Skip to main content

Article Category

Story

Article available in the folowing languages:

Najważniejsze wiadomości - Niemcy, światowy lider w dziedzinie technologii, inżynierii i innowacji

Niewiele krajów świata wniosło tak duży wkład na rzecz nauki i technologii, jak Niemcy. Począwszy od fizyki i chemii, aż po samochody i produkty codziennego użytku, Niemcy są światowym liderem w dziedzinie innowacji. W kraju tym zlokalizowane są wiodące uniwersytety i instytuty badawcze, a także przedsiębiorstwa inżynieryjne, informatyczne i produkcyjne.

Gospodarka cyfrowa

Przez prawie cały dwudziesty wiek Niemcy mogli się szczycić większą liczbą laureatów Nagrody Nobla w naukach ścisłych, niż jakikolwiek inny naród, natomiast obecnie jakość prowadzonych w Niemczech badań naukowych wciąż plasuje ten kraj w światowej czołówce. Szereg finansowanych przez UE projektów koordynowanych przez niemieckie firmy, uniwersytety i instytuty badawcze, doskonale ilustruje zróżnicowanie niemieckiego krajobrazu badawczo-rozwojowego w naukach ścisłych, a także w dziedzinie "technik informacyjno-komunikacyjnych" (TIK). Przykładowo, w ramach projektu Flexnet (1) organizacja VDI/VDE Innovation + Technik stoi na czele badań zmierzających do opracowania nowych materiałów, urządzeń oraz systemów, które zapewnią Europie pozycję lidera w zakresie elastycznych, organicznych i wielkopowierzchniowych układów elektronicznych. W projekcie Flexnet, realizowanym w ramach "sieci doskonałości", uczestniczą także pracownicy Politechniki w Chemnitz oraz 15 europejskich partnerów, których celem jest przede wszystkim wspieranie europejskich MŚP w opracowywaniu technologii i produktów bazujących na elastycznych i organicznych materiałach, które mają wiele zastosowań, począwszy od paneli słonecznych i baterii, aż po oświetlenie i ekrany. Również z myślą o MŚP z branży produkcyjnej, uczestnicy projektu SMErobotics (2) pragną stworzyć nowy rodzaj robota przemysłowego, który będzie prosty i intuicyjny w użyciu, nie będzie wymagał skomplikowanego programowania, a także będzie zdolny dostosowywać się do zmian w procesach produkcyjnych, a nie tylko realizować jedno powtarzalne zadanie. "Celem projektu SMErobotics jest stworzenie podwalin technologicznych pod rentowne i inteligentne rozwiązania robotyczne, przeznaczone dla małych i średnich firm produkcyjnych", tłumaczy koordynator projektu Martin Hägele, pracownik Instytutu Fraunhofera ds. Inżynierii Przemysłowej i Automatyki. "Inteligentny system robotyczny nie realizuje ślepo pojedynczego programu komputerowego. Zamiast tego system uczy się od swego ludzkiego współpracownika oraz razem z nim. Co więcej, system nieustannie poprawia jakość swojej pracy poprzez interakcje człowiek-maszyna i może realizować nowe zadania zlecane przez pracownika, bez konieczności angażowania zewnętrznej osoby odpowiedzialnej za integrację systemów i bez potrzeby długotrwałego wstrzymywania pracy". Efektem końcowym, zauważa Hägele, będą uniwersalne roboty, które będzie można wykorzystywać w sposób elastyczny do realizacji zróżnicowanych zadań, bez konieczności ponoszenia znacznych kosztów dodatkowych. Roboty te zarobią na siebie dzięki zapewnieniu zwiększonej produktywności i konkurencyjności. W każdym systemie robotycznym istotną rolę odgrywają czujniki. Niewykluczone, że najbardziej skuteczne i wydajne są czujniki o najmniejszych rozmiarach, nie tylko w przypadku robotyki. W ramach projektu e-Brains (3) firma Infineon Technologies stoi na czele europejskiego konsorcjum, którego uczestnicy opracowują nowe, nano-skalowe systemy sensoryczne, przeznaczone dla rozwiązań z zakresu inteligentnego otoczenia. Wydajne urządzenia oparte na nano-czujnikach, opracowywane przez uczestników inicjatywy e-Brains, umożliwią integrowanie heterogenicznych systemów, a tym samym powinny stać się kamieniem milowym w zakresie miniaturyzacji, inteligentnej łączności bezprzewodowej, niezawodności, energooszczędności i opłacalności istniejących technologii sensorycznych i znaleźć szeroką gamę zastosowań, począwszy od bioczujników i obrazowania w podczerwieni, po inteligentne czujniki gazu i sondy ultradźwiękowe. Nano-urządzenia projektowane przez zespół e-Brains są rzeczywiście bardzo małe, jednak uczestnicy innego projektu koordynowanego przez niemieckich uczonych osiągnęli jeszcze większy stopień miniaturyzacji. Zespół zaangażowany w koordynowaną przez Uniwersytet w Ulm inicjatywę Diamant (4) opracowuje technologie, które być może pozwolą modyfikować strukturę materiałów na poziomie pojedynczych atomów. Przedmiotem prac badawczych są diamenty, ze względu na ich unikalne właściwości optyczne i magnetyczne. Docelowo zespół projektowy pragnie opracować technologie molekularne przeznaczone dla ciał stałych, które umożliwią umieszczanie pojedynczych atomów w strukturze diamentów, z nanometrową precyzją. Opracowanie powyższej technologii może pozwolić zminiaturyzować urządzenia elektroniczne do rozmiaru pojedynczych cząsteczek. Urządzenia te znalazłyby różnorakie zastosowania, obejmujące obrazowanie biologiczne, precyzyjne pomiary, przechowywanie danych oraz przetwarzanie informacji. Niektóre z tych nowych zastosowań dzieli od komercjalizacji być może nawet kilka lat, jednak inne technologie, opracowywane obecnie w Niemczech, prawdopodobnie już wkrótce znajdą praktyczne zastosowania. Przykładowo w ramach projektu SSL4EU (5) niemiecki producent rozwiązań oświetleniowych, firma Osram, stoi na czele badań nad technologiami oświetleniowymi typu LED. Celem powyższych prac jest stworzenie podwalin pod wysokiej jakości oświetlenie LED oparte na ciałach stałych, które będzie stosunkowo niedrogie i powinno zostać powszechnie zaakceptowane przez konsumentów. Naukowcy są przekonani, że osiągnięcie powyższego celu jest możliwe i przyniesie duże korzyści konsumentom, społeczeństwu, a przede wszystkim środowisku naturalnemu. "Źródła światła oparte na ciałach stałych, a konkretnie na półprzewodnikach nieorganicznych, zrewolucjonizują współczesne oświetlenie ze względu na swe unikalne właściwości, takie jak długi okres użytkowania, możliwość dostosowania koloru emitowanego światła oraz natychmiastowe uruchamianie się. Co jednak najważniejsze: oświetlenie LED nie zawiera rtęci i w niedalekiej przyszłości będzie się charakteryzować największą energooszczędnością", twierdzą uczestnicy projektu SSL4EU. Energooszczędność na większą skalę oraz lokalne wytwarzanie prądu są przedmiotem badań prowadzonych pod egidą innego projektu, koordynowanego przez zlokalizowane w Hanowerze Edacentrum. Celem inicjatywy Smartcode (6) jest opracowanie niedrogich i łatwych do wdrożenia technologii umożliwiających inteligentne zarządzanie energią w pojedynczych budynkach i dzielnicach. Uczestnicy projektu Smartcode pragną w wydajny sposób zarządzać popytem energetycznym generowanym przez urządzenia elektryczne zlokalizowane wewnątrz budynków, a także koordynować podaż energii pochodzącej ze źródeł lokalnych, takich jak panele słoneczne czy niewielkie farmy wiatrowe, tworząc w ten sposób lokalne, inteligentne podsieci elektryczne, połączone z dużymi sieciami przesyłowymi. "Efektem podejścia "myśl globalnie, działaj lokalnie", obranego przez uczestników projektu, będzie zmniejszenie intensywności energetycznej, a także umożliwienie gospodarstwom domowym oraz lokalom komercyjnym czerpania korzyści z otwartego rynku energii elektrycznej w Europie", twierdzi prof. dr Christoph Grimm, koordynator naukowy projektu Smartcode. Tymczasem uczestnicy projektu Cascade (7), koordynowanego przez Instytut Fraunhofera, opracowują metody i systemy, które pozwolą zwiększyć wydajność energetyczną lotnisk. Jak dowodzą naukowcy, duże, współczesne lotniska zużywają podobną ilość energii, co niewielkie miasta, dlatego poprawa wydajność energetycznej portów lotniczych oraz usprawnienie zarządzania energią w obrębie tych obiektów stają się coraz bardziej istotnymi wyzwaniami. W związku z powyższym uczestnicy projektu Cascade opracowują architekturę i metodologię, które będą podstawą tworzenia personalizowanych rozwiązań TIK, bazujących na istniejącej infrastrukturze informacyjno-komunikacyjnej. Rozwiązania te będą przede wszystkim umożliwiały wykrywanie problemów związanych z architekturą systemu, wydajnością urządzeń oraz uwarunkowaniami operacyjnymi. Naukowcy pragną stworzyć system, który już po trzech latach od wdrożenia będzie przynosił zyski, a także zapewni ograniczenie zużycia energii i emisji CO2 o 20 %. Niezależnie od tego, czy chodzi o projekt dotyczący dużej infrastruktury publicznej, takiej jak port lotniczy, czy też o propozycje zmian legislacyjnych, obywatele powinni mieć możliwość łatwego i skutecznego przekazywania swych myśli, opinii oraz obaw decydentom. W ramach koordynowanego przez Uniwersytet Koblenz-Landau projektu Life+Gov (8), w którym uczestniczą partnerzy z Belgii, Hiszpanii, Grecji, Holandii oraz Finlandii, opracowywane jest mobilne rozwiązanie z zakresu e-władzy, które ułatwi obywatelom wyrażanie swych potrzeb, a decydentom i urzędnikom pomoże zrozumieć aktualne obawy społeczeństwa. Łącząc smartfony oraz rozwiązania z dziedziny e-uczestnictwa z mechanizmami ekstrakcji danych oraz rozwiązaniami sensorycznymi, system Life+Gov będzie oferowany w formie pakietu oprogramowania jako usługi, po uprzednim przeprowadzeniu dogłębnych testów obejmujących mobilność, utrzymanie miejskie oraz planowanie przestrzeni. Ekstrakcja danych, komunikacja z obywatelami oraz sieci społecznościowe odgrywają ważną rolę także w projekcie M-ECO (9). W ramach tej koordynowanej przez Uniwersytet Gottfrieda Wilhelma Leibniza w Hanowerze inicjatywy naukowcy opracowują rozwiązania z dziedziny zaawansowanej inteligencji epidemiologicznej oraz systemy danych medycznych, które pozwolą precyzyjnie śledzić rozprzestrzenianie się chorób i ostrzegać o ryzyku wystąpienia epidemii. "Jedynym sposobem uniknięcia pandemii jest wczesne wykrywanie nawet niewielkich sygnałów, a następnie szybka reakcja", twierdzi Avaré Stewart, naukowiec uczestniczący w projekcie M-ECO. Naukowcy zaangażowani w powyższy projekt wierzą, że najlepszym narzędziem do wczesnego wykrywania ryzyka pojawienia się epidemii jest Internet. Media internetowe, blogi, sieci społecznościowe, naukowe oraz nie-naukowe fora dyskusyjne, a także komunikacja elektroniczna mogą dostarczyć kompleksowych informacji na temat występowania chorób i ich objawów, uzupełniając dane pochodzące z oficjalnych źródeł, takich jak szpitale i organizacje ochrony zdrowia. W związku z powyższym system M-ECO korzysta z technologii web 2.0 takich jak media o otwartym dostępie oraz treści generowane przez użytkowników, traktując je jako nieoficjalne, jednak szybkie i skuteczne źródła informacji z zakresu inteligencji epidemiologicznej, potencjalnie znacząco ograniczające ryzyko rozprzestrzeniania się chorób. Urozmaicenie i skala projektów opisanych w niniejszym artykule prawdopodobnie wynikają po części ze statusu Niemiec jako największego kraju Unii Europejskiej, jednak oczywiste jest, że badania i innowacje mają się w tym kraju doskonale, a niemieccy naukowcy wciąż wnoszą wkład na rzecz poszerzania wiedzy i polepszania technologii. --- Projekty opisane w niniejszym artykule uzyskały wsparcie na rzecz badań naukowych w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR). (1) Flexnet: NoE FlexNet – Sieć Doskonałości na rzecz budowania wiedzy potrzebnej do usprawnienia integracji systemów bazujących na elastycznych, organicznych i wielkopowierzchniowych układach elektronicznych oraz ich zastosowań ('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: Europejska inicjatywa w dziedzinie robotyki, mająca na celu wzmocnienie konkurencyjności produkcyjnych MŚP poprzez wdrożenie rozwiązań z dziedziny systemów kognitywnych ('SMErobotics: The European Robotics Initiative for Strengthening the Competitiveness of SMEs in Manufacturing by integrating aspects of cognitive systems') (3) e-Brains: Najbardziej niezawodne systemy nano-czujników dla rozwiązań z dziedziny inteligentnego otoczenia ('e-Brains: Best-Reliable Ambient Intelligent Nano Sensor Systems') (4) Diamant: Atomowe nano-technologie bazujące na diamentach ('Diamant: Diamond based atomic nanotechnologies') (5) SSL4EU: Oświetlenie na bazie ciał stałych dla Europy ('SSL4EU: Solid State Lighting for Europe') (6) Smartcode: Inteligentna kontrola popytu i podaży z myślą o zbilansowanych, dodatnich energetycznie budynkach i dzielnicach ('Smartcode: Smart Control of Demand for Consumption and Supply to enable balanced, energy-positive buildings and neighbourhoods') (7) Cascade: Technologie TIK na rzecz energooszczędnych lotnisk ('Cascade: ICT for Energy Efficient Airports') (8) Life+Gov: Monitorowanie otoczenia, ekstrakcja danych oraz augmentacja w kontekście mobilnego dialogu pomiędzy obywatelami i e-rządem ('Life+Gov: Reality Sensing, Mining and Augmentation for Mobile Citizen-eGovernment Dialogue') (9) M-ECO: Ekosystem medyczny ('M-ECO: Medical EcoSystem') Odnośniki do projektów na stronie CORDIS: - 7PR na stronie CORDIS - Flexnet na stronie CORDIS - SMErobotics na stronie CORDIS - e-Brains na stronie CORDIS - Diamant na stronie CORDIS - SSL4EU na stronie CORDIS - Smartcode na stronie CORDIS - CASCADE na stronie CORDIS - Life+Gov na stronie CORDIS - M-ECO na stronie CORDIS Pozostałe odnośniki: - strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej