruppe, dass sie ihre Wearable-Technologie über die Finger hinaus erweitern könnten. Mit einer stärkeren haptischen Rückmeldung könnten die Schnittstellen Füße, Hüften und andere Körperteile führen, die weniger empfindlich sind als Hände.

Luo betonte auch, dass die Technologie ihres Teams mit einem komplexeren Agenten mit künstlicher Intelligenz auch bei komplexeren Aufgaben wie der Verarbeitung von Ton oder dem Steuern eines Flugzeugs helfen könnte. Derzeit kann die Schnittstelle nur bei einfachen Bewegungen wie dem Drücken einer Taste oder dem Ergreifen eines Objekts helfen. In Zukunft könnte das MIT-System mehr Nutzerdaten einbeziehen und besser angepasste und eng anliegende Wearables herstellen, um die Auswirkungen der Handbewegungen auf die haptischen Wahrnehmungen noch besser zu berücksichtigen.

Luo, Matusik und Rus erstellten die Studie zusammen mit dem Direktor der EECS Microsystems Technology Laboratories und Professor Tomás Palacios, den CSAIL-Mitgliedern Chao Liu, Young Joong Lee, Joseph DelPreto, Michael Foshey und Professor und Studienleiter Antonio Torralba, Kiu Wu von LightSpeed Studios und Yunzhu Li von der University of Illinois in Urbana-Champaign.

Die Arbeit wurde teilweise durch ein MIT Schwarzman College of Computing Fellowship über Google und ein GIST-MIT Research Collaboration Grant unterstützt, mit zusätzlicher Hilfe von Wistron, Toyota Research Institute und Ericsson.

Wissenschaftler haben zum ersten Mal Bakterien eingesetzt, um Polyethylenabfälle „upzucyceln“: Mach Platz Spider-Man: Wissenschaftler des Rensselaer Polytechnic Institute haben einen Bakterienstamm entwickelt, der Plastikabfälle in biologisch abbaubare Spinnenseide mit vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten verwandeln kann.

In ihrer neuen Studie haben Wissenschaftler zum ersten Mal Bakterien eingesetzt, um Polyethylen-Kunststoff - wie er in vielen Einwegartikeln verwendet wird - in ein hochwertiges Proteinprodukt umzuwandeln.

Dieses Produkt, das die Wissenschaftler aufgrund seiner Ähnlichkeit mit der Seide, mit der Spinnen ihre Netze spinnen, als "bio-inspirierte Spinnenseide" bezeichnen, kann in Textilien, Kosmetika und sogar in der Medizin eingesetzt werden.

„Spinnenseide ist das Kevlar der Natur", sagte Helen Zha, Ph.D., Assistenzprofessorin für Chemie- und Bioingenieurwesen und eine der RPI-Forschenden, die das Projekt leiteten. „Sie kann unter Spannung fast so stark sein wie Stahl. Es hat jedoch eine sechsmal geringere Dichte als Stahl und ist daher sehr leicht. Als Biokunststoff ist es dehnbar, zäh, ungiftig und biologisch abbaubar.“

All diese Eigenschaften machen es zu einem großartigen Material für eine Zukunft, in der erneuerbare Ressourcen und die Vermeidung von anhaltender Plastikverschmutzung die Norm sind, so Zha.

Polyethylen-Kunststoffe, die in Produkten wie Plastiktüten, Wasserflaschen und Lebensmittelverpackungen enthalten sind, tragen weltweit am stärksten zur Plastikverschmutzung bei und brauchen bis zu 1.000 Jahre, um sich natürlich abzubauen. Nur ein kleiner Teil des Polyethylen-Kunststoffs wird recycelt, so dass die in der Studie verwendeten Bakterien dazu beitragen könnten, einen Teil des verbleibenden Abfalls „upzucyceln“.

Pseudomonas aeruginosa, das in der Studie verwendete Bakterium, kann auf natürliche Weise Polyethylen als Nahrungsquelle aufnehmen. Das RPI-Team stellte sich der Herausforderung, dieses Bakterium so zu steuern, dass es die Kohlenstoffatome des Polyethylens in ein genetisch kodiertes Seidenprotein umwandelt. Überraschenderweise stellten sie fest, dass ihre neu entwickelten Bakterien das Seidenprotein mit einer Effizienz herstellen konnten, die mit der einiger, üblicherweise in der Bioproduktion verwendeten Bakterienstämmen vergleichbar ist. Der biologische Prozess, der dieser Innovation zugrunde liegt, ist etwas, das die Menschen seit Jahrtausenden nutzen.

„Im Grunde genommen fermentieren die Bakterien den Kunststoff. Die Fermentierung wird zur Herstellung und Konservierung aller Arten von Lebensmitteln wie Käse, Brot und Wein verwendet, und in der biochemischen Industrie wird sie zur Herstellung von Antibiotika, Aminosäuren und organischen Säuren genutzt“, sagte Mattheos Koffas, Ph.D., Dorothy and Fred Chau ʼ71 Career Development Constellation Professor in Biocatalysis and Metabolic Engineering und der andere Wissenschaftler, der das Projekt leitet und zusammen mit Zha Mitglied des Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies in Rensselaer ist.

Damit die Bakterien Polyethylen fermentieren können, muss der Kunststoff zunächst „vorverdaut“ werden, so Zha. Genau wie wir Menschen unsere Nahrung in kleinere Stücke schneiden und kauen müssen, bevor unser Körper sie verwerten kann, haben die Bakterien Schwierigkeiten, die langen Molekülketten oder Polymere zu essen, aus denen Polyethylen besteht.

In der Studie arbeiteten Zha und Koffas mit Wissenschaftlern des Argonne National Laboratory zusammen, die den Kunststoff durch Erhitzen unter Druck depolymerisierten, wodurch eine weiche, wachsartige Substanz entstand. Anschließend trug das Team eine Schicht des aus dem Kunststoff gewonnenen Wachses auf die Böden der Kolben auf, die als Nährstoffquelle für die Bakterienkultur dienten. Dies unterscheidet sich von der üblichen Fermentation, bei der Zucker als Nährstoffquelle dient.

„Es ist, als würden wir die Bakterien nicht mit Kuchen füttern, sondern mit den Kerzen auf dem Kuchen“, so Zha.

Als dann der Inhalt der Kolben auf einer Wärmeplatte sanft umgewälzt wurde, gingen die Bakterien an die Arbeit. Nach 72 Stunden ließen die Wissenschaftler die Bakterien aus der flüssigen Kultur abtropfen, reinigten das Seidenprotein und gefriergetrockneten es. In diesem Stadium könnte das Protein, das zerrissenen Wattebällchen ähnelte, potenziell zu Garn gesponnen oder in andere nützliche Formen weiterverarbeitet werden.

„Das wirklich Spannende an diesem Prozess ist, dass er im Gegensatz zur heutigen Kunststoffproduktion wenig Energie verbraucht und keine giftigen Chemikalien benötigt“, so Zha. „Die besten Chemiker der Welt könnten Polyethylen nicht in Spinnenseide umwandeln, aber diese Bakterien können es. Wir machen uns wirklich zunutze, was die Natur entwickelt hat, um die Herstellung für uns zu übernehmen.“

Bevor jedoch Produkte aus recycelter Spinnenseide zur Realität werden, müssen die Wissenschaftler zunächst Wege finden, um das Seidenprotein effizienter herzustellen.
 
„Diese Studie zeigt, dass wir diese Bakterien verwenden können, um Plastik in Spinnenseide umzuwandeln. In unserer künftigen Arbeit werden wir untersuchen, ob wir die Bakterien oder andere Aspekte des Prozesses optimieren können, um die Produktion zu steigern“, sagte Koffas.

„Die Professoren Zha und Koffas repräsentieren die neue Generation von Chemie- und Bioingenieuren, die biologisches Engineering mit Materialwissenschaften zur Herstellung umweltfreundlicher Produkte verbinden. Ihre Arbeit ist ein neuartiger Ansatz zum Schutz der Umwelt und zur Verringerung unserer Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen“, sagte Shekhar Garde, Ph.D., Dekan der RPI School of Engineering.

Die Studie, die vom Erstautor Alexander Connor, der 2023 am RPI promoviert, und den Co-Autoren Jessica Lamb und Massimiliano Delferro vom Argonne National Laboratory durchgeführt wurde, wurde in der Zeitschrift „Microbial Cell Factories“ veröffentlicht.

JUMBO-Textil steht mit seinen hochwertigen technischen Schmaltextilien für Hightech – egal ob gewebt, geflochten oder gewirkt. Als Elastic-Spezialist und Lösungspartner entwickelt und produziert das Unternehmen individuelle Innovationen für Kunden weltweit. Das 70 Personen umfassende starke Team muss so vielfältig und flexibel sein wie die Produkte, die es konzipiert. Textination sprach mit dem  Wirtschaftsingenieur Carl Mrusek über die aktuellen Herausforderungen für Familienunternehmen. Carl Mrusek, seit einem knappen Jahr Chief Sales Officer (CSO) in der Textation Group GmbH & Co KG, zu der JUMBO-Textil gehört, verantwortet neben anderen Aufgabenbereichen auch die strategische Unternehmensentwicklung.

 

„In einem Familienunternehmen sind Traditionen das Fundament, Innovationen der Weg nach vorne“, sagt man. Das Image familiengeführter Unternehmen hat sich in den letzten Jahren deutlich gewandelt – altmodische Wertvorstellungen und überholte Wirtschaftskonzepte sind einer starken Firmenkultur, hohem regionalen Verantwortungsgefühl und nachhaltigem Planen gewichen. Wie verknüpft JUMBO-Textil seine Unternehmenswerte und Traditionen mit einem zeitgemäßen Führungsstil?

Carl Mrusek: Als Familienunternehmen besteht eine enge Bindung der Mitarbeiter*innen an das Unternehmen und umgekehrt, die Kontinuität der menschlichen Beziehungen ist wichtig und wertvoll. Bei JUMBO-Textil hat darüber hinaus vor allem eines Tradition: zeitgemäße Unternehmensführung, und zwar sowohl technisch und fachlich als auch mit Blick auf Führungsstil und Werte. Denn gerade in einem Familienunternehmen, das ja oft über Jahrzehnte von derselben Person geführt wird, ist es entscheidend, Unternehmenswerte und Führungsstil zu hinterfragen und Wandel zu fördern. Ein Unternehmen, das seit bald 115 Jahren international erfolgreich agiert, muss anpassungsfähig sein. Auf Veränderungen schnell zu reagieren, sie sogar vorauszusehen und entsprechend voranzugehen, das ist für uns Kern klugen wirtschaftlichen Handelns. Die Spezialisierung hin zu Elastics in den 20er-Jahren des letzten Jahrhunderts ist ein Beispiel für die vorausschauende Veränderungskraft, aber auch die strategisch wichtige Hinwendung zu technischen Textilien in den 70er-Jahren. Aus der jüngsten Zeit ließe sich das Zusammengehen mit der vombaur GmbH & Co. KG unter das Dach der Textation Group nennen.

Das Wichtigste in jedem Unternehmen sind seine Mitarbeiter*innen. Mit überkommenen Traditionen und Arbeitsweisen würden wir sie nicht gewinnen und halten können. Bei uns steht nicht die Unternehmensleitung im Zentrum, sondern der gemeinsame Erfolg, und der ist in einer komplexen Welt in der Regel das Ergebnis einer gelungenen Zusammenarbeit und nicht einer Ansage des Chefs. Führung heißt – klar – strategische Ziele setzen und verfolgen, heißt heute aber auch: Teamentwicklung. Die besten Menschen zu finden, zusammenzubringen und für das Ziel zu motivieren.

 

Team-Gedanke und Leitbild-Entwicklung: Wie gelingt Ihnen das bei JUMBO-Textil? 

Carl Mrusek: Im Team! JUMBO-Textil hat seine Führungsebene gezielt verbreitert. Neben dem Geschäftsführer, unserem CEO Andreas Kielholz, arbeiten hier der Chief Operational Officer Patrick Kielholz, der Chief Financial Officer Ralph Cammerath, der Chief Technology Officer Dr. Sven Schöfer und ich selbst als Chief Sales Officer. Das zeigt, dass wir vom Kooperationsgedanken überzeugt sind: Auch an der Unternehmensentwicklung und in strategischen Fragen arbeiten wir gemeinsam. Genauso in den einzelnen Teams – in organisatorischen Fachteams oder in interdisziplinären Projektteams. Die Aufgaben, für die wir zuständig sind, mögen unterschiedlich sein, aber jede ist gleich wichtig.

 

Deshalb auch starten Sie die Vorstellung der Ansprechpartner*innen auf Ihrer Website mit dem Junior Sales Manager? Und die Vertreter der C-Ebene stehen am Ende?

Carl Mrusek: Ja. Alle JUMBO-Textil-Köpfe sind für uns der Kopf des Unternehmens. Alle JUMBO-Textil-Gesichter repräsentieren das Unternehmen. Das spiegelt sich auch an der Reihenfolge der Ansprechpartner*innen auf der Website wider. Die Besucher*innen sollen hier schnell die Person finden, die ihnen weiterhelfen kann, und nicht erfahren, wer das Unternehmen leitet. Dafür gibt es das Impressum. (lacht)

 

Wie sehen das Leitbild von JUMBO-Textil und seine Vision für die Zukunft aus, und was muss sich verändern, um die Vision zu erreichen?

Carl Mrusek: Wir arbeiten aktuell an der strategischen Ausrichtung der Textation Group, zu der die JUMBO-Textil GmbH & Co. KG sowie die vombaur GmbH & Co. KG gehören. In diesem Zusammenhang haben wir die Unternehmensvision und -mission der Gruppe erarbeitet und unser Leitbild aktualisiert. Dies dient als Fundament für die Strategieentwicklung und gelingt nur dann nachhaltig, wenn Mitarbeiter*innen über Umfragen und Workshops in diesem Prozess eingebunden sind. Ich möchte noch nicht zu viel verraten, aber so viel steht bereits: Starke Teams, die richtigen Personen am richtigen Platz, Verantwortungsübernahme auf allen Ebenen, Nachhaltigkeit als Grundlage für Innovation – das werden die vier Eckpfeiler sein. Daran lässt sich bereits ablesen: Um unsere Vision zu erreichen, können wir nicht einen Schalter umlegen. Wir müssen stets veränderungsfreudig bleiben, immer wieder neu – von der Produktentwicklung bis zur Personalgewinnung. Aber das hat bei uns ja wie gesagt Tradition.

 

JUMBO-Textil ist kein Branchenspezialist, sondern bündelt Kompetenzen für anspruchsvolle Hightech-Schmaltextilien. Wer hat bei herausfordernden Kundenprojekten das Sagen – entscheiden Sie im Team oder eher top-down, wo ist die Verantwortung für einen Auftrag angesiedelt?

Carl Mrusek: Wir entscheiden im Team darüber, welche Projekte wir realisieren bzw. mit welcher Priorisierung sie angegangen werden. Dabei gibt die Unternehmensstrategie die „Stoßrichtung“ vor. Neben der vertrieblichen spielt auch die entwicklungsseitige Betrachtung von neuen Projekten eine entscheidende Rolle. Ich stimme mich deshalb intensiv mit Dr. Sven Schöfer (CTO) und seinem Team ab, da hier die technische Entwicklung und Umsetzung unserer Produkte im Fokus steht. Die Projektbearbeitung ist final immer eine Teamleistung von Vertrieb und Entwicklung in enger Zusammenarbeit mit der Produktion.

 

Zwischen übertariflichen Vergütungen, einer 4-Tage-Woche und der vielbeschworenen Work-Life-Balance – in der aktuellen Situation auf dem Arbeitsmarkt sind eher die Unternehmen in der Bewerbersituation als umgekehrt. Was tun Sie, um als Arbeitgeber für neue Kollegen und Kolleginnen attraktiv zu bleiben? Und wie halten Sie die Einsatzfreude Ihrer Fachkräfte auf gleichbleibend hohem Niveau?

Carl Mrusek: Ein wichtiger Ansatz bei uns ist die Ausbildung. Junge Menschen auszubilden und ihnen während der Ausbildung zu beweisen: JUMBO-Textil ist dein Place-to-be. Wir beginnen also bereits durch unsere Schulbesuche und Schulpraktika mit der Fachkräftegewinnung. Als hochmodernes Unternehmen bieten wir ein attraktives Gehaltsniveau und ein angenehmes und gesundes Arbeitsumfeld.

Bewerber*innen möchten heute darüber hinaus oft auch ihre Arbeitsform und ihre Arbeitszeiten individuell und flexibel gestalten, aus ganz unterschiedlichen Gründen. Mit modernen Arbeitsmodellen und dank unserer laufenden Digitalisierungsfortschritte unterstützen wir sie dabei, wo immer es möglich ist. Außerdem möchten die Menschen für ein Unternehmen arbeiten, mit dem sie sich identifizieren können. Umwelt- und Klimaschutz sind unseren Mitarbeiter*innen und Bewerber*innen ebenso wichtig wie Sozialstandards in unserer Lieferkette. Dass wir uns mit unserer Nachhaltigkeitsstrategie ehrgeizige Ziele gesetzt haben und sie mit fest terminierten Schritten konsequent verfolgen – unsere klimaneutrale Energiegewinnung ist ein konkretes bereits realisiertes Beispiel –, dass wir unsere Geschäftspartner mit Nachdruck dazu aktivieren, die Menschen- und Arbeitnehmerrechte zu beachten und uns zum Code of Conduct der deutschen Textil- und Modeindustrie bekennen, all das hilft uns deshalb auch bei der Personalgewinnung.

 

Was größere, kapitalintensivere Unternehmen teilweise durch Finanzmittel wettmachen können, muss der Mittelstand – insbesondere in Krisensituationen – durch Agilität und Anpassungsfähigkeit stemmen. Inwiefern spiegeln sich diese Anforderungen auch in Ihrer Organisationsstruktur und dem Anforderungsprofil für Beschäftigte wider?

Carl Mrusek: Genau, das ist der Vorteil, den Familienunternehmen gegenüber großen Konzernen mitbringen und ausspielen können: Wir können schnell entscheiden und wenn nötig tagesaktuell reagieren. Die Hierarchien sind flach, Abstimmungsprozesse kurz. Ein spannender Vorschlag muss nicht erst durch Agenturen schick aufbereitet und über etliche Ebenen abgestimmt werden, bis er durch die Geschäftsführung abgesegnet ist und umgesetzt werden kann. Das Okay kann auch sofort beim Mittagessen kommen: „Super Idee, das machen wir.“ In einem Konzern scheitert das schon daran, dass nur die wenigsten Mitarbeiter*innen die Chance haben, mit der Geschäftsleitung an einem Tisch zu Mittag zu essen. – Wobei wir dabei nur im Ausnahmefall über das Geschäft sprechen. Meistens dreht es sich in der Pause um Familie, Wetter, Sport- und Freizeitpläne, Mittagsthemen eben. – Wir brauchen dafür verantwortungsvolle und veränderungsbereite Teamplayer. Menschen, die auf Augenhöhe mit anderen zusammenarbeiten, sich mit Schwung und Kompetenz für das Unternehmen und seine Ziele einsetzen und Lust auf Neues haben.

 

Um aktuelle und potenzielle Mitarbeitende begeistern zu können, braucht es inzwischen deutlich mehr als Obstkorb und Fitnessstudio. Sinnstiftend zu arbeiten, sich an einer klimafreundlichen Transformation zu beteiligen, ist vielen Menschen besonders wichtig. Was macht JUMBO-Textil konkret, um SDGs nicht nur in einem Statement zu zitieren, sondern im Unternehmensalltag zu leben?

Carl Mrusek: Wir haben uns ein konkretes Klima-Ziel gesetzt: Bis 2035 arbeiten wir in unserer Zentrale in Verwaltung und Produktion klimaneutral. Realistische Schritte wurden hierfür definiert. Ein wichtiges Zwischenziel haben wir schon erreicht: In unserer Zentrale in Sprockhövel nutzen wir ausschließlich Öko-Strom aus Sonne, Wind und Wasser. Die noch unvermeidlichen Emissionen für unsere Wärmegewinnung gleichen wir mit CO₂-Kompensationsleistungen aus. Außerdem entwickeln wir immer mehr Produkte aus recyclebaren und recycelten Materialien. Unsere Fahrzeugflotte wird aktuell auf rein elektrisch bzw. hybrid angetriebene Modelle umgestellt.

 

Diversifikation und Internationalisierung sind heutzutage Bestandteil jeder Unternehmensstrategie. Doch was bedeuten diese Begriffe für den Führungsstil eines Mittelständlers in Sprockhövel? Bauen Sie bewusst interdisziplinäre internationale Teams auf?

Carl Mrusek: Wir leben in einer hyperdiversen Gesellschaft. Das bildet sich auch in unserem Unternehmen ab. Unsere Teams setzen sich, ganz ohne dass wir das steuern müssten, aus Menschen mit unterschiedlichen internationalen Hintergründen zusammen. Auch die Altersstruktur ist inzwischen sehr durchmischt. Die unterschiedlichen Perspektiven sehen wir als Gewinn, als Chance und Erfolgsfaktor. Wir – und das bedeutet letztlich unsere Kunden und deren Projekte – profitieren von der Vielzahl der Blickwinkel, die in unsere Lösungen einfließen. Der Frauenanteil ist – wie bei vielen Unternehmen im Bereich technischer Textilien – in manchen Teams noch etwas unausgewogen. Doch er steigt erfreulicherweise kontinuierlich an.

 

Generationenwechsel und Nachfolgeplanung sind Kernthemen familiengeführter Unternehmen. Wie wichtig ist JUMBO-Textil die Professionalisierung seiner Führungsriege, und inwiefern ist das Unternehmen offen für externe Fachkräfte und Manager?

Carl Mrusek: Ein Unternehmen, das sich externen Fach- und Führungskräften gegenüber verschließt, verschließt sich damit auch eine Tür zum Erfolg. Das wäre töricht. Die enge Bindung, persönliche Kontinuität und Flexibilität eines familiengeführten Unternehmens, die Leidenschaft und Innovationslust eines Start-ups und die Solidität und Finanzkraft eines Konzerns – all das versuchen wir bei JUMBO-Textil zu verbinden und auszubalancieren. Mit Patrick Kielholz als COO ist die nächste Generation der Familie in der Führungsebene ebenso vertreten wie der externe Blick und die Vielfalt der Perspektiven durch die weiteren neuen Mitglieder im C-Level. Die Textation Group, zu der mit Kevin Kielholz auch der Bruder von Patrick Kielholz gehört, stützt das Unternehmen und ermöglicht es, größer zu denken und zu agieren, als mittelständische Familienunternehmen es sonst oft tun. JUMBO-Textil ist Elastic-Spezialist. Und was unser Produkt auszeichnet, das zeichnet uns auch als Organisation aus. Wir umspannen die Vorteile des Familienunternehmens ebenso wie die des Start-ups und des Konzerns. Wenn ich das Bild der Elastizität hier nutzen darf und es nicht überstrapaziere. (lacht)

Vor der gewaltigen und surrealen Kulisse der Black Rock Desert in Nevada findet alljährlich der Burning Man statt, der die flache, karge Wüste in einen riesigen Spielplatz für künstlerischen und kreativen Ausdruck verwandelt. Die "Burners" kommen hierher, um die flüchtige Black Rock City, die die Teilnehmer jedes Jahr aufs Neue errichten, zu erleben und mitzugestalten. Mit ihren zahllosen Kunstinstallationen und Performances ist die Black Rock City ein temporäres Zuhause für kreative Köpfe aus der ganzen Welt.

Unter den großformatigen Kunstwerken befand sich in diesem Jahr der Living Knitwork Pavilion, ein ungewöhnliches architektonisches Werk, das aus gestrickten Textilien und einem Holzgitter gefertigt wurde. Die Installation wurde von einem Forscherteam des MIT Media Lab und der MIT School of Architecture and Planning unter der Leitung der Doktorandin Irmandy Wicaksono entwickelt und gebaut und mit dem Black Rock City Honorarium 2023 ausgezeichnet. Für das Team war es ein äußerst anspruchsvolles und erfüllendes Projekt, das viele neue Erkenntnisse und Überraschungen bot. Zu erleben, wie die Installation mitten in der Wüste entstanden ist und erstrahlt, war wirklich magisch.

Im Living Knitwork Pavilion sind 12 modulare Stoffbahnen, die so genannten Knitwork Petals (gestrickte Blütenblätter), durch einen zentralen Turm miteinander verbunden. Die gesamte Installation bildet eine zwölfeckige pyramidenförmige Schattenstruktur, die 18 Fuß hoch und 26 Fuß breit ist und an ein Tipi erinnert. Die Stoffe wurden mit Hilfe von digitalem Strickmaschinen und einer Sammlung von funktionellen und herkömmlichen Garnen, einschließlich photochromer, leuchtender und leitfähiger Garne, entwickelt. Wicaksono ließ sich von den komplizierten Textilmustern und Tempelschnitzereien in Indonesien inspirieren und nutzte die Spannung zwischen gestrickten Polyester- und Spandexgarnen, um textile Texturmuster oder Reliefs zu schaffen. Die Verschmelzung von parametrischen und handgefertigten Motiven verwandelt das "Living Knitwork" in ein erzählerisches Kunstwerk, das sowohl die Ehrfurcht vor der alten Kunst als auch eine Vision für die Zukunft widerspiegelt. Diese Reliefs voller Symbole und Illustrationen stellen 12 Geschichten der Zukunft dar - von Solarpunk-Städten und Bio-Maschinen-Schnittstellen bis hin zur Tiefsee und Weltraumforschung.

Burning Man und die Black Rock Wüste sind für ihre Kletteren-thusiasten und starken Winde bekannt. Da solche Windböen dazu führen können, dass sich Stoffe wie Segel verhalten und eine erhebliche Kraft ausüben, entwarf das Team eine Struktur, die das Körpergewicht vieler Kletterer tragen und Windgeschwindigkeiten von bis zu 70 mph standhalten kann.

Die fertige Mittelstruktur des Pavillons besteht aus einem asymptotischen Gittergeflecht aus Holz- und Verbindungselementen, das für die statische Festigkeit optimiert ist und gleichzeitig den Materialverbrauch minimiert. Die gestrickten Blütenblätter, die mit einer doppelt gestrickten Struktur und Netzöffnungen integriert und durch das Schmelzen von Garnen thermogeformt wurden, sorgen für strukturelle Stabilität. Maßgeschneiderte Kanäle für Seile und Kabel wurden ebenfalls in das Strickdesign integriert, um sicherzustellen, dass jedes Gewebe und jede elektrische Komponente sicher verankert und geschützt ist, ohne die ästhetische Gestaltung zu beeinträchtigen. Der Living Knitwork Pavillon, der dieses Jahr Windstärken von bis zu 36 mph ausgesetzt war, blieb während der gesamten Burning Man-Veranstaltung standhaft und bewies damit seine Widerstandsfähigkeit unter extremen Wüstenbedingungen.

Zur Unterstützung von Burning Man's Anliegen einer nachhaltigeren Kunst, nutzte der Living Knitwork Pavillon die additive Fertigung von digitalem Stricken. Diese Methode ermöglichte die Herstellung individueller, mehrschichtiger Textilien, die sowohl ästhetisch als auch funktional sind, während gleichzeitig der Verbrauch von Rohstoffen und Abfall minimiert wurde. Das Team verwendete für seine Stoffe recycelte Materialien, wobei 60 Prozent der Garne aus recycelten Plastikflaschen stammen. Der Pavillon wird außerdem vollständig mit Batterieenergie und Solarzellen betrieben. Das Team arbeitete mit der Solar Library zusammen, einem skulpturalen Solarpanel, das Energie an andere Kunstwerke auf der Playa verteilt, um Generatoren und Lärm zu vermeiden und gleichzeitig die Nutzung erneuerbarer Energiequellen zu fördern.

Tagsüber dient der Living Knitwork Pavilion als Schattenspender und gemeinschaftlichee Raum für Meditati-on und Entdeckungen. Wenn sich die Sonne im Laufe des Tages weiterbewegt, werden verborgene, verschlüsselte Textilmuster und visuelle Erfahrungen durch Photochromie und leuchtendes Glühen enthüllt. Wenn die Dämmerung über der Wüste hereinbricht, vollzieht der Pavillon eine Metamorphose und beleuchtet seine Umgebung durch ein beeindruckendes Licht- und Audiosystem. Durch ein verteiltes Netzwerk von Antennen, die in die zentrale Struktur und in jedes gestrickte Blütenblatt eingebettet sind, wollte das Team letztlich eine persönliche Erfahrung schaffen, die es individuellen und kollektiven Bewegungen und Aktivitäten ermöglicht, das Gesamtambiente des Raums zu beeinflussen, einschließlich Klang und Beleuchtung

Während des gesamten Burning Man fanden im Pavillon auch Pop-up-Events statt, von Yoga-Sitzungen über Tanzvorführungen und Live-Musik bis hin zu einer Hochzeitszeremonie. Leider wurde die Black Rock Desert in den letzten beiden Tagen der Veranstaltung von einem heftigen Regenschauer heimgesucht - eine Seltenheit für diese Veranstaltung. Diese klimatische Wendung wirkte sich jedoch positiv auf den Pavillon aus, da die Textiloberfläche von dem angesammelten Staub befreit wurde und ihre leuchtend blaue Farbe wieder auflebte.

Das Ergebnis dieses umfassenden Projekts ist eine Zusammenarbeit, die Grenzen zwischen den Disziplinen überschreitet. Das Forschungsteam möchte Communities zusammenbringen und die bemerkenswerten Möglichkeiten aufzeigen, die sich ergeben, wenn Architektur, Technologie und Textilkunst zusammenkommen.

The interdisciplinary group behind the Living Knitwork Pavilion includes researchers from across the Media Lab, the MIT Center for Bits and Atoms, and the Department of Architecture: Irmandy Wicaksono, Sam Chin, Alfonso Parra Rubio, Nicole Bakker, Erik Strand, Gabriela Advincula, Manaswi Mishra, Age van der Mei, Judyta Cichoka, Tongge Yu, and Angelica Zhang.  

 

Mycocrete, eine aus Pilzen hergestellte Paste, kann mit einem gestrickten Stoffgerüst kombiniert werden, um umweltfreundliche Bauten zu schaffen.
Wissenschaftler haben Mycocrete, eine Paste aus dem Wurzelgeflecht von Pilzen, Myzel genannt, als Baumaterial entwickelt. Durch das Einspritzen dieser Paste in ein gestricktes Textilkonstrukt entsteht ein Verbundwerkstoff, der stärker und vielseitiger ist als frühere Biomaterialien aus Pilzen und schließlich für den Bau von Leichtbaugebäuden mit geringer Umweltbelastung verwendet werden könnte.
 
Wissenschaftler, bemüht, die Umweltauswirkungen der Bauindustrie zu verringern, haben einen Weg entwickelt, Baumaterialien mit Hilfe von gestrickten Formteilen und dem Wurzelgeflecht von Pilzen wachsen zu lassen. Obwohl Forscher schon früher mit ähnlichen Verbundwerkstoffen experimentiert haben, war es aufgrund der Form- und Wachstumsbeschränkungen des organischen Materials schwierig, verschiedene Anwendungen zu entwickeln, die das Potenzial ausschöpfen. Durch die Verwendung der gestrickten Matrizen als flexibles Gerüst oder „Schalung“ schufen die Wissenschaftler einen Verbundstoff namens „Mycocrete“, der stärker und vielseitiger in Bezug auf Form und Gestalt ist und es den Wissenschaftlern ermöglicht, leichte und relativ umweltfreundliche Baumaterialien zu züchten.

„Unser Ziel ist es, das Aussehen, die Haptik und das sich Komfortgefühl von architektonischen Räumen zu verändern, indem wir Myzel in Kombination mit biobasierten Materialien wie Wolle, Sägemehl und Zellulose verwenden“, sagte Dr. Jane Scott von der Universität Newcastle, korrespondierende Autorin der Veröffentlichung in Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Die Forschungsarbeit wurde von einem Team aus Designern, Ingenieuren und Wissenschaftlern der Forschungsgruppe für lebende Textilien durchgeführt, die Teil des Hub for Biotechnology in the Built Environment ist, einem von Research England finanzierten Gemeinschaftsunternehmen der Universitäten Newcastle und Northumbria.

Wurzelgeflechte
Zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit Myzel, einem Teil des Wurzelgeflechts von Pilzen, mischen Wissenschaftler Myzelsporen mit Getreidekörnern, von denen sie sich ernähren können, und Material, auf dem sie wachsen können. Diese Mischung wird in eine Form gepackt und in eine dunkle, feuchte und warme Umgebung gebracht, damit das Myzel wachsen kann und das Substrat fest zusammenhält. Sobald es die richtige Dichte erreicht hat, aber bevor es anfängt, Fruchtkörper – also Pilze - zu produzieren, wird es ausgetrocknet. Dieser Prozess könnte ein billiger, nachhaltiger Ersatz für Schaumstoff, Holz und Plastik sein. Allerdings benötigt das Myzel zum Wachsen Sauerstoff, was die Größe und Form herkömmlicher starrer Formen einschränkt und die derzeitigen Anwendungen begrenzt.

Gestrickte Textilien bieten eine mögliche Lösung: sauerstoffdurchlässige Formen, die sich mit dem Wachstum des Myzels von flexibel zu steif verändern können. Aber Textilien können zu weich sein, und es ist schwierig, die Formen gleichmäßig zu füllen. Scott und ihre Kollegen entwarfen eine Myzelmischung und ein Produktionssystem, mit dem das Potenzial gestrickter Formen genutzt werden kann.

„Stricken ist ein unglaublich vielseitiges 3D-Fertigungssystem“, so Scott. „Es ist leicht, flexibel und formbar. Der größte Vorteil der Stricktechnologie im Vergleich zu anderen textilen Verfahren ist die Möglichkeit, 3D-Strukturen und Formen ohne Nähte und ohne Abfall zu stricken.“

Die Wissenschaftler bereiteten Proben eines herkömmlichen Myzelkomposits als Referenz vor und züchteten sie zusammen mit Proben des Mycocrete, das ebenfalls Papierpulver, Papierfaserklumpen, Wasser, Glycerin und Xanthan enthielt. Diese Paste sollte mit einer Injektionspistole in die gestrickte Schalung eingebracht werden, um die Konsistenz der Füllung zu verbessern: Die Paste musste flüssig genug für das Einbringungssystem sein, aber nicht so flüssig, dass sie ihre Form nicht behielt.

Die Schläuche für die geplante Teststruktur wurden aus Merinogarn gestrickt, sterilisiert und an einer starren Struktur befestigt, während sie mit der Paste gefüllt wurden, so dass Spannungsänderungen des Gewebes die Leistung des Mycocrete nicht beeinträchtigen würden.

Die Zukunft bauen
Nach dem Trocknen wurden die Proben Zug-, Druck- und Biegefestigkeitstests unterzogen. Die Mycocrete-Proben erwiesen sich als fester als die herkömmlichen Mycel-Verbundproben und übertrafen die ohne gestrickte Schalung gewachsenen Mycel-Verbundstoffe. Darüber hinaus sorgte das poröse Gestrick der Schalung für eine bessere Sauerstoffverfügbarkeit, und die darin gewachsenen Proben schrumpften weniger als die meisten Myzelverbundwerkstoffe, wenn sie getrocknet werden, was darauf hindeutet, dass berechenbarere und konsistentere Herstellungsergebnisse erzielt werden könnten.

Dem Team gelang es ebenfalls, einen größeren Prototyp mit der Modellbezeichnung BioKnit zu bauen - eine komplexe, freistehende Kuppel, die dank der flexiblen Strickform aus einem einzigen Stück besteht, ohne Verbindungsstellen, die sich als Schwachstellen erweisen könnten.

„Die mechanische Leistung des Mycocrete in Kombination mit einer dauerhaft gestrickten Schalung ist ein bedeutendes Resultat und ein Schritt in Richtung der Verwendung von Myzel und textilen Biohybriden im Bauwesen“, so Scott. „In dieser Arbeit haben wir bestimmte Garne, Substrate und Myzelien spezifiziert, die notwendig sind, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Es gibt jedoch zahlreiche Möglichkeiten, diese Formulierung für andere Anwendungen anzupassen. Biogefertigte Architektur könnte neue Maschinentechnologie erfordern, um Textilien in den Bausektor zu bringen.“

Forscher der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) haben faserähnliche Pumpen entwickelt, die es ermöglichen, Hochdruck-Fluidkreisläufe in Textilien einzuweben, ohne dass eine externe Pumpe benötigt wird. Weiche, stützende Exoskelette, thermoregulierende Kleidung und immersive Haptik können so von Pumpen angetrieben werden, die in den Geweben der Vorrichtungen selbst eingenäht sind.

Viele flüssigkeitsbasierte, tragbare Hilfstechnologien benötigen heute eine große und laute Pumpe, die unpraktisch - wenn nicht gar unmöglich - in die Kleidung integriert werden kann. Dies führt zu einem Widerspruch: Tragbare Geräte sind routinemäßig an untragbare Pumpen gebunden. Forscher des Soft Transducers Laboratory (LMTS) an der School of Engineering haben nun eine elegante und einfache Lösung für dieses Dilemma entwickelt.

„Wir präsentieren die weltweit erste Pumpe in Form einer Faser, also eines Schlauches, der seinen eigenen Druck und Durchfluss erzeugt“, so LMTS-Chef Herbert Shea. "Jetzt können wir unsere Faserpumpen direkt in Textilien und Kleidung einnähen und herkömmliche Pumpen hinter uns lassen." Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Leicht, leistungsstark ... und waschbar
Sheas Labor hat eine lange Tradition in der zukunftsweisenden Fluidik. Im Jahr 2019 stellten sie die erste dehnbare Pumpe der Welt her.

„Diese Arbeit baut auf unserer vorherigen Generation von Soft-Pumpen auf“, erläutert Michael Smith, ein LMTS-Post-Doktorand und Hauptautor der Studie. „Das Faserformat ermöglicht es uns, leichtere und leistungsstärkere Pumpen herzustellen, die besser mit tragbarer Technologie kompat-bel sind.“

Die LMTS-Faserpumpen nutzen ein Prinzip namens Ladungsinjektion-Elektrohydrodynamik (EHD), um einen Flüssigkeitsstrom ohne bewegliche Teile zu erzeugen. Zwei schraubenförmige Elektroden, die in die Pumpenwand eingebettet sind, ionisieren und beschleunigen die Moleküle einer speziellen, nicht leitenden Flüssigkeit. Die Ionenbewegung und die Form der Elektroden erzeugen einen Netto-Fluidstrom, der geräuschlos und ohne Vibrationen arbeitet und nur ein handtellergroßes Netzteil und eine Batterie benötigt.

Um die einzigartige Struktur der Pumpe zu erreichen, entwickelten die Forscher ein neuartiges Herstellungsverfahren, bei dem Kupferdrähte und Polyurethanfäden um einen Stahlstab gewickelt und dann durch Hitze verschmolzen werden. Nachdem der Stab entfernt wurde, können die 2 mm dicken Fasern mit herkömmlichen Web- und Nähtechniken in Textilien integriert werden.

Die einfache Konstruktion der Pumpe hat eine Reihe von Vorteilen. Die benötigten Materialien sind preiswert und leicht verfügbar, der Herstellungsprozess lässt sich leicht skalieren. Da die Höhe des von der Pumpe erzeugten Drucks direkt mit ihrer Länge zusammenhängt, können die Schläuche auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten werden, um die Leistung zu optimieren und gleichzeitig das Gewicht zu minimieren. Die robuste Konstruktion kann auch mit herkömmlichen Waschmitteln gereinigt werden.

Vom Exoskelett zur virtuellen Realität
Die Autoren haben bereits gezeigt, wie diese Faserpumpen in neuen und spannenden tragbaren Technologien eingesetzt werden können. So können sie beispielsweise heiße und kalte Flüssigkeiten durch Kleidungsstücke zirkulieren lassen, die in Umgebungen mit extremen Temperaturen oder in therapeutischen Umgebungen zur Behandlung von Entzündungen und sogar zur Optimierung sportlicher Leistungen eingesetzt werden.

„Diese Anwendungen erfordern ohnehin lange Schläuche, und in unserem Fall sind die Schläuche die Pumpe. Das bedeutet, dass wir sehr einfache und leichte Flüssigkeitskreisläufe herstellen können, die bequem und angenehm zu tragen sind“, erklärt Smith.

In der Studie werden auch künstliche Muskeln aus Stoff und eingebetteten Faserpumpen beschrieben, die als Antrieb für weiche Exoskelette verwendet werden könnten, um Patienten beim Bewegen und Gehen zu helfen.

Die Pumpe könnte sogar eine neue Dimension in die Welt der virtuellen Realität bringen, indem sie das Temperaturempfinden simuliert. In diesem Fall tragen die Nutzer einen Handschuh mit Pumpen, die mit heißer oder kalter Flüssigkeit gefüllt sind, so dass sie die Temperaturveränderungen als Reaktion auf den Kontakt mit einem virtuellen Objekt spüren können.

Aufgepumpt für die Zukunft
Die Forscher sind bereits dabei, die Leistung ihres Geräts zu verbessern. "Die Pumpen funktionieren bereits gut, und wir sind zuversichtlich, dass wir mit weiteren Arbeiten weitere Verbesserungen in Bereichen wie Effizienz und Lebensdauer erzielen können", sagt Smith. Es wurde bereits damit begonnen, die Produktion der Faserpumpen zu erhöhen, und das LMTS plant auch, sie in komplexere tragbare Geräte einzubauen.

„Wir sind überzeugt, dass diese Innovation die Wearable Technology entscheidend verändern wird“, sagt Shea.

Patienten mit schweren Atemwegs- oder Lungenerkrankungen benötigen intensive Behandlung und ständige Kontrolle der Lungenfunktionen. Fraunhofer-Forschende haben im Projekt »Pneumo.Vest« eine Technologie entwickelt, bei der Akustiksensoren in einer Textilweste die Lungengeräusche erfassen. Eine Software setzt die Signale in eine visuelle Darstellung um. Auf diese Weise können Patientinnen und Patienten auch außerhalb von Intensivstationen fortlaufend überwacht werden. Die Technologie erweitert die Diagnosemöglichkeiten und verbessert die Lebensqualität der Betroffenen.

Das Stethoskop gehört seit mehr als 200 Jahren zum täglichen Arbeitswerkzeug von Medizinern und gilt als Symbol für die ärztliche Kunst schlechthin. In TV-Krankenhaus-Serien eilen Ärzte mit Stethoskop um den Hals über die Flure. Tatsächlich können erfahrene Ärztinnen oder Ärzte damit erstaunlich genau Herztöne und Lungengeräusche abhören und dementsprechend Krankheiten diagnostizieren.

Doch nun bekommt das Stethoskop Verstärkung. Forschende am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS am Standort Berlin haben im Projekt Pneumo.Vest eine Textilweste mit integrierten Akustiksensoren entwickelt, die eine leistungsfähige Ergänzung zum klassischen Stethoskop darstellt. In der Vorder- und Rückseite der Weste sind Akustiksensoren auf Piezokeramik-Basis eingearbeitet. Diese registrieren rund um den Thorax jedes noch so leise Geräusch, das die Lunge produziert. Eine Software nimmt die Signale auf und gibt diese elektrisch verstärkt aus. Zusätzlich erscheint eine visuelle Darstellung der Lunge auf einem Display. Da die Software die Position jedes einzelnen Sensors kennt, platziert sie dessen Daten gleich an der entsprechenden Stelle. So entsteht ein detailreiches akustisches wie optisches Szenario der Belüftungssituation aller Lungenbereiche. Das Besondere daran: Da das System die Daten permanent erfasst und speichert, kann die Untersuchung zu jedem beliebigen Zeitpunkt ohne Beisein des Krankenhauspersonals erfolgen. Außerdem zeigt Pneumo.Vest den Status der Lunge im zeitlichen Verlauf an, also beispielsweise über die vergangenen 24 Stunden. Auch die klassische Auskultation direkt am Patienten ist selbstverständlich möglich. Doch anstelle der manuellen und punktuellen Auskultation mit dem Stethoskop kommen viele Sensoren gleichzeitig zum Einsatz.

»Pneumo.Vest will das Stethoskop nicht überflüssig machen und ist auch kein Ersatz für die Fähigkeiten erfahrener Pneumologen. Doch eine Auskultation oder auch ein Lungen-CT stellen immer nur eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt der Untersuchung dar. Der Mehrwert unserer Technik besteht darin, dass sie ähnlich wie ein Langzeit-EKG die kontinuierliche Überwachung der Lunge erlaubt, und zwar auch dann, wenn der Patient oder die Patientin nicht an Geräten auf der Intensivstation angeschlossen, sondern auf der Normalstation untergebracht ist«, erläutert Ralf Schallert, Projektleiter am Fraunhofer IKTS.

Machine-Learning-Algorithmen unterstützen die Diagnose
Herzstück der Weste ist neben den Akustiksensoren die Software. Sie ist für die Speicherung, Darstellung und Analyse der Daten zuständig. Mit ihr kann der Arzt oder die Ärztin das akustische Geschehen in einzelnen Lungenbereichen gezielt auf dem Display betrachten. Der Einsatz von Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung ermöglicht eine gezielte Bewertung akustischer Signale. So ist es beispielsweise möglich, den Herzschlag herauszufiltern oder charakteristische Frequenzbereiche zu verstärken. Lungengeräusche wie Rascheln oder Röcheln sind dann viel deutlicher hörbar.

Die Forschenden am Fraunhofer IKTS entwickeln darüber hinaus Machine-Learning-Algorithmen. Diese sind zukünftig in der Lage, die komplexe Geräuschkulisse im Thorax zu strukturieren und zu klassifizieren. Die endgültige Bewertung und Diagnose nimmt dann die Pneumologin oder der Pneumologe vor.

Entlastung von Intensivstationen
Auch die Patientinnen und Patienten profitieren von der digitalen Sensor-Alternative. Mit angelegter Weste können sie ohne ständige Beobachtung durch das medizinische Personal genesen. Sie können auf die Normalstation verlegt und vielleicht sogar nach Hause geschickt werden und sich weitgehend frei bewegen. Die Lunge wird trotzdem fortlaufend kontrolliert und eine plötzlich eintretende Verschlechterung sofort an das medizinische Personal gemeldet.

Erste Tests mit Personal an der Klinik für Intensivmedizin der Universität Magdeburg zeigen, dass das Konzept in der Praxis aufgeht. »Das Feedback von Ärztinnen und Ärzten war überaus positiv. Die Kombination aus Akustiksensoren, Visualisierung und Machine-Learning-Algorithmen wird in der Lage sein, eine Reihe von unterschiedlichen Lungengeräuschen zuverlässig zu charakterisieren«, erläutert Schallert. Auf die Technik freut sich auch Dr. Alexander Uhrig von der Universitätsmedizin Berlin. Der Spezialist für Infektiologie und Pneumologie an der renommierten Charité war einer der Initiatoren der Idee: »Pneumo.Vest adressiert genau das, was wir brauchen. Wir bekommen damit ein Instrument, das die Diagnosemöglichkeiten erweitert, unser Klinikpersonal entlastet und den Klinikaufenthalt für die Patientinnen und Patienten angenehmer gestaltet.«  

Die Technologie ist in erster Linie für Beatmungspatienten konzipiert, doch sie eignet sich genauso gut für Menschen in Pflegeeinrichtungen oder auch für den Einsatz im Schlaflabor. Eine weitere Anwendung ist das Training junger Ärztinnen und Ärzte für die Auskultation.

Bedarf für Clinical Grade Wearables steigt
Die Forschenden am Fraunhofer IKTS haben mit Pneumo.Vest ein Produkt konzipiert, das wie gemacht ist für die zunehmend angespannte Situation in Krankenhäusern. So müssen in Deutschland jährlich 385 000 Patienten mit Atemwegs- oder Lungenerkrankungen in stationäre Behandlung. Über 60 Prozent sind länger als 24 Stunden ans Beatmungsgerät angeschlossen. Der aktuelle Anstieg bei Beatmungspatienten während der Corona-Pandemie ist dabei nicht mitgerechnet. Durch die steigende Lebenserwartung rechnet die Medizinbranche auch mit einer Zunahme an älteren Patientinnen und Patienten mit Atemproblemen. Mithilfe der Technik aus dem Fraunhofer IKTS könnten die Krankenhäuser und insbesondere die teuren Intensivstationen entlastet werden, da die Betten nicht mehr so lange belegt werden.

Hinzu kommt, dass der Markt für sogenannte Clinical Grade Wearables (CGW) rapide wächst. Darunter versteht man kompakte medizinische Geräte, die man direkt am Körper trägt und die Vitalfunktionen wie etwa Herzschlag, Sauerstoffsättigung des Blutes, Atemfrequenz oder Hauttemperatur messen. Als flexibel einsetzbares medizinisches Gerät passt Pneumo.Vest bestens zu dieser Entwicklung. Ihr geliebtes Stethoskop werden die Ärztinnen und Ärzte aber auch in Zukunft noch benutzen.

Fraunhofer-Clusterprojekt »M³ Infekt«
Pneumo.Vest ist ein Teil des Clusterprojekts M³ Infekt. Ziel ist es, Monitoringsysteme zur dezentralen Überwachung von Patientinnen und Patienten zu entwickeln. Durch die laufende Überwachung der Vitalfunktionen wird eine Verschlechterung des Zustands schnell erkannt und Maßnahmen zur Behandlung werden veranlasst. M3 Infekt lässt sich auch für viele Krankheitsbilder und Szenarien einsetzen. Die Systeme sind modular und multimodal aufgebaut, sodass Biosignale wie Herzrate, EKG, Sauerstoffsättigung oder Atemfrequenz und -volumen gemessen werden können.

An dem Clusterprojekt unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Dresden arbeiten zehn Fraunhofer-Institute. Als medizinische Partner sind das Klinikum Magdeburg, die Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie die Universitätskliniken Erlangen und Dresden eingebunden.

MAI Scrap SeRO | From Scrap to Secondary Ressources – Highly Orientated Wet-Laid-Nonwovens from CFRP-Waste

Das Projekt »Scrap SeRO« ist als internationales Verbundvorhaben im Themengebiet »Recycling von Carbonfasern« angesiedelt.

Als technisches Projektziel ist die Demonstration einer durchgehenden Prozessroute zur Verarbeitung von pyrolytisch recycelten Carbonfasern (rCF) in leistungsfähigen Second-Life-Bauteilstrukturen definiert. Neben der technologischen Ebene steht insbesondere der internationale Transfer-Charakter im Fokus des Projekts, im Sinne einer Cross-Cluster Initiative zwischen Spitzencluster MAI Carbon (Deutschland) und CVC (Südkorea).    

Durch eine direkte Zusammenarbeit marktführender Unternehmen und Forschungseinrichtungen der teilnehmenden Cluster-Mitglieder erfolgt die technische Projektbearbeitung im Kontext der global geprägten Herausforderung des Recyclings, sowie der Notwendigkeit zu erhöhter Ressourceneffizienz, mit Bezug auf den wirtschaftsstrategischen Werkstoff Carbonfasern.

Effiziente Verarbeitung von recycelten Carbonfasern
Die technologische Prozessroute innerhalb des Projektes verläuft entlang der industriellen Nassvliestechnologie, die mit der klassischen Papierherstellung vergleichbar ist. Diese ermöglicht eine robuste Herstellung von hochqualitativen rCF-Vliesstoffen, die sich u.a. durch besonders hohe Homogenität und Kennwertstabilität auszeichnen.

Besonderer Entwicklungsfokus liegt auf einer spezifischen Prozessführung, welche die Erzeugung einer Orientierung der Einzelfaserfilamente im Vlieswerkstoff erlaubt.

Die gegebene Faservorzugsrichtung der diskontinuierlichen Faserstruktur eröffnet neben einer lastpfadgerechten Mechanik zusätzlich starke Synergieeffekte in Bezug auf erhöhte Packungsdichten, d.h. Faservolumengehalte, sowie ein deutlich optimiertes Verarbeitungsverhalten in Bezug auf Imprägnierung, Umformung und Konsolidierung.

Die innovativen Nassvliesstoffe werden im Folgenden unter Einsatz großserienfähiger Imprägnierverfahren jeweils zu duromeren sowie thermoplastischen Halbzeugen, d.h. Prepregs bzw. Organoblechen, weiterverarbeitet. Durch einen Slitting-Zwischenschritt werden hieraus rCF-Tapes hergestellt. Mittels automatisiertem Fibre-Placement können somit lastpfadoptimierte Preforms abgelegt werden, die abschließend zu komplexen Demonstrator-Bauteilen konsolidiert werden.

Die Prozesskette wird an entscheidenden Schnittstellen von innovativer zerstörungsfreier Messtechnik überwacht und durch umfangreiche Charakterisierungsmethodik ergänzt.

Explizit für die Verarbeitung von pyrolytisch recycelten Carbonfasern, die beispielsweise aus End-of-Life-Abfällen oder PrePreg-Verschnittresten zurückgewonnen wurden, ergeben sich für die hier dargestellte Gesamt-Prozessroute vollkommen neue Potentiale mit signifikantem Mehrwert gegenüber dem aktuellen Stand der Technik.

Internationaler Transfer
Die grundlegend global ausgerichtete Herausforderung des Recyclings bzw. das Bestreben nach gesteigerter Nachhaltigkeit wird stark durch nationale Verwertungsstrategien infolge länderspezifischer Rahmenbedingungen beeinflusst. Die globalisierte Handlungsweise von Unternehmen im Umgang mit hochvolumigen Materialströmen stellt zusätzliche Anforderungen an eine funktionierende Kreislaufwirtschaft. Nur auf Basis und unter Beachtung der jeweiligen Richtlinien und Strukturfaktoren kann eine vernetzte Lösung entstehen.

Im Falle des Hochleistungswerkstoffes Carbonfaser besteht ein besonders hoher technischer Anspruch für eine ökologisch wie ökonomisch tragfähige Recyclingwirtschaft. Gleichzeitig eröffnet die spezifische Marktgröße bereits interessante Skalierungseffekte und Potentiale zur Marktdurchdringung.

Das Projekt ScrapSeRO verbindet dabei zwei der weltweit führenden Spitzencluster im Bereich Carbon Composites aus den Ländern Südkorea und Deutschland auf Basis einer Cross-Cluster Initiative. Im Rahmen dieses ersten aussichtsreichen Technologieprojekts soll dabei der Grundstein für eine zukünftige Zusammenarbeit entstehen, die ein effektives Recycling von Carbonfasern unterstützt.
 
Das Projekt leistet hierbei einen wichtigen Beitrag zur Schließung des Stoffkreislaufs für Carbonfasern und ebnet damit den Weg für einen erneuten Einsatz im Rahmen weiterer Lebenszyklen dieses hochwertigen und energieintensiven Werkstoffs.

Info »Scrap SeRO«

• Laufzeit: 05/2019 – 10/2022
• Förderung: BMBF
• Fördersumme: 2.557.000 €

Konsortium:

• Fraunhofer Institut für Gießerei-,
• Composites- und Verarbeitungstechnik IGCV
• ELG Carbon Fibre
• J.M. Voith SE & Co. KG
• Neenah Gessner
• SURAGUS GmbH
• LAMILUX Composites GmbH
• Covestro Deutschland AG
• BA Composites GmbH
• SGL Carbon
• ELG Carbon Fibre
• Procotex
• Gen2Carbon
• KCarbon
• Hyundai
• Sangmyung University
• TERA Engineering

Neo-Ökologie mittels innovativer Papiertechnik

Carbonfaserverbundwerkstoffe sind u. a. aufgrund ihres Leichtbaupotenzials überall im Einsatz, z. B. in der Luftfahrtindustrie, in Windkraftenergieanlagen, im Automotive-Bereich und bei der Herstellung von Sportgeräten. Entlang der Prozesskette und am Ende der Nutzungsphase entstehen verschiedene Arten von Abfällen, die man eigentlich wiederverwenden kann. Mit einer hochmodernen Nassvliesanlage forscht das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV in Augsburg nun an der Rückführung rezyklierter Carbonfasern. Die Anlagenprozesse ähneln der einer Papierherstellungsanlage. Der entscheidende Unterschied: nicht Papierfasern werden zu Papier, sondern recycelte Carbonfasern werden zu Vliesstoff-Rollwaren verarbeitet. Die Carbonfaser bekommt somit ein zweites Leben und findet sich umweltfreundlich in Form von Vliesstoffen z. B. in Türverkleidungen, Motorhauben, Dachstrukturen, als Unterbodenschutz (Automobil), Hitzeschilder (Helikopter-Heckausleger) sowie im Flugzeug-Interieur wieder.

»Die Nassvliestechnologie für die Verarbeitung technischer Fasern erfährt derzeit eine Revolution, die auf eine jahrhundertealte Tradition der Papierherstellung zurückgeht.«
Michael Sauer; Forscher am Fraunhofer IGCV

Die angewendete Technologie, die Nassvliestechnologie, ist eines der ältesten Vliesbildungsverfahren (um 140 v. Chr. bis 100 n. Chr.). Als bedeutender Industriezweig mit vielseitigen Anwendungsfeldern finden sich Nassvliesstoffe längst nicht mehr nur in klassischem Papier. Vielmehr erstrecken sich die Anwendungsfelder beispielsweise von Klebstoff-Trägerfilmen über Verpackungsmaterial bis hin zu Banknoten sowie deren prozessintegrierten Wasserzeichen und Sicherheitsmerkmalen. Zukünftig kommen besonders nachhaltige Technologiefelder rund um Batteriekomponenten, Brennstoffzellenelemente, Filtrations-Schichten, bis hin zu funktionsintegrierten Werkstofflösungen z. B. mit EMI-Abschirmfunktion hinzu.

Die Nassvliesanlage am Augsburger Standort kann jegliche Fasermaterialien wie Natur-, Regenerat- und Synthetikfasern – vor allem recycelte Carbonfasern – zu innovativen und neuartigen Vliesstoffen verarbeiten. Dabei ist die Anlage gezielt als Pilot-Linie im Technikums-Maßstab ausgelegt und bietet größtmögliche Flexibilität hinsichtlich Materialvarianten und Prozessparametern. Zudem wird eine ausreichend hohe Produktivität gewährleistet, um nachfolgend skalierte Verarbeitungsversuche (z. B. Demonstrator-Fertigung) zu ermöglichen.

Der Hauptarbeitsbereich der Nassvliesanlage bezieht sich auf folgende Kenngrößen:

• Prozessgeschwindigkeit bis zu 30 m/min
• Rollenbreite von 610 mm
• Flächengewichte realisierbar zwischen 20 und 300 gsm
• Gesamtanlage in der Schutzklasse ≥ IP65 für die Verarbeitung z. B. leitfähiger Faserwerkstoffe
• Anlagen-Design auf Basis einer Schrägsieb-Anordnung mit hoher Entwässerungsleistung (u. a. für die Verarbeitung stark verdünnter Faser-suspensionen oder für Materialvarianten mit hohem Wasserrückhaltevermögen)
• Modulares Anlagendesign mit höchstmöglicher Flexibilität für schnellen Wechsel der Materialvariante oder der Prozessparameter

Forschungsschwerpunkt: Carbonrecycling am Ende des Lebenszyklus
Im Bereich technischer Stapelfasern wird an der Verarbeitung recycelter Carbonfasern geforscht. Weitere aktuelle Forschungsinhalte umfassen in diesem Zusammenhang die Erforschung, Optimierung und Weiterentwicklung von Bindermittelsystemen, Faserlängen bzw. Faserlängenverteilungen, Faserorientierung sowie Vliesstoffhomogenität. Zudem steht die Integration von digitalen sowie KI-gestützten Methoden im Rahmen eines Online-Prozess-Monitorings im Fokus. Weitere Forschungsthemen, wie die Herstellung von Gasdiffusionsschichten für Brennstoffzellenkomponenten, die Weiterentwicklung von Batterieelementen sowie Filtrationsanwendungen (Medizintechnik) befinden sich derzeit im Aufbau.

Checkpoint Systems, ein Unternehmen von CCL Industries, ist ein weltweit führender Hersteller von Lösungen für den Einzelhandel. Das Portfolio reicht von der elektronischen Artikelüberwachung über Diebstahl- und Verlustprävention bis zu RFID-Hardware und -Software sowie Etikettierungslösungen. Zielsetzung ist, Einzelhändlern eine genaue Echtzeit-Inventarisierung zu ermöglichen, den Nachschubzyklus zu beschleunigen, Fehlbestände zu verhindern und Diebstähle zu reduzieren, um die Warenverfügbarkeit und das Einkaufserlebnis der Kunden zu verbessern.

Textination sprach mit Miguel Garcia Manso, Business Unit Director Germany bei Checkpoint Systems, wo der 44-jährige Diplom-Wirtschaftsingenieur seit 2018 tätig ist. Mit vielen Jahren internationaler Retail-Erfahrung kennt er die Bedürfnisse des Einzelhandels genau. Zuvor lebte Miguel Garcia Manso knapp 15 Jahre in Madrid und war dort für den spanischen Lebensmitteleinzelhändler DIA tätig. Auch dort begleitete er die Einführung und den Roll-out von Warensicherungsprojekten.

 

Wenn Sie das Unternehmen Checkpoint Systems und sein Portfolio jemandem präsentieren müssten, der kein Einzelhandelsprofi ist – was würden Sie sagen?

Wir sind der Partner des Handels und unser Job ist es, Einzelhändlern dabei zu helfen, das Einkaufen für ihre Kunden so angenehm wie möglich zu gestalten. Vereinfacht gesagt, sorgen wir mit unseren Lösungen dafür, dass das richtige Produkt zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist, wenn Endverbraucher es kaufen möchten, statt im schlimmsten Fall vor einem leeren Regal zu stehen. Unser Portfolio reicht dabei von einzelnen Produkten zur Diebstahlsicherung bis hin zu Lösungen, welche die gesamte Lieferkette umfassen und größtmögliche Transparenz über den Warenbestand schaffen.

 

Das war ein langer Weg von den 1960er Jahren, als ein kleines Team in den USA eine Methode entwickelte, um den Diebstahl von Büchern aus öffentlichen Bibliotheken zu verhindern, bis zum internationalen, in 35 Ländern tätigen Marktführer in der Warensicherung im 21. Jahrhundert. Welches Erbe ist Ihnen bis heute wichtig, und wie würden Sie den Spirit im Unternehmen Checkpoint Systems beschreiben?
 
Beide Fragen haben die gleiche Antwort: Zum einen die Innovationskraft und zum anderen der konsequente Austausch mit dem Einzelhandel. Beides stand von Anfang an im Fokus bei Checkpoint Systems. Wir entwickeln unsere Produkte und Systeme in engem Austausch mit dem Handel, suchen aktiv das Gespräch, hören uns an, was im Alltag gebraucht wird etc. Das ist uns sehr wichtig und wird auch regelmäßig als Kaufargument für Checkpoint Systems an uns herangetragen. Das wollen wir auf jeden Fall so weiterführen.

 

Sie bieten Hard- und Software-Technologien für den Einzelhandel an, der als Markt ja nun sehr komplex ist. Inwiefern unterscheiden sich die Anforderungen von Händlern aus dem Fashion-, Outdoor- und Textil-Sektor von denen anderer Branchen?
Die Gründe, weshalb sich Einzelhandelsunternehmen bei uns melden, sind über alle Branchen hinweg ähnlich. Sie alle möchten ihre Kunden begeistern, langfristig an sich binden und mehr Umsatz machen. Die Wege dahin sind dann mitunter unterschiedlich: Von Omnichannel-Strategien für den Fashionsektor über Warensicherungslösungen für hochpreisige Elektro- oder Kosmetikprodukte bis hin zur RFID-basierten Fresh-Food-Solution für den Lebensmitteleinzelhandel, um Lebensmittelverschwendung zu reduzieren.
Besonders bei den Etiketten unterscheiden sich die Anforderungen der Branchen. Je nach Größe und Preis des Produkts sowie der gewünschten Technologie empfehlen wir andere Etiketten – oder entwickeln diese in enger Abstimmung mit dem Kunden. Für das polnische Fashionunternehmen LPP haben wir zum Beispiel gerade einen speziellen dualen RF- und RFID-Tag entwickelt, der sich harmonisch in das Design der Filialen einfügt.

 

Zauberwort RFID – das berührungslose und automatisierte Lesen und Speichern von Daten auf Basis elek-tromagnetischer Wellen ist das Herzstück Ihrer Technologien. Sie ermuntern Ihre Kunden sogar, eine eigene RFID-Strategie zu entwickeln. Was ist darunter zu verstehen und sind Sie sicher, dass alle Handelsunternehmen das aus eigener Kraft stemmen können?

Wir entwickeln die Strategie mit unseren Kunden gemeinsam, zumeist im Rahmen eines Pilotprojekts. Bis vor einigen Jahren war die Einführung von RFID-Technologie tatsächlich noch aufwendiger und meist mit einem mehrjährigen Projekt verbunden. Heute können wir aber im Rahmen eines kleinen Piloten schnell für jeden Einzelhändler berechnen, wie viel rentabler er durch RFID arbeiten kann und wie hoch seine Investitionsrendite ist. Wir starten meist mit einem Store-Scan, dann kommt der Pilotversuch in ausgewählten Filialen inklusive individuellen Schulungen und Vor-Ort-Support. Und bis zur Implementierung in allen Filialen sind die Kunden selbst Experten für RFID und haben ein Verständnis dafür, was sie mit den Echtzeit-Daten alles machen können.   

 

Was bedeutet das Stichwort „customized“ für Checkpoint Systems? Inwiefern sind die individuellen Bedarfe des jeweiligen Kunden von Ihnen abbildbar? Oder können Sie jedes Handelsunternehmen – ob Kette oder Boutique – „glücklich“ machen?

Personalisierte Lösungen nehmen bei uns einen hohen Stellenwert ein. Das betrifft zum einen das Produkt an sich und zum anderen die Unternehmensgröße. Wie Sie schon andeuten, haben große Einzelhandelsketten natürlich andere Bedürfnisse als kleine Boutiquen. Für O₂, die Kernmarke von Telefónica Deutschland, haben wir zum Beispiel gerade unsere AutoPeg Tags zur Diebstahlsicherung speziell angepasst. Statt standardmäßig gelb sind die Tags für O₂ weiß mit blauer Schrift, passend zum Ladendesign.
Das zeigt auch generell die Entwicklung im Bereich Warensicherung auf: Als die Warensicherung noch in den Kinderschuhen steckte, waren Antennen und Etiketten hauptsächlich funktional. Heutzutage fügen sie sich harmonisch in das Gesamtbild des Ladendesigns ein. Händler müssen sich nicht mehr zwischen Design und Funktionalität entscheiden.

 

Wie wird Innovationsmanagement in Ihrem Unternehmen gelebt und auf welche Entwicklungen, an denen Checkpoint in der letzten Zeit gearbeitet hat, sind Sie besonders stolz?

Wir haben in den letzten Monaten – gemeinsam mit der Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik – intensiv an der Prüfung und Zertifizierung unserer Warensicherungssysteme gearbeitet und können heute mit Stolz sagen: Wir sind der erste Hersteller in Deutschland, dessen EAS-Systeme von der CSA Group, einem international anerkannten und akkreditierten Anbieter von Prüf- und Zertifizierungsdienstleistungen, geprüft wurden. Die CSA Group hat uns bestätigt, dass unsere radiofrequenzbasierten EAS-Systeme alle in Deutschland geltenden Normen und Richtlinien in Bezug auf die Belastung durch elektromagnetische Felder einhalten. Es müssen keine Sicherheitsabstände eingehalten werden.
Der Hintergrund ist folgender: Einzelhändler sind in Deutschland verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen, wenn sie ein EAS-System nutzen. Die CE-Konformitätserklärung, welche sie beim Kauf eines EAS-Systems vom Hersteller erhalten, ist dafür nicht ausreichend. Durch die Prüfung unserer Systeme haben wir für unsere Kunden beste Voraussetzungen für eine solche Beurteilung geschaffen. Der Berufsgenossenschaft liegen auch entsprechende Unterlagen von uns vor.

Stolz sind wir auch auf die Tatsache, dass wir es geschafft haben, die Durchgangsbreiten unserer NEO Antennen zur Warensicherung von zwei Metern auf 2,70 Meter zu erhöhen. Das gibt Einzelhändlern deutlich mehr Spielraum beim Store Design. Ganz allgemein ist Store Design an dieser Stelle auch ein gutes Stichwort: Wir haben mit unseren freistehenden Antennen, dem Design der NS40 oder auch der Möglichkeit, Antennen in Kassensysteme zu verbauen, viel dazu beigetragen, dass Warensicherung ästhetisch ansprechend wird und sich harmonisch in das Ganze einfügt.

 

Die Covid19-Zeit war insbesondere für den stationären Einzelhandel eine Katastrophe. Unternehmen haben sich in den zurückliegenden Monaten verstärkt in Richtung eCommerce bewegt – sei es über individuelle Shoplösungen oder Marktplätze, um zumindest einen Teil des Umsatzrückgangs zu kompensieren. Was raten Sie Händlern: Können heute und in Zukunft nur noch Omnichannel-Geschäfte erfolgreich sein?

Ja, das ist auf jeden Fall unser Rat an den Einzelhandel. Omnichannel-Lösungen werden nicht mehr verschwinden, sondern sich weiter verbreiten und bald nicht mehr wegzudenken sein. Einzelhändler sind gut beraten, sich auf diese neue Situation – auch unabhängig von Corona – einzustellen und in den Ausbau funktionierender Omnichannel-Lösungen zu investieren. Kunden erwarten, dass das von ihnen gewünschte Produkt verfügbar ist, wenn sie einen Laden betreten. Und falls nicht, dass sie es unkompliziert in die gleiche Filiale liefern lassen können oder es zu ihnen nach Hause geschickt wird. Das funktioniert nur mit einer sehr hohen Bestandstransparenz, zum Beispiel durch unsere RFID-Lösungen.

 

Stichwort: Wirtschaftlichkeit. Das vielbeschworene personalisierte perfekte Shoppingerlebnis für den Kunden zu schaffen kostet, oder nicht? Lagerverfügbarkeit, Bestände senken durch Abverkauf, Regalmanagement, Logistik und Retourenabwicklung – inwiefern können Sie den Handel darin unterstützen, seine Rentabilität zu steigern?

Das perfekte Shoppingerlebnis NICHT zu schaffen, kostet viel mehr – unzufriedene Kunden, die nicht das Gewünschte gefunden haben, kommen nicht wieder. Um mit der Kundennachfrage Schritt halten zu können, lagern viele Einzelhändler daher viel zu viel Ware ein. Unserer Erfahrung nach sind es im Durchschnitt 42.000 Artikel. Das kostet. Diese Einzelhändler zahlen hohe Kosten für Lagerfläche, brauchen viel Zeit für Inventurprozesse und müssen die Produkte am Ende deutlich reduzieren, um die Bestände zu senken.
Der Schlüssel für mehr Rentabilität liegt in der Bestandsgenauigkeit. Mithilfe von RFID-Technologie können wir diese auf bis zu 99 Prozent erhöhen. So vermeiden wir Unter- oder Überbestände, können die benötigte Lagerfläche reduzieren und die Abläufe optimieren, zum Beispiel auch bei der Inventur. RFID kann Hunderte Tags gleichzeitig lesen und ist genauer und schneller als das manuelle Zählen. Erfahrungsgemäß können Einzelhändler mit unserer RFID-Technologie ihren Umsatz um durchschnittlich drei Prozent steigern.

 

Auch wenn sich die Situation im Handel durch die Impfungen teilweise entspannt hat, erfordert die Einkaufssituation im Geschäft vor Ort – optimistisch betrachtet – zumindest auch für die nächsten Monate besondere Vorkehrungen. Sie bieten dafür mit „safer shopping“ ein Paket aus verschiedenen Komponenten an. Was deckt das ab?
 
SmartOccupancy ist unsere einfache Lösung zur Kontrolle der Personenzahl in Verkaufsräumen in Echtzeit. Das System zählt die Anzahl der ein- und ausgehenden Personen mithilfe von Visiplus 3D, einem Overhead-Personenzählsensor. Ist die maximale Kapazität fast erreicht, sendet SmartOccupancy eine Warnung an das Personal. Dadurch können die Mitarbeiter in Echtzeit auf die gegenwärtigen Belegungszahlen reagieren und so zu einer sichereren Umgebung für Angestellte und Kunden beitragen. Verantwortliche können mit SmartOccupancy behördliche Anweisungen zur maximalen Personenanzahl sicher und zuverlässig umsetzen, manuelles Zählen entfällt. Eine visuelle Kapazitätsanzeige weist die Kunden an der Tür deutlich sichtbar darauf hin, ob das Geschäft gerade betreten werden darf oder nicht.
Die zweite Lösung ist vor allen Dingen für den Textil- und Bekleidungshandel sowie den Schuhmarkt interessant: Inventory Quarantine ist eine Softwarelösung zur sicheren, automatischen Rückgabe (SaaS-basiert). Sie ermöglicht es Einzelhändlern, zurückgegebene Ware für einige Stunden in einer automatisierten Quarantäne-Warteschlange zu parken. Nach Ablauf der zuvor definierten Zeit informiert Inventory Quarantine die Mitarbeiter per Push-Nachricht, dass das Kleidungsstück oder der Schuh wieder auf die Fläche geräumt oder im Onlineshop erneut als verfügbar gekennzeichnet werden kann. So werden Artikel nur dann freigegeben, wenn sie für den Wiederverkauf als sicher gelten – und gleichzeitig wird sichergestellt, dass Artikel umgehend wieder in den Verkauf genommen werden. Die Lösung hilft Einzelhändlern, den Überblick über retournierte Ware zu behalten und die Zeit zu minimieren, in der die Produkte nicht im Verkauf verfügbar sind.

 

„Ethischer Konsum ist endgültig zur Haltung geworden und in der Mitte der Gesellschaft angekommen“, kommentierte Trendforscher Peter Wippermann die Ergebnisse der letzten Trendstudie „Bewusster leben“ der Otto Group. Was heißt Nachhaltigkeit für Checkpoint Systems als Unternehmen, wie bilden Sie diese Erkenntnis in Ihrem Produktportfolio ab und wie unterstützen Sie Ihre Kunden in der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen?

Nachhaltigkeit ist für uns bei Checkpoint Systems definitiv ein wichtiges Thema. Wir prüfen unsere Produkte und Prozesse regelmäßig dahingehend, wie wir noch ressourcenschonender arbeiten, Produktionsabfälle reduzieren und unsere CO2-Emissionen senken können. Dabei geht es auch darum, wie wir den Stromverbrauch unserer Antennen noch weiter senken können. Wir entwickeln und vertreiben nur RF-Antennen. Diese Technologie ist nicht nur hinsichtlich der Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern sicherer, sondern auch umweltschonender: RF-Antennen brauchen 40 bis 70 Prozent weniger Energie als andere Technologien.