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Im Projekt »VALPEATS« entwickeln Fraunhofer-Forschende gemeinsam mit Projektpartnern eine Monitoring-Plattform zur Erfassung und Bewertung des Zustands von Mooren. Durch die Umwandlung in landwirtschaftliche Nutzfläche und durch den Klimawandel trocknen die Moore aus und entlassen dabei enorme Mengen an CO₂ in die Atmosphäre. Das Projekt bindet ein interdisziplinäres Team von Fachleuten im Feld ebenso ein wie ein Netzwerk von Sensoren, Drohnen und KI-Werkzeugen. VALPEATS schafft die Voraussetzungen, Moore zu schützen und Maßnahmen zur Wiedervernässung zu planen.

Lebensmittelschaum aus Hühnerei-Eiweiß macht Gebäck oder Kuchen locker und luftig. An einer pflanzlichen Alternative aus Hülsenfrüchten arbeiten Fraunhofer-Forschende im Projekt »LeguFoam«.

Cyberangriffe haben sich zu einem großen Risiko für Unternehmen und andere Organisationen entwickelt. Um Datendiebstahl, Sabotage und Erpressung vorzubeugen, nutzen viele Firmen und Behörden deshalb sogenannte Sicherheitsinformations- und Ereignismanagement-Systeme (SIEM), die Cyberattacken mithilfe von Detektionsregeln bzw. Signaturen entdecken können. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE haben jedoch in umfangreichen Tests nachgewiesen, dass Angreifende viele solcher Signaturen leicht umgehen können. Ein neues Open-Source-System des Fraunhofer FKIE soll hier Abhilfe schaffen: Auf Basis von KI erkennt AMIDES Angriffe, die klassische Signaturen übersehen.

Der Konsum von Zucker weltweit hat in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen, obwohl das Lebensmittel Karies, Bluthochdruck und Volkskrankheiten wie Diabetes Typ 2 und Herz-Kreislauferkrankungen begünstigt. Im Verbundprojekt NovelSweets stellen Forschende am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME gemeinsam mit Partnern mithilfe biotechnologischer Verfahren neuartige, proteinbasierte Süßungsmittel her. Ziel ist es, mit ihnen Zucker und bestehende Zuckeralternativen insbesondere in Getränken zu ersetzen.

Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier hat heute in einer feierlichen Zeremonie in Berlin die Gewinner des Deutschen Zukunftspreises 2024 geehrt. Für die technologische Umsetzung ihrer Idee einer LED-Matrix, die den Auto-Scheinwerfer zum Projektor werden lässt, zeichnete der Bundespräsident das Experten-Team um Dr. Norwin von Malm und Stefan Grötsch von ams OSRAM und Dr. Hermann Oppermann vom Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM mit seinem Preis für Technik und Innovation aus. Die vom Team entwickelte LED-Technologie ermöglicht durch ihre hohe Auflösung der Lichtverteilung und der Energieeffizienz innovative Designmöglichkeiten.

Vom 19. bis 22. November treffen sich auf der FORMNEXT 2024 in Frankfurt am Main Anbieter und Hersteller im Bereich der Additiven Fertigung. Die Fraunhofer-Gesellschaft präsentiert innovative Technologien für die Multimaterial-Fertigung im Bereich der Additiven Fertigung. Mit diesem technologischen Meilenstein lassen sich Bauteile herstellen, die nicht nur geometrisch komplex sind, sondern auch mehrere Eigenschaften und Funktionen in sich vereinen. Diese und weitere Innovationen präsentieren Forscherinnen und Forscher von insgesamt 20 Fraunhofer-Instituten auf dem Gemeinschaftsstand in Halle 11, Stand D31.

Wie lassen sich Operationen in Zukunft wirtschaftlicher, sicherer und effizienter durchführen? Ein interdisziplinäres deutsch-französisches Team hat hoch technologisierte hybride Operationssäle entwickelt, die durch 5G-Netz und KI neue Anwendungen ermöglichen.

Kaum eine andere chemische Substanz kann es mit ihnen aufnehmen, so einzigartig sind ihre Eigenschaften: PFAS. Entsprechend schwer sind die Jahrhundertgifte zu ersetzen, die sich in der Umwelt anreichern und nicht mehr abbauen. Einem Team am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ist es gelungen, Lösungen zu entwickeln, die auch für die Medizintechnik große Chancen bieten, PFAS gezielt zu substituieren.

Um während neurochirurgischen Eingriffen komplexe Hirnfunktionen testen zu können, werden diese an wachen, lokal anästhesierten Patienten durchgeführt. So können die Chirurgen mit ihnen interagieren und prüfen, wie sich ihr Eingriff auf die Hirnfunktion auswirkt. Doch das Öffnen des Schädels im Wachzustand ist für die Betroffenen psychisch äußerst belastend. Ein neues robotergestütztes und optisch präzise überwachtes Laserverfahren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen soll künftig schonende, vibrationsfreie und nahezu lautlose Kraniotomien im Wachzustand ermöglichen. Das Knochengewebe des Schädels wird dabei mit kurzgepulster Laserstrahlung abgetragen.

Es ist Bewegung gekommen in unsere Eiweißversorgung – Bewegung auf sechs Beinen: Insekten sind eine Proteinquelle, die zu erschließen in jeder Hinsicht ressourcenschonender ist als herkömmliche Alternativen. Um die Sicherheit der Insektenzucht und ihrer Produkte zu gewährleisten, haben Fraunhofer-Forschende ein System entwickelt, das Krankheitserreger zuverlässig detektiert – umgehend, kostengünstig und automatisierbar.

Bei der Stromerzeugung mit Wasserstoff entstehen keine klimaschädlichen Emissionen. Doch Speicherung und Transport des Gases sind technisch anspruchsvoll. Fraunhofer-Forschende nutzen deshalb das leichter handhabbare Wasserstoffderivat Ammoniak als Ausgangsstoff. Im Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Stack wird Ammoniak zerlegt und der entstehende Wasserstoff in Strom verwandelt. Die Abwärme kann beispielsweise als Heizenergie genutzt werden.

Vielversprechende Perspektiven für die personalisierte Medizin: Fachleute des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM nutzen ihr Know-how in Mikrofluidik und Einzelzelltechnologien, um Organstrukturen zu drucken. Sie präsentieren ihre Entwicklungen vom 11. bis 14. November auf der Messe Medica 2024 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 3, Stand E74.

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel hat eine neue Leitung: Ab dem 1. November 2024 wird Prof. Martin Braun die Führung des Forschungsinstituts übernehmen. Er ist zugleich Professor für Nachhaltige elektrische Energiesysteme an der Universität Kassel.

Zum 1. Oktober übernimmt Frau Prof. Miriam Unterlass die Leitung des renommierten Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg. Die bisher an der Universität Konstanz und der TU Wien lehrende Chemikerin und Materialwissenschaftlerin bereichert mit ihrer Expertise auf dem Gebiet der Synthese neuer funktioneller Materialien das Portfolio des Fraunhofer ISC und der Universität Würzburg, an der sie in Personalunion den Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese innehat.

Ob in Kanada, Kalifornien oder im Mittelmeerraum – weltweit werden Waldbrände häufiger und vor allem heftiger. Hitze, Trockenheit und Wind machen Brände gerade im Sommer oft zum Inferno. Die Klimakrise verschärft das Problem. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI und das Start-up CAURUS Technologies GmbH reagieren auf die zunehmende globale Bedrohung: Gemeinsam entwickeln sie das Dispersionslöschmodul eines innovativen Löschverfahrens, mit dessen Hilfe sich großflächige Feuer effizienter aus der Luft bekämpfen lassen.

Schmetterlinge sind allgemein beliebt, doch sind sie – insbesondere ihre Raupen – nicht immer gern gesehen in Wäldern, Parks und Gärten. Treten sie nämlich in Massen auf, stellen einige Schmetterlingsarten eine echte Gefahr für den Wald dar. In der Vergangenheit wurden vielerorts in Deutschland ganze Laub- und Nadelbestände kahlgefressen. Die Überwachung der Forstschädlinge ist daher besonders wichtig, um ihre Reproduktion zu kontrollieren und Waldflächen vor größeren Schäden zu schützen. Im Projekt DiMoTrap entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF gemeinsam mit der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt eine digitale, automatisierte Pheromonfalle (Lockstofffalle), die den Aufwand des bisherigen aufwändigen, manuellen Waldschutzmonitorings deutlich reduzieren könnte.

Die Weiterentwicklung der bestehenden Speichersysteme ist eine zentrale Voraussetzung für die Energiewende. Das Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat gemeinsam mit der acp systems AG eine format- und designflexible Wickelanlage für zylindrische Batteriezellen in Betrieb genommen. Sie dient als innovative Forschungs- und Produktionsplattform, um neue Zellformate und -komponenten sowie Tab-Designs zu erproben. Sie ermöglicht die Entwicklung großformatiger Zellen für künftige Batterietechnologien. Die Wickelanlage ist weltweit einzigartig und in eine automatisierte und digitalisierte Infrastruktur zur Batteriezellproduktion eingebettet.

Ein innovatives, umweltfreundliches Produktionsverfahren für das in vielen Industriebranchen unverzichtbare Soda haben Fraunhofer-Forschende gemeinsam mit Partnern im Projekt »Green Soda« entwickelt. Der Prozess basiert auf der bipolaren Elektrodialyse von Salzsole. Durch Ionen-Austauschprozesse und den Zusatz von Kohlenstoffdioxid entsteht grünes Soda. Die Technologie hilft auch, die Produktion am Standort Deutschland zu stärken.

Die Produktion von Feinchemikalien, beispielsweise für Pharmazeutika, ist in der Regel komplex und aufwendig. Ein interdisziplinäres Team von Fraunhofer-Forschenden hat in gemeinsamen Projekten ein Verfahren nach dem Vorbild einer Kaskade entwickelt, bei dem mehrere aufeinanderfolgende Synthesestufen ohne Unterbrechung durchlaufen. Möglich wird dies durch den Einsatz neuartiger Katalysatoren in speziell angepassten Durchflussreaktoren. Damit wird die Herstellung der Medikamente effizienter und energiesparender. So unterstützt die modular aufgebaute Technologie-Plattform die Produktion von Arzneimitteln am Standort Deutschland.

Umweltschädliche Kunststoffabfälle haben in Deutschland in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen. Besonders viel Müll entsteht durch Verpackungen. Auf pflanzlichen Inhaltsstoffen basierende Beschichtungen für Papierverpackungen könnten künftig für nachhaltigen Ersatz sorgen. Im Projekt BioPlas4Paper konnten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST gemeinsam mit Partnern mithilfe eines Beschichtungsverfahrens, der Plasmapolymerisation, auf Pflanzenstoffen basierende wasserabweisende Barriereschichten auf Papier erzeugen und so die Beständigkeit des Werkstoffs gegenüber Witterungseinflüssen verbessern.

Eine große Chance für den Wirtschaftsstandort Deutschland liegt in Deep Tech und einem starken Innovationssystem aus Wissenschaft und Wirtschaft. Auf dem Innovation Summit »Bits & Pretzels« in München stellt Fraunhofer vom 29. September bis 1. Oktober 2024 sein Knowhow für unternehmerischen Tech Transfer unter Beweis.

Mehr Ladeleistung, mehr Reichweite, mehr Klimafreundlichkeit – im Verbundprojekt COOLBat entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit Partnern Batteriegehäuse der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge. Die zentrale Komponente des E-Autos soll leichter werden, und bei ihrer Herstellung sollen 15 Prozent Kohlendioxid eingespart werden. Durch eine Kombination von Einzelsystemen, mehr Funktionen auf kleinerem Bauraum, neuen Wärmeleitwerkstoffen und biobasierten Flammschutzbeschichtungen wollen die Projektpartner dieses Ziel erreichen.

An den Rastanlagen der Bundesautobahnen herrscht Parkplatznot. Lkw-Fahrer, die gesetzliche Ruhezeiten einhalten müssen, stellen ihre Fahrzeuge daher oftmals höchst riskant in den Ein- und Ausfahrten oder auf den Standstreifen ab. Die Folge sind Auffahrunfälle – mitunter mit tödlichem Ausgang. Der Handlungsdruck für schnelle Abhilfe ist groß. Hier setzt das Projekt SOLP an: Forschende des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI entwickeln gemeinsam mit Partnern eine KI-gestützte Prognostik für Lkw-Fahrer und Spediteure, die über verfügbare, öffentliche und privat bewirtschaftete Stellplätze informiert und die Stellplatzsuche erleichtert.

In der Medizin können Systeme der Künstlichen Intelligenz (KI) Krankheiten früher erkennen, Therapien verbessern und medizinisches Personal entlasten. Wie leistungsfähig sie sind, hängt davon ab, wie gut die KI trainiert wurde. Ein neuer Multitasking-Ansatz zum Schulen von KI macht es möglich, Basismodelle mit einem Minimum an Daten kosteneffizient und schnell zu trainieren. Damit überwinden Forschende die Datenknappheit in der medizinischen Bildgebung – und können so Leben retten.

Die neue EU-Verordnung European Deforestation Regulation – EUDR soll verhindern, dass in der EU gehandelte Waren zur fortschreitenden Entwaldung beitragen. Wer zum Beispiel ein Holzprodukt in den EU-Markt einbringt, muss dokumentieren, welche Holzarten zur Herstellung verwendet wurden, und dessen legale Herkunft belegen. Schon die erste Überprüfung der deklarierten Holzart ist – je nach Material – keine leichte Aufgabe. So muss etwa Papier zeitaufwändig von Spezialistinnen und Spezialisten untersucht werden. Eine KI-Analysesoftware zur Holzartenbestimmung soll diesen Prozess künftig vereinfachen und beschleunigen. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickeln das automatische Bilderkennungssystem für die großflächige Überprüfung der Holzartendeklaration in enger Zusammenarbeit mit dem Thünen-Institut für Holzforschung.

Pilze haben mehr zu bieten als auf den ersten Blick erkennbar. Ihre fadenförmigen Zellen, die wie ein Wurzelgeflecht unsichtbar und großflächig unter der Erde wachsen, bieten großes Potenzial, um nachhaltige, biologisch abbaubare Materialien herzustellen. Forschende am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park nutzen dieses Pilzmyzel, um damit unterschiedlichste, recycelbare Produkte zu entwickeln – vom Portemonnaie über Dämmmaterialien bis hin zu Verpackungen.

Öffentliche Stromnetze sind hochkomplexe Systeme. Die Hersteller von Windenergieanlagen müssen beim Anschluss neuer Anlagen technische Richtlinien einhalten, um die Stabilität der Stromnetze nicht zu gefährden. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES haben im Projekt »Mobil-Grid-CoP« eine mobile Testplattform entwickelt, die auch für Offshore-Windenergieanlagen im Freifeld realitätsnahe Tests unter Volllast ermöglicht. Die Technologie hilft bei der Validierung und Zertifizierung der Anlagen und unterstützt die Transformation der Energieversorgung hin zur verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien.

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin bekommt eine zweite Institutsleitung: Prof. Ulrike Ganesh wird ab August 2024 Prof. Martin Schneider-Ramelow ergänzen und gemeinsam mit ihm die strategische Ausrichtung des Mikroelektronik-Instituts weiterentwickeln und gestalten.

Spezielle physische Mensch-Roboter-Interaktionen werden vermehrt in der Fertigungsindustrie, im professionellen Dienstleistungssektor und im Gesundheitswesen benötigt. Dies erfordert eine Verbesserung des Komforts und der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Roboter müssen in der Lage sein, menschliche Handlungen vorherzusehen und Absichten zu erkennen. Dafür braucht es flexible Metamaterialien bzw. flächige Metasurface-Antennen mit hochintegrierter Elektronik, um die nahe Umgebung erfassen zu können. Solche Oberflächen, die einen Roboter wie eine adaptive, intelligente Haut umspannen, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR gemeinsam mit sechs Partnern im EU-Projekt FITNESS. Ausgerüstet mit Metasurface-Antennen sollen Roboter künftig im Nahfeld die Umgebung gezielter abtasten und im Fernfeld besser mit ihrer Basisstation kommunizieren können.

Durch die Digitalisierung werden zum Beispiel in Krankenhäusern immer mehr Geräte wie Röntgen- oder Ultraschallgeräte ans Netzwerk angeschlossen. Diese müssen im Bedarfsfall in der Klinik beweglich sein. Im Projekt LINCNET übertragen Fraunhofer-Forschende Daten mithilfe von Licht auf Maschinen und Roboter in Krankenhäusern und auch in der industriellen Fertigung. Durch die Kombination mit Stromnetzen und dem schnellen 5G-Netz entstehen leistungsstarke, aber günstigere Drahtlosnetze für Gebäude. Der Einsatz in Krankenhäusern bindet die Geräte kabellos ins Netzwerk ein – mit weniger elektromagnetischen Emissionen. Die Industrieproduktion wird deutlich flexibler.