Aus Vision wird Zukunft: Die Fraunhofer-Gesellschaft als Innovationsmotor

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen, wie Fraunhofer-Forschung tagtäglich zur Innovationskraft Deutschlands beiträgt – mit aktuellen, praxisnahen Lösungen für Industrie, Mittelstand und Gesellschaft ebenso wie für staatliche Akteure.

Gemeinsam mit ams OSRAM hat das Fraunhofer IZM eine neuartige, digital steuerbare LED-Matrix entwickelt, die Autoscheinwerfer in präzise Lichtprojektoren verwandelt. Statt weniger Lichtquellen kommen zehntausende einzeln ansteuerbare LEDs zum Einsatz, die Licht gezielt und energiesparend dorthin lenken, wo es gebraucht wird. So wird die Fahrbahn optimal ausgeleuchtet, ohne andere Verkehrsteilnehmende zu blenden. Zusätzlich können Warnsymbole direkt auf die Straße projiziert werden.

Die Technologie erhöht die Verkehrssicherheit, spart Energie und eröffnet neue Anwendungen – von effizienter Fahrzeugtechnik bis zu Augmented Reality. Sie stärkt die Innovationskraft der Industrie und bietet insbesondere dem Mittelstand neue Marktchancen für intelligente Licht- und Displaylösungen.

mehr Info

Die CAR‑T‑Zelltherapie ist ein innovativer Ansatz in der Krebsmedizin: Dabei werden körpereigene Immunzellen genetisch so verändert, dass sie Tumorzellen gezielt erkennen und zerstören. Forschende des Fraunhofer‑Instituts für Zelltherapie und Immunologie IZI unterstützen Partner bei der Entwicklung, Optimierung und klinischen Prüfung neuer CAR-T-Zelltherapien. So stellt das Institut in seinen Reinräumen beispielsweise die klinischen Prüfpräparate für eine klinische Studie des Universitätsklinikum Würzburg her, bei der CAR-T-Zellen zur Behandlung hämatologischer und solider Tumore eingesetzt werden.

Um zukünftig die Verfügbarkeit von CAR-T-Zelltherapien und anderen Immuntherapien zu erhöhen, arbeitet das Fraunhofer IZI gemeinsam mit weiteren Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft an der Entwicklung neuer Bioprozesse und automatisierten Produktionsverfahren. Ziel dabei ist es, die Herstellung von Zell- und Gentherapien schneller und wirtschaftlicher zu gestalten, um dadurch mehr Patientinnen und Patienten den Zugang zu innovativen Arzneimitteln zu ermöglichen.

mehr Info

Gebäude sind vielfältigen Einflüssen ausgesetzt, etwa durch Wetter, bauliche Veränderungen oder Nutzung – doch klassische Wärmepumpenregelungen berücksichtigen das nur unzureichend. Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE forscht daher an intelligenten Wärmepumpen, die mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen ihr Umfeld selbstständig analysieren und den Betrieb kontinuierlich anpassen. Mithilfe eines neuen, KI-basierten Reglers lassen sich fehlerhafte Einstellungen nun vermeiden und Heizsysteme deutlich effizienter betreiben.

Die Innovation ist vielversprechend für die Energiewende im Gebäudesektor: Simulationen und erste Feldtests zeigen Einsparpotenziale von bis zu 10 Prozent bei gleichzeitig höherem Komfort. Damit können Energiekosten und Emissionen sinken. Zugleich entstehen neue Marktchancen für Hersteller im Bereich digitaler Heiz- und Gebäudetechnik.

mehr Info

Cyberangriffe und Industriespionage verursachen jedes Jahr massive Schäden für Unternehmen und Behörden – klassische Schutzsysteme stoßen dabei zunehmend an ihre Grenzen. Das Fraunhofer‑Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE hat mit AMIDES ein frei verfügbares Open‑Source‑System entwickelt, das mithilfe Künstlicher Intelligenz gezielt Cyberangriffe erkennt, die herkömmliche Signaturprüfungen umgehen. Der Ansatz kombiniert maschinelles Lernen mit bestehenden Sicherheitsregeln und ist darauf ausgelegt, möglichst wenig Fehlalarme zu erzeugen.

Die Innovation stärkt die digitale Sicherheit von Wirtschaftsunternehmen und anderen Organisationen, da sie bestehende IT‑Sicherheitsinfrastrukturen effizient erweitert. Gerade Unternehmen mit einer zentralen Sicherheitsabteilung (Security Operations Center) profitieren von einer praxistauglichen, transparenten und kosteneffizienten Lösung zur Cyberabwehr.

mehr Info

In der industriellen Massenproduktion von Stanzteilen entscheidet Präzision über die Funktionsfähigkeit ganzer Systeme – doch herkömmliche Qualitätskontrollen kommen bei hohen Taktraten schnell an ihre Grenzen. Gemeinsam mit dem mittelständischen Unternehmen Quittenbaum GmbH hat das Fraunhofer‑Institut für Physikalische Messtechnik IPM erstmals ein optisches Prüfsystem entwickelt, das 3D‑Präzisionsstanzteile direkt im laufenden Produktionsprozess vermisst. Im freien Fall erfassen mehrere Kameras jedes einzelne Bauteil und gleichen es sekundenschnell mit dem CAD‑Sollmodell ab.

Die Lösung erhöht die Prozesssicherheit, reduziert Ausschuss und vermeidet teure Nacharbeiten. Sie ist besonders relevant für Branchen wie Automobil‑, Elektro‑ und Medizintechnik und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Fertigungsunternehmen durch effiziente, automatisierte Qualitätssicherung.

mehr Info

Hochempfindliche Messungen kleinster Magnetfelder eröffnen neue Möglichkeiten in Medizin, Industrie und Sicherheit. Das Fraunhofer‑Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF hat ein kompakt integriertes Quantenmagnetometer auf Diamantbasis entwickelt, das extrem präzise, robust und nahezu kalibrationsfrei arbeitet. Der miniaturisierte Sensor misst selbst kleinste Magnetfelder im Pikotesla‑Bereich und ist vielseitig einsetzbar – etwa in der biomedizinischen Diagnostik, der Materialprüfung, der Geologie oder für eine sichere Navigation ohne GPS.

Die Technologie ist gesellschaftlich hochrelevant, da sie kritische Infrastrukturen resilienter macht und neue Diagnose‑ und Navigationsverfahren ermöglicht. Zugleich stärkt sie den Hightech‑Standort Deutschland und eröffnet Industrie und spezialisierten mittelständischen Unternehmen neue Anwendungsfelder in der Sensor‑ und Quantentechnologie.

mehr Info

Digitale Anwendungen verlangen Speicher, die schnell, langlebig und extrem stromsparend sind. Gemeinsam haben das Fraunhofer‑Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS und der Halbleiterhersteller GlobalFoundries eine neuartige ferroelektrische Speichertechnologie entwickelt, die diese Anforderungen erfüllt. Grundlage sind ultraschnelle, nicht‑flüchtige FRAM‑Speicher auf Basis von Hafniumoxid, die sich erstmals in eine bestehende industrielle Chipfertigung integrieren lassen.

Die Innovation ist besonders relevant für Automobilindustrie, Medizintechnik und Industrieautomation sowie für Künstliche Intelligenz direkt im Gerät. Sie ermöglicht energieeffiziente Elektronik »made in Europe« und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit von Industrie und mittelständischen Technologieanbietern im stark umkämpften Halbleitermarkt.

mehr Info

Saubere Luft ist eine zentrale Grundlage für Gesundheit und Klimaschutz. Mit den ESA‑Missionen Sentinel‑4 und Sentinel‑5 des europäischen Copernicus‑Programms wird die Luftqualität über Europa, Afrika und weltweit so genau erfasst wie nie zuvor. Das Fraunhofer‑Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF liefert dafür zentrale optische Schlüsselkomponenten wie hochpräzise Beugungsgitter, Linsen und weltraumrobuste Halterungen, entwickelt in enger Zusammenarbeit mit der Jena‑Optronik GmbH sowie Airbus Defense and Space.

Die Technologie ermöglicht eine deutlich verbesserte Identifikation von Emissionsquellen und Treibhausgasen. Sie ist gesellschaftlich hochrelevant für Klimaforschung und Umweltpolitik und stärkt zugleich Europas technologische Souveränität sowie die Wettbewerbsfähigkeit von Industrie und spezialisierten mittelständischen Optik‑ und Raumfahrtunternehmen.

mehr Info

Künstliche Intelligenz macht Industrieroboter flexibler und produktiver, stellt die Sicherheit in der Fertigung jedoch vor neue Herausforderungen. Im Auftrag von Hitachi Ltd. hat das Fraunhofer‑Institut für Kognitive Systeme IKS eine Sicherheitsarchitektur entwickelt, mit der KI‑basierte Steuerungen systematisch abgesichert werden können. Herzstück ist die sogenannte AI‑Safety‑Envelope‑Architektur, die KI‑Funktionen durch selbstüberwachende, selbstschützende und selbstprüfende Mechanismen absichert und Risiken nach internationalen Normen gezielt reduziert.

Die Lösung ist gesellschaftlich relevant, weil sie eine sichere Mensch‑Roboter‑Zusammenarbeit ermöglicht, und wirtschaftlich bedeutsam für Industrie und Mittelstand. Sie schafft die Voraussetzung, KI flexibel in Produktionsrobotern einzusetzen, ohne Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gefährden – und trägt so zu effizienteren, robusteren und zukunftsfähigen Fertigungsprozessen bei.

mehr Info

Hocheffiziente Solarzellen sind ein zentraler Schlüssel für eine nachhaltige Energieversorgung. Am Fraunhofer‑Institut für Solare Energiesysteme ISE wurde die weltweit effizienteste Solarzelle entwickelt: Eine III-V Tandem‑Solarzelle erreicht unter konzentriertem Sonnenlicht einen Wirkungsgrad von 47,6 Prozent – ein internationaler Spitzenwert. Möglich wurde dies durch eine 4-fach gestapelte Tandemzellstruktur aus optimierten Halbleitermaterialien mit einer neuartigen Antireflexbeschichtung, die optische Verluste minimiert und die spektrale Nutzung des Sonnenlichts deutlich erhöht.

Die Technologie adressiert Anwendungen, in denen höchste Umwandlungseffizienz direkt in geringere Systemkosten übersetzt wird. Im Fokus steht die konzentrierende Photovoltaik (CPV) für sonnenreiche Regionen. Darüber kommen III-V Tandem-Solarzellen in flächen- und gewichtskritischen Anwendungen zum Einsatz – insbesondere in der Raumfahrt, sowie perspektivisch in der fahrzeugintegrierten Photovoltaik (VIPV), in denen eine hohe Leistungsdichte entscheidend ist. Die erzielten Fortschritte stärken den Technologiestandort Deutschland und schaffen Entwicklungs‑ und Transferpotenziale für Industrie und mittelständische Unternehmen entlang der gesamten photovoltaischen Wertschöpfungskette.

mehr Info

Mit der Satellitenmission ERNST hat das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst Mach Institut EMI eine kompakte Satellitenplattform entwickelt, die seit August 2024 erfolgreich im Orbit im Einsatz ist. Der Satellit erfasst als erstes europäisches System Infrarotsignale zur Detektion und Nachverfolgung von Raketenstarts. Als Technologiedemonstrator zeigt ERNST, dass auch kleine Satelliten komplexe Messaufgaben unter Weltraumbedingungen zuverlässig erfüllen können.

Die Mission besitzt hohe Relevanz, weil sie neue Technologien im All erprobt und wichtige Grundlagen für zukünftige Anwendungen liefert – speziell für europäische Frühwarnsysteme oder Satellitenkonstellationen. Zugleich verdeutlicht ERNST die Vorteile von Kleinsatelliten: schnellere Entwicklung, geringere Kosten und hohe Designflexibilität als Ergänzung zu bestehenden Raumfahrtsystemen.

mehr Info

Drohnen stellen eine zunehmende Herausforderung für den Schutz von Gebäuden und Personen dar. Das Fraunhofer‑Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE hat im Auftrag des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt gemeinsam mit Behörden und Partnern aus Industrie und Forschung – u.a. dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR – ein flexibles Drohnenabwehrsystem entwickelt: Es kombiniert verschiedene Technologien wie Radar, Funkpeiler und Kameras, um Drohnen zu erkennen, zu identifizieren und ihre Flugbahnen zu verfolgen. Für die Abwehr stehen unter anderem Störsender und Abfangdrohnen bereit.

Die Lösung greift die Bedarfe der Praxis unmittelbar auf: Sicherheitsbehörden waren von Beginn an eng eingebunden. Das System ermöglicht schnelle Entscheidungen im Einsatz und ist modular für unterschiedliche Szenarien anpassbar – vom Schutz kritischer Infrastrukturen bis hin zu Großveranstaltungen. Damit schafft »IDAS‑PRO« eine Grundlage für einen schnellen Transfer in die Anwendung und stärkt die Sicherheit im zunehmend komplexen Luftraum.

mehr Info

Palmöl ist ein zentraler Rohstoff vieler Produkte, steht jedoch wegen seiner Umweltfolgen zunehmend in der Kritik. Forschende des Fraunhofer‑Instituts für Grenzflächen‑ und Bioverfahrenstechnik IGB haben gemeinsam mit Partnern eine nachhaltige Alternative entwickelt: Aus Industrieabgasen gewonnenes Ethanol wird mithilfe von Hefen am Fraunhofer IGB in eine Palmölalternative umgewandelt. Das Verfahren nutzt klimaschädliche Gase als Rohstoff und ermöglicht zudem die gezielte Steuerung der Fettzusammensetzung.

Die Innovation trägt zu Klima- und Ressourcenschutz bei, indem sie Abgase recycelt und nachhaltige Produktionswege eröffnet. Gleichzeitig entstehen durch unabhängige und umweltfreundliche Alternativen zu importiertem Palmöl neue Perspektiven für die Kosmetik- und Lebensmittelbranche.

mehr Info

Photovoltaik lässt sich bislang nur begrenzt ansprechend in Architektur integrieren. Forschende des Fraunhofer‑Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben daher eine Technik entwickelt, mit der sich realistische Muster und Farben direkt auf PV‑Module bringen lassen, ohne deren Effizienz nennenswert zu beinträchtigen: Mithilfe speziell strukturierter Folien, die über transparente Aussparungen verfügen, entstehen Motive wie Dachziegel oder individuelle Designs. Basis ist die MorphoColor®‑Technologie, die Farbeindruck erzeugt und auf allen gängigen Photovoltaik- und Solarthermie-Module angewandt werden kann.

Die Technik mit dem Namen »Shade Cut« besitzt großes Potenzial für die Bau‑ und Energiewende, da sie die Akzeptanz von Solaranlagen erhöht und neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet – etwa in Fassaden oder denkmalgeschützten Gebäuden. Gleichzeitig profitieren PV-Hersteller und die Bauwirtschaft von zusätzlicher Designfreiheit bei nahezu voller Energieeffizienz.

mehr Info

Bei vielen Operationen entscheidet die genaue Lage von Nerven, Blutgefäßen oder Tumorgewebe über den Erfolg des chirurgischen Eingriffs. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU und des Universitätsklinikums Leipzig haben eine App entwickelt, die Datenbrillen mit roboterassistierter Chirurgie verbindet: Auf Basis von MRT- oder CT-Daten werden in der Spatial Computing-Navigation relevante anatomische Strukturen und Instrumente direkt im Sichtfeld der Operierenden dargestellt. Dadurch lassen sich komplexe Eingriffe präziser planen und durchführen, insbesondere in anatomisch engen Bereichen. Da die Lösung mit handelsüblichen Datenbrillen kompatibel ist, kann sie auch Kliniken mit begrenzten Budgets zugänglich gemacht werden.

Das Potenzial der Technologie wurde bereits in der Tiermedizin demonstriert: Mithilfe der dreidimensionalen Darstellung in einer Datenbrille konnte etwa ein knapp sieben Kilogramm schwerer Tumor bei einer Hündin präzise visualisiert und der Eingriff vorab geplant werden. Der zuvor als kaum operierbar eingestufte Tumor wurde erfolgreich entfernt. Künftig könnte die Technologie unter anderem dazu beitragen, Tumore zielgenauer zu behandeln, gesundes Gewebe besser zu schonen und die Sicherheit komplexer chirurgischer Eingriffe zu erhöhen. Gleichzeitig eröffnet sie neue Möglichkeiten für Krankenhäuser und Medizintechnikunternehmen, auch in anderen medizinischen Disziplinen.

mehr Info

Windenergie ist ein zentraler Baustein der Energiewende. Um ihr Potenzial auszuschöpfen, werden leistungsfähige und zugleich nachhaltige Windkraftanlagen mit stabilen Konstruktionen benötigt. Das Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI hat für das schwedische Unternehmen Modvion die Verklebung des weltweit höchsten Holzturms für eine kommerzielle Windkraftanlage begleitet: Der 105 Meter hohe Turm besteht aus vorgefertigten Modulen, die vor Ort verklebt und montiert wurden. Das Projekt demonstriert die Praxistauglichkeit der Holzbauweise, zu der auch leichterer Transport und nachhaltigere Herstellung gehört als bei vielen konventionellen Konstruktionen aus Stahl oder Beton. Gleichzeitig können dank des modularen Aufbaus höhere Türme realisiert werden, um Windstandorte effizienter zu nutzen.

Das Konzept besitzt das Potenzial, den Ausbau von Windenergie zu beschleunigen und deren Klimabilanz zu verbessern: Im Vergleich zu konventionellen Turmkonstruktionen ermöglicht die Holzbauweise CO₂-Einsparungen von bis zu 90 Prozent. Gleichzeitig zeigt das Projekt, wie nachwachsende Rohstoffe und innovative Fertigungstechnologien zu einer nachhaltigeren Energieinfrastruktur beitragen können. Nach der Nutzungsphase von 25 bis 30 Jahren können die Türme demontiert und einzelne Komponenten für die Bauindustrie weiterverwendet werden.

mehr Info

Ob Industriemaschine, Smart-Home-Gerät oder vernetztes Fahrzeug: Jedes digitale Gerät muss sicher erkennen können, mit wem es kommuniziert, und sensible Daten vor Manipulation schützen. Die Fraunhofer-Institute für Integrierte Schaltungen IIS und für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC haben dafür mit dem RISC-V Secure Element einen Sicherheitschip entwickelt, der in Deutschland entworfen und gefertigt wurde. In der Test- und Analysephase des Projekts ist außerdem das Fraunhofer-Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT beteiligt. Der Chip speichert digitale Identitäten und kryptografische Schlüssel, prüft die Vertrauenswürdigkeit von Software und schützt Geräte vor unbefugtem Zugriff. Aufbauend auf einem offenen Hardware-Design und durch die Anpassbarkeit an unterschiedliche Anwendungen sowie seine Vorbereitung auf zukünftige Angriffe durch Quantencomputer eignet er sich für eine Vielzahl vernetzter Produkte.

Die Innovation stärkt die technische Sicherheit vernetzter Geräte und unterstützt Unternehmen bei der Umsetzung neuer europäischer Cybersicherheitsvorgaben. Durch seine flexible Anpassbarkeit eignet sich der Chip für zahlreiche Industrie- und Alltagsanwendungen und trägt zugleich zur technologischen Souveränität Europas bei.

mehr Info

PFAS-haltige Beschichtungen stehen zunehmend wegen ihrer Gesundheits- und Umweltauswirkungen in der Kritik, werden aber heute in vielen Produkten eingesetzt – von Spritzgusswerkzeugen bis zu Antihaft-Pfannen. Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM hat mit PLASLON^® und UltraPLAS^® zwei PFAS-freie Beschichtungstechnologien entwickelt, die umweltfreundliche und nachhaltigere Alternativen bieten. Gemeinsam mit dem Industriepartner Plasmatreat werden die Verfahren nun vom Labor gezielt in die zügige industrielle Anwendung überführt: Unternehmen erhalten Unterstützung vom ersten Muster bis zur serienreifen Produktion und können die neuen Beschichtungen schnell in bestehende Fertigungsprozesse integrieren. Mögliche Anwendungen reichen von der Kunststoff- und Verpackungsindustrie über Medizinprodukte bis hin zu Antihaft-Beschichtungen für Kochgeschirr.

Die Kooperation eröffnet Unternehmen einen schnellen Zugriff auf schlüsselfertige, umweltfreundliche, PFAS-freie Antihaftbeschichtungen. Gleichzeitig können Reinigungsaufwand, Stillstandzeiten und Materialanhaftungen reduziert werden. Das Projekt zeigt beispielhaft, wie erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie den Technologietransfer beschleunigt.

mehr Info

Bei medizinischen Notfällen zählt jede Minute. Mit dem System KATRETTER hat das Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS eine digitale Plattform entwickelt, die registrierte Ersthelfende in der Nähe eines Einsatzortes per App alarmiert und in die Rettungskette einbindet. So kann die Zeit bis zur medizinischen Erstversorgung, insbesondere bei Herz-Kreislauf-Stillständen, deutlich verkürzt werden – ein entscheidender Faktor für die Überlebens- und Genesungschancen der Betroffenen. Die Lösung basiert auf der bewährten Technologie des Warnsystems KATWARN und vernetzt Leitstellen, Rettungsdienste und Freiwillige effizient über bestehende Kommunikationsnetze.

Die Innovation unterstützt Kommunen und Rettungsdienste dabei, vorhandene Ressourcen effizienter einzusetzen und die Versorgung im Notfall zu verbessern. Als skalierbare und datenschutzkonforme Lösung stärkt KATRETTER die Leistungsfähigkeit des Rettungswesens und zeigt, wie digitale Vernetzung die Gesundheitsversorgung und Krisenresilienz stärken kann.

mehr Info

Methan zählt zu den wirksamsten Treibhausgasen und entweicht häufig unbemerkt aus Pipelines, Deponien, Abwasseranlagen oder landwirtschaftlichen Betrieben. Um solche Emissionsquellen präzise zu identifizieren, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT hochspezialisierte Lasersysteme. Aus Helikoptern heraus können sie als Herzstück von LIDAR (LIght Detection And Ranging)-Instrumenten selbst kleine Methanlecks über große Flächen hinweg zuverlässig erkennen und lokalisieren. Derzeit wird die Technologie bereits zur Überwachung von Infrastruktur und industriellen Anlagen eingesetzt.

Die Innovation unterstützt den Klima- und Umweltschutz, indem sie Treibhausgasemissionen frühzeitig sichtbar macht und deren Reduzierung erleichtert. Gleichzeitig hilft sie Betreibern kritischer Infrastruktur, Leckagen schneller zu erkennen und Sicherheitsrisiken zu minimieren. Künftig kommt die Lasertechnologie auch in der deutsch-französischen Satellitenmission MERLIN zum Einsatz, die Methanquellen weltweit erfassen und damit wichtige Daten für Klimaschutzmaßnahmen liefern soll.

mehr Info

Fachwissen über Maschinen, Prozesse und Produkte steckt in vielen Unternehmen vor allem in den Köpfen erfahrener Mitarbeitender. Gemeinsam mit Industrie- und Handwerksbetrieben hat das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV deshalb ein KI-gestütztes Wissensmanagementsystem entwickelt, das dieses Wissen systematisch erfasst, verknüpft und für Beschäftigte jederzeit zugänglich macht. Der »digitale Kollege« kommt bereits in unterschiedlichen Unternehmen zum Einsatz – von der mittelständischen Bäckerei bis zum weltweit tätigen Maschinenbauunternehmen. Mitarbeitende erhalten über einen Chatbot schnellen Zugriff auf relevantes Wissen zu Maschinen, Abläufen und Problemlösungen, während die Daten auf unternehmenseigenen Servern verbleiben.

Die Innovation hilft Unternehmen, dem Fachkräftemangel und dem Verlust von Erfahrungswissen beim Generationswechsel entgegenzuwirken. Gerade mittelständische Betriebe profitieren von kürzeren Einarbeitungszeiten, effizienteren Prozessen und einer besseren Nutzung des vorhandenen Unternehmens-Know-hows. Damit zeigt das System, wie Künstliche Intelligenz ganz konkret auf Betriebsebene die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen stärken kann – bei voller Datensouveränität.

mehr Info

Die Rückholung von rund 126 000 radioaktiven Abfallfässern aus der Schachtanlage Asse II zählt zu den größten Umweltprojekten Deutschlands. Gemeinsam mit Bilfinger entwickelt das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB dafür ein teleoperiertes Bergungssystem, das Arbeiten in der belasteten und schwer zugänglichen Umgebung aus sicherer Entfernung ermöglichen soll. Im Mittelpunkt der aktuellen Arbeiten steht ein multifunktionaler Versuchsbagger mit speziell entwickelten Werkzeugen. Moderne Robotik, 3D-Umgebungserfassung, Assistenzfunktionen und digitale Zwillinge unterstützen die Bedienenden, Fässer präzise zu lokalisieren, zu greifen und zu bergen. Manche Arbeitsschritte sollen künftig ganz automatisch ablaufen.

Die Innovation erhöht die Sicherheit für das Personal und ermöglicht eine präzisere und effizientere Durchführung der Rückholung. Gleichzeitig entstehen neue Technologien für Arbeiten in gefährlichen oder schwer zugänglichen Umgebungen, die künftig auch bei Dekontaminations-, Wartungs- oder Rückbauarbeiten eingesetzt werden können. Die Zusammenarbeit von Bilfinger und Fraunhofer IOSB zeigt exemplarisch, wie Forschung und Industrie gemeinsam Lösungen für komplexe gesellschaftliche Herausforderungen entwickeln.

mehr Info

Mit der Technologie nanoSPECTRAL hat das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS einen hochintegrierten Sensor entwickelt, der Farben, Spektren und Polarisationszustände von Licht präzise erfassen kann. Möglich wird dies durch optische Nanostrukturen, die direkt in herkömmliche CMOS-Halbleiterchips integriert werden. So lassen sich leistungsfähige Spektralsensoren besonders kompakt und kostengünstig herstellen. Die Technologie eröffnet neue Anwendungen, etwa bei der Analyse von Lebensmitteln, Flüssigkeiten und Gasen, in der Medizintechnik oder in der Landwirtschaft: So kann beispielsweise der Reifegrad von Obst mit einem handlichen Messgerät bestimmt werden.

Die Innovation macht Verfahren der Spektroskopie für zahlreiche Anwendungen wirtschaftlich attraktiv und unterstützt Unternehmen dabei, Prozesse effizienter und präziser zu gestalten. Damit senkt nanoSPECTRAL die Hürden für den Einsatz moderner Sensortechnik und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit wichtiger Zukunftsbranchen. 

mehr Info

Geothermieanlagen und Wasserbrunnen erschließen häufig nur einen begrenzten Teil des Untergrunds. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG hat deshalb mit dem Verfahren Micro Turbine Drilling (MTD) eine Technologie entwickelt, die aus bestehenden Bohrungen gezielt seitliche Abzweigungen in das umliegende Gestein erzeugt. Herzstück ist eine nur wenige Zentimeter große Bohrturbine, die zusätzliche Fließwege für Trink- oder Thermalwasser erschließt. Dadurch vergrößert sich die Kontaktfläche zum Untergrund deutlich, ohne dass neue Hauptbohrungen erforderlich sind. Die Technologie kommt zudem ohne aufwendige Bohranlagen aus und kann sowohl bestehende als auch stillgelegte Bohrungen nachträglich aufwerten. Gleichzeitig können neue geothermische, wasserwirtschaftliche oder energetische Projekte leistungsfähiger ausgelegt werden.

Die Innovation verbessert die Nutzung von Geothermieanlagen, Wasser- und Energiespeichern und kann so zu einer schnelleren Wärme- und Energiewende beitragen. Für Energieversorger, Wasserwerke und Unternehmen eröffnet sie die Möglichkeit, bestehende Infrastruktur effizienter zu nutzen und Erschließungskosten zu reduzieren. Damit stärkt MTD die nachhaltige Nutzung unterirdischer Ressourcen und unterstützt den Ausbau klimafreundlicher Energie- und Wärmeversorgung. 

mehr Info

Produktfälschungen verursachen weltweit hohe wirtschaftliche Schäden und gefährden Verbraucherinnen und Verbraucher. Mit Origify haben das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM und Bosch eine Technologie entwickelt, die Produkte anhand ihrer natürlichen Oberflächenstruktur eindeutig wiedererkennen kann. Ähnlich wie ein Fingerabdruck besitzt jede Oberfläche individuelle Merkmale, die bei der Herstellung digital erfasst und gespeichert werden. Die Echtheit eines Produkts lässt sich anschließend per Smartphone-App oder Kamerasystem in Echtzeit überprüfen. Die Technologie wurde gemeinsam über viele Jahre entwickelt und wird bereits unter realen Produktionsbedingungen erfolgreich eingesetzt.

Die Innovation erleichtert den Schutz vor Produktfälschungen und ermöglicht eine sichere Rückverfolgung von Produkten und Dokumenten. Sie kann unter anderem bei Luxusgütern, Medikamenten, Banknoten oder Sicherheitsdrucken eingesetzt werden. Mit der Gründung der Bosch Secure Authentication GmbH wurde die Fraunhofer-Technologie erfolgreich in den Markt überführt – ein Beispiel dafür, wie aus langfristiger Forschungskooperation marktfähige Innovationen entstehen.

mehr Info

Tausende Brücken und Schienenstrecken in Deutschland gelten als sanierungsbedürftig. Für eine kontinuierliche Überwachung fehlen jedoch häufig geeignete und bezahlbare Messsysteme. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS entwickelt deshalb ein neuartiges Bauwerksmonitoring auf Basis von Sensoren, die ursprünglich für den Automobilbereich entwickelt wurden. Insbesondere Radar- und MEMS-Sensoren können kleinste Veränderungen, Schwingungen oder Schäden an Brücken erfassen. Die für den Fahrzeugmarkt in hohen Stückzahlen entwickelten Komponenten sind deutlich günstiger als klassische Spezialsensorik und zugleich robust für den Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen. Die Technologie wurde bereits an Versuchsbrücken erprobt; bei einem aktuellen Belastungsversuch an der Dresdner Brücke Budapester Straße unterstützte das Fraunhofer IIS mit hochpräzisen Durchbiegungsmessungen.

Die Innovation ermöglicht ein flächendeckenderes und kostengünstigeres Monitoring kritischer Infrastruktur. Schäden können früher erkannt, Sanierungen gezielter geplant und die Lebensdauer von Bauwerken verlängert werden. Damit erhöht die Technologie die Sicherheit von Verkehrswegen und hilft öffentlichen Trägern, knappe Instandhaltungsmittel effizienter einzusetzen.

mehr Info

Die Herstellung klassischer Totimpfstoffe basiert häufig auf chemischen Verfahren, die Wochen oder sogar Monate dauern können. Forschende der Fraunhofer-Institute für Zelltherapie und Immunologie IZI, für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP und für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben deshalb eine Technologie entwickelt, die Krankheitserreger mithilfe energiearmer Elektronen innerhalb weniger Sekunden inaktiviert. Anders als bei herkömmlichen Verfahren bleiben dabei die für die Immunantwort wichtigen Oberflächenstrukturen weitgehend erhalten, während der Einsatz toxischer Chemikalien entfällt. Das Verfahren eignet sich für Viren, Bakterien und Parasiten und kann die Entwicklung sowie Herstellung von Impfstoffen deutlich effizienter gestalten.

Das innovative Verfahren ermöglicht eine schnellere, kostengünstigere und umweltschonendere Produktion von Vakzinen und stärkt damit die Vorbereitung auf zukünftige Gesundheitskrisen. Aus der Fraunhofer-Forschung entstand gemeinsam mit Industriepartnern und der Bill & Melinda Gates Stiftung ein marktfähiges und skalierbares System. Bereits 2021 wurde der Ansatz mit dem Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen und seine Umwelt« ausgezeichnet.

mehr Info

Ob Musik, Filme, Podcasts oder Hörbücher: Mit xHE-AAC hat das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS einen Audiocodec entwickelt, der hochwertige Klangqualität auch bei geringen Datenraten ermöglicht. Der Codec passt die Audioinhalte automatisch an die verfügbare Bandbreite an und sorgt so auch bei schwankender Internetverbindung für eine stabile Wiedergabe. Gleichzeitig verbessert er die Sprachverständlichkeit und hält die Lautstärke über unterschiedliche Inhalte hinweg konstant. xHE-AAC wird bereits von gängigen Betriebssystemen wie Android, iOS und Windows unterstützt.

Die Innovation verbessert das Streaming-Erlebnis für Milliarden von Nutzerinnen und Nutzern weltweit und reduziert den benötigten Datenverbrauch. Mit mehr als zwei Milliarden gestreamten Audio- und Videostunden pro Monat auf über fünf Milliarden Endgeräten zeigt xHE-AAC, wie Fraunhofer-Forschung weltweit in Alltagsanwendungen wirkt.

mehr Info

In modernen Logistikzentren müssen täglich Tausende Sendungen schnell und zuverlässig bewegt werden. Gemeinsam haben der Logistikdienstleister DACHSER und das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML mit @ILO (Advanced Indoor Localization and Operations) einen Digitalen Zwilling für Umschlaglager entwickelt. Mithilfe von optischen Scaneinheiten und KI-Bildanalyse erstellt das System automatisch ein stets aktuelles digitales Abbild aller Packstücke und Prozesse. In den Pilotstandorten konnten einzelne Abläufe zwischen Wareneingang und Warenausgang um 15 bis 35 Prozent beschleunigt werden. Manuelle Inventuren und das händische Scannen von Barcodes entfallen weitgehend.

Die Innovation erhöht Transparenz, Prozesssicherheit und Effizienz in der Logistik. Nach erfolgreichen Pilotprojekten wird @ILO derzeit im europäischen DACHSER-Netzwerk schrittweise ausgerollt. Künftig soll die Technologie zudem eine intelligentere Verlade- und Tourenplanung unterstützen und so Transportkilometer reduzieren. Der Digitale Zwilling wurde mit dem Deutschen und Europäischen Logistikpreis ausgezeichnet.

mehr Info

Wärmenetze für Städte und Gemeinden müssen im Rahmen der angestrebten Wärmewende bis 2050 flexibler, effizienter und klimafreundlicher betrieben werden. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und seine Praxispartner entwickeln KI-basierte Verfahren, die eine vorausschauende und energieeffiziente Betriebsführung bestehender Wärmenetze ermöglichen soll. Dazu werden Verbrauchsprognosen, physikalische Simulationen und mathematische Optimierungsverfahren miteinander kombiniert, um Wärmeerzeugung und -verteilung vorausschauend zu steuern. Der entwickelte Steuerungsplan wird im Pilotbetrieb in einem realen Nahwärmenetz der Stadtwerke Wunsiedel erprobt und auf Einsparpotenziale und auftretenden Herausforderungen untersucht.

Das KI-Verfahren unterstützt Energieversorger bei der Transformation bestehender Wärmenetze. Durch effizientere Betriebsstrategien kann der Energieeinsatz reduziert und die Wirtschaftlichkeit der kommunalen Wärmeversorgung verbessert werden. Das Projekt trägt so zu einer bezahlbaren und nachhaltigen Wärmewende bei.

mehr Info

Lkw, Busse und andere Nutzfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren verursachen besonders beim Kaltstart oder bei niedrigen Betriebstemperaturen erhöhte Schadstoffemissionen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit CatVap^® eine Technologie entwickelt, die die Abgasreinigung innerhalb weniger Sekunden auf Betriebstemperatur bringt. Dadurch können Stickoxide und andere Schadstoffe deutlich wirksamer entfernt werden – ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch. Die Technologie ist flexibel einsetzbar und funktioniert sowohl mit herkömmlichem Diesel als auch mit Biokraftstoffen und E-Fuels. Gemeinsam mit Industriepartnern wurde CatVap^® vom Labor bis zum Praxiseinsatz im Straßenverkehr entwickelt und bereits auf mehr als 10 000 Kilometern erfolgreich getestet.

Die Entwicklung kann dazu beitragen, Emissionen im Straßenverkehr, bei Baumaschinen und in der Schifffahrt deutlich zu senken. In Kombination mit erneuerbaren Kraftstoffen unterstützt CatVap^® die Dekarbonisierung des Verkehrs und erleichtert die Einhaltung künftiger Emissionsvorgaben.

mehr Info

Hitze, Trockenheit und Extremwetterlagen erhöhen das Waldbrandrisiko. Im Projekt SmartForestFire entwickeln das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML deshalb in Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Praxispartnern ein KI-gestütztes, kamerabasiertes Frühwarnsystem zur automatisierten Waldbranddetektion. Das System kombiniert Bildgebung, Sensorik und die drahtlose Kommunikationstechnologie mioty^® mit aktuellen KI-Verfahren, um Rauchentwicklungen frühzeitig zu erkennen und zuverlässig von Wolken, Nebel oder Staub zu unterscheiden. In einem Pilotprojekt im Tennenloher Forst bei Erlangen werden Kameras, Sensoren und Funktechnik bereits unter realen Bedingungen erprobt. Erste Tests zeigen eine zuverlässige Erkennung von Rauch in frühen Entstehungsstadien.

Das System kann Waldbrände früher erkennbar machen, Fehlalarme reduzieren und insbesondere kleinere oder besonders gefährdete Waldgebiete wirtschaftlich überwachen. Dadurch lassen sich Menschen, Infrastruktur und Ökosysteme besser schützen sowie Folgekosten durch schnellere und gezieltere Einsätze verringern.

mehr Info

Immer mehr Elektrogeräte werden nicht fachgerecht entsorgt und gelangen samt verbauter Akkus in den Hausmüll. Werden Lithium-Ionen-Batterien in Recyclinganlagen beschädigt, können Brände entstehen. Im Rahmen des K3I-Cycling-Projekts, gefördert durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt, wurde mit DangerSort deshalb ein Sortiersystem entwickelt, das Batterien und akkubetriebene Geräte mithilfe von Röntgentechnologie und Künstlicher Intelligenz automatisch erkennt und aussortiert. Selbst verdeckt liegende oder fest verbaute Akkus können so identifiziert und sicher vom restlichen Abfallstrom getrennt werden.

Das innovative Sortiersystem erhöht die Sicherheit in Recyclinganlagen, schützt Mitarbeitende und Infrastruktur und kann hohe wirtschaftliche Schäden durch Brände vermeiden. Gleichzeitig verbessert es die Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe und unterstützt eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft. Nach erfolgreichen Tests am Fraunhofer IIS wird die Technologie nun gemeinsam mit dem Entsorgungsunternehmen Lobbe unter Praxisbedingungen erprobt.

mehr Info