Gesundheit geht uns alle an. Der Wunsch, ein gesundes Leben zu führen, beschäftigt uns privat und im Arbeitsleben, und wir wünschen uns die bestmögliche Versorgung im Krankheitsfall. Deshalb müssen wir dafür sorgen, dass medizinische Leistungen auf Dauer für alle bezahlbar bleiben – auch in einer weiterhin alternden Gesellschaft.

Die Ziele der aktuellen Gesundheitsforschung sind: Innovationen sollen Vorsorge, Diagnose und Therapie sicherer, schneller und preiswerter machen. Um dies zu erreichen, haben sich sieben biowissenschaftlich orientierte Fraunhofer-Forschungseinrichtungen zum Verbund Life Sciences zusammengeschlossen. Aber auch viele andere Fraunhofer-Institute tragen wichtige medizintechnische Entwicklungen bei.

Diagnose

Von der Diagnose hängt alles weitere ärztliche Vorgehen ab. Die Fraunhofer-Forscher wollen deshalb den Arzt bei dieser Aufgabe optimal unterstützen. Sie entwickeln neue Diagnoseverfahren, etwa ein System zur automatischen Blutbilderstellung.

Mit »Lifetronics« – der Verbindung von Life Sciences mit Mikrosystemen – eröffnen die Wissenschaftler neue Möglichkeiten. Solche Systeme dienen z. B. zur kontinuierlichen mobilen Überwachung von Körperfunktionen wie Herzaktivität, Temperatur und Atmung.

Operationstechnik

Chirurgische Eingriffe sind heute dank zahlreicher Innovationen weniger belastend als früher. Wegen seiner Präzision und der spezifischen Wirkung wird der Laser als Operationsinstrument geschätzt. Spezielle Endoskope und Bildsysteme erlauben dem Chirurgen eine sichere Arbeit in hochsensiblen Operationsfeldern wie dem Gehirn. Jede neue Technik, die den Operateur unterstützt, vereinfacht und beschleunigt den Eingriff und schont damit den Patienten.

Therapie

Die Heilung mancher Krankheiten ist langwierig. Die Fraunhofer-Forscher wollen Patient und Arzt dabei optimal unterstützen. Zur lokalen Zerstörung von Tumoren beispielsweise liefern sie hochpräzise und zugleich schonende Instrumente und Verfahren.

Prothetik

Die Prothetik betrifft viele Menschen, denn auch jeder ersetzte Zahn gehört dazu. Hier geht es um Ästhetik ebenso wie um höchste Dauerbelastbarkeit bei möglichst geringen Kosten. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, nutzen die Forscher moderne Verfahren aus der Produktionstechnik. Die Neuroprothetik schließlich – bei der Nervenfasern mit Elektronik verknüpft werden – soll das Spektrum der Heilmöglichkeiten stark erweitern.

Pharmazeutik

Arzneimittelforschung ist aufwendig: Zehn Jahre dauert es und an die 10 000 Substanzen werden untersucht, bis ein neues Medikament zugelassen wird. Moderne Technologien und weiterentwickelte Verfahren wie die Translationsmedizin helfen, diesen Prozess effizienter zu machen und zu beschleunigen.

Vorsorge nützt uns allen

Das beste und zugleich preiswerteste Mittel zum Gesundheitsschutz ist und bleibt die Vorsorge. Das Verhalten der Menschen ist dabei entscheidend. Zur Information und Motivation setzen die Fraunhofer-Wissenschaftler modernste Informationstechnik ein. Es soll Spaß machen, etwas für die Gesundheit zu tun!

Täglich sehen wir in den Nachrichten eindrückliche Bilder von Unfällen, Bombenattentaten und Überschwemmungen. Sie zeigen die verwundbaren Seiten unserer Gesellschaft und machen Angst. Wir alle sehnen uns jedoch nach Sicherheit und brauchen eine zuverlässige und menschenwürdige Lebensgrundlage. Energie und Wasser, sichere Straßen und Flughäfen, Kommunikationsmittel, medizinische Betreuung und vieles mehr müssen uns immer zur Verfügung stehen. Sicherheitsexperten verschiedener Fachrichtungen haben das gemeinsame Ziel: Menschen so weit wie möglich zu schützen.

Risiken einschätzen

Die Experten spielen mögliche Szenarien durch, um Gefahren im Vorfeld zu erkennen, und sie entwerfen detaillierte Handlungsstrategien. Beispielsweise entwickeln sie Systeme, die Umweltdaten erfassen und Alarm schlagen, wenn sie gefährliche Stoffe aufspüren. Hochempfindliche technische Spürnasen könnten in einigen Jahren auch die bekannten Schleusen an Flughäfen ersetzen: Ohne es zu merken, laufen die Passagiere dann an Sensoren vorbei, die sie auf radioaktive, chemische, biologische und explosive Stoffe oder Metall prüfen.

Katastrophen meistern

Falls etwas passiert, müssen Polizei, Feuerwehr und Krankenwagen schnell am Unfallort eintreffen und Entscheidungen treffen. Die Einsatzkräfte sind dabei auf verlässliche Informationen angewiesen. Absprachen über Walkie-Talkie und Recherchen in Karten und Datenblättern kosten wertvolle Zeit. Neuartige Katastrophenmanagementsysteme liefern den Rettungskräften alle notwendigen Informationen auf PCs und PDAs. Wenn es für Menschen zu gefährlich ist, rollen mit Kameras und Messinstrumenten ausgestattete Roboter ins Gefahrengebiet und senden Daten an das Kontrollzentrum.

Daten schützen

Nicht nur im Ernstfall, auch im Alltag können wir kaum auf Informationstechnik verzichten. Jede Firma, Bank, Klinik oder Energieversorgung braucht Rechner und Telefon. Mit dieser Abhängigkeit steigen auch die Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit. Denn die vielfältigen Kommunikationswege sind verwundbar.

Wissenschaftler tragen eine große Verantwortung: Sie arbeiten an Sicherheitskonzepten, die vertrauliche Daten schützen. Wir sind gewohnt, mit Passwörtern, PIN-Nummern und Karten umzugehen, damit sich keine ungebetenen Gäste auf unseren Rechner oder unser Bankkonto einloggen. Zunehmend dienen auch unveränderliche Kennzeichen des Menschen als Schlüssel zu Informationen und Räumen. Für uns nicht sichtbar, sind die Daten durch ausgeklügelte Softwarearchitekturen und Verschlüsselungen geschützt.

Gebäude widerstandsfähig machen

Für den Schutz von Leib und Leben spielen neben Zugangskontrollen und Überwachung durch Videokameras auch Baustoffe und Bauweise von Gebäuden eine wichtige Rolle. Kraftwerke, Industrieanlagen und Hochhäuser aus besonders stabilen Materialien können einer Explosion oder Erdbeben standhalten.

So können wir alle davon profi tieren, dass Experten und Wissenschaftler nicht bei den schlimmen Bildern stehen bleiben, sondern sich rechtzeitig Gedanken darüber machen, wie die Gefahren abzuwenden sind.

Für viele ist es selbstverständlich, dass sie immer und überall zu erreichen sind, dass sie permanent auf berufl iche und private E-Mails oder Daten zugreifen, dass sie Musik über einen MP3-Player hören, in ihren digitalen Fotosammlungen stöbern oder dank GPS und Navigationssystem immer den richtigen Weg finden.

Dass dies auf Knopfdruck und ohne Probleme möglich ist, dafür sorgen rasante Fortschritte in der Informations- und Kommunikationstechnik. In Zukunft wird sie unseren Alltag noch weiter prägen und erleichtern. Grundlage dafür sind winzige Sensoren und drahtlose Kommunikation. Sie verleihen passiven Gegenständen – vom Teppich über die Kleidung bis zum Fenster – neue Funktionen. So werden sie zu aktiven Objekten, die sich selbstständig auf den Benutzer einstellen. Und sie liefern wertvolle Informationen an Kommunikationsnetze, die beispielsweise helfen, Staus zu vermeiden oder die Gesundheit von Patienten zu kontrollieren.

Wie viele der allgegenwärtigen, unsichtbaren Helfer zum Einsatz kommen, entscheidet jeder selbst: etwa im intelligenten Haus, das selbst für Sicherheit und optimale Energienutzung sorgt, oder bei der drahtlosen Vernetzung der heimischen Unterhaltungselektronik. Wer möchte, kann auch Software-Agenten losschicken, die sich um Termine kümmern und Informationen im Netz aufstöbern.

Zu Hause

Schöne neue Medienwelt: Kabelsalat und Schnitt-stellenprobleme sind bald schon Vergangenheit. Wir arbeiten am Wohnzimmer der Zukunft: Dort sind alle Geräte drahtlos miteinander verbunden und lassen sich kinderleicht bedienen. Neue Technologien für Video- und Tonübertragung sorgen für optimale Qualität – egal ob Filme auf einem riesigen Flachbildschirm oder am PC angeschaut werden. 3-D-Displays und interaktive Projektionen bieten beste Unterhaltung.

Unterwegs

Ein neuer Standard komprimiert Videodaten noch einmal auf etwa die Hälfte der bisherigen Größe – Bahn frei für das mobile Fernsehen. Damit lassen sich Live-Events, Filmtrailer und Nachrichten sogar auf dem Handy in guter Qualität anschauen. Aber auch eine Warnung vor Unwetter oder Hochwasser kann einen überall mobil erreichen. So bleibt noch ausreichend Zeit, schlimmste Schäden zu verhindern.

Im Büro

Direkter Anschluss ans Firmennetz – egal wo man ist. Unsere Software sorgt für sicheren Datentransfer und schützt Festplatten vor unbefugtem Zugriff. Unsere Wissenschaftler entwickeln Technologien, die es leichter machen, in Datenbanken, Textarchiven oder im Web auch die Inhalte zu fi nden, die man wirklich sucht. Mithilfe von Data- und Text-Mining lässt sich schneller und effektiver im Bergwerk der Informationen schürfen.

Menschen stehen ständig im Austausch mit Freunden, Verwandten oder Kollegen. Sie wollen jederzeit alle Informationen abrufen, die ihnen helfen, sich schneller und einfacher in der immer komplizierteren Welt zurechtzufi nden. Menschen brauchen Kommunikation.

Wir wollen zum Wandern in die Berge, zum Baden an den See und im Urlaub an einen Palmenstrand. Wir sollten die Verwandten besuchen, Einkäufe erledigen, die alte Stereoanlage zum Wertstoffhof bringen. Wir müssen in die Schule, ins Büro oder auf Dienstreise. Ein Leben lang sind wir in Bewegung – zu Wasser, zu Land und in der Luft.

Mobilität ist ein zutiefst menschliches Bedürfnis. Wer rastet, der rostet, sagt schon das alte Sprichwort. Der Spaß an der Bewegung ist universell – unabhängig von Kultur, Sprache, Rasse, Alter und Geschlecht.

Die Mobilität nimmt zu

Mobilität erweitert den Horizont: Kleine Kinder fl itzen mit Begeisterung auf ihren Bobbycars durch die Wohnung; später, wenn sie Radfahren lernen, erweitert sich ihr Aktionsradius, und sobald sie erwachsen sind, wollen sie schnelle Autos oder schwere Motorräder fahren und die Welt erkunden.

Wenn die Prognosen stimmen, wird bis zum Jahr 2015 die Zahl der Pkws in Deutschland auf 50 Millionen ansteigen. Gleichzeitig wird der Warenverkehr um 60 Prozent zunehmen, denn im Zeitalter der Globalisierung reisen immer mehr Produkte – egal ob Kühlschränke oder Kameras, tropische Früchte oder Jeans – Tausende von Kilometern, bevor der Verbraucher sie in den Warenkorb lädt.

Management gegen Staus

Damit Menschen und Waren auch in Zukunft schnell ans Ziel kommen, entwickeln die Fraunhofer-Forscher Technologien, die Staus und Unfälle vermeiden, das Umsteigen auf öffentliche Verkehrsmittel erleichtern und die Warenströme optimieren.

Mit Simulationssystemen lassen sich die Auswirkungen von geplanten Baustellen, neuen Straßen und Wegführungen vorab sichtbar machen.

Die neue Software erlaubt Verkehrsplanern, ihre Baumaßnahmen zu optimieren, lange bevor Bagger und Planierraupen vollendete Tatsachen schaffen.

Wenn es dennoch zu Staus kommt, werden intelligente Navigationssysteme, die ständig aktuelle Verkehrsinformationen empfangen und verarbeiten, den Fahrer umleiten. Die neuen Systeme können verschiedene Routen mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln analysieren. Sie liefern – abhängig von Tageszeit und Verkehrssituation – stets den schnellsten Weg.

Rundum sicher

Ganz ohne Risiko ist Mobilität nicht zu haben. Technische Entwicklungen können die Sicherheit jedoch enorm steigern. Die Fraunhofer-Forscher prüfen die Zuverlässigkeit von Materialien, die im Automobilbau eingesetzt werden. Und sie arbeiten an innovativen Sicherheitskonzepten – beispielsweise an einem neuen, intelligenten Seitenaufprallschutz für Pkws.

Hilfe im Fall der Fälle

Im Katastrophenfall entscheidet Mobilität über Leben und Tod: Notdienste und Rettungsfahrzeuge müssen den Einsatzort schnell erreichen, Verletzte in Krankenhäuser transportiert werden. Moderne Software erleichtert das Katastrophenmanagement: Per Mausklick kann der Einsatzleiter aktuelle Verkehrsberichte, die Pegelstände der Flüsse sowie Informationen über die Infrastruktur in der näheren und weiteren Umgebung abrufen. Das Programm hilft außerdem bei der grenzüberschrei tenden Koordination von Rettungseinsätzen.

Längst vorbei ist die Zeit, als Umweltschutz nach dem Motto betrieben wurde: Tiere und Pflanzen müssen halt auch überleben. Heute wissen wir, dass der Mensch ein Teil der Natur ist, dass eine Schädigung der Umwelt letztlich immer auch den Menschen trifft und dass er ohne eine gesunde Natur auf Dauer gar nicht existieren kann.

Die angewandte Forschung berücksichtigt diese Erkenntnis schon lange. Fast alle Felder der Wissenschaft sind davon betroffen. Und sobald ein neues Problem auftaucht, tüfteln Fraunhofer-Forscher bereits an den richtigen Lösungen.

Messtechnik sagt, was zu tun ist

Ein unentbehrlicher Bestandteil des Umweltschutzes ist die Messtechnik. Man muss schließlich erkennen, ob und wo Probleme entstehen, wann Handlungsbedarf besteht und was zu tun ist. Mit Entwicklungen wie auf Chipgröße miniaturisierten Analyselabors oder tragbaren Spektrometern sorgten Fraunhofer-Forscher für eine schnelle, überall einsatzfähige Messtechnik.

Produktintegrierter Umweltschutz

Teilweise problematische Inhaltsstoffe veranlassten den Gesetzgeber, eine Rücknahmeverpfl ichtung für elektronische Geräte auszusprechen. Vorausschauende Hersteller bauen beim Design der Geräte die Wiederverwertung gleichsam mit ein. Modulare Konstruktion und Verwendung von günstigeren Ersatzstoffen z. B. verringern die anfallenden Probleme und damit die Kosten.

Leisetreten schont Mensch und Umwelt

Lärm ist eine Umweltbelastung, die den Menschen ganz direkt selbst betrifft: Gesundheitsschäden durch Krach sind an der Tagesordnung. Fraunhofer-Forscher arbeiten an interessanten Lösungen: Aktive Schwingungsdämpfung durch Adaptronik z. B. verringert Vibrationen an Maschinen und damit die Ursache für einen Großteil des technisch verursachten Lärms

Verfahrensoptimierung schützt Geldbeutel und Umwelt

Am besten vermeidet man eine Umweltbelastung am Anfang eines Prozesses: Schadstoffe sollen gar nicht erst entstehen. Hier kommt die Expertise der Fraunhofer-Forschung in der Verfahrenstechnik zum Tragen. In vielen Projekten gelang es, den Ressourcenverbrauch ebenso wie den Schadstoffausstoß durch Verfahrensoptimierung zu senken und damit den Umweltschutz gleich mit Kosteneinsparung zu verbinden.

Energie sparen heißt Ressourcen schonen

Ähnliches gilt für das Thema Energie: Jede Verringerung des Verbrauchs bei der Produktion spart nicht nur Geld, sondern schont auch die Umwelt. Denn das Verbrennen fossiler Energieträger setzt immer CO2 frei, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Wichtig ist es aber auch, den Energiekonsum eines Produkts während seiner Lebenszeit zu betrachten. Fraunhofer-Forscher wollen z. B. den Stand-by-Verbrauch elektronischer Geräte senken oder mithilfe von Leichtbautechnologien Fahrzeugen zu weniger Spritverbrauch verhelfen.

Der Schutz unserer natürlichen Umwelt hat also viele Ansatzpunkte. Gemeinsam ist der angewandten Forschung bei dieser Zielsetzung letztlich die Maxime: Umweltschutz ist Menschenschutz.