Skip to main content

Article Category

Story

Article available in the folowing languages:

Feature Stories - Deutschland: weltweit führend in Technologie, Ingenieurwesen und Innovation

Nur wenige Länder haben so viele Beiträge zu Wissenschaft und Technik geleistet wie Deutschland. Egal, ob Physik und Chemie oder Autos und Konsumgüter: Deutschland ist immer an der Spitze zu finden - als weltbester Innovator, ausgestattet mit führende Universitäten und Forschungsinstituten von Weltklasse, als Heimat des Ingenieurwesens, und einer IT- und Fertigungsindustrie, von der man in Superlativen spricht.

Digitale Wirtschaft

Im 20. Jahrhunderts erhielt Deutschland mehr Nobelpreise in den Naturwissenschaften als jede andere Nation. Auch heute hat der Erkenntnisgewinn aus der deutschen wissenschaftlichen Forschung beständig bestes Weltniveau. Eine ganze Reihe von der EU finanzierte Projekte, die von deutschen Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen koordiniert werden, beweisen die Vielfalt der deutschen Wissenschafts- und Technologieinnovation - auch auf dem Gebiet der "Informations- und Kommunikationstechnologien" (IKT). Im Rahmen des Projekts Flexnet (1) zum Beispiel führt VDI/VDE Innovation + Technik die Entwicklung neuer Materialien, Geräte und Systeme an, mit deren Hilfe Europa weltweit führend im Bereich der flexiblen, organischen und großflächigen Elektronik werden wird. Dieses Exzellenznetz ("Network of Excellence"), an dem auch die Technische Universität Chemnitz und 15 weitere europäische Partner beteiligt sind, konzentriert sich besonders auf die Unterstützung europäischer KMU bei der Entwicklung von Technologien und Produkten unter Einsatz von organischen und flexiblen Materialien, die eine breite Palette von Anwendungen in Solarzellen und Batterien bis hin zu Beleuchtungszwecken und Displays haben. Gleichsam die fertigenden KMU im Fokus, zielt das Projekt SMErobotics (2) darauf ab neue Fertigungsrobotertypen zu entwickeln, die einfach und intuitiv ohne komplizierten Programmieraufwand zu bedienen sind und, was entscheidend ist, in der Lage sind, sich an Veränderungen im Fertigungsprozess anzupassen, anstatt lediglich dazu gedacht zu sein, einfach sich stets wiederholende Aufgaben auszuführen. "SMErobotics soll die technischen Grundlagen für wirtschaftliche und intelligente Roboterlösungen in klein- und mittelständische Fertigungen schaffen", erklärt Projektkoordinator Martin Hägele vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung. "Intelligente Robotersysteme folgen nicht stur einem einmal eingegebenen Programm, sondern lernen vom und mit dem Menschen, der sie bedient. Sie verbessern ihre Arbeit kontinuierlich in Zusammenarbeit mit dem Werker und können vom Werker selbst auf neue Aufgaben angesetzt werden, ohne dass ein externer Systemintegrator bemüht werden muss und die Arbeit lange stillsteht." Endergebnis werden Hägele zufolge adaptive Roboter sein, die flexibel und ohne hohen Folgeaufwand für unterschiedliche Aufgaben einsetzbar sind und sich durch niedrigere Gesamtkosten sowie steigende Wettbewerbsfähigkeit und Produktivität rechnen werden. Bei jedem Robotersystem spielen Sensoren eine große Rolle, aber es kann auch so sein, dass die kleinsten Sensoren sogar auch noch die effektivsten sind - und das nicht nur für Roboter. Im Projekt e-Brains (3) führt Infineon Technologies ein gesamteuropäisches Konsortium bei der Entwicklung neuer nanokleiner Sensoren für Ambient-Living-Anwendungen an. Die von den Projektpartnern entwickelten Hochleistungsnanosensoren, welche die Integration heterogener Technologien gestatten, versprechen einen großen Schritt vorwärts bei der Miniaturisierung, bei der intelligenten drahtlosen Kommunikation, in Fragen der Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz bestehender Sensortechnologien für Anwendungen bei Biosensoren und Infrarotbildgebern, intelligenten Gassensoren und Ultraschallsonden. Die Nanotechnik von e-Brains ist schon extrem klein, aber ein weiteres Projekt unter deutscher administrativer Leitung versucht sich an noch kleineren Dingen. Die Diamant-Initiative (4) unter Leitung der Universität Ulm hat die Entwicklung von Technologien zum Mittelpunkt, mit denen Materialien auf der Ebene einzelner Atome manipuliert werden können. Man konzentriert sich dabei aufgrund ihrer einzigartigen optischen und magnetischen Eigenschaften auf Diamanten für molekulare Festkörpertechnologien, welche das Einschleusen eines Atoms zu einem bestimmten Zeitpunkt in ein Diamantgitter mit Nanometergenauigkeit ermöglichen. Auf diese Weise könnten elektronische Geräte auf die Größe einzelner Moleküle miniaturisiert werden, wofür Anwendungen in so verschiedenen Bereichen wie der biologischen Bildgebung, beim Präzisionsmessen (Precision Sensing), bei der Datenspeicherung und Informationsverarbeitung denkbar sind. Einige dieser Anwendungen könnten in ein paar Jahren von kommerziellen Nutzen sein, aber auch andere derzeit in Deutschland in Entwicklung befindliche Technologien werden in der nahen Zukunft praktische, kommerzielle Einsatzgebiete finden. Im Rahmen des Projekts SSL4EU (5) forscht beispielsweise der deutsche Leuchtenhersteller Osram an modernster LED-Lichttechnik. Ziel ist es, den Grundstein für qualitativ hochwertige LED-Festkörperbeleuchtung zu legen, die relativ kostengünstig ist und beim Verbraucher weit verbreitete Akzeptanz finden wird. Die Forscher sind zuversichtlich, dass dieses Ziel erreicht werden kann, was wichtige Vorteile für die Verbraucher, die Gesellschaft im Allgemeinen und ganz besonders die Umwelt erhoffen lässt. "Festkörperlichtquellen auf Grundlage anorganischer Halbleiter werden die moderne Beleuchtungstechnik aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, wozu etwa eine lange Lebensdauer, die Abstimmbarkeit von Farben und spontanes Schalten zählen, revolutionieren können. Am wichtigsten aber ist: Leuchtdioden sind frei von Quecksilber und werden schon in naher Zukunft die Lichtquelle mit der höchsten Energieeffizienz sein", ist das Team überzeugt. Energieeffizienz auf breiterer Basis sowie lokale Stromerzeugung bilden das Herzstück eines anderen Projekts, koordiniert vom Edacentrum Hannover. Den Mittelpunkt der Initiative Smartcode (6) bilden Gebäude und ganze Stadtteile, wobei die Projektforscher kostengünstige und einfach zu implementierende Technik für ein intelligentes Energiemanagement entwickeln wollen. Ihr Ziel ist die effiziente Verwaltung der Nachfrage von elektrischen Geräten in Gebäuden und die Koordination der Versorgung aus lokalen Energiequellen. Das könnten Sonnenkollektoren auf einzelnen Gebäuden oder kleine Windparks sein, wodurch mit größeren Stromnetzen in Verbindung stehende lokale intelligente Stromnetze geschaffen werden. "Das Ergebnis dieses Projekts nach dem Motto 'global denken, lokal handeln' wird die Energieintensität insgesamt senken und es gleichzeitig ermöglichen, dass Wohngebäude und kleine Geschäftsräume von einem offenen europäischen Strommarkt profitieren", sagt Prof. Dr. Christoph Grimm, wissenschaftlicher Koordinator von Smartcode. Das vom Fraunhofer-Institut koordinierte Cascade-Projekt (7) befasst sich speziell mit Methoden und Systemen zur Steigerung der Energieeffizienz auf Flughäfen. Da, wie die Forscher betonen, die großen modernen Flughäfen ebenso viel Energie wie kleine Städte verbrauchen, sind verbesserte Energieeffizienz und clevereres Energiemanagement auf Flughäfen zunehmend drängende Themen. Das Team arbeitet deshalb an Framework und Methodik zur Untermauerung der Ausführung maßgeschneiderter IKT-Lösungen, die auf der bestehenden IKT-Infrastruktur aufbauen, wobei man sich besonders auf die Fehlererkennung konzentriert, um Probleme im Systemdesign, der Ausrüstungseffizienz und bei Betriebsabläufen auszumachen. Ziel der Forscher ist ein System, das eine dreijährige Anlagenrendite und einen um 20 Prozent gesenkten Energieverbrauch und CO2-Emissionsanteil zu bieten hat. Egal, ob es um ein großes öffentliches Infrastrukturprojekt wie einen Flughafen oder einen neuen Gesetzesvorschlag geht: die Bürger müssen in der Lage sein, den Politikern ihre Gedanken, Meinungen und Bedenken auf einfache und wirkungsvolle Weise mitzuteilen. Life+Gov (8), ein von der Universität Koblenz-Landau koordiniertes Projekt, an dem Partner aus Belgien, Spanien, Griechenland, den Niederlanden und Finnland beteiligt sind, arbeitet deshalb an einer mobilen E-Government-Lösung. Mit dieser wird es für die Bürger viel einfacher werden, ihre Bedürfnisse zu äußern. Und politische Entscheidungsträger sowie Regierungsmitarbeiter werden die aktuellen Anliegen der Gesellschaft besser verstehen. In einer Kombination aus Smartphone-Technologien und E-Partizipation-Tools mit Data-Mining und Erfassung wird das System nach umfangreichen Studien zu Mobilität, Stadterhaltung und Stadtplanung als ein Software-as-a-Service-Paket bereitgestellt werden. Data-Mining, Bürgerkommunikations und soziales Netzwerken spielen auch innerhalb des Projekts M-ECO (9) eine große Rolle. Die Forscher arbeiten unter Koordination der Leibniz Universität Hannover an einem modernen System zur intelligenten Überwachung von Epidemien und medizinischen Daten, um Krankheiten genau überwachen und vor Epidemien warnen zu können. "Die einzige Methode, die Pandemien einzudämmen, ist das frühzeitige Erkennen kleinster Hinweise - gefolgt von einer schnellen Reaktion", sagt Projektforscherin Avaré Stewart. Nach Meinung des M-ECO-Teams ist das Internet das allerwichtigste Instrument für die Früherkennung. Onlinemedien, Blogs, soziale Netzwerke, wissenschaftliche und nicht-wissenschaftliche Diskussionsforen sowie elektronische Kommunikation können ergänzende Informationen über das Auftreten von Krankheiten und ihre Symptome, zusätzlich zu den Daten aus offiziellen Quellen wie den Krankenhäuser und Gesundheitsämtern liefern. Das M-ECO-System setzt daher über Web 2.0-Technologien auf die Nutzung von Internetinhalten, die von den Nutzern selbst verfasst wurden (Open Access Media, User Generated Content) als inoffizielle, aber schnelle und effiziente Informationsquellen zur Epidemieerfassung, womit möglicherweise die Risiken der Ausbreitung von Infektionskrankheiten stark reduziert werden können. Die dargestellte Palette der laufenden Projekte widerspiegelt Deutschlands Position als forschungsstärkstes Land in der Europäischen Union; Forschung und Innovation sind gesund und munter. Und die deutschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden auch in Zukunft starke Beiträge zur Erweiterung des Wissens und zur Verbesserung von Technologien leisten. --- Die in diesem Artikel beschriebenen Projekte wurden finanziell innerhalb des Siebten EU-Rahmenprogramms für Forschung (RP7) unterstützt. (1) Flexnet: NoE FlexNet - Network of Excellence for building up Knowledge for improved Systems Integration for Flexible Organic and Large Area Electronics (FOLAE) and its exploitation (2) SMErobotics: The European Robotics Initiative for Strengthening the Competitiveness of SMEs in Manufacturing by integrating aspects of cognitive systems (3) e-Brains: Best-Reliable Ambient Intelligent Nano Sensor Systems (4) Diamant: Diamond based atomic nanotechnologies (5) SSL4EU: Solid State Lighting for Europe (6) Smartcode: Smart Control of Demand for Consumption and Supply to enable balanced, energy-positive buildings and neighbourhoods (7) Cascade: ICT for Energy Efficient Airports (8) Life+Gov: Reality Sensing, Mining and Augmentation for Mobile CitizeneGovernment Dialogue (9) M-ECO: Medical EcoSystem Links zu den Projekten auf CORDIS: - RP7 auf CORDIS - Flexnet auf CORDIS - SMErobotics auf CORDIS - e-Brains auf CORDIS - Diamant auf CORDIS - SSL4EU auf CORDIS - Smartcode auf CORDIS - CASCADE auf CORDIS - Life+Gov auf CORDIS - M-ECO auf CORDIS Andere Links: - Website der Europäischen Kommission zur Digitalen Agenda