Fraunhofer-Köpfe

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WHAT’S NEXT, SIMON ADLER - MITSPIELEN, WENN ES UM DIE ZUKUNFT GEHT

»Digitalisierung ist kein Selbstzweck.« Beinahe könnte man ihn übersehen, so ruhig und gelassen sitzt Simon Adler in einem der Besprechungszimmer des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF und trinkt Kaffee. Ausgeruht erklärt der Forscher Sinn und Zweck seines Fachgebiets: Derzeit entwickelt Adlers Team in Magdeburg Assistenzsysteme zur Digitalisierung von Fertigungsanlagen. »Auch für kleinere Betriebe ist das reibungslose Zusammenspiel aller Gewerke wichtig. Arbeiter müssen ihre Anlage, komplexe digitale Systeme und die auftretenden Veränderungen darin genauso schnell verstehen wie Ingenieure oder etwa die IT-Abteilung, um sich dazu austauschen und entsprechend handeln zu können. Das funktioniert am besten über augmentierte Realitäten – und über das Visualisieren großer Datenpakete!« Vor diesem Hintergrund programmiert Adler Anwendungen, die ganze Produktionsstraßen nachbilden und den unterschiedlich an der Fertigung Beteiligten zum Beispiel Produktionsstände, Fehler oder Optimierungsbedarfe zeigen – am Tablet oder Handheld. Das funktioniert mitunter hochanschaulich: »Einen Blitz versteht jeder«, führt Adler mit sichtlicher Freude an eindeutigen Veranschaulichungen aus. »Bei einer roten Ampel wissen alle, was zu tun ist. Wir Programmierer sind Dolmetscher, die verschiedene Sprachen und Wissensstände verstehen und die daraus resultierenden Daten dann darstellen müssen.«

»Wir leben in einer merkwürdigen Zeit.« Im Besprechungsraum rückt der Wissenschaftler mit dem freundlichen Gesicht und den neugierigen Augen, die immer etwas zu fragen scheinen, die Kaffeetasse beiseite. »Die Datenwelten werden immer komplexer. Gleichzeitig erwarten die Menschen spielerische, leicht bedienbare Anwendungen.« »Spielerisch« ist für Adler allerdings kein Schimpfwort: Für den ehemaligen Spieleprogrammierer bedeutet »spielerisch« so viel wie »verständlich« – die Königsdisziplin. »Schon neben dem Studium habe ich mir mit Spieleentwicklungen etwas dazuverdient«, lacht der Medieninformatiker. »Ich war jung und brauchte das Geld!« Zu den Kunden des Fraunhofer IFF zählen natürlich keine Game-Anbieter, sondern insbesondere Mittelständler aus der Holz verarbeitenden Industrie, Beton- oder Chemiewerke, denen das Virtual Engineering Lösungen für die Digitalisierung auf den Leib schneidert – und die funktionieren im besten Fall mit spielerischer Leichtigkeit, bisweilen wie eine App. Ganz nebenbei entsteht zu jeder Anlage ein digitaler Zwilling. Durch dieses Wissen ist es möglich, auch KMU, die sonst nicht die Ressourcen zur Digitalisierung hätten, mit dem Wissen und Know-how aus ähnlichen Projekten zu unterstützen und letztlich wettbewerbsfähig zu halten. »Viele unserer Kunden haben beim Thema Daten noch ein großes Fragezeichen«, führt Adler weiter aus. »In der Cloud wird geklaut, heißt es oft.« Zwischen unkritischer »Bei uns geht alles«-Mentalität und panischer Angst vor Datendiebstahl gebe es wenig Abstufungen.

Kurze Zeit später steht Simon Adler im oberen Stock des Fraunhofer IFF vor einem Demonstrator und bespricht sich mit einem jungen Team aus IT-Systemarchitekten und Computervisualisten. Neben einem Smart Grid, das ein Kraftwerk, einen Solarpark und eine Biogasanlage darstellt, fällt eine kleine Pilotanlage auf, die den Wasserdruck eines Tanks überwachen soll. Unerwartet springt eine Ampel auf Gelb, als ein junger Mitarbeiter einen Knopf betätigt: Das Experiment ist – vorerst – gescheitert. »Macht nichts!« Adler schmunzelt. »Wenn auch mal etwas nicht gelingt – das gehört dazu. Wichtig ist, dass wir dranbleiben, es weiter versuchen und nicht an der Seitenlinie stehen. Bislang haben wir immer eine gute Lösung gefunden!«

Der Wissenssammler und -vermittler Simon Adler programmiert »unheimlich gerne« – aus Leidenschaft. »Ein guter Programmierer lernt ständig dazu, führt Fakten zusammen.« Auf dieser Grundlage hat der Informatiker bereits Pflanzen »augmentiert« und dabei gelernt, dass es für einen Baum pro Jahr nicht vier, sondern ganze neun »Jahreszeiten« gibt. In einem anderen Fall erschuf er einen VR-Simulator zum Erproben minimalinvasiver Operationen für Chirurgen. »Solche Eingriffe bedienen sich komplexer technischer Hilfsmittel und Systeme wie der Videoendoskopie, die wir mit unseren Simulatoren trainieren können.« Außerdem geht es beim medizinischen Teil der Arbeit Adlers um Pedikelzugänge in Wirbelsäulen, um das Arbeiten mit handgeführten Robotern und um den Abgleich der operativen Eingriffe vor Ort mit präoperativen Daten. »Um zu lernen, war ich sogar bei Operationen dabei«, erzählt Adler, der jetzt im Elbedome steht. In dem 360-Grad-Mixed-Reality-Labor des Magdeburger Fraunhofer-Instituts lassen sich interaktive Visualisierungen, etwa von Windkraftanlagen, hervorragend großflächig darstellen. Adler bewegt sich mit einer VR-Brille durch den kreisrunden Raum, führt Anwendungen vor, die am Fraunhofer IFF entwickelt wurden – ganz Spielführer im Zentrum der von ihm selbst geschaffenen Welten. »Viele haben Angst vor der Digitalisierung. Ich führe Kundinnen und Kunden dann gerne hierher und zeige ihnen, dass Industrie 4.0 alles andere als langweilig oder gar bedrohlich ist. Außerdem erkläre ich ihnen, dass es Assistenzsysteme, die Produktionsstraßen intelligent machen, unter anderen Namen schon lange gibt. Auch unser Elbedome existiert seit über zehn Jahren. Ganz generell wurden nur neue Schlagworte, neue Begriffe eingeführt, was mein Tätigkeitsfeld betrifft – um den Wandel genauer beschreiben zu können.« Menschen an die Hand nehmen, Lösungen anbieten und auch mit dem guten Namen und dem exzellenten Renommee der Fraunhofer-Gesellschaft Ängste nehmen: all dies trauen wir Simon Adler, Programmierer und Menschenfreund, gerne zu – mit spielerischer Selbstverständlichkeit.

Dr. Simon Adler leitet am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF den Zukunftsbereich Virtual Engineering. Wer ihn einen Tag lang begleitet, entdeckt das freundliche Gesicht von morgen und übermorgen – und lernt, dass Software-Entwickler meist auch Übersetzer sind.

WHAT’S NEXT, JÖRG AMELUNG: UNSER MODELL FÜR DIE ZUKUNFT

Jörg Amelung leitet die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD). Der Zusammenschluss aus elf Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft und zweien der Leibniz-Gemeinschaft versteht sich mit seinen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten als maßgeblicher Innovationstreiber auf dem Gebiet der Mikro- und Nanoelektronik. Wie sich Strategie und Schlagkraft der über 2000 beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in einer dezentralen Organisationsstruktur verbinden lassen, erklärt Jörg Amelung an einem gut getakteten Arbeitstag.

»Mein Arbeitsplatz ist hier in Berlin. Aber meistens pendle ich zwischen den dreizehn Instituten und meinen beiden Büros in Berlin und Dresden.« Gerade sitzt Jörg Amelung an seinem Schreibtisch im Spreepalais in Berlin und bereitet sich auf die Termine des Tages vor; im Gegensatz zum herrschaftlichen Namen des Gebäudes sind die Offices hier funktional eingerichtet, zugleich aber kommunikativ. Zwei Flügel beherbergen die FMD-Geschäftsstelle, den Kern bildet ein runder Tisch – für den Austausch der Mitarbeitenden sowie mit Vertretern aus Wissenschaft und Industrie.

Zu besprechen gibt es viel. FMD-Leiter Amelung hat sich Großes vorgenommen: »Mikroelektronik europaweit zukunftssicher machen.« Dabei komme außeruniversitären Forschungseinrichtungen wie der Fraunhofer-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft eine Schlüsselrolle zu. »Sie haben die Größe und das Know-how, um bei Forschung und Entwicklung zu führen«, erklärt der diplomierte Physiker.

»Aber wie sollen Kunden wissen, welches der Institute das richtige für sie ist? Uns geht es darum, auf die Kunden zuzugehen – passgenaue Angebote zu machen, die Synergien der FMD-Institute zu nutzen und dabei schnell und zugleich konkurrenzlos innovativ zu sein.« Zur Erklärung malt er zwei Pfeile auf ein Blatt. »Dazu verbinden wir das Beste aus zwei Welten: Die Vorteile zweier starker dezentraler Forschungsorganisationen – der Fraunhofer-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft – mit den Vorteilen einer zentralen Organisationsform. Und das mit einer Geschwindigkeit in der Projektabwicklung, wie man sie sonst nur aus der Wirtschaft kennt.« Amelung versieht die Pfeile mit Ausrufezeichen. »Als FMD sind wir ein One-Stop-Shop, der Kunden die Lösung und das Fertigungsmanagement anbietet.« Ein Beispiel hat Amelung schnell zur Hand: Als die Dresdner Fabrikationsstätte des US-Unternehmens Globalfoundries Weiterentwicklungen an ihren Technologien benötigte, konnten die in der FMD vernetzten Institute Spitzen-Know-how zur Evaluierung neuartiger Prozessschritte für zukünftige Fertigungsverfahren anbieten – sofort und passgenau.  

»Nur durch konsequente Verknüpfung und strategische Weiterentwicklung der Expertise unserer Institute können wir auch zukünftig die Technologiesouveränität und Attraktivität des Standorts Deutschland für die Spitzenforschung aufrechterhalten!«

Dabei, so führt der Stratege aus, steht einiges auf dem Spiel: Nicht nur in Deutschland, in ganz Europa will man verhindern, dass immer weitere Teile der Wertschöpfungskette in der Mikroelektronik an andere Regionen der Welt verloren gehen.

Das Thema Smartphone wird bereits von Asien dominiert. Bei Industrieanwendungen ist noch offen, wer die Märkte künftig führen wird. Im Zeitalter von Smart Factory und Industrie 4.0, aber auch durch das autonome Fahren ist die Nachfrage enorm. »Computer, Steuerungsanlagen, ›More than Moore‹-Anwendungen, mit denen die Grenzen der Leistung von Computer-Chips überwunden werden: Mikroelektronik ist überall. Wir müssen unsere Kompetenzen strategisch gebündelt und mit Schlagkraft auf Spur bringen«, erklärt der Wissenschaftler. Die Fraunhofer-Gesellschaft kennt er seit seinem zweiten Fachsemester, als er sich am Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg mit Gas- und Drucksensorik beschäftigte. Das war 1989. Seitdem ist er nicht nur als Abteilungsleiter an unterschiedlichen Fraunhofer-Instituten tätig gewesen, er hat auch selbst Ausgründungen betrieben: Das OLED-Unternehmen Novaled, das später an Samsung verkauft wurde, ist nur ein Beispiel.

Sein Büro in Berlin Mitte hat der Netzwerker inzwischen verlassen: Ein Termin bei einem der Berliner FMD-Institute steht an. Mit dem Elektroroller geht es aber erst mal an die Spree, zum Mittagessen mit dem Team. Themen wie Elektromobilität und Energiewende sind Amelung sehr wichtig. Daher steigt Amelung auch oft in die Bahn oder in sein Elektroauto und fährt umweltschonend zu Terminen. Heute geht es zum Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM am Volkspark Humboldthain. Hinter den hohen Backsteinwänden des denkmalgeschützten Gebäudes verbirgt sich eine weltweit führende Einrichtung zur Entwicklung neuartiger Technologien für die Elektronik und deren Systemintegration, für Zukunftsfragen aus der Automobil- und Industrieelektronik, aus Medizintechnik und der Halbleiterfertigung.

Schwungvoll steigt Amelung aus dem Elektroauto. Dann begrüßt er Professor Klaus-Dieter Lang: Mit dem Leiter des Fraunhofer IZM will er heute über Elektronik-Hardware der nächsten Generation sprechen.

Das Fraunhofer IZM ist eines der 13 FMD-Institute und somit Teil Europas größter Forschungsfabrik mit einem Angebot, das von den Grundlagen bis zur Pilotfertigung mikroelektronischer Komponenten reicht – und das gerade in der Gründerhauptstadt Berlin.

»Als erfahrener Ausgründer weiß ich, wie wichtig es für Start-ups ist, möglichst schnell etwas Konkretes vorzeigen zu können«, erklärt Amelung. Zur Gewinnung von Investoren, für Test und Zertifizierung neuer Produkte aber auch für die Erprobung an späteren Nutzern ist ein funktionaler Prototyp notwendig. Deshalb hat die FMD ein spezielles Angebot, den FMD-Space, für Start-ups, Gründer und Erfinder entwickelt. Ein Beispiel findet sich in einem der Labore des Fraunhofer IZM: Beim Projekt angekommen, begutachten Amelung und Lang die am Vortag bestückte Leiterplatte für das Produkt eines Berliner Start-ups: Sie ist flexibel und besteht aus Vlies. Solche extrem belastbaren, textilen Leiterplatten sind äußerst interessant für körpernahe Elektronikanwendungen und damit für Gründerinnen und Gründer, die solche Hardware-Herausforderungen annehmen wollen. »Zwingende Voraussetzung dafür, dass sie ihre Idee eines Systems von morgen einem Kapitalgeber überzeugend präsentieren können, sind solche Prototypen«, so Amelung.

What’s next, Jörg Amelung? Auf dem Weg zurück zum Wagen bleibt noch Zeit für einen knappen Ausblick. »Die Umgebungssensorik wird uns stark beschäftigen – und das Next Generation Computing«, so Amelung. »Wir setzen uns mit neuronalen Systemen auseinander, damit, wie die Architektur von Computern aussehen muss, wenn wesentlich mehr Daten verarbeitet und mehr Leistung und Energie abgefordert wird. Im Bereich der Quantencomputer wurde mit IBM ein Pilotprojekt aufgesetzt: Hier nimmt die Fraunhofer-Gesellschaft den ersten IBM Quantencomputer in Europa in Betrieb. Aufgrund seiner enormen Leistungsfähigkeit ermöglicht es modernste Forschungsarbeiten.«

Mit dem Aufbau eines international konkurrenzfähigen, dezentralen Angebots für die technologische Expertise entlang der gesamten Mikroelektronik-Wertschöpfungskette hat sich die Fraunhofer-Gesellschaft in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland viel vorgenommen – nicht weniger als ein Zukunftsmodell der deutschen Forschungslandschaft zur Bewältigung der großen globalen Herausforderungen.

Solche Fortschritte sind es, die Jörg Amelung immer weiter antreiben. Das persönliche Vor-Ort-Sein ist ihm wichtig. Auch aus diesem Grund verabschiedet er sich schnell: Der nächste Termin wartet schon.

WHAT’S NEXT, MICHAEL BARTKE: ZUKUNFT WIRD AUS VIELFALT GEMACHT

Professor Michael Bartke ist Forschungsbereichsleiter am Fraunhofer IAP und leitet das Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ in Schkopau. Gemeinsam mit seinen Teams beantwortet er Fragen der Technologieentwicklung und Maßstabsvergrößerung von Polymersynthese- und Verarbeitungsprozessen – und stellt die Zukunftsfähigkeit innovativer Kunststoffe so tagtäglich unter Beweis. Vielseitigkeit und Flexibilität sind dabei Schlüsselfaktoren. Ein Ortstermin.

»Polymere sind viel mehr als die bloße Plastiktüte!« Michael Bartke sitzt in seinem Büro im Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum in Schkopau. Von der frühmorgendlichen Lektüre einer Tageszeitung ist der Forscher nicht begeistert: Die Einseitigkeit des Leitartikels zum Thema Nachhaltigkeit sieht der Fachmann für Polymere und Verfahrenstechnik kritisch. Vor allem, weil es darin heißt, auf Kunststoffe müsse zukünftig verzichtet werden: »Sicher, Plastik in den Weltmeeren ist ein Problem, aber in erster Linie ein gesellschaftliches Problem der Müllerfassung. Aber Polymere, also die Hauptkomponenten bei der Herstellung von Kunststoffen, kommen ja viel umfänglicher zum Einsatz – etwa im Leichtbau. Oder sie schützen Lebensmittel, die sonst verderben würden.« Bartke legt die Zeitung zur Seite. »Polymere sind im täglichen Leben nicht mehr wegzudenken und werden in diversen Anwendungen benötigt. Beispielsweise Elastomere für energieeffiziente Reifen oder auch in der Medizintechnik. Hier finden sie zum Beispiel in Form von künstlichen Herzklappen oder Gelenken Verwendung.«

Der Forschungsbereichsleiter ist kaum zu bremsen. Kein Wunder, schließlich geht es um sein Fachgebiet: Im Pilotanlagenzentrum, an historischer Stätte in Schkopau, dort, wo 1937 zum ersten Mal industriell Synthesekautschuk hergestellt  wurde, dreht sich alles um Polymere – innovativ, zukunftsfähig und zum Wohle des Wirtschaftsstandorts Deutschland, wie Bartke weiter ausführt. In unterschiedlich großen Anlagen werden Fragen der Technologieentwicklung und Maßstabsvergrößerung von Polymersynthese- und Verarbeitungsprozessen beantwortet. Hat etwa ein Unternehmen aus der chemischen Industrie einen neuen Kunststoff entwickelt, gilt es im nächsten Schritt die Produktionsverfahren zu entwickeln und optimieren – und Michael Bartke kommt mit seinen Teams ins Spiel. Aber es geht nicht nur um das, was als »Scale-up« die in der chemischen oder biochemischen Verfahrensentwicklung praktizierte Maßstabsvergrößerung von Herstellungsverfahren, das Hochdimensionieren und den Testlauf innovativer Materialien bezeichnet. Im Fraunhofer PAZ werden neue Produkte und innovative Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt – vom Monomer über die Synthese und Verarbeitung von Polymeren bis hin zu dem geprüften Bauteil nach Maß sowie der Bereitstellung von Mustermengen bis in den Tonnenmaßstab.

Die Kunden kommen aus allen Teilen der Welt – von den USA über Europa bis nach Asien reicht das Spektrum. Am Tag unseres Besuchs sind es die Auftraggeber eines deutschen Chemieunternehmens, die Michael Bartkes Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in ihren Blaumännern auf Trab halten. Ständig klingeln Telefone, werden auf 1000 Quadratmeter Technikumsfläche Ventile auf- und zugedreht, Verfahren am modernen Prozessleitsystem überwacht und gesteuert, Polymerproben analysiert und Daten abgeglichen und ausgewertet.

Am Standort Schkopau bündeln die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP und für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS ihre Kompetenzen unter einem Dach. »Hier habe ich ein hervorragendes Beispiel für die Vielfältigkeit von Polymeren und die Zusammenarbeit in der Fraunhofer-Gesellschaft!« Michael Bartke stellt sich neben einen Autoreifen, in den Ergebnisse der Elastomer-Forschung genauso eingeflossen sind wie die biowissenschaftlichen Kompetenzen der fünf beteiligten Fraunhofer-Institute und das »Scale-up«-Know-how des Pilotanlagenzentrums: »BISYKA« heißt der biomimetische Synthesekautschuk, aus dem der Reifen besteht. »Wir konnten die besonderen Eigenschaften von Naturkautschuk besser verstehen und damit einen Synthesekautschuk entwickeln, der bei ersten Straßentests im Reifen überzeugen konnte und 30 Prozent weniger Abrieb aufzeigt«, erklärt der Wissenschaftler. Im Ergebnis stelle BISYKA eine Alternative mit hohem Wertschöpfungspotenzial dar, so Bartke – zumal es bei Naturkautschuk aufgrund von ökologischen Problemen und der weltweit zunehmenden Mobilitätsnachfrage zu Verknappungen kommen könne.

»Das ist nur ein Beispiel, das beweist, wie vielfältig Kunststoffe sind – und, wie sie unser Leben besser machen.« Geht es um die Beantwortung von Zukunftsfragen, dann hat Michael Bartke, Vater von drei Kindern und Professor für Polymerisationsreaktionstechnik an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, vor allem die Entwicklung bedarfsgerechter Materialien und energie- und rohstoffeffizienter Verfahren im Blick. »Es muss mehr in Systemen gedacht werden«.  Um diese mit noch mehr Schlagkraft entwickeln zu können, wird das Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum derzeit erweitert – ein weiterer Beleg für das Potenzial des Standorts. »Mit unseren vielseitigen Polymersyntheseanlagen  sind wir gut am Markt positioniert und attraktiv für Absolventen«, führt Bartke weiter aus. Schon ist Michael Bartke auf dem Weg zum nächsten Meeting, die Kundinnen und Kunden des heutigen Tages wollen über die Potenziale einer neuen Kunststoffentwicklung sprechen. Worum geht es genau? »Das ist Zukunftsmusik, das darf ich nicht verraten.« Bartke lacht: »Eins steht fest: Plastiktüten werden heute nicht das Thema sein!« Dann verschwindet der Forscher, die Auftraggeber warten schon gespannt.

WHAT’S NEXT, THOMAS BERGS: GENERATION NEXT

Thomas Bergs leitet als Direktoriumsmitglied des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen den Bereich Prozesstechnologie. Der Professor am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren der RWTH Aachen ist überzeugt: Nur in einer offenen, kollegialen Institutskultur können die immensen Zukunftsaufgaben gelöst werden, die sich der deutschen und europäischen Industrie derzeit stellen. Dabei helfen exzellente Fachkenntnis, Offenheit – und auch mal ein Getränk nach dem Skifahren. Ein Ortstermin.

»Kein Problem!« Thomas Bergs schaut die gut beschneite Talfahrt hinab. »Man muss sich nur trauen!« Dann fährt er den Hügel hinunter: In die Skihalle des »Alpenparks Neuss« zieht es den Ingenieur und passionierten Wintersportler Bergs von Zeit zu Zeit, um abzuschalten – oder um auf neue, inspirierende Gedanken zu kommen.

Inspiration braucht er täglich. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, das Bergs leitet, gehört zusammen mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der Technischen Hochschule Aachen zu den größten und angesehensten Forschungseinrichtungen für die Produktionstechnik weltweit. Entwickelt werden hier Lösungen nach Maß – für die Produktion von morgen. Denn egal, ob Elektromobilität oder Life Sciences, ob Optik, Leicht- oder Werkzeugbau: Überall gilt es, die Produktion zeitgemäß weiterzuentwickeln. Allein im Automobilbereich reichen die Bedarfe, mit denen die Industrie auf das Fraunhofer-Institut zukommt, von der Fertigung verschiedenster Interieurkomponenten und Karosseriebauteile über den elektrischen Antriebsstrang mit klassischen Lithium-Ionen-Batterien und Brennstoffzellen bis hin zu optischen Elementen für Beleuchtungs- oder Fahrerassistenzsysteme.

»Wir sind in vielem erfolgreich, aber wir müssen auch dranbleiben.« Zu seinem Team zählen Maschinenbauingenieure, Informatiker, Techniker. Die Vielfalt ist Bergs wichtig. »Wenn wir den internationalen Anschluss nicht verpassen wollen, dann müssen wir heute viel mehr als früher out of the box denken.« Im Technikum des Fraunhofer IPT geht Bergs schnellen Schrittes an einer Anlage vorbei, die am Institut für die Bearbeitung von Bauteilen für Flugzeug- oder Gasturbinen eingesetzt wird. »Große Projekte lösen wir nur, wenn wir nicht in engen Korridoren denken. Vor allem brauchen wir technologiebegeisterte Kolleginnen und Kollegen, denen es Spaß macht, in einer offenen, leistungsbereiten Kultur neue Ideen zu entwickeln und umzusetzen.« Bergs verweilt für einen Moment vor einer Laseranlage. »Nehmen Sie nur die biologische Transformation. Hier wenden wir beispielsweise evolutionäre Prozesse zur Optimierung der Produktion an. Dafür brauchen wir nicht nur Maschinenbauer, sondern auch das Know-how von Biotechnologen und Informatikern. In der Zusammenarbeit der unterschiedlichen Disziplinen liegt der Schlüssel zu Erkenntnissen, die Deutschland und Europa voranbringen!«

Für Maschinenbauer muss das Technikum des Fraunhofer-Instituts einer Welt der Wunder gleichen: Eine Flugzeugturbine steht neben Maschinen für die Optikfertigung, den Leichtbau und den Werkzeugbau – mitsamt verschiedener weiterer Prototypen für die Energieerzeugung, die Automobilindustrie oder für die Öl- und Gasförderung. »Wer erfolgreich sein will, muss an die nächste Generation denken«, führt Bergs weiter aus. Nicht nur als gute Tradition, sondern auch als einen weiteren Weg, um hervorragend ausgebildete Techniker und Ingenieure persönlich an das Institut zu binden, sieht Bergs daher die jährliche Skifreizeit des Fraunhofer IPT in Südtirol. »Ob die Kolleginnen und Kollegen Ski fahren können oder nicht, ist dabei unerheblich. Es geht um die Gemeinschaft, die Freude und den Austausch – gerne auch bei einem Getränk. Und es geht um die neuen Ideen, die durch die Vernetzung erst möglich werden!«

Ein uneingeschränkter Wille zum Zeitgemäßen zeichnet Thomas Bergs aus. Auch die Büros des Direktoriums am Institut, in die Bergs sich nun begibt, spiegeln diese Haltung: Ein Gemeinschaftsraum, halb Lounge, halb Bibliothek, ist das kommunikative Herz des Instituts. Mit seinem angenehmen, leicht abgedunkelten Licht und den modernen, bunten Sitzmöbeln erinnert es eher an ein Café für junge Leute als an das Vorzimmer zur Geschäftsleitung.

Woher kommen Ihr Engagement und Ihr Elan, Thomas Bergs? »Wir müssen großen Einsatz zeigen, um auch zukünftig in der Produktionstechnologie führen zu können. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat hier Vorbildfunktion in ganz Europa.« Ein Aspekt ist Bergs dabei besonders wichtig: »In unserem Geschäftsbereich geht es längst nicht nur um die Digitalisierung. Die Digitalisierung ist nur ein Instrument. Worum es geht? Dass wir als Fraunhofer-Gesellschaft mit unserem gigantischen Netzwerk an Wissen Lösungen anbieten, die für die Gesellschaft insgesamt von Nutzen sind. Dieser gesellschaftliche Aspekt wird mehr und mehr in den Mittelpunkt rücken. Wenn wir das verstehen, werden wir auch die nächste Generation von Ingenieurinnen und Ingenieuren wieder begeistern können!« Dann verabschiedet sich Thomas Bergs: Der nächste Termin wartet schon. Wer ihm einmal begegnet ist zweifelt nicht daran, dass sie kommen wird, diese »Generation Next«. Und dass sie mit erfahrenen Forschern und Praktikern wie Thomas Bergs Menschen finden wird, die Freude an der angewandten Wissenschaft mit Exzellenz vereinen – und gesellschaftliche Relevanz mit einer Skifreizeit für alle Mitarbeiter.

WHAT’S NEXT, ANDREA BÜTTNER: FORSCHUNG MIT SINN(EN)

Prof. Dr. Andrea Büttner ist Teil der Institutsleitung des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. Von der Aroma- und Geruchsforschung kommend, entwickelt sie Produkte für den Konsum von morgen. Wer die Analytikerin einen Tag lang begleitet, merkt schnell, dass es am Fraunhofer IVV nicht nur um Gerüche und Rezepturen geht: Büttners Team ist auf der Suche nach nachhaltigen Formen des Konsums, die Mensch und Umwelt in Einklang bringen.

Andrea Büttner steht im Eingangsbereich des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising und wird von jungen Lebensmittelforscherinnen und Lebensmittelforschern umringt: Die Institutsleiterin hat Geburtstag. Eines ihrer Teams überreicht eine Torte mit Superwoman-Motiv, und die Münchnerin lacht von Herzen: Mit ihrer Freundlichkeit hat sie, so scheint es, das ganze Institut angesteckt. Auf dem Weg in ihr Büro grüßt Büttner Teams aus dem Technikum und den Laboren; das Interesse gilt der Arbeit der anderen, auch abteilungsübergreifend. Andrea Büttner ist Mutter von drei Kindern, Professorin an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und Fraunhofer-Führungskraft. Weil sie eine Frau ist, wird ihr oft eine ganz bestimmte Frage gestellt: Wie regelt sie all das, und wie behält sie dabei ihre freundliche, bodenständige Art? Die Antwort kommt blitzschnell: »Es ist eher umgekehrt. Ohne Bodenhaftung könnten wir am Institut keine Erfolge erzielen.«

Andrea Büttner ist Sinnesforscherin, aber auch Analytikerin für Produkte und Prozesse. Sie konzentriert sich darauf, was Verbraucher anspricht. Im Fokus ihres Instituts stehen mehr und mehr Themen wie Umwelt und Recycling.  Gerade hier gilt es zu erforschen, wie Menschen auf wiederverwertete Produkte und Verpackungen reagieren – was sie dazu bringt, sie anzunehmen. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Interaktion der Sinne: Das Zusammenspiel von Optik, Textur und Geruch beeinflusst maßgeblich das Kaufverhalten. Schließlich hänge an der Nase »ein ganzes Gehirn«, so die Wissenschaftlerin. Und das Fraunhofer IVV arbeitet daran, zu verstehen, wie dieses Gehirn funktioniert – um dann abteilungsübergreifend entsprechende Produkte zu charakterisieren und weiterzuentwickeln.

Mit einem Betriebshaushalt von über 22 Millionen Euro und insgesamt 270 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern werden am Fraunhofer IVV für Auftraggeber aus der Industrie Herstellungs- und Verfahrenstechniken erarbeitet, die den Konsum verändern können. »Unser Institut entwickelt beispielsweise Prozesse zur Gewinnung und Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe, unter anderem durch Fermentation. Hierbei geht es um das gezielte Umwandeln organischer Stoffe durch Mikroorganismen bzw. Enzyme. Das Ziel ist es, langfristig tierische Rohstoffe zu ersetzen und so die Tierhaltung einzugrenzen, und zugleich Produkte zu entwickeln, die schmecken und gut sind für die Gesundheit«, erklärt die Forscherin. »Nehmen Sie als Beispiel nur pflanzliches Protein. Das kann eine echte Alternative zu Käse und Joghurt sein.«

Ein Ergebnis ist das am IVV entwickelte Lupineneis ›Lupinesse‹. Das Eis, das in einer großen Supermarktkette landesweit erhältlich ist, wird am Fraunhofer IVV in einer Glasvitrine ausgestellt. »Hier haben Verfahrenstechnik und sensorische Forschung exzellent zusammengearbeitet«, erklärt die Professorin. Dann berichtet sie, wie bei der Entwicklung Lupinenproteine isoliert, veredelt und in Rezeptur gebracht wurden, wie die Abteilungen des Hauses pflanzliche Öle ›formulierten‹, Aromen auf die neue Rezeptur anpassten. Andrea Büttner spielt im Team: »Das ist schließlich meine Aufgabe als Institutsleiterin –  Expertisen stärken und zusammenbringen.« 

Frage an die Expertin: Wie werden wir morgen einkaufen? »Den Supermarkt, wie wir ihn heute kennen, wird es womöglich in Zukunft nicht mehr geben. Wir müssen Konsum an vielen Stellen ganz neu denken, sonst zerstören wir unsere Lebensgrundlage. Hier am Institut werden wir als Nächstes an neuen Verpackungs- oder Vertriebskonzepten arbeiten, mit denen wir einen Paradigmenwechsel unterstützen möchten«, sagt Andrea Büttner. Und sie fügt hinzu: »Die Bereitschaft zum Umdenken nimmt massiv zu. Die Welt sieht, dass etwas passieren muss – und wir hier am Fraunhofer IVV sind am Rotieren, um den Bedarf zu bedienen und neue Lösungen und Antworten zu finden.«

Am frühen Nachmittag steht Andrea Büttner mit Doktorandin Bianca Lok im Chemielabor des Instituts und überprüft Recyclate in Gefäßen. Hoch konzentriert setzt sich die Nachwuchswissenschaftlerin ihres Teams vor ein Olfaktometer, ein Gerät, mit dem sich Gerüche präzise dosieren lassen. Ihre Reaktionen auf den Geruch, beispielsweise Atmung und Herzschlag, werden mit verschiedenen Systemen erfasst Oft sind es sogar unbewusst wahrgenommene Gerüche oder unterschwellige Reize, die in den Probanden eine Reaktion auslösen, und gerade bei Produkten der modernen Welt sind diese Reaktionen besonders interessant und wichtig. »Wir sind auf der Suche nach Geruch- und Reizstoffen, die heute oft noch weitgehend unbekannt sind und die in Produkten nicht auftreten dürfen. Und eine wichtige Aufgabe ist gerade, Recyclingmaterialien zu entwickeln, die nicht mehr riechen – und neuen Plastikverpackungen in nichts nachstehen«, sagt Bianca Lok. Der Durchbruch gelingt heute noch nicht. Aber das Team von Frau Büttner ist anderen Forschergruppen um mehrere Nasenlängen voraus. Denn sie sind diejenigen, die wissen, wonach sie suchen. Und vor allem, was sie tun müssen, um Produkte zu optimieren und Schadstoffe zu vermeiden.

Energie tankt Andrea Büttner an solchen Tagen am liebsten im Garten ihres Instituts. Das große Gatter öffnen, ein paar Früchte prüfen: Das bringt die Freude zurück. »Mir ist es wichtig, etwas in den Händen zu halten. Mein Vater war Schreiner. Ich fand es gigantisch, wenn ein Schrank als Ergebnis seiner Arbeit im kleinen Betrieb entstand. Ganz zu schweigen von dem Geruch. Deshalb ist natürlich auch Holz, mit all seinen Produkten, ein neues wichtiges Forschungsfeld für uns.« Weil ihr früh klar war, dass die Schreinerei nicht ihr Fachgebiet werden würde, immatrikulierte sich Büttner als eine von fünf zugelassenen Studierenden pro Semester an der Münchner LMU für Lebensmittelchemie. »Mich begeisterte schon damals, wie die Disziplinen ineinandergreifen: Mikrobiologie, Biochemie, Lebensmittelrecht, Verfahrenstechnologie, Ernährungsphysiologie, Medizin, Toxikologie.

Am Ende des Tages verabschiedet sich Andrea Büttner mit einem Ernährungstipp aus ihrer Praxis als Lebensmittelchemikerin: »Essen Sie möglichst vielseitig – bei einer breiten Diversifizierung sinkt das Vergiftungsrisiko enorm!« Dann beißt sie in eine saftige Frucht. »Sehen Sie«, sagt sie, »es schmeckt!« Und es scheint, als sei die tägliche Beschäftigung mit allen Sinnen das schönste Geburtstagsgeschenk, das man der Aromaforscherin machen kann.

WHAT’S NEXT, THOMAS DALLMANN: DIE ZUKUNFT AUF DEM RADAR

Dr.-Ing. Thomas Dallmann ist Teamleiter der Forschungsgruppe Aachen des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR. Über den Austausch zwischen Universität und angewandter Forschung und über die Zukunft von Radarsystemen sprach Dallmann bei einem Ortstermin.

Die Zukunft entsteht in der Melatener Straße in Aachen, in einem Bau, ausgerechnet, der wirkt wie aus der Zeit gefallen: Der Hochschul-Solitär aus den 1950er-Jahren gehört zur RWTH Aachen, der größten Hochschule für technische Studiengänge in Deutschland. Hier arbeitet Thomas Dallmann mit seiner Forschungsgruppe, die eigentlich zum Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg gehört. Der Mittdreißiger führt seine Besucher in den ersten Stock des Instituts, um ein Kernstück seiner Arbeit vorzustellen.

Dallmann referiert über ein Forschungsprojekt, mit dem Kunden aus dem Automobilbereich und Zulieferer neue Radare viel einfacher testen können als bisher: ATRIUM ist eine Art virtuelle Umgebung, die einer hohen Zahl verschiedenartiger Fahrzeugtypen angepasst werden kann und mit der sich das Verhalten neuer Technik auch in komplexen Verkehrssituationen exakt überprüfen lässt – für eine schnellere, kostenschonende Entwicklung neuer, fehlerfrei funktionierender Radare. Und Radarsensoren werden zukünftig schließlich noch relevanter, weil sie anstelle der Passagiere in selbstfahrenden Autos durchgängig auf den Verkehr achten. Bereits heute erkennen Radarsensoren selbstständig Hindernisse und leiten Bremsungen ein. »Derzeit werden solche Sensoren auf mehreren Tausend Kilometer Fahrtstrecke getestet.« Thomas Dallmann schaut versonnen aus dem Fenster. »Das ist ein ausgesprochen zeit- und kostenintensiver Prozess – und einer, dessen Sicherheit bisweilen noch zu wünschen übrig lässt.« Mit ATRIUM können viele dieser Tests ins Labor verlegt werden; erläutern lässt sich dies anhand der heute angeschlossenen Version des Simulators. »Mittels Radarzielsensoren können wir Fahrszenarien nachbauen und damit ganze Echolandschaften simulieren«, erklärt Dallmann. »Radarsensoren, welche darauf basieren, Signale auszusenden und deren Reflektionen wieder zu empfangen, benötigen solche Echolandschaften, um anhand der Empfangssignale die sie umgebenden Objekte detektieren und analysieren zu können.« Menschen, Ampeln, Bäume, Autos: bis zu 300 Reflexionen wird ATRIUM bald generieren können, da ist sich Dallmann sicher. »Damit können wir neue Sensoren für das autonome Fahren realitätsnah in vollem Umfang testen.«

Ganz generell ist Thomas Dallmann überzeugt, dass die Präsenz von Radarsystemen zunehmen wird – weit über den Bereich des autonomen Fahrens hinaus. »Netzwerke von Radaren werden immer relevanter – vor allem angesichts intelligenter, vernetzter Fabriken, die ohne Radar kaum funktionieren werden«, so der Wissenschaftler. Insgesamt würden die Anwendungen aber immer kleiner – wie etwa beim gestengesteuerten Google-Handy Pixel 4, das kleine Fingerbewegungen bereits mit dem Radar-Chip »Soli« erkennt.

Dallmann selbst nahm übrigens schon als Schüler mit einem Funkpeilsystem an »Jugend forscht« teil, bevor er Elektrotechnik und Informationstechnik an der Exzellenzuniversität RWTH Aachen studierte. Danach war er erst als wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Hochfrequenztechnik der RWTH tätig, dann als Teamleiter der Forschungsgruppe Aachen des Fraunhofer FHR. »Dass wir vom Fraunhofer-Institut aus als eine Art Satellit mitten in der Universität sitzen, von diesem Wissenstransfer profitieren Forschung und Hochschule gleichermaßen.« Auf der Autofahrt zum Fraunhofer-Institut in Wachtberg gerät der Forscher ins Schwärmen. »Das Fraunhofer FHR ist eines der größten Radarinstitute der Welt. Hier sehen wir eindrucksvoll, was für eine Bandbreite Radartechnologie heute in Forschung und Anwendung bietet.«

Das Thomas Dallmann zugeordnete Fraunhofer-Institut in Wachtberg bei Bonn erkennt man schon von Weitem an einem ganz besonderen Wahrzeichen: Das Weltraumbeobachtungsradar TIRA, eine kreisrunde Radarkuppel, ist mit seinem beeindruckenden Durchmesser von 47,5 Metern nicht zu übersehen. Im Auftrag von Raumfahrtorganisationen aus der ganzen Welt werden mit seiner Hilfe Radarverfahren zur Erfassung und Aufklärung von Objekten im Weltall entwickelt – von der Interkontinentalrakete bis hin zum Elektroschrott. Im Inneren der in Europa einzigartigen Kugel indes ist der Forscher nur sehr selten anzutreffen: Zwar sei das Radom vor Ort das größte der Welt. Mit seiner Forschungsgruppe beschäftige er sich aber, gewissermaßen gegenteilig, mit den allerkleinsten Anwendungen von Radar in Sensorform. Aber, das weiß Thomas Dallmann ganz genau: »Auch die kommen jetzt schon ganz groß raus!« 

WHAT’S NEXT, CLAUDIA GÄRTNER: KLEINE ZUKUNFT, RIESENGROSS

Die Firma microfluidic ChipShop der Gründerin und Fraunhofer-Alumna Dr. Claudia Gärtner entwickelt und fertigt Mini-Labore, sogenannte Lab-on-a-Chip-Systeme, im Streichholzschachtel-Format. Sie ist Trendsetterin dieser Technologie und zählt zu den Weltmarktführern. Forschung und Entwicklung werden im Unternehmen groß geschrieben. Mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena kooperiert Gärtner intensiv – zur Entwicklung der nächsten Generationen voll miniaturisierter biologischer und chemischer Labore. Die Chefin überzeugt dabei mit Durchsetzungsvermögen, Organisationstalent und Unternehmergeist.

Wenn Claudia Gärtner mit ihrem Sohn in den USA ist, heißt dies nicht Urlaub, sondern »ChipShop«: Der 17-Jährige ist bei Kunden und Forschungspartnern vor Ort und in der Mikrofluidikszene schon fest eingeführt. »Mit einer Exportquote von 80 Prozent sind wir permanent unterwegs«, fügt die Gründerin hinzu.  

An einem strahlend schönen Morgen sitzt Claudia Gärtner kerzengerade am Konferenztisch ihres Büros in einem Technologiepark am Rande Jenas, der Heimat von Carl Zeiss, Schott und Co. Thüringens »Unternehmerin des Jahres« gerät ins Schwärmen, wenn sie von den Förderstrukturen in den USA spricht: »In Deutschland stimmen die Labore, passt die Forschung. Aber wir müssen unsere Patente besser nutzen, müssen mehr in Richtung Markt denken!«

Ist der Standort Jena für Hightechunternehmen nicht auch ein Erfolgsfaktor? Immerhin können hier durch Technologie- und Forschungspartner vor Ort, durch Unterstützung von Stadt und Land Ansiedlungen von Firmen exzellent umgesetzt werden. »Sicher – wenn Deutschland, dann Jena!« Die Chemikerin betont aber auch, dass man mehr tun könne. Auf ihrer Wunschliste steht ein offenerer Umgang mit Patenten – nur so würden aus den hervorragenden Ergebnissen der öffentlich geförderten Projekte auch tatsächlich erfolgreiche Innovationen.

Gärtner weiß, wovon sie spricht: Ihr Unternehmen ist seit 17 Jahren erfolgreich am Markt; mit inzwischen 90 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist man international aktiv. Als »beispielhaft« für das »stürmisch wachsende Geschäft mit Mikro- und Nanotechnik« bezeichnete das Wirtschaftsmagazin »Bilanz« ChipShop bereits 2014 – und zitierte die Wirtschaftsberater von McKinsey, die dem Mikro- und Nanotechnologie-Bereich ein Milliardenwachstum prophezeiten.

Wer ChipShop besucht, der spürt, dass die Prognosen stimmen. in den Reinräumen und Laboren, Besprechungszimmern und Fluren des Firmengebäudes herrscht hoch konzentrierte Betriebsamkeit. Teams aus den Ingenieurwissenschaften, aus Physik, Biologie, Chemie und Werkzeugbau bilden eine bunte, aber aufgeräumte Mischung, die hervorragend in das multikulturell geprägte, Hightech-affine Jena passt. Jedem Bereich des Hauses ist eine Farbe zugewiesen; die Chefin arbeitet in fliederfarbener Umgebung. »Wir haben als Büro und Labor mit zwei Personen angefangen«, erinnert sich Gärtner. Vor der Selbstständigkeit mit eigenem Unternehmen hatte sie bei Fraunhofer gearbeitet. Ihr war klar geworden, dass eine große Nachfrage nach »Streichholzschachtel-Laboren« bestand. Dies war die Geburtsstunde von ChipShop: Die Ausgründung wurde vom Applikationszentrum Mikrotechnik Jena und dem Fraunhofer IOF unterstützt.

Der Weg von ChipShop führte dann über ein Gründerzentrum, etliche Jahre im Gebäude von Carl-Zeiss-Jena und 2011 in das eigene Gebäude. Anwendungen sind hier und heute weit über den medizinischen Bereich hinaus zu finden. In den Laboren sind Schnelltests für den Pilzbefall von Getreide, die Wasserqualität oder Analysesysteme für die Qualität von Weinen zu finden; auch Tropenkrankheiten oder Grippeinfektionen lassen sich mit Gärtners Systemen nachweisen. Wird sie nach den Alleinstellungsmerkmalen ihres Unternehmens gefragt, listet Claudia Gärtner drei Faktoren auf: Zum einen bietet ChipShop Standardkomponenten für den Einstieg in die Mikrofluidik an. Maßgeschneidert ist das Angebot der vollständigen Technologiekette vom Verbrauchsartikel Chip über das Betriebsgerät hin zum biologischen Testverfahren. Ziemlich einzigartig – zumindest in diesem Segment – ist auch die Unternehmensstruktur: 100 Prozent der Anteile sind in der Hand der Gründerin. Gärtner beschreibt dies so: »Wir sind ein typisch deutsches, mittelständisches Unternehmen: Eigentümergeführt, von Beginn an profitabel mit einer einzigartigen technologischen Expertise und auf nachhaltigen Erfolg ausgerichtet.«

Am frühen Nachmittag besucht Claudia Gärtner ihren früheren Arbeitgeber, das Fraunhofer IOF. Gemeinsam mit dem Wissenschaftler Falk Kemper hat sie hier gerade ein Projekt aus dem Bereich der gedruckten Elektronik abgeschlossen, das Anschlussprojekt läuft mit kanadischen Partnern. Beide beugen sich über einen Einweg-Chip und ein Mini-Gerät, das es marktfähig zu machen gilt. Ein gemeinsames Ziel ist, mit gedruckter Elektronik, Chip und Smartphone Krankheitserreger künftig mit nur einem Tropfen Blut in wenigen Minuten nachzuweisen.

»So lässt sich in manchen Fällen vor Ort beantworten, ob hinter einem Magengrummeln eine ausgemachte Infektionskrankheit steckt«, erklärt Gärtner. Ihren Erfindungsreichtum, insbesondere aber auch ihr Durchsetzungsvermögen auf dem Weltmarkt begründet die sympathische Schnellrednerin so: »Ich bin ein Kind des Ruhrgebiets, meine Eltern sind selbständig. Die Devise war immer: Du kannst alles erreichen. Du musst halt dafür arbeiten!« Wird es Frauen hierzulande nicht eigentlich recht schwer gemacht? »Das ist völliger Käse!« Gärtner freut es sichtlich, dass sie anderer Meinung ist als ihr Gegenüber. »Ich habe keinen Moment darüber nachgedacht, ob sich drei Kinder und Selbstständigkeit vereinbaren lassen. Ich habe es einfach gemacht!«

Den Abend verbringt Claudia Gärtner Zuhause. Das Familienpferd versorgen, Interviewfragen beantworten, sich auf eine Telefonkonferenz vorbereiten und für Sohn Finn kochen – irgendwie schafft sie das alles gleichzeitig. »Für uns war es immer selbstverständlich, im Betrieb zu helfen«, erzählt Finn. Mit Blick auf ihren Sohn beantwortet die Gründerin auch die Frage: What’s next? »Wir werden eine Beteiligungsfirma aus der Taufe heben, die junge Unternehmer unterstützt. Gelebtes Unternehmertum, Spaß an der Sache und die Bereitschaft, Verantwortung zu übernehmen möchte ich den Heranwachsenden mitgeben – so wie ich es erfahren habe. Eine Firma, komplett von Jugendlichen betrieben, das wäre doch mal was!« Und schon verabschiedet sich die Wissenschaftlerin, Unternehmerin und Mutter zu einer Skype-Konferenz mit US-Kunden: In Amerika hat der Tag gerade erst begonnen.

WHAT’S NEXT, UDO GOMMEL:WIE REINHEIT HIGHTECH MÖGLICH MACHT

Nach einem kräftigen Regen ist die Luft frisch und klar, als Udo Gommel am frühen Morgen an seinem Schreibtisch im ersten Stock des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Platz nimmt. Lange hält es den Leiter der Abteilung Reinst- und Mikroproduktion nicht auf seinem Stuhl; Udo Gommel ist ein Bewegungsmensch. »Wir Reinraumspezialisten sind halt dynamische Typen. Schließlich ermöglich wir die Hightech der Zukunft. Die Schlüsselindustrien von morgen kommen nur mit Reinheitstechnik voran«, führt er aus. »Von der Batterieproduktion bis zur Biotechnik – wegen des hohen Miniaturisierungsgrads ist Reinheit entscheidend.«

Als Rein- oder Reinstraum werden Orte bezeichnet, in denen die Konzentration luftgetragener Teilchen – also sämtlicher Partikel und Stoffe, die in der Luft schweben –besonders gering gehalten wird. In der Lasertechnologie, in der Luft- und Raumfahrt und in der Nanotechnologie ist genau diese absolute Sauberkeit gefragt, damit Mikropartikel die Funktionsfähigkeit von mikroskopisch kleiner Komponenten nicht beeinträchtigen. Folglich kann sich Gommels Team vor Aufträgen kaum noch retten. Die Augen des Wissenschaftlers strahlen. »Nehmen wir nur die Qualität von Mikrochips. Sie ist stark von der Luftfeuchte abhängig, in der sie produziert werden – von der Kombination aus Partikelfreiheit, Chemikalienfreiheit und Restfeuchte«, so der Experte. »Viele Anwendungen funktionieren hier nur unter extremer Sauberkeit: hochpräzise, keim- und kontaminationsfrei.« Mit seinem Know-how berät der Forscher täglich Partner aus der Industrie. Von der Konzeptionsphase bis zur Inbetriebnahme ganzer Fertigungsstraßen führt er Analysen im Ultraspurenbereich durch, optimiert und zertifiziert Maschinen, setzt die reinheitstechnische Planung und Auslegung um. So werden jährlich mehrere hundert Industrieprojekte realisiert, womit das Fraunhofer IPA einen beachtlichen Anteil seines Projektvolumens von insgesamt 70 Millionen Euro erwirtschaftet.

Am frühen Vormittag beschäftigt sich Udo Gommel mit der eingehenden Post des Tages. Der Wissenschaftler ist ein geschätzter Redner, und so liegt wieder einmal eine Anfrage auf seinem Tisch, dieses Mal für einen Fachvortrag auf einer Tagung des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI). Über 50 wesentliche, international relevante Normen und Methoden zur Kontaminationskontrolle und Bewertung reinheitstauglicher Anlagen wurden unter seiner Leitung oder Mitarbeit entwickelt und zwischenzeitlich tausendfach von Unternehmen in Anspruch genommen. Begonnen hat das bereits mit seiner Doktorarbeit, in der der junge Physikstudent ein Verfahren zur Überprüfung der Reinraumfähigkeit von Gerätschaften präsentierte, das bis heute über zweitausendmal Verwendung fand. Gommel lächelt. »Mich interessiert Forschung, die umgesetzt wird, die nützlich ist. IT-Security, Kameratechniken und Sensoren, die das Leben sicherer machen: Das alles wird mit Reinheitstechnik aufgebaut. Das ist doch ein hoch interessantes Themenfeld!« Beim Nutzwert indes geht es nicht nur um die Wirtschaft. Immerhin ist die Reinheit der Meere und der Luft ein gesamtgesellschaftliches Thema – und ein weiterer Fokus des Fraunhofer IPA. »Die Luft draußen nehmen Sie mit Sicherheit als sauber wahr.« Udo Gommel schaut nachdenklich aus dem Fenster; es hat wieder zu regnen begonnen. »Wussten Sie, dass jeder Mensch 5 Gramm Mikroplastik pro Woche zu sich nimmt? Das entspricht etwa dem Gewicht einer Kreditkarte! Unglaublich, oder? Hier warten immense Herausforderungen auf uns.« Wieder klingelt es. »Endlich! Mein Team ist da. Lassen Sie uns den Reinraum betreten!« Schnell geht es ein Stockwerk tiefer, wo sich ein halbes Dutzend Wissenschaftler in den reinsten Analysebereich der Welt schleusen lässt. Der ist zehnmal sauberer, als es die höchste Luftreinheitsklasse ISO 1 vorgibt – höchstens zehn Nanopartikel dürfen hier in einem Kubikmeter Luft schweben. »Das ist so, als hätte jemand das gesamte Volumen des Mondes komplett leer gesaugt – und dabei zehn Kugeln mit einem Radius von je 1 Meter vergessen«, erklärt Gommel. Ein normales Büro erreiche meist Klasse 9; in der Luft schweben dann Milliarden kleiner Partikel.

Im Inneren des Reinraums überprüft sein Team einen Roboterarm; die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter tragen Mundschutz, verständigen sich in Zeichensprache. Wer eine Kamera einschleusen und filmen will, muss dafür knapp drei Stunden Zeit mitbringen – so streng sind die Vorgaben, damit im reinsten Reinraum der Welt auch alles sauber bleibt. Gommel selbst spricht per Kastentelefon mit jungen Doktorandinnen und Doktoranden. Sie testen neue Funktionalitäten von CAPE, einem zeltähnlichen System, das sich in einer Stunde aufbauen lässt – ein ›Reinraum on Demand‹. Andere Anwendungen, mit denen regelmäßig gearbeitet wird, sind Riboflavintest und CO₂-Verfahren. Während bei Ersterem fluoreszierende Partikel zum Einsatz kommen, ist es beim zweiten Schnee: »Um Anlagen, Maschinen und Produkte wirklich rein zu halten, hilft das Absaugen von Partikeln allein nicht. Beim CO₂-Verfahren verwenden wir Schneekristalle. Verunreinigungen werden zunächst durch das sehr kalte CO₂ versprödet, dann bei der exposionsartigen, ca. 600-fachen CO₂ -Volumenvergrößerung von der Oberfläche regelrecht abgesprengt, um abschließend abgesaugt zu werden.

Mitreißend erzählt der Reinraumtechniker von seinem Expertenteam aus den Bereichen Maschinenbau und Ingenieurwissenschaft, Geologie und Verfahrenstechnik – von Schmierstoffen und Absaugungen, Montageprinzipien und Oberflächenmodifikationen. Ist er jeden Tag so energiegeladen? »Mir ist wichtig, Interesse an der Forschungsleistung zu wecken.«, sagt Udo Gommel. Die Verantwortung ist groß. In einer aktuellen Projektierung beträgt das Investitionsvolumen der Gesamtanlage, die mithilfe der Leistungen des Instituts konzipiert, aufgebaut und bewertet werden, ca. 250 Millionen Euro.

Noch höher ist das Gesamtvolumen von Projekten, die das Fraunhofer IPA buchstäblich ins Weltall fliegen lassen. Auf 600 Millionen Euro schätzt Gommel die Kosten zukünftiger Weltraumprojekte, an denen sein Team beteiligt sein könnte. Wie ist es zur Zusammenarbeit gekommen? Als eine Delegation der European Space Agency (ESA) vor wenigen Jahren den Campus der Universität Stuttgart besuchte, ging es eigentlich um die biologische Sauberkeit von Oberflächen. Das klassische Sterilisieren gehört eigentlich nicht zu den Fachgebieten des Abteilungsleiters Reinst- und Mikroproduktion. Doch ein Vortrag, den Gommel im Anschluss an den Besuch über das Reinigen filigraner Bauteile bei der ESA hielt, überzeugte die Raumfahrtagentur. Das Ergebnis: Sein Institut ist heute Partner von ESA und NASA, wenn es darum geht, Reinräume zu entwickeln und Proben vom Mars blitzblank auf den Boden zu bringen.

Was kann nach dem All noch kommen? »Wir expandieren, machen Labore trockenraumfähig, nehmen Millionen in die Hand.« Die Augen des Physikers leuchten – was nicht nur an den guten Zahlen seines Instituts liegen könnte. Sondern auch am nächsten Tagesordnungspunkt: Auf seinem Motorrad macht sich Udo Gommel auf den Heimweg, durch die klare, regennasse Luft.

Dr.-Ing. Udo Gommel leitet die Abteilung Reinst- und Mikroproduktion am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Wer ihn einen Tag begleitet, macht überraschende Erfahrungen in Sachen Sauberkeit und Schlüsseltechnologien – und sieht Kreditkarten in einem völlig neuen Licht.

WHAT’S NEXT, FLORIAN HERRMANN? - WIE FRAUNHOFER INTELLIGENZ AUF DIE STRASSE BRINGT
 

Wenn Florian Herrmann morgens mit einem Plug-in-Hybrid ins Parkhaus des Fraunhofer-Institutszentrums Stuttgart fährt, ist er bereits Teil eines von ihm mit aufgesetzten Experiments. Zügig lenkt er den Wagen in das Forschungs-Parkhaus des Fraunhofer IAO, mit 30 Ladestationen für die Elektrofahrzeuge des hauseigenen Fuhrparks zukunftssicher ausgerüstet. »Unser Micro Smart Grid ist ein lebendiges Labor«, erklärt der 34-jährige Wissenschaftler. »Hier untersuchen wir, was für Ladestrukturen die Mobilität der Zukunft braucht. Den Fahrstrom erzeugen wir übrigens aus einer eigenen Photovoltaikanlage, hinzu kommen weitere Komponenten und Systeme wie Pufferbatterien oder ein LOHC-Speicher.« LOHC – »Liquid Organic Hydrogen Carrier« – gilt als »Superspeicher« für Energie; seine Anwender und Entwickler leisten derzeit Pionierarbeit wenn es darum geht, die Sektoren Mobilität und Energie intelligent miteinander zu verknüpfen. Die Ergebnisse werden – typisch für Fraunhofer – direkt in die Anwendung gebracht. »Wir beraten Kunden wie die Flughafen München GmbH oder die Stadt Stuttgart bei der Integration von nachhaltigen Mobilitäts- und Energiekonzepten.« Herrmann weiß um die Relevanz einer funktionierenden E-Infrastruktur in Deutschland: Selbst moderne Parkgaragen sind oft noch nicht dafür ausgelegt, Elektrofahrzeuge entsprechend zu laden. »Für unsere Auftraggeber untersuchen wir das Mobilitätsverhalten vor Ort. Muss gleichzeitig geladen werden? In welchem Maß? Dann entwickeln wir Szenarien, in denen das auch funktioniert.«

Doch Florian Herrmann hat nicht nur das Laden im Blick. Als Innovationsforscher beschäftigt er sich übergreifend mit den Auswirkungen neuer Antriebs- und Mobilitätskonzepte. Zuletzt sorgte eine von ihm mitveröffentlichte Studie zu Beschäftigungsauswirkungen, die auf Initiative der IG Metall in Kooperation mit u. a. VW, Daimler und BMW entstand, in Medien wie FAZ, SZ und SPIEGEL für Schlagzeilen. Sie prognostiziert, dass in der Herstellung von Antriebssträngen durch den Umstieg auf Elektromobilität bis zum Jahr 2030 in Deutschland rund 75 000 Arbeitsplätze wegfallen könnten, Produktivitätssteigerungen inklusive. Der Grund: Die Fertigung von E-Autos ist weit weniger aufwendig; sie haben weniger Teile, keinen Auspuff, keinen Tank und in vielen Fällen nur noch sehr einfache Übersetzungsgetriebe. Und die großen Batteriehersteller sitzen in Asien. »Auslöser für Angst und Panik sollte diese Zahl aber nicht sein«, so der Forscher heute. »Politik, Wirtschaft und Gesellschaft sind gefordert, sich dieser Transformation zu stellen und sie sinnvoll zu gestalten.«

Florian Herrmann betritt nun den oberirdischen Teil des Zentrums für Virtuelles Engineering ZVE. Licht ist ein wesentlicher Bestandteil des Gebäudes, das 2012 nach Plänen des Stararchitekten Ben van Berkel auf dem Fraunhofer-Institutszentrum Stuttgart  gebaut wurde. Große Tafeln mit farbigen Post-it-Zetteln lassen Rückschlüsse auf Workshops, Brainstormings und diverse weitere kreative Arten der Ideenfindung zu. »Die Übermorgenmacher« steht auf einem Aufkleber an einer übergroßen Pflanze. Herrmann, der in Konstanz und Karlsruhe studierte und in Stuttgart promovierte, begann seine Karriere im Jahr 2011 am  Fraunhofer IAO. Erführt uns am »Immersive Engineering Lab« vorbei zu einem aufgeräumten Arbeitsplatz, auf dem eine weitere Studie liegt. »Gemeinsam mit dem

›Senseable City Lab‹ des renommierten Massachusetts Institute of Technology MIT haben wir das Taxisystem in New York auf die Möglichkeiten des Einsatzes neuer Mobilitätskonzepte und Geschäftsmodelle untersucht. Eine Auswertung von 170 Millionen Taxifahrten unserer amerikanischen Forscherkollegen ergab: Wären die Fahrgäste bereit, im Schnitt fünf Minuten ein Taxi zu warten, könnten sie sich fast alle Fahrten teilen. Hinzu kommen weitere Potenziale durch neue Services und Dienstleistungen, wie bspw. durch den Einsatz kontextsensitiver Werbung. Für die Stadt bedeutet dies, ganz konkret wesentlich weniger Verkehr und neue Umsatzpotenziale durch innovative Dienstleistungen!« Zukunftsfragen werden am Fraunhofer IAO in der Tradition des Instituts-Mitgründers und ehemaligen Fraunhofer-Präsidenten Prof. Hans-Jörg Bullingers analysiert. In seinem Sinne wirkt der Mobilitätsforscher Florian Herrmann an der Schnittstelle zwischen dem, was technisch möglich ist, und der Frage, wie dies vom Menschen angenommen wird. So unterstützte er und eine Vielzahl an Forschenden das Unternehmen Audi im Rahmen der breit angelegten Studie »Die 25. Stunde«, bei der es um optimale Bedingungen für Fahrgäste im Innenraum eines autonomen Fahrzeugs geht. Auch der Bericht »Enabling the Value of Time« setzt sich mit der Innenraumgestaltung automatisierter Mobilitätskonzepte auseinander. »Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie erarbeiten wir Möglichkeiten, die Zeit für autonom Fahrende so angenehm wie möglich zu gestalten«, erläutert er. Während in einigen Kulturkreisen Gaming oder Entspannung erwünscht seien, empfänden die Deutschen Möglichkeiten für die Privatkommunikation als besonders attraktiv. Im durchgeführten Ländervergleich würden die Deutschen sogar am meisten für eine zusätzliche frei verfügbare Stunde bezahlen.

Zur Mittagszeit kreisen Herrmanns Gedanken schon wieder um die Elektromobilität. In Deutschland gelten bereits vergünstigte Steuersätze für batteriebetriebene Dienstwagen; VW, immerhin der größte Automobilhersteller der Welt, will ab 2020 allein in Zwickau 100 000 Stromer pro Jahr montieren. Werden wir jetzt alle Hochvolt-Spezialisten? »Um Städte und die Umwelt lebenswert zu gestalten, sollte Elektromobilität nicht das einzige Mittel sein.« Sein Sakko hat Florian Herrmann längst ausgezogen. Skepsis tritt in sein Gesicht: Gewiss sei elektrifiziertes Fahren bei Autos, die kürzere aber wiederkehrende Strecken zurücklegen, sinnvoll. Bei längeren Distanzen in schweren Limousinen lohnen sich diese indes nicht in jedem Fall. Denn je größer die Reichweite eines Autos, desto größer seine Batterie. Und je größer die Batterie, desto CO₂-intensiver ihre Herstellung. Das Elektroauto, das ganze Familien problemlos von Norddeutschland nach Italien bringt, das schnell fährt und bezahlbar ist, gibt es also gar nicht? »Ganz genau! Anstatt lediglich eine Antriebsart durch die andere zu ersetzen, brauchen wir intermodale Konzepte, bei denen sich Antriebsarten und Mobilitätskonzepte ergänzen.«

Am Nachmittag erkundet Herrmann im »Mobility Innovation Lab« des Fraunhofer IAO mit Kolleginnen und Kollegen aus den Bereichen Design, Physik, Maschinenbau und Psychologie die Möglichkeiten der Interaktion zwischen Mensch und Auto. Von einer Mitarbeiterin lässt er sich den Stand eines Projekts zur Innenraum-Konfiguration selbstfahrender Autos erläutern. Gegenüber parkt ein Elektroflitzer, dessen Scheinwerfer wie Bewegungsmelder auf seine Nähe reagieren. »Das nachschauende Licht emotionalisiert die Botschaft, dass das Auto einen Passanten erkannt hat und stehen bleiben wird. Dieses deutliche Signal kann Verkehrsteilnehmern gewisse Ängste vor automatisierten Fahrzeugen nehmen – zum Beispiel vor Robotaxis«, erklärt der Forscher. Wann wird das vollautomatisierte Fahren kommen? »Bestimmt nicht morgen. Der Umstieg hin zu neuen Mobilitätsangeboten ist generell kein Sprint, sondern ein Langstreckenlauf.« Als begeisterter Marathonläufer kennt sich Herrmann mit weiten Distanzen aus. »Man darf nicht nachlassen. Niemand kann genau sagen, was die Zukunft bringt. Aber wir können sie aktiv gestalten – mit einem Verständnis von Forschung, das nicht nur auf das Machbare setzt. Wichtig ist, dass Technik vom Menschen angenommen wird – weil sie das Leben erleichtert, weil sie sinnvoll ist.« Am Ende des Tages wechselt Florian Herrmann vom Hemd zur Sportkleidung, bevor er das Institut verlässt und zu einem langen Lauf am Bärensee verschwindet.

Dr. Florian Herrmann leitet den Forschungsbereich Mobilitäts- und Innovationssysteme am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO in Stuttgart. Wer ihn einen Tag lang begleitet, versteht, warum die Umstellung auf intelligente Fortbewegungskonzepte ein Langstreckenlauf ist – und, was man dabei von Joseph von Fraunhofer lernen kann.

WHAT’S NEXT, STEFFEN HESS: ZUKUNFT, QUERFELDEIN

Steffen Hess leitet am Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern das Forschungsprogramm »Smart Rural Areas«, das sich mit der Digitalisierung ländlicher Regionen beschäftigt. Der Programm-Manager fordert einen neuen Fokus: Neben technischen Fragen zu Breitbandausbau und 4G auf dem Land müssten passgenauere digitale Anwendungen her – übergreifende Plattformen, die zukünftig die Lebensqualität gerade auch auf dem Land fördern. Wie das geht, zeigen die Projekte seines Instituts, die sich bisher mit der Entwicklung von digitalen Diensten in den Bereichen Mobilität, Arbeit, Nahversorgung, Verwaltung und Kommunikation befassen. 

»Probieren Sie mal!« Steffen Hess steht in der Kaffeebar Marónoro in Mackenbach, einer kleinen Gemeinde in Rheinland-Pfalz. »Hervorragende Bohnen und Weltklassekaffee.« Der Projektleiter vom nahe gelegenen Fraunhofer IESE in Kaiserslautern freut sich über den Cappuccino an der Bar. Jörg Müller, Betreiber der kleinen Rösterei, schenkt noch etwas Milchschaum nach – und erzählt, dass er sich auf DorfFunk freut, eine von Wirtschaftsingenieur Hess mitentwickelte App zur Digitalisierung ländlicher Regionen, die jede Menge Leben in die 2 000-Seelen-Gemeinde bringen könnte. »DorfFunk ist eine digitale Plattform für Menschen auf dem Land, die ich schon von Orten aus der Nachbarschaft kenne. Hier macht man sich auf entlaufene Igel aufmerksam, verschenkt Apfelkuchen und beantwortet Fragen nach Bäckereien, die Spezialitätenkaffee haben. Das sind natürlich wir!«, freut sich Müller, dessen Laden von der Plattform profitieren dürfte. Von Steffen Hess lässt er sich nun zeigen, was heute auf DorfFunk los ist: Die am Fraunhofer IESE entwickelte App ist ein digitaler Raum für Interaktion, der wie eine freundliche Kombination aus Diensten wie Facebook, WhatsApp und dem Digitalangebot der fortschrittlichsten Großstadtrathäuser wirkt – inklusive der Möglichkeit zum Livechat mit dem Bürgermeister und seinem Team. »Ich werde die App auf jeden Fall benutzen. Dann lade ich Gäste ein, plausche mit Leuten aus der Nachbarschaft, informiere über Veranstaltungen – und weiß immer, wann bei uns etwas los ist«, erzählt Müller.

Passt Jörg Müllers Kaffeerösterei überhaupt hierher? »Typisch!« Der Thirtysomething Hess lacht. »Das ist unser Bild von Deutschland: abgehängte Provinzen und lebendige Metropolen. Dabei ist selbst hier, vorm Pfälzer Wald, jede Menge los. Und wo das nicht der Fall ist, da muss man etwas unternehmen!« Immerhin würden nur neun Prozent der deutschen Bevölkerung in Großstädten wohnen, führt Steffen Hess auf dem Weg von Mackenbach nach Kaiserslautern zu seinem Institut aus. Zwei Drittel aller Menschen in Deutschland würden in Städten mit weniger als 100 000 Einwohnern leben. Dennoch: In der Region ist die Landflucht Thema Nummer eins: »Wie wird mein Dorf aussehen, wenn die Bevölkerung immer älter wird? Werden dann noch junge Leute und Familien zu uns ziehen? Wie oft kommen Busse vorbei, wie viele Arztpraxen werden schließen, was für Läden noch aufmachen? Diese Fragen stellen wir uns in meiner Heimat.« 

»Der ländliche Raum ist mehr als ein Sehnsuchtsort für gestresste Stadtromantiker«, erklärt Hess. »Er ist ein Markt und Wirtschaftsstandort. 60 Prozent aller Betriebe sitzen hierzulande in den ländlichen Regionen. Bei der Digitalisierung Schritt zu halten ist für sie ein entscheidender Faktor.« Die Rechnung sei einfach: Ohne Menschen auf dem Dorf keine Industrie auf dem Land. Wo lokale Zeitungsredaktionen schlössen und Gaststätten leer stünden, müsse den Bewohnern eine digitale Plattform für Informationen, Dienstleistungen und Austausch gegeben werden – eine Infrastruktur für Besiedlungen von bisweilen nur tausend Einwohnerinnen und Einwohnern auf zehn Quadratkilometern. Von denen schon heute nur ein Drittel einen Supermarkt zu Fuß erreichen kann. 

Mit der DorfFunk-App als digitalem Dienst könnte sich das langsam ändern – und aus Landflucht Landlust werden. Vom damaligen Leiter des Forschungsbereichs »Embedded Systems« am Fraunhofer IESE erdacht und im Rahmen der CeBit 2015 an Ministerpräsidentin Malu Dreyer weitergetragen, stand in den vergangenen fünf Jahren ein Etat von fünf Millionen Euro bereit; Hauptfinanziers waren das rheinland-pfälzische Ministerium des Innern und für Sport, die Entwicklungsagentur Rheinland-Pfalz e.V. und das Fraunhofer IESE selbst. Nach der Erprobung in zwei Modellregionen werden mittlerweile unter dem Dach der Forschungsinitiative »Smart Rural Areas« überall in Deutschland Apps wie DorfFunk etabliert – zuletzt in den Kreisen Lippe und Höxter in Nordrhein-Westfahlen, wo 30 000 Menschen die App nutzen können. Was kommt als Nächstes, Steffen Hess? »Bei unserem neuesten Projekt geht es um Landkreise in Deutschland, mit denen wir eine Plattform mit vielen Diensten der Daseinsvorsorge entwickeln«, erklärt der Software-Entwickler. Zehn Millionen Euro beträgt das Volumen dieses Ankerprojekts. Für den Menschen müsse die neue Plattform einfach gut benutzbar sein, so Hess – sie müsse aber auch als Geschäftsmodell funktionieren. »Alle arbeiten hier, weil sie gerne hier arbeiten. Weil sie sehen, dass sie anderen Menschen helfen. Zum Beispiel, weil sie Seniorinnen mittels DorfFunk Partner für den Sonntagsspaziergang vermitteln und somit deren Einsamkeit durchbrechen. Und weil sie die Möglichkeit haben, einfach mal zu machen.« »Testen Sie mal!« Wie auf Kommando ruft ein junger Informatiker den Namen einer noch geheimen Anwendung in den Raum. »Ist gerade fertig geworden.« Funktioniert sie dieses Mal? Der Wissenschaftler Steffen Hess kann es kaum erwarten, die neue Anwendung auszuprobieren. Neugier mischt sich in seinen Blick, aber auch eine Art genießerischer Vorfreude, fast wie bei dem Cappuccino in der Kaffeerösterei am heutigen Morgen in Mackenbach, einem kleinen Dörfchen in Rheinland-Pfalz.

WHAT’S NEXT, NADINE LANG - DIE ZUKUNFT TRÄGT COMPUTER

Vor der großen Glasfront am Ende des Gangs ist ein junger Mann auf einem Laufband zu sehen. Er trägt ein schwarzes Shirt, an dessen Vorderseite eine Leuchtdiode blinkt. Dr. Nadine Lang und eine weitere Mitarbeiterin aus ihrem Team kontrollieren Biosignale wie Puls oder Herzrate des Läufers, die auf ihren Laptop übertragen werden. Die Forscherin befasst sich mit dem Thema »Affective Sensing«. Es geht darum, eine Software zu entwickeln, die nicht nur Vitalfunktionen erfassen, sondern auch bestimmte Zustände des Menschen erkennen und interpretieren kann:  Stress oder Überforderung etwa. Die 36-jährige Projektleiterin hat schon während ihres Physikstudiums einen Medizin-Schwerpunkt gesetzt. Man sieht der Wissenschaftlerin an, dass Gesundheit ihr Thema ist. Und man kann sich von ihrer Fitness überzeugen, wenn sie über die langen Gänge und Treppenhäuser zurück an ihren Schreibtisch spurtet.

Hier hat Langs Arbeitstag wie üblich sehr früh angefangen. Und das erste Projekt, von dem sie erzählt, lässt prompt aufhorchen: »Wir arbeiten gerade für die NBA. Als unabhängiges Forschungsinstitut validieren wir handelsübliche Wearables, also Computer, die am Oberkörper getragen werden«, erklärt die Forscherin. Auch in diesem Moment ist ihre Leidenschaft für Sport und Gesundheit greifbar. Die NBA, die stärkste und populärste Basketball-Profiliga der Welt, ist mit Blick auf Wearables aus gutem Grund auf das Fraunhofer IIS zugekommen. Man versteht darunter kleine vernetzte Miniaturrechner wie beispielsweise Smartwatches, die den Puls messen. Die Wearables aber, die Nadine Lang mit ihrem Team entwickelt, können viel mehr: Das FitnessSHIRT mit integrierter Sensorik im Brustbereich erfasst EKG-Daten und Atmung. In seiner Weiterentwicklung als CardioTEXTIL hilft ein mobiles Mehrkanal-EKG dabei, Veränderungen der Herzkranzgefäße frühzeitig zu erkennen und damit Herzerkrankungen wirksam vorzubeugen.

Als sie 2015 ans Fraunhofer IIS kam, arbeiteten die Kolleginnen und Kollegen an einem Sensor, der Laktat im Schweiß messen sollte. Der Forschungshintergrund: Über eine Blutprobe am Ohr wird der Belastungszustand z. B. bei Profifußballern anhand des Laktatspiegels im Blut regelmäßig kontrolliert. Ein Aufwand, den Freizeitsportler oder Jugendsportmannschaften nicht betreiben können. Deshalb habe man zusammen mit Sportwissenschaftlern den Bedarf einer solchen Belastungsmessung identifiziert, aber auch festgestellt, dass man nach anderen aussagekräftigen Parametern dafür suchen müsse. »Wir haben herausgefunden, dass Ammoniak im Schweiß dem Indikator Laktat im Blut ähnlich ist.« Wenn die Kohlenhydrate im Körper aufgebraucht sind, verbrennt er Eiweiße. Dabei entsteht Ammoniak, das als Gift über den Schweiß vom Körper ausgeschieden wird – und messbar ist. »Zusammen mit unserem Schwesterinstitut, dem Fraunhofer IISB, haben wir den Demonstrator ELECSA® entwickelt. Damit messen wir mobil den Ammoniakwert im Schweiß, übertragen die Daten in Echtzeit über Bluetooth und helfen so, Trainingseinheiten auf die individuelle Leistungsfähigkeit abzustimmen«, berichtet Lang, bevor sie noch kurz eine Information aus dem Labor gegenüber abfragt.

Denn auf ihrer Agenda steht heute die Weiterentwicklung dieser mobilen Sensorik, die Messdaten in medizinischer Qualität liefert. Einen wertvollen Beitrag kann der nichtinvasive ELECSA®-Sensor auch auf medizinischer Ebene leisten: Ein neues Projekt im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung soll den Elektrolyt-Haushalt zu früh geborener Babys erfassen. »Die Frühchen müssten nicht mehr ständig gepikst werden, wenn ihnen Blut abzunehmen ist«, hofft die Biophysikerin. Zu ihren Aufgaben gehört auch, Partner in der Industrie zu finden, um die Entwicklungen ihrer Gruppe in Anwendung zu bringen. Beim CardioTEXTIL gibt es bereits einen Verwertungspartner, der es gemeinsam mit dem Fraunhofer IIS zu einem »medical grade wearable« machen will. »Wir werden unsere Sensorik vom Sport- und Lifestyle-Produkt in medizinische Anwendungen überführen.« Dabei denkt sie auch an die Möglichkeit eines effektiven Home-Monitorings zum Beispiel für ältere Menschen, die nur eingeschränkt mobil sind. Die Wissenschaftlerin ist überzeugt, dass sich durch ihre Arbeit hier gute Zukunftschancen ergeben.

Nadine Lang beantwortet noch schnell eine E-Mail und stimmt sich mit einer Kollegin über den weiteren Tagesablauf ab. Den Weg zur nächsten Teambesprechung nutzt sie für einen Kontrollblick aufs Handy. Das Meeting findet an diesem schönen Herbsttag unter einem Baum vor dem Institut statt. »Ich war schon als Kind am liebsten draußen!«, erklärt sie, während sie durch eine futuristisch anmutende Glasschleuse zum Treffpunkt eilt. Tempo und Struktur sind Langs Stärken, ihre Ziele sind ehrgeizig. Sie treffe ihre Entscheidungen nicht aus dem Bauch, sondern auf der Grundlage valider Argumente, sagt sie und erinnert an ihren universitären Hintergrund als Grundlagenforscherin. Heute nicht nur forschen und sich dabei dem Thema Gesundheit widmen zu können, sondern ganz nah an der Anwendung zu arbeiten, das mache den besonderen Fraunhofer-Reiz für sie aus. »Wir hören darauf, was die Leute haben wollen und was sie brauchen!« Darauf folgt für Nadine Lang eine Runde Sport: Denn Klettern, Wandern oder Radfahren sind für sie fast so wichtig wie die Wissenschaft – und der Wunsch, Wearable-Technologien zur Gesundheitsvorsorge weiter voranzutreiben.

Die promovierte Biophysikerin Dr. Nadine Lang arbeitet als Chief Scientist und Projektleiterin am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen. In der Abteilung Bildverarbeitung und Medizintechnik gehört ihr Team zur Gruppe Biosignalverarbeitung. Ihre Entwicklungen klingen nach Medizintechnik der Zukunft – sind aber bereits Realität: smarte Textilien, die unsere Atmung oder Herzfunktion überwachen und vor Überforderung warnen.

WHAT’S NEXT, ELENA LOPEZ - 3D-DRUCK WIRD SO SELBSTVERSTÄNDLICH WIE DAS INTERNET

An einem kühlen Dresdner Morgen unterhält sich Elena Lopez im Foyer des Fraunhofer IWS mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Ihre Gäste des heutigen Tages begrüßt die Abteilungsleiterin Additive Fertigung mit großer Warmherzigkeit. Der charmante Akzent der gebürtigen Spanierin unterstreicht ihre freundliche und offene Art. Sie kam vor 16 Jahren als Erasmus-Studentin nach Deutschland. Heute stehen ihre Fachkarriere und -kompetenz beispielhaft für exzellente Fraunhofer-Forschung.

In den Tag startet sie jetzt mit einer Führung durch das Technikum. Die helle Halle ist das Herzstück ihres Forschungsbereichs. Gleich rechts passiert man ein großes geschlossenes Rolltor. »HybR-Lab« lautet der Hinweis auf dem Schild daneben. Im großzügigen Raum stehen unzählige Anlagen unterschiedlicher Größe. Die Wissenschaftlerin erklärt, worum es geht: »Additive Fertigung bedeutet, dass wir im 3D-Druck Schicht für Schicht neue, oft sehr komplexe Geometrien für zahlreiche Anwendungsfelder aufbauen.«

Das Ausgangsmaterial und auch die Verfahren dafür sind vielfältig. Ganz hinten rechts entsteht gerade ein Demonstrator im Pulverbettverfahren. Der Vorteil dieses sogenannten Laserstrahlschmelzens ist unter anderem die hohe Geometriefreiheit. Durch das kleine Sichtfenster leuchtet ein Laser, der auf einem vorbestimmten Verfahrweg auf das Pulverbett trifft. Der Pulverwerkstoff wird lokal geschmolzen und bildet, nachdem er erstarrt ist, eine feste Materialschicht. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Schichten umgeschmolzen sind. Ein Beispielprodukt ist auf dem Tisch nebenan zu sehen: Der Unterbau dieses Metallgebildes in einer tellerartigen Halbkreisform besteht aus einem sehr feingliedrigen Gitter. »Das ist ein Prototyp eines optischen Spiegels, hergestellt im Rahmen eines Projekts mit der European Space Agency. Hier kommt eine spezielle Aluminium-Silizium-Legierung zum Einsatz. Ihr Steifheits- und Ausdehnungsverhalten ist entscheidend für eine optimale Leistung des Spiegels«, erläutert Lopez. Die vielen Partner des Fraunhofer IWS stammen indes nicht nur aus der Luft- und Raumfahrtindustrie. Auch Branchen aus dem Energiebereich und der Elektrotechnik, die Automobilindustrie, der Schienenfahrzeugbau und die Medizintechnik profitieren von ihrer Arbeit. Ihr Team und sie begleiten die Projekte von der Idee über die Machbarkeitsstudie und die Entwicklung der Systemtechnik bis hin zur Marktreife eines Produkts. Dabei hat Elena Lopez immer die Fäden in der Hand.

Elena Lopez wurde in Madrid geboren und kam als Erasmus-Stipendiatin nach Deutschland. Nach ihrem Diplom an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und ersten Industrieerfahrungen bei Siemens promovierte die Forscherin mit einem Marie-Curie-Stipendium an der TU Dresden. Als Abteilungsleiterin am Fraunhofer IWS beweist sie seit 2017 strategische Kompetenz, wissenschaftliche Exzellenz und großes Organisationstalent. »An meinem Schreibtisch sitze ich selten. Ich bin viel unterwegs, am Institut gibt es ständig Projekt-, Team- oder Managementbesprechungen. Und die Geschäftsstellenleitung unserer Strategieallianz AGENT-3D nimmt gut ein Drittel meiner Arbeitszeit ein.« Dieses Konsortium aus führenden Forschungseinrichtungen, Industrievertretern sowie kleinen und mittleren Unternehmen wird im Rahmen des Programms »Zwanzig20« mit 45 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Sein Ziel ist es, die Technologieführerschaft Deutschlands in der additiven Fertigung voranzutreiben. »Es gibt dieses Netzwerk seit 2014. Ich habe früh die Chance bekommen, die Leitung zu übernehmen, und bin stolz, hier einen Beitrag leisten zu können. Inzwischen haben wir das Programm und den Standort Dresden als Hotspot der additiven Fertigung erfolgreich international positioniert und sind jetzt in der Umsetzungsphase«, erklärt Lopez. Für sie bedeutet das, die Projekte zum Erfolg zu führen. In der Zukunft wird dank ihrer Arbeit – am Institut, aber auch im Additive Manufacturing Center Dresden (AMCD), dem Kompetenzzentrum der TU Dresden und des Fraunhofer IWS, sowie bei AGENT-3D – additive Fertigung genauso selbstverständlich sein wie das Internet.

Klarheit zeichnet ihren Arbeits- und Kommunikationsstil aus. Jeder im Team kennt seine Aufgaben und Ziele genau. Und Lopez sorgt dafür, dass sie diese Ziele gemeinsam erreichen. Dabei hat ihre enge Zusammenarbeit eine ganz besondere Qualität: »Ich wünsche mir, dass wir uns im Team nicht nur beruflich austauschen. So kenne ich das aus Spanien. Wir sprechen auch über private Themen oder unternehmen auch mal etwas in der Freizeit.«

Am Nachmittag steht noch mal das Technikum auf dem Programm: »Wir können jetzt einen Blick auf die hybride Fertigung werfen«, sagt Lopez. Dort angekommen, öffnet sie das Rolltor, und das Schild mit der Abkürzung »HybR« ergibt jetzt Sinn: Hier stehen sich zwei riesige orangefarbene Laserroboter gegenüber. Sie kombinieren konventionelle industrielle und additive Fertigung zum entsprechenden Hybrid-Verfahren. So werden Werkstoffeigenschaften und Bauteilstrukturen weiter optimiert. Leider kann Lopez das Thema heute nicht mehr vertiefen: Sie hat noch ein Teammeeting angesetzt. Und danach lädt die Abteilungsleiterin zu einem Glühwein auf dem Dresdener Neumarkt ein. Und so geht dieser Wintertag mit einem kleinen Teamevent zu Ende, das Elena Lopez mit ihrer besonderen Wärme und Herzlichkeit begleitet.

Als Abteilungsleiterin Additive Fertigung am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS hat Dr. Elena Lopez ein wichtiges Zukunftsziel: Vorreiter und Schrittmacher in ihrem Forschungsgebiet zu sein. Am Wissenschaftsstandort Dresden sorgt sie deshalb dafür, dass die 3D-Revolution des Digitalzeitalters ankommt – in den Köpfen, in der Industrie und im Alltag. 

WHAT’S NEXT, WOLFGANG OESTERLING: EINER FÜR ALLE, ALLE FÜR EINEN

Wolfgang Oesterling ist Verwaltungsleiter am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg. Wer den studierten Maschinenbau-Ingenieur einen Tag lang begleitet, versteht sehr schnell, welchen Stellenwert der Faktor Mensch für die Verwaltung bei Fraunhofer hat.

Wenn Wolfgang Oesterling Urlaub macht, dann arbeitet er 10 Tage lang als Koch für Kinder in einem Zeltlager. Hier empfindet er das Gegenteil von Stress. »An einem Vormittag hundert Zwiebeln schneiden? Kommt meinem Idealbild von Entspannung ziemlich nahe!«, erzählt der Endfünfziger. Zutaten bereithalten, den Überblick behalten, dafür sorgen, dass der Laden läuft: Hier ist Oesterling in seinem Element.

Wenn Wolfgang Oesterling am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg Bewerbungstools und Auftragsmasken checkt, Zahlungen anweist und sich mit der Digitalisierung von Abläufen beschäftigt, dann ist das ebenfalls genau sein Ding: Als Verwaltungsleiter setzt er die organisatorischen Rahmenbedingungen für ein Institut mit einem Betriebshaushalt von fast 20 Millionen Euro. Bei 230 Kolleginnen und Kollegen ist Vielfalt garantiert – auch im Arbeitsalltag. Wer hier forscht, ist Individualistin und Idealist. Die Verwaltung ist für jeden da.  »Und das mit einem Gespür für den Menschen«, sagt Oesterling »Dieses Gefühl, einer für alle, alle für einen, es darf uns nicht verlorengehen!« Wolfgang Oesterling sitzt in seinem bescheiden wirkenden Büro. Jeden Auftrag unterschreibt der Verwaltungsleiter selbst. Das ist sein Arbeitsalltag heute. Ebenso beschäftigt ihn die Arbeit der Zukunft. »Auch bei uns geht es um Homeoffice-Möglichkeiten, um New Work, um Frauen in MINT-Berufen. Für uns zählt dabei, die richtige Rezeptur zu finden, schließlich müssen wir die besten Forscherinnen und Forschern an uns binden.«

Das Fraunhofer IPM entwickelt maßgeschneiderte Messtechniken und Systeme für die Industrie – ambitioniert, maßgeschneidert und an der Grenze des Machbaren. Dabei entstehen ganz konkrete Erfindungen für die Zukunft: der FCKW-freie Kühlschrank oder ein Trackingsystem für Europaletten, um diese markerfrei wiedererkennen zu können – und zwar weltweit. Hinzu kommen gigantische Projekte wie etwa die automatisierte Trassenplanung für den Glasfaserausbau in Deutschland, die das Fraunhofer IPM für die Telekom entwickelt hat. Voraussetzung für das Gelingen? »Der Laden muss laufen wie ein Uhrwerk – reibungslos, präzise und relativ leise. Und«, Oesterling wiederholt es, weil es ihm so wichtig ist, »mit einem Gespür für den Menschen.«  Ein besonderes Anliegen ist es, den hohen Vernetzungsgrad der Abteilungen beizubehalten. Hier zählt vor allem eines: Kommunikation – auch über den Tellerrand des eigenen Forschungsschwerpunkts hinaus. Die von seinem Vorgänger initiierte »Kaffeerunde« ist ein Beispiel dafür: Täglich stehen die Teams um 10.30 Uhr im Atrium des Gebäudes, tauschen sich über Kunden, Projekte und Aufträge aus. Das Stimmengewirr wird dichter, studentische Hilfskräfte sprechen mit Abteilungsleitern, Feinmechaniker mit Elektronikern und mittendrin auch der Institutsleiter und sein Verwaltungschef. »Zahlreiche unserer besten Projekte haben hier ihren Anfang genommen – manche durch kommunikativen Zufall.«

What’s next, Wolfgang Oesterling? »Man kann die Zukunft nicht vorhersagen. Aber man kann auf sie vorbereitet sein!« Am frühen Nachmittag steht ein sehr konkretes Zukunftsprojekt auf der Tagesordnung: die Besichtigung des neuen Institutsgebäudes auf dem Campus der Technischen Fakultät der Universität Freiburg. Als Teil des »Sustainable Energy Valley« entstehen auf 7500 Quadratmetern Büro-, Besprechungs- und Laborräume im Wert von 43 Millionen Euro. Noch lässt die Baustelle mit ihren Baggern, all dem Schutt und Baustaub kaum erkennen, dass der Umzug bereits 2020 anstehen soll. Wolfgang Oesterling bringt das nicht aus der Ruhe. »Das wird schon«, sagt der Verwaltungschef, und er sagt es sehr entspannt. Auch im Zeltlager als Hobbykoch für hungrige Kinder hat er nie auch nur eine einzige Zutat vergessen.

WHAT’S NEXT, BORIS OTTO: ECHTE LIEBE

Prof. Boris Otto ist Leiter des Fraunhofer-Instituts für Software- und Systemtechnik ISST in Dortmund. Als Wirtschaftsinformatiker beschäftigt er sich nicht nur mit Prozessoptimierung und Geschäftsmodellen, sondern auch mit innovativen Technologien – die er am liebsten selbst mitentwickelt und voranbringt. Begleitet man ihn einen Tag lang, erfährt man, warum Daten heute und in Zukunft das Erfolgspotenzial deutscher Unternehmen sind.

»Ich hätte nicht gedacht, dass mir schwindelig wird«, sagt Prof. Boris Otto. Er setzt die VR-Brille ab und rückt die eigene zurecht.  Im VR-Raum seines Fraunhofer-Instituts hat er heute erstmals einen digitalen Zwilling getestet, der den OP-Raum eines Krankenhauses simuliert. Tatsächlich, erklärt Otto nun, lösten VR-Umgebungen bei vielen Menschen Schwindel aus, weil die Brille Bewegung suggeriert, während man still steht. Mit der Auflösung der Darstellung ist der Institutsleiter zufrieden, teilt er dem zuständigen Kollegen mit. Im Kreis seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter agiert er wie der Trainer eines Teams. Entsprechend setzt der Fußballfan an seinem Fraunhofer-Institut auf Mannschaftserfolg.

Ein solcher soll auch der aktuelle Forschungsschwerpunkt werden: »Wir arbeiten zurzeit an digitalen Zwillingen. Im OP erleichtern sie beispielsweise die Zusammenarbeit. Sie ermöglichen aber nicht nur im Gesundheitswesen Risikoanalysen, Simulationen oder Auswertungen. Damit werden Firmen flexibler, die Produktion wird effizienter – und das Leben einfacher«, sagt Otto. Im Fokus stehen Daten. Es geht um die Frage, wo sie herkommen und wer was damit macht. Vor allem aber geht es um die Geschäftsmodelle, die sie ermöglichen. Das Plädoyer des Digitalisierungsforschers: »Daten-Ökosysteme, wie wir sie in den Domänen Logistik, Gesundheitswesen und in der Datenwirtschaft selbst vorantreiben, sind ein wichtiger Baustein, wenn Innovationen unser Ziel sind«, erklärt er. Dieser Ansatz fußt nicht nur auf Daten als strategischer ökonomischer Ressource. Er setzt vor allem darauf, dass Verbundorganisationen entstehen. »Die Branchen, mit denen wir zusammenarbeiten, stehen neuen, datengetriebenen Geschäftsmodellen gegenüber. Eine Herausforderung, die wir nicht allein den Microsofts und Amazons überlassen sollten«, so die Einschätzung des Experten.

Wenn Otto am späten Vormittag über seine Aufgaben spricht, tut er das aufgeräumt und präzise. Und auch wenn jeder Tag anders ist – durchgetaktet sind alle. Für plan- und umsetzbar hält der Stratege auch eine erfolgreiche deutsche Digitalzukunft. Die viel zitierte These, Deutschland habe die Digitalisierung verschlafen, hält er für unreflektiert. Er vertraut auf Deutschlands Stärken: Domänenwissen und die Systeme, die Daten produzieren. Und er glaubt an Deutschlands Chance: Plattform sein statt nur die App! Plattformzentrierte Unternehmen aus dem Consumerbereich wie Uber machten das vor. »Die lösen ein Problem end-to-end und vernetzen alle Daten.« Die deutsche Industrie befinde sich rund um das Digitalisierungsthema im Umbruch. Gerade im Strukturwandel lägen aber auch die zukünftigen Möglichkeiten, betont er während eines Rundgangs am westlichen Rand der City. Er blickt auf das Dortmunder U – eine ehemalige Brauerei, die heute ein Kunstmuseum ist – und schwärmt von seiner Stadt: »Hier in Dortmund lebt man seit Jahrzehnten Transformation. Und sie gelingt mit ›echter Liebe‹!« Der gebürtige Hamburger erklärt auch, warum er sich im Ruhrpott wohlfühlt: »Die Leute sind unaufgeregt, ehrlich, eben ganz down-to-earth.«

Der 48-Jährige weiß, wovon er spricht – egal ob es um Fußball oder Datenwirtschaft geht: Vor seiner Zeit am Fraunhofer ISST hat er in der Wirtschaft und an Universitäten im In- und Ausland gearbeitet. Promoviert hat er 2002 beim ehemaligen Fraunhofer-Präsidenten Hans-Jörg Bullinger am Fraunhofer IAO. Heute bringt der Datenexperte sein Thema mit einem Vergleich auf den Punkt: Daten sind wie Strom aus der Steckdose. Dass wir davon abhängig sind, merken wir erst, wenn das Licht nicht angeht. Damit also datenbasierte Modelle funktionierten, müsse das Bewusstsein für ihre Relevanz da sein. Darum geht es heute am Fraunhofer ISST – um den Umgang mit Daten, um Datensicherheit, Datensouveränität und Datenethik. Das Zukunftsziel lautet, Datenmanagement als Unternehmensaufgabe wie Einkauf, Buchhaltung oder Logistik zu etablieren.

Erlebt man Otto im Gespräch, wird deutlich, wie lösungsorientiert er seine Mannschaft führt. Thema ist der Digital-Gipfel des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, der Ende Oktober in Dortmund stattfand. Der Schwerpunkt: Digitale Plattformen. Das Fraunhofer ISST war unter anderem mit einem Exponat zur »Digital Life Journey« vertreten, mit dem wir unseren persönlichen digitalen Zwilling verwalten können und sehen, welche App was  mit unseren Daten macht. Der Umgangston während der Teambesprechung und auch auf den Fluren des Instituts ist freundlich-kooperativ. »Dass ich die Kolleginnen und Kollegen, meine Studentinnen und Studenten duze, heißt nicht, dass ich keine gute Leistung von ihnen erwarte«, sagt Otto.

Am späten Nachmittag steht der letzte Termin des Tages an. »Unsere beiden Söhne spielen im Verein Fußball. Ich hole nachher unseren älteren Sohn vom Training ab«, erzählt er. Früher habe er selbst gespielt, seine Samstage gehörten nun den Fußballmatches der beiden Kinder, und überhaupt sei der Ruhrpott die Hochburg der Fußballkultur. Boris Otto zieht seinen Lieblingssport auch zu einem abschließenden Vergleich zum Institut heran: »Momentan bin ich eine Art Spielertrainer. Irgendwann möchte ich mich vom Spielfeld mehr an die Seitenlinie bewegen, um mich stärker dem Coaching des Teams widmen zu können«, so der Plan. Seine Fach- und Führungskompetenz werden dabei helfen ­– angekommen in einer der signifikantesten Metropolen des Strukturwandels ist er ja schon.

WHAT’S NEXT, FRAU PEINSIPP-BYMA - DAS NEUE BILD DER ZUKUNFT

»Frau Dr. Peinsipp-Byma wird jeden Moment kommen.« Der Pressereferent des Fraunhofer IOSB blickt konzentriert auf einen Zettel. »Die Tagesordnung«, sagt er erklärend. Als sei das Wort eine magische Zauberformel, öffnet sich wie auf Kommando die Fahrstuhltür zum Empfangsbereich des Instituts und Frau Dr. Peinsipp-Byma erscheint.  

Jedes Klischee, das sich beim Betrachter aufbauen könnte, torpediert die Forscherin mit fokussierten, punktgenauen Ansagen: sei es bereits am frühen Mittwochmorgen bei einem Kundentermin oder nun bei unserem Besuch auf Fragen nach ihrer Vita.

»Ich habe in Graz Technische Mathematik studiert. Bei Fraunhofer hat mich das exzellente technische Equipment überzeugt. Sun-Rechner, Transputer, Roboterarme: Von Anfang an gab es hier einfach alles. Und was nicht vorhanden war, das haben wir selbst gebaut.« Behilflich seien dabei auch das unterschiedliche Wissen und der erfrischende Background von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus verschiedenen Nationen gewesen – damals aus Pakistan und China beispielsweise, wie die Forscherin beiläufig bekennt.

Heute ist Dr. Elisabeth Peinsipp-Byma Leiterin der Abteilung Interaktive Analyse und Diagnose in Karlsruhe, wo sie mit ihren Teams für Auftraggeber aus Industrie und Behörden Projekte in Bereichen wie etwa Medizin, Automotive und Produktion umsetzt. Im Fokus steht dabei immer die Bild- und Informationsauswertung im Zusammenhang mit dem Faktor Mensch als wesentliche Größe: hochmodern, intelligent und interaktiv. »Selbstverständlich befassen wir uns auch mit KI.« Die Wissenschaftlerin fädelt Inhalte auf wie Perlen auf eine Schnur. »Was mich hier ärgert? In der öffentlichen Debatte werden zunehmend Ängste geschürt. Da heißt es, durch KI-Verfahren würden Menschen einfach wegprogrammiert. Aber«, Peinsipp-Byma richtet ihre Perlenkette, »ohne Menschen geht es gar nicht! Für den Menschen sind wir schließlich da.«

»Unsere Tools zur Informationsauswertung unterstützen auch das Erkennen kritischer Situationen.« Die Wissenschaftlerin hat sich bereits schnellen Schrittes auf den Weg in den Smart Control Room des Instituts begeben. Ihr Weg führt sie in einen garagenhaft wirkenden Raum, in dem ein Pkw vor einem riesigen, eine Landstraße visualisierenden Screen steht. »Im Projekt InCarIn haben wir eine Anwendung entwickelt, die die individuellen Bedürfnisse der Passagiere erfasst. So kann das Auto auf sie eingehen und reagieren. Tiefensensoren spielen dabei eine entscheidende Rolle«, führt Peinsipp-Byma mit Blick auf den Demonstrator aus. »Heute geht der Blick in Richtung autonomes Fahren ­– und dahin, was die Fahrerin macht, wenn sie die Fahraufgabe übernehmen soll. Ist sie gerade eingenickt oder arbeitet sie an ihrem Tablet?« Abhängig von der Aktivität muss die betreffende Person anders »aktiviert« werden – und das bisweilen in Sekundenschnelle.

Das sind die Themen von Peinsipp-Byma: wahrnehmende Systeme entwickeln, die die Aktivitäten des Menschen erkennen – und Augmentierte Realitäten erforschen, welche Informationen so anzeigen, dass Menschen, etwa Werker in der Produktion, sie sofort erfassen und umsetzen können. »Unterstützungssysteme« nennt sie das – eine weitere Perle auf der geraden Schnur an Themen und Demonstratoren, die Peinsipp-Byma mit ihren Teams für unseren Besuchstag mit Genauigkeit und Akribie vorbereitet hat. Ein wissenschaftlicher Mitarbeiter erklärt eine Anwendung, die sich mit den Realitäten des Baubooms in Großstädten auseinandersetzt und bauliche Veränderungen durch entstehende Gebäude graphisch visualisieren hilft. Die Anwendung »CoBot« präsentiert sich mit eindrucksvollen und hilfreichen Greifarmen. Ihr Ziel: den Menschen bei der Montage durch eine intelligente Mensch-Maschine-Interaktion zu unterstützen. Ein weiteres Projekt zur gestenbasierten Fehlermarkierung ermöglicht eine schnelle und intuitive Qualitätssicherung im Automobilbereich.

Ein besonderes Anliegen sind Elisabeth Peinsipp-Byma Entscheidungsunterstützungssysteme für den maritimen Bereich. Sie sollen Europas Meere sicherer machen, indem sie Menschenschmuggel und Piraterie erkennen. Die Forscherin spricht mit der Zurückhaltung einer Diplomatin über diese Themen, die einerseits die Forschung ihres Instituts mit prägen, andererseits aber derart sicherheitsrelevant sind, dass Diskretion durchaus angezeigt ist. »Wir befassen uns auch leidenschaftlich mit Nachhaltigkeitsthemen«, führt sie aus. »Zum Beispiel Fischfang. Heute wird jeder dritte Fisch illegal gefischt. Durch die Auswertung entsprechender Informationen ist es auch möglich, nachzuvollziehen: Woher kommt der Fisch auf dem Tisch?« Solchen Zielen könne die Datenauswertung genauso dienen wie der Qualitätssicherung industrieller Produktionsstraßen. »Wir haben eine Greta gebraucht, um die Wichtigkeit von Klimakrise und Nachhaltigkeit neu zu begreifen«, sagt Peinsipp-Byma. »Jetzt ist es auch an uns, diese Haltung in die angewandte Forschung zu übertragen.«

Dazu passt es nur zu gut, dass sich Elisabeth Peinsipp-Byma am liebsten von der Ruhe der Natur inspirieren lässt: Ihren Tag lässt gerne auch im Botanischen Garten ausklingen. Der Park mit seiner Orangerie und den Gewächshäusern ist für sie kräftigender Ort und Inspirationsquelle zugleich. In Gedanken, so scheint es, ist die Abteilungsleiterin auch hier schon bei einem neuen Thema oder einem neuen der unzähligen Projekte, die sie in ihrer Abteilung koordiniert. Möglicherweise betrachtet sie auch nur die Vielfalt an Blumen, wobei sie stets auf neue Gedanken kommt. In beiden Fällen wird daraus eine neue Perle entstehen, für die schnurgerade Kette, die glücklicherweise rund ist und wie der Ehrgeiz der Wissenschaftlerin nie ein Ende findet. Mit aufrichtiger, zu Herzen gehender Höflichkeit bedankt sich die Forscherin beim ganzen Team, bevor sie auf dem Fahrrad ihren Weg antritt, auf die Minute genau zur auf dem Blatt des Pressereferenten vermerkten Tagesordnung.

Dr. Elisabeth Peinsipp-Byma leitet die Abteilung für Interaktive Analyse und Diagnose am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe. Wer sie einen Tag lang begleitet, bekommt ein eindrucksvolles Bild vom Forschungsspektrum des Karlsruher Instituts – einen Besuch im Botanischen Garten der Stadt inklusive.

WHAT’S NEXT, SILKE SOMMER - HEAVY METAL

Zwei Zangen halten an der Universalprüfmaschine im Technikum des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM eine neue Schweißverbindung in extremer Spannung. Ein Display zeigt Informationen zum Versuchsverlauf an. Wann bricht die Probe?  Und auf welche Weise? An ihrer Oberfläche ist die Schweißverbindungsprobe fein gesprenkelt. Von der Prüfmaschine wurde sie langsam gedehnt – jetzt bricht sie mit einem trockenen »Klack!«. Silke Sommer beugt sich zur Maschine und baut die Probe aus. »Das Sprenkelmuster hilft uns bei der optischen Messung der Dehnung. Wie hoch ist voraussichtliche die Tragfähigkeit eines geschweißten Bauteils im Auto oder Bahnwaggon? Das können wir exakt berechnen.« 

Wenn Silke Sommer von ihrem Bereich der Fügeverbindungen, von Schädigungsmechanik, Crash-Sicherheit und Werkstoffmechanik spricht, dann liegt Begeisterung in ihrer Stimme. Was auch am Tonfall der Physikerin liegen mag: Silke Sommer wuchs am Kaiserstuhl auf - unweit des Instituts in Freiburg - und genau das hört man mit jedem Satz. »In unserem Technikum wird der jeweils neue Werkstoff-Verbund aus Stahl, Aluminium und beispielsweise Klebstoffen auf seine grundlegenden mechanischen Eigenschaften hin getestet.« Gemeinsam mit einem jungen Doktoranden sichtet die Gruppenleiterin am Rechner erste Ergebnisse von Werkstofftests und den zugehörigen Simulationen. »Wir bewerten die Sicherheit: Wie verhält sich der Werkstoff, wenn er vorgeschädigt wurde? Die Nachfrage ist enorm nach solchen Tests, die in der Regel weit vor den klassischen Crashtests am fertigen Produkt greifen und diese bisweilen sogar überflüssig machen. Zu den Kunden von Sommers Gruppen gehören die großen Unternehmen der Automobilindustrie, die immer wieder mit neuen, leichten Materialkombinationen experimentieren – schließlich gilt es, durch Leichtbau Gewicht und somit den CO₂-Ausstoß zu reduzieren. Aber auch kleinere Unternehmen lassen hier testen, wie etwa Hersteller von Bohrern, die mit neuen Fügetechnologien arbeiten. »Wo lassen sich problemlos Verbindungen setzen? Welche Eigenschaften haben diese?  Wir ziehen, tordieren und drücken in Experiment und Simulation. Am Ende wissen wir genau, wie sich das Produkt verhalten wird, erläutert Silke Sommer.

An ihrem Arbeitsplatz zeigt uns die Forscherin, die sich seit knapp 20 Jahren auch mit IT und numerischer Simulation beschäftigt, ein von ihr entwickeltes Computerprogramm. »Hier modellieren wir die Verbindungen.« Routiniert tippt Sommer Ergebnisse aus dem Versuch am Vormittag ein. »Mit unseren Berechnungen und Methoden sparen Auftraggeber enorme Kosten«, bekräftigt sie, denn selbstverständlich sei es effizienter, die Charakteristika eines Bauteils durch Simulation zu prüfen als durch viele aufwendige Tests mit echten Prototypen. So würde kein Zug mit 110 km/h in Realität gegen einen auf einem Bahnübergang stehenden Laster gefahren: »Dieses Szenario wird nur virtuell getestet!«

Mit kritischem Blick wertet die Forscherin ihr Datenpaket nun aus; die geschweißte Probe vom Vormittag hat sich nicht wie erwartet verhalten. Mit ungebremstem Elan erläutert Silke Sommer weiter die Vorteile dieses Vorgehens: Durch die enge Verknüpfung von Simulationsmethoden mit experimentellen Untersuchungen ist es ihren Gruppen möglich, das mechanische Verhalten von Werkstoffen und kompletten Bauteilen vorherzusagen.

Apropos Gruppe: »Gemischte Teams  sind besser in Balance und arbeiten innovativer und harmonischer zusammen«, ist sich Silke Sommer sicher. Deshalb wünscht sich die Simulations-Expertin für die Fraunhofer-Gesellschaft zukünftig mehr Frauen in Führungspositionen, gerade im wissenschaftlich-technischen Bereich. Am Ende des Tages greift Silke Sommer zur Sporttasche und macht sich auf in Richtung eines nahe gelegenen Sees. »Hier gleite ich mit meinem Stand-Up-Paddle-Board ganz in Ruhe über eine spiegelglatte Fläche und lasse die Gedanken schweifen«, sagt sie strahlend und lässt so ihren herausfordernden Tag vor Prüfmaschinen und Computersimulationen nochmals Revue passieren. Wenn man die Wissenschaftlerin Anfang August nicht auf diesem See findet, dann vielleicht beim Wacken-Festival, denn (Schwer-)Metall ist nun mal ihre Leidenschaft, auch in musikalischer Hinsicht. »Hier wie da finde ich meine eigene Balance – entweder ganz von selbst auf meinem SUP-Board – oder, wenn Heavy Metal durch meinen Kopf rauscht.«

Dr. Silke Sommer ist Werkstoff-Expertin: Wer die Gruppenleiterin am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg einen Tag lang begleitet, erfährt, warum sich der Bereich Mobilität über Innovationen aus dem Fraunhofer IWM freut, warum es wichtig ist, in Führungspositionen eine Balance zu finden – und, dass (Schwer-)Metall nicht nur beruflich faszinierend sein kann.

WHAT’S NEXT, MARIO TRAPP - WAS AUTONOMES FAHREN SICHER MACHT

Die Zukunft, sie kommt leise, dezent daher. Wer Prof. Mario Trapp besuchen will, der betritt erst einmal den Sicherheitsbereich des Fraunhofer IKS in der Münchner Hansastraße. Hier herrscht die Ruhe konzentrierten Arbeitens. Unter Laborbedingungen werden Cloud-Anwendungen auf Verlässlichkeit geprüft; zwei junge Ingenieure analysieren Sensornetzwerke. Die Tür steht offen zu einem bescheidenen Nebenraum, dem Büro des Institutsleiters Trapp. Der Sicherheitsexperte wird von Branchenkennern zu den renommiertesten Vordenkern gezählt, wenn es um die Verlässlichkeit von Softwaresys-temen im Zusammenhang mit Künstlicher Intelligenz und autonomem Fahren geht.

Das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS forscht und entwickelt an einem der relevantesten Zukunftsthemen überhaupt: der Verlässlichkeit von Künstlicher Intelligenz. Die Nachfrage ist hier immens, hängt die Marktreife selbstfahrender Autos doch entscheidend von der Sicherheit der KI ab, mit der sie gesteuert werden. Und Mario Trapp spielt in diesem Bereich in der Champions League.

»Menschen werden Fehler eher verziehen als Maschinen«, sagt Trapp. Verlässliche Technik müsse mindestens um den Faktor 10 besser sein als der Mensch – eher um den Faktor 100. »Beim autonomen Fahren können wir erst zufrieden sein, wenn die Wahr-scheinlichkeit für einen Fehler mit Todesfolge im Bereich von einem Billionstel liegt – also nicht bei 99,9 Prozent, sondern über die neunte Nachkommastelle hinaus.«

Die Herausforderung: Künstliche Intelligenz basiert zumeist auf neuronalen Netzen. Wie ihre Vorbilder, die biologischen neuronalen Netze des menschlichen Gehirns, sind ihre Entscheidungen keineswegs durchgängig mathematisch herleitbar. Die Lösung: eine Algorithmik, die Künstliche Intelligenz absichert – ohne ihre Performance einzuschränken. Das Fraunhofer IKSarbeitet mit Hochdruck daran. »Momentan liegt die Betonung bei Künstlicher Intelligenz noch auf künstlich. Nicht auf Intelligenz«, führt Trapp aus. Seine Vision für die Zukunft: Deutsche Ingenieurstradition mit dem »Trainieren« von Software so verbinden, dass KI-Systeme verlässlich funktionieren, dass Unerwartetes aufgefangen, ja kontrolliert werden kann.

An einem Whiteboard im Labor diskutiert Mario Trapp am frühen Nachmittag mit einem Team aus Wissenschaft und Technik Berechnungen zur Trajektorie, also zur Kalkulierbarkeit von Bewegungspfaden. Trapp, der 2005 mit Auszeichnung an der TU Kaiserslautern promovierte und 2016 habilitierte, verantwortete bereits am Fraunhofer–Institut für Experimentelles Software Engineering IESE das Themengebiet sicherheitskriti-sche Software, wurde dann Hauptabteilungsleiter »Embedded Systems« und schließlich geschäftsführender Leiter des Fraunhofer IKS. Wie ist er eigentlich zum Thema Sicherheit gekommen? »Ein einschneidendes Erlebnis war eine Probefahrt mit dem Vorstand von Bosch, bei dem es zum Totalausfall der Software kam«, erinnert sich der Informatiker. »Mir wurde klar, wie wichtig verlässliche Software ist. Leider haben deutsche Unternehmen dieses Thema spät erkannt.« Heute hat der Sicherheitsexperte nicht nur das einzelne Fahrzeug, sondern auch die Sicherheit ganzer Systeme im Blick; im Fall eines Brandes, eines Notarzt- oder Polizeieinsatzes muss die Sicherheitsarchitektur einer ganzen Stadt »smart« und verlässlich funktionieren.

Zunächst aber werden es wohl Busse oder Lkw mit eingeschränkter Geschwindigkeit sein, die als selbstfahrende Autos das Stadtbild verändern. »Das autonome Auto, das mit 250 Stundenkilometern durch Tokio fährt, werde ich vor meinem Ruhestand nicht erleben«, meint Trapp. Bis zu seinem letzten Arbeitstag dauert es glücklicherweise noch eine ganze Weile. Jahre, in denen das Fraunhofer IKS mit Partnern wie etwa Intel einen relevanten Beitrag zur Sicherheit von Software beitragen wird. Der deutschen Automo-bilindustrie rät Trapp derweil zu mehr Wachsamkeit, gepaart mit einer Prise Mut. Die einschlägigen Mobilitätstrends seien in den letzten Jahren gesamtheitlich verschlafen worden. »Ein amerikanischer Informatiker blickt heute auf deutsche Autos wie ein Maschinenbauingenieur auf einen Trabbi. Verbraucher haben gelernt, dass sie auf ihr Handy jedes Jahr eine neue Software aufspielen können. Ähnliches ist bei manchen E-Autos heute möglich. Bei deutschen Fabrikaten nicht!«

Damit die deutsche Freude am Fahren Zukunft hat, plädiert Professor Trapp für intelligente Mobilitätslösungen, die mehr in Diensten als in Fahrzeugen gedacht sind. Sonst könnte die Zukunft alles andere als modern aussehen: »Was wir brauchen, ist ein funktionierendes Gesamtsystem, in dem die einzelnen vernetzten Systeme des Stadtverkehrs ihre eigene sicherheitskritische Funktionsfähigkeit jederzeit sicherstellen. Der Blick darf dabei nicht mehr nur auf den einzelnen Menschen oder das einzelne Auto gehen. Wir müssen in komplexen Sicherheitsarchitekturen denken, wenn wir den Anschluss nicht verpassen wollen.« Mit diesen Worten macht sich Mario Trapp auf in Richtung Museum Fünf Kontinente: Der Neu-Münchner will sich die Joseph-von-Fraunhofer-Statue anschauen, die seitlich, leicht versteckt vor dessen Eingang steht. Welches Verkehrsmittel er hierzu nimmt? Es ist, ganz unspektakulär, die Münchner S-Bahn. Manchmal kommt die Zukunft eben leise daher, dezent.Prof. Mario Trapp ist geschäftsführender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik IKS in München, das gerade zum Institut für Kognitive Systeme ausgebaut wird. Wer ihn einen Tag lang begleitet, bekommt eine Ahnung, wie viel Pionierarbeit noch nötig sein wird, um autonomes Fahren wirklich sicher zu machen – und worin echte Chancen für die deutsche Automobilindustrie bestehen.

Prof. Mario Trapp ist geschäftsführender Leiter des Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS in München, das gerade zum Institut für Kognitive Systeme ausgebaut wird. Wer ihn einen Tag lang begleitet, bekommt eine Ahnung, wie viel Pionierarbeit noch nötig sein wird, um autonomes Fahren wirklich sicher zu machen – und worin echte Chancen für die deutsche Automobilindustrie bestehen.

WHAT’S NEXT, GERD UNKELBACH: DIE CHEMIE STIMMT

Vom Chemielaboranten zum Bioökonom: Diplomchemiker Gerd Unkelbach leitet das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP. Mit seinen Teams skaliert er Verfahren zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe in produktionsrelevante Dimensionen – und beschleunigt so Verfahrensentwicklungen. Die Mission des 40-jährigen Forschers: mehr Biotechnologie und nachwachsende Rohstoffe in den chemischen Kontext einbringen – zusammen mit der chemischen Industrie, nicht gegen sie. Ein Ortstermin.

»Wir werden Erdöl ersetzen – und das in absehbarer Zeit!« Gerd Unkelbach steht in einer Zucht-Station für Mikroalgen. In der europaweit einzigartigen Multifunktionsanlage zur Entwicklung und Skalierung von Bioraffinerieverfahren erklärt der Leiter des Fraunhofer CBP: »Damit wir aus nachwachsenden Rohstoffen chemische Grundstoffe herstellen können, brauchen wir dringend neue Verfahren. Es gilt, das Beste aus Biotechnologie und Chemie zusammenzubringen. Wir sorgen dafür, dass die Prozesse, die im Labor schon klappen, künftig auch im industriellen Maßstab funktionieren werden.«

Gerd Unkelbach verdeutlicht die Dringlichkeit. »Kunststoffe, Lacke, Klebstoffe. Das alles wird nach wie vor größtenteils aus Erdöl hergestellt. Aber mit regenerativen Rohstoffen können wir nicht nur die Abhängigkeit vom Erdöl reduzieren, wir können auch die CO₂-Emissionen insgesamt verringern.« Daher arbeiten seine Teams aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Laborantinnen und Laboranten hier in Leuna in Sachsen-Anhalt an Prozessen, die rohstoff- und energieeffizienter sind als traditionelle petrochemische Verfahren. Immerhin stellt das Fraunhofer CBP eine europaweit einzigartige Plattform zur Entwicklung solcher Verfahren dar – mit direkter Anbindung an die chemische Industrie. Ausgearbeitet und vorangetrieben wurde es vor 2009 unter dem Arbeitstitel Chemisch-Biotechnologisches Prozesszentrum vom Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und vom Pfinztaler Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT. 2012 erfolgte die Eröffnung, und das Fraunhofer CBP wuchs schnell von 19 auf über 60 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an.

»Was ich spannend an meiner Arbeit finde?« Gerd Unkelbach rückt kurz seine Brille zurecht. »Die Suche nach Alternativen zu endlichen fossilen Rohstoffen wie Erdöl ist eine der wichtigsten Herausforderungen unserer Zeit!« Hier an einer Lösung arbeiten zu können sei nur mit, nicht gegen die chemische Industrie möglich – einem wichtigen und innovativen Player im wirtschaftlichen Ökosystem Europas.

Von den Mikroalgen führt Unkelbachs Weg zu einem Container mit Holzrückständen, vorbei an den großformatigen Sonnenschutzlamellen des Hauptgebäudes. Hier riecht es besonders stark nach frischem Holz: » Wir arbeiten daran, neue Aufschlussverfahren mit wenig genutzten Arten wie Buchenholz zu finden – und das mit anderen Lösungsmitteln als bei der Herstellung von Zellstoff und Papier.« Gerd Unkelbach gehört zu den maßgebenden Treibern einer neuen Bioökonomie. Fünf Prozessanlagen stehen für ihn und seine Teams auf dem Gelände bereit; sie können modular, separat oder miteinander betrieben werden. »Wir kombinieren hier Verfahren auf Basis von Pflanzenöl, Lignin, Cellulose, Stärke und zuckerhaltigen Rohstoffen«, erklärt Unkelbach. So sei es bereits gelungen, aus Holzhackschnitzeln, Rinde und Pflanzenresten das Zwischenprodukt Organosolv-Lignin zu isolieren, das als Bindemittel in Faserplatten Formaldehydharze oder als Werkstoff generell Kunststoffe ersetzen kann. Am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT begann Gerd Unkelbach übrigens als technischer Mitarbeiter; dann folgte der Wechsel nach Leuna. Die chemische Industrie hat der 40-Jährige von einer sehr positiven Seite kennengelernt: »Natürlich brauchen wir mehr Biotechnologie im chemischen Kontext. Aber unsere Kunden sind bereits heute sehr aufgeschlossen. Wenn es um Nachhaltigkeit geht, sind sie weit vorn.« Immerhin hänge auch die Wirtschaftskraft Europas in nicht unerheblichem Maße von der chemischen Industrie ab.  Unkelbach rechnet vor, dass das »Gesamtsystem chemische Industrie« in Deutschland fast 2 000 Firmen und mehr als 460 000 Arbeitsplätze umfasst. »Da gilt es den Wandel bejahend zu bleiten – und zu gestalten.«

Die Wissensvermittlung ist eine Herzensangelegenheit von Gerd Unkelbach. »Wir reden immer noch zu wenig, und genau das führt zu einem undifferenzierten Bild. Für viele Menschen steht Chemie ja leider für etwas Schädliches. Aber Chemie ist nicht unser Feind. Ganz im Gegenteil: Chemie geht uns alle an!« Und schon ist der Chemiker und Bioökonom in einem seiner Technika verschwunden..