Fraunhofer-Köpfe

Jörg Amelung

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.

Prof. Dr. Andrea Büttner

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.

Dr. Claudia Gärtner

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.

Prof. Dr. Stefan Glunz

»Welche Erfindung wir bei Fraunhofer in Zukunft machen sollten? Als Star-Trek-Fan würde ich sagen: Beamen! Aber da wir beim Heisenberg-Kompensator noch immer nicht weitergekommen sind, sollten wir es eine Nummer kleiner halten: Ich wünsche mir eine Solarzelle, die elektrische Ladung speichern kann, um den Umbau des Energiesystems zu erleichtern. Übrigens war Solarenergie, als ich vor 25 Jahren am Fraunhofer ISE angefangen habe, eine Vision für wenige. Jetzt ist sie Realität. Und wir forschen weiter, um den Wandel hin zu erneuerbaren Energien voranzutreiben.«

Prof. Dr. Stefan Glunz ist Bereichsleiter »Photovoltaik – Forschung« am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und lehrt an der Albert- Ludwigs-Universität Freiburg. Das Fraunhofer ISE erzielt immer neue Effizienzrekorde für Solarzellen und trägt zum weltweiten Erfolg der Photovoltaik bei: So hält es mit 22,3 Prozent den Weltrekordwirkungsgrad für multikristalline Siliciumsolarzellen – und einen Spitzenwert für die Wandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie von 46,1 Prozent.

Dr.-Ing. Udo Gommel

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.

Dr. Florian Herrmann

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.

Dipl.-Ing. Oliver Hermanns

»Ich freue mich auf die Umsetzung neuer Konzepte zur Verbesserung der Mobilität – bei geringerem Risiko im Straßenverkehr, niedrigeren Emissionen und mehr Zeit für das Wesentliche im Leben. Dabei unterstützen wir mit unserer Software. Wir haben es geschafft, unsere Echtzeit-Simulationen zur Auslegung und Absicherung kilometerlanger Bordnetze und Schlauchsysteme von Fahrzeugen in einer VR-Umgebung nutzbar zu machen und Teams aus unterschiedlichen Bereichen für eine neue Art des interdisziplinären Entwickelns am virtuellen Fahrzeug zusammenzubringen. Für die Zukunft wünsche ich mir, dass es immer ein schönes Erlebnis bleibt, Menschen persönlich zu treffen und im Team zu arbeiten!«

Dipl.-Ing. (FH) Oliver Hermanns war Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. 2012 gründete er das Unternehmen fleXstructures GmbH, das mittlerweile auf rund 30 Mitarbeitende angewachsen ist. 2019 verlieh der rheinland-pfälzische Wirtschaftsminister Dr. Volker Wissing den Innovationspreis des Landes an fleXstructures und das Fraunhofer ITWM in der Kategorie »Kooperation«.

Steffen Hess

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.

Dipl.Ing. Kati Kebbel

»Unsere Arbeit rettet Leben!«

 

Als Hauptabteilungsleiterin GMP Zell- und Gentherapie am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig setzt die Diplom-Ingenieurin für Biotechnologie Kati Kebbel auf Qualität – und ist davon überzeugt: »Wir helfen dabei, Krankheiten zu heilen!«

Was fasziniert Sie an Ihrer Arbeit mit den drei Buchstaben GMP?

GMP steht für Good Manufacturing Practice. Darunter verstehen wir die kontinuierliche Qualitätssicherung bei der Herstellung und Prüfung von Arzneimitteln. Konkret heißt das, dass wir Arzneimittel für neuartige Therapien, sogenannte ATMPs, herstellen. Das unterliegt strengsten Qualitätsstandards und ist mit einem sehr hohen Dokumentationsaufwand verbunden. Ich liebe strukturiertes Arbeiten, bin kritisch und analysiere gern. Meine pharmazeutischen Funktionen als Leiterin der Qualitätskontrolle und als Sachkundige Person sind mir daher wie auf den Leib geschneidert.

Das klingt nach einem Höchstmaß an Verantwortung.

Das stimmt. In meiner Funktion als Sachkundige Person prüfe ich jede Produktionscharge genauestens auf Qualität, Plausibilität und Konsistenz, bevor sie an unsere Auftraggeber abgegeben wird. Außerdem rettet unsere Arbeit Leben. Das spornt zusätzlich an. Schließlich überführen wir neue Arzneimittel in die klinische Anwendung. Das ist ein wichtiger Schritt für neue innovative Therapien. Und das in einem der wichtigsten Bereiche: Krebsforschung. Erst Mitte September war das Fraunhofer IZI Gastgeber der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Gentherapie. Das Motto des Thementags war »CAR-T cells and beyond«. Die Herstellung der genmodifizierten T-Zellen mit chimärischem Antigen-Rezeptor, kurz CAR-T-Zellen, ist eine unserer Erfolgsgeschichten: ein Immuntherapeutikum, für das wir im Auftrag von Novartis die Herstellung und Qualitätskontrolle für die klinische Anwendung durchführen. Die Therapie nutzt T-Zellen des Patienten, um spezielle Formen der Leukämie zu bekämpfen. Wir arbeiten mit unseren Projektpartnern aber auch an anderen hoffnungsvollen Therapien. Für mich bedeutet unsere Arbeit, neuen Produkten Zugang zur Klinik zu ermöglichen – und damit Patienten die Möglichkeit zur Nutzung neuer Therapieformen zu eröffnen.

Dipl.-Ing. Kati Kebbel leitet die Hauptabteilung GMP Zell- und Gentherapie am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI zusammen mit Dr. Gerno Schmiedeknecht. Die strategisch wichtige Hauptabteilung ist auf die Prozessentwicklung, Validierung, Herstellung und Qualitätsprüfung von klinischen Prüfpräparaten auf dem Gebiet der ATMPs (Advanced Therapy Medicinal Products) spezialisiert.

 

 

 

 

 

 

Holger Kunze

»Die Zukunft wird leicht, leise und leistungsstark – dank Smart Materials!«

Büroklammern mit eingebautem Gedächtnis, Rollos in Form von Blüten, die wie Energiespeicher funktionieren: Die Zukunft gehört klugen Gegenständen. Holger Kunze, Hauptabteilungsleiter Mechatronik am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, entwickelt sie. Er weiß: Smart Materials machen Gegenstände leichter, kleiner – und verständlicher.

Smart Materials mit Gedächtnis: Das klingt nach Zauberei. Wie hat man sich das vorzustellen?

Denken Sie an eine Büroklammer aus Formgedächtnisdraht. Hier ist der Name Programm: Die speziellen Metalle können in zwei Kristallstrukturen existieren, sich also eine zweite Form merken Die Büroklammer kann ich verbiegen. Wenn ich das Material mit einem Fön erwärme, erinnert es sich an seine ursprüngliche Form, geht dahin zurück und übt bei diesem Prozess Kraft aus. Ein zwei Millimeter starker Formgedächtnisdraht kann über 100 Kilogramm heben. Dabei schaltet er mehr als 100 000 Mal zwischen zwei Zuständen um, ohne zu ermüden. Bezogen auf das Volumen sind sie die stärksten Antriebe, die wir kennen, leistungsfähiger als Elektro- oder Hydraulikmotoren.

Wo wird die Technologie in Anwendung gebracht?

Bei Sonnenrollos an Gebäuden ergeben sich hier neue Gestaltungsmöglichkeiten für Lamellen, die z. B. die Form von Blüten haben können. Die flexiblen Entwürfe passen sich an wechselnde Bedingungen an und funktionieren energieautark, werden also nur von der Sonne gespeist. Wir haben viele Anwendungen, die kurz davor stehen, kommerzialisiert zu werden. Zum Beispiel ein Bewegungskissen für Säuglinge mit angeborener Schädeldeformation, das eine dauerhafte Belastungsposition des Kopfes vermeiden hilft. 

Ein motivierendes Beispiel dafür, Smart Materials weiter leidenschaftlich voranzutreiben.

Absolut. Aber ich möchte vor allem dazu beitragen, dass technische Dinge für jeden versteh- und bedienbar sind. Das ist unser Anspruch an Smart Materials: Funktionalität erhöhen, Komplexität reduzieren.

Holger Kunze ist Hauptabteilungsleiter Mechatronik am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Dresden. Er begann seine Laufbahn als Forschungsingenieur bei VW; mit seinem Wissen über Werkstoffe in der Automobilindustrie hat er ab 2002 den Aufbau der Abteilung Smart Materials/Adaptronik am Fraunhofer IWU begleitet. Heute koordiniert er das Innovationsnetzwerk smart3. Mit einem Projektvolumen von über 70 Millionen Euro entwickelt die Initiative auf der Basis von Smart Materials innovative Produkte für verschiedenste Bereiche – von Gesundheit bis Klimaschutz, von Lifestyle bis Mobilität. Auch bei »Jugend forscht« war das Fraunhofer IWU 2019 höchst präsent – als Bundespateninstitut für Deutschlands bekanntesten Nachwuchswettbewerb.

 

 

 

 

 

 

Wolfgang Oesterling

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.

Prof. Boris Otto

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

 

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.

Dr. Sven Meister

>»Was wir in Zukunft unbedingt brauchen? Einen Tricorder, der den menschlichen Körper ganzheitlich erfasst und Therapien personalisiert!Heute arbeiten wir erst einmal an einer Art digitalem Zwilling. Das Ziel ist, den Einzelnen zum Souverän seiner Daten zu machen, der entscheidet, was wer zu welchem Zeitpunkt mit den Daten machen darf. Das ist eine Grundlage für unsere Modelle Künstlicher Intelligenz im Bereich Epilepsie, Parkinson oder auch bei Stress. Ich habe dabei keine Erwartungen an die Zukunft, sondern freue mich, den Augenblick zu gestalten und Innovationen hervorzubringen. Ganz nach Ina Deter: ›Vergangenheit ist Geschichte, Zukunft ist Geheimnis und jeder Augenblick ein Geschenk.‹«

Dr. Sven Meister ist Abteilungsleiter Gesundheitswesen am Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST in Dortmund, einem Vorreiter in der Entwicklung von Krankenhaus-IT. Er betreut den Bereich Digitalisierung und ist in der Initiative »Smart Medical Information Technology for Healthcare (SMITH)« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aktiv.

Dr. Dirk Nüßler

»Wir brauchen ein ganzes Bündel kluger Ideen, um die große Herausforderung unserer Zeit zu meistern: z.B. die umweltschonende Erzeugung und Speicherung von Energie! Allgemein gilt es standortübergreifende, interdisziplinäre Forscherteams zu bilden. Gemeinsam mit Menschen aus verschiedensten Kulturkreisen nach kreativen Lösungen zu suchen, darauf freue ich mich in der immer vernetzteren Welt der Zukunft besonders.«

Dr. Dirk Nüßler ist Abteilungsleiter Integrierte Schaltungen und Sensorsysteme am Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg, Nordrhein-Westfalen. Er treibt die Entwicklung von Radarsystemen voran, z. B. kompakte, intelligente Sensoren zur Produktionsüberwachung.

Dipl.-Logist. Christian Prasse

Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand

»What’s next? Hoffentlich eine gerechte, gesunde und freundliche Welt!

Durch unsere Entwicklungen tragen wir dazu bei, die Zukunft in diesem Sinne zu gestalten. Ich selbst beschäftige mich mit Logistikprozessen – von der Transportlogistik bis hin zum Management von globalen Wertschöpfungsnetzwerken. Wir sind überzeugt: Wer die Logistikketten der Welt steuert, versteht die Wirtschaft der Welt – und kann diese aktiv mitgestalten. Hier gilt es, als Institut und persönlich einen Beitrag zu leisten, um dies in einer föderalen, offenen Weise und mit Teilhabe von Unternehmen und Partnern jeder Größe zu ermöglichen.«

 

Dipl.-Logist. Christian Prasse ist Leiter Strategische Entwicklung am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund. Er hat maßgeblich zur Realisierung des Fraunhofer Enterprise Lab beigetragen, eines innovativen Formats der gemeinsamen Forschung von Industrie und Wissenschaft, das inzwischen Fraunhofer-weit im Einsatz ist.

Dr.-Ing. Beate Rauscher

»Wir finden und erforschen heute die Themen von morgen!«

 

Dr.-Ing. Beate Rauscher ist Forschungskoordinatorin im Vorstandsstab Forschung in der Fraunhofer-Zentrale. An der Schnittstelle zwischen den Instituten und dem Vorstand recherchiert sie, welche Forschungsthemen im gegenwärtigen Diskurs besonders relevant und zukunftsträchtig sind. Im Interview spricht sie über technische Expertise, das Verschmelzen der Disziplinen und darüber, was sie so durchsetzungsstark gemacht hat.

Kann man sagen, dass Sie als Forschungskoordinatorin ganz nah dran sind an der Zukunft?

Durchaus. Denken Sie beispielsweise an Next Generation Computing. Es geht um die Frage: Wie können wir Rechner noch schneller und effizienter machen? Ein spannendes und hochkomplexes Thema! Selbstverständlich liegt die Expertise bei den Instituten. Aber als Bindeglied zwischen den Instituten, dem Vorstand und der Politik müssen wir alles so weit durchdringen, dass wir den Kontext verstehen und ihn Menschen mit Entscheidungsbefugnis erläutern können.

Das klingt extrem herausfordernd!

Jedes Team hat sein Spezialgebiet, und wir tauschen uns natürlich intensiv aus. Das Interessante an Themen wie dem Next Generation Computing ist, dass die einzelnen Disziplinen immer stärker ineinandergreifen. Dieses institutsübergreifende Denken und Zusammenarbeiten ist mir sehr wichtig. Wenn wir Gespräche mit den Instituten führen, geht es mir nicht nur um das technische Verständnis für ein Institut oder um seine Wirtschaftsdaten, sondern darum, ein Vertrauensverhältnis aufzubauen. Das Gefühl, die Institute strategisch unterstützen zu können, treibt mich an. Die Kolleginnen und Kollegen an den Instituten sollen wissen, dass sie sich jederzeit an mich wenden können. Vielleicht eine typisch weibliche Herangehensweise …

Aber eine weibliche Note ist doch auch etwas Positives. Und gerade die Fraunhofer-Gesellschaft fördert Frauen in Forschung und Führungspositionen z. B. durch das Programm Fraunhofer TALENTA.

Selbstverständlich. Wir haben konkrete Zielvorgaben, und ich sitze in der TALENTA-Jury. Bei meinem Elektrotechnik-Studium musste ich mir damals noch sagen lassen, dass ich einem Mann den Studienplatz wegnähme. Da war ich schon baff. Aber so habe ich auch schnell gelernt, mich durchzusetzen!

Dr.-Ing. Beate Rauscher ist Forschungskoordinatorin im Vorstandsstab Forschung in der Fraunhofer-Zentrale. Als Ansprechpartnerin für die Institutsleitungen ebenso wie für Ministerien, Universitäten oder die Wirtschaft gestaltet sie nicht nur die personellen, finanziellen und inhaltlichen Entwicklungslinien der Fraunhofer-Gesellschaft, sondern arbeitet im Auftrag des Vorstands auch an übergreifenden strategischen Projekten.





 

Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp

»Mein Zukunftswunsch? Neuartige Besprechungssysteme, die physische Interaktion ermöglichen – für mehr Effizienz im Arbeitsleben und eine bessere Klimabilanz! Nachhaltigkeit leben wir mit unserem ressourceneffizienten neuen Institutsgebäude übrigens auch selbst. Wir wollen kleine und mittelständische Unternehmen, aber auch große Konzerne auf ihrem Weg in die Zukunft unterstützen: mit digitalen Engineerings, vernetzter Produktion und intelligenten Multimateriallösungen.«

Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp ist Hauptabteilungsleiter Verarbeitungstechnik an der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV in Augsburg. Parallel hat er den Lehrstuhl für Produktionsinformatik an der dortigen Universität inne.

Dr. Gerno Schmiedeknecht

»Für die Zukunft haben wir viel in der Pipeline!«

 

Als Hauptabteilungsleiter GMP Zell- und Gentherapie am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI bringt Dr. Gerno Schmiedeknecht klinische Prüfmuster neuer Arzneimittel auf den Weg zum Patienten. Seine Zukunftsprognose: weitere Erfolge im Kampf gegen Krebs, seltene Erbkrankheiten oder HIV.

Sie stellen Arzneimittel für neuartige Therapien, sogenannte ATMP, her und sind mit Ihrer Abteilung auch im internationalen Wettbewerb gut aufgestellt. Warum?

In unserer Abteilung dreht sich alles um eine gute Herstellungspraxis von Arzneimitteln, dafür steht die Abkürzung GMP (Good Manufacturing Practice). Das heißt: Wir erfüllen extrem hohe Qualitätsstandards. Unsere Kunden – ob große Player in der Pharmaindustrie oder kleine Universitäten – schätzen uns als Partner. So haben wir uns einen ausgezeichneten Ruf erarbeitet und deshalb auch bei internationalen Projekten die Nase vorn.

Wie hat man sich den Ablauf so eines Projekts vorzustellen?

Wir starten mit einer Akquisephase, die nicht selten bis zu einem Jahr dauert. Nach der Vertragsunterzeichnung geht es um die Projektetablierungsphase, an deren Ende nach 12 bis 15 Monaten die behördliche Herstellungserlaubnis steht. Das eigentliche Herstellungsprojekt nimmt dann ungefähr zwei bis vier Jahre in Anspruch. Man darf aber nicht vergessen, dass wir uns in einem sehr regulierten Bereich bewegen. Und wir sprechen von Aufträgen in Millionenhöhe.

 

Es geht aber nicht nur um Millionenbeträge, sondern um hochkomplexe Arzneimittel für die individualisierte Behandlung, z. B. von HIV-Patienten.

Ja, richtig. Wir haben im Januar 2019 mit der Etablierung der Herstellung genmodifizierter Stammzellen für die Behandlung von HIV-Infektionen angefangen. Für dieses Präparat konnten Forscherinnen und Forscher des Projektpartners eine zielgenaue Anti-HIV-Aktivität nachweisen. Das ist schon toll! Ich denke, dass wir als profilierter Anbieter auf diesen Auftrag auch im internationalen Vergleich wirklich stolz sein können.

 

Wird Ihre Arbeit Sie auch in Zukunft stolz machen?

Ganz sicher, denn im Bereich der Zell- und Gentherapie ist viel in der Pipeline. Das heißt, dass auch in Zukunft noch viel passieren wird!

Dr. Gerno Schmiedeknecht war als Biochemiker 2005 einer der ersten Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig und hat einen großen Beitrag zu dessen Entwicklung geleistet. Seit 2009 leitet er zusammen mit Dipl.-Ing. Kati Kebbel die Hauptabteilung GMP Zell- und Gentherapie. Rund 130 qualifizierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben sich hier in hochmodernen Reinraumanlagen auf die Prozessentwicklung, Validierung, Herstellung und Qualitätsprüfung von klinischen Prüfpräparaten spezialisiert.

 

Prof. Dr.-Ing. Iman Taha

Frau Dr. Iman Taha, Am Technologie-Zentrum 2, 86159 Augsburg

»Die Zukunft lernt von Nussschokolade!«

 

Prof. Dr.-Ing. Iman Taha leitet die Abteilung Materialien und Prüftechnik an der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV in Augsburg. Im Interview spricht sie über die Materialien der Zukunft, über das große Plus der Fraunhofer-Gesellschaft – und über die Lebenszyklen von Produkten.

Was zeichnet die Fraunhofer-Gesellschaft für Sie aus?

Für mich ist die Fraunhofer-Gesellschaft das deutsche Plus in der Forschungslandschaft. Im Ausland existiert keine vergleichbare Institution! Hier kann ich mich frei entfalten, kreative Ideen erarbeiten und fortführen.

Welche kreativen Ideen verfolgen Sie derzeit in Ihrem Forschungsbereich?

Unsere Überlegungen gehen immer in Richtung neuer Materialien. Denken wir an die moderne Mobilität. Wir wollen Sicherheit, Geschwindigkeit und Komfort, aber auch Effizienz, Umwelt- und Klimafreundlichkeit. Mit Blick auf den Leichtbau geht es also unter anderem um Materialien, die leicht, aber dennoch fest sind – beispielsweise carbonfaserverstärkte Kunststoffe oder Faserverbundwerkstoffe. Als Mischwerkstoffe bestehen Letztere aus zwei Komponenten: den Fasern und dem Binder- oder Klebstoff dazwischen. Durch die Wechselwirkungen entstehen im Verbund neue, bessere Eigenschaften.

Zum Beispiel?

Bricht man ein Stück Nussschokolade ab, kann die Bruchstelle schwer durch die Nuss verlaufen, weil sie »fester« ist als die umgebende Schokolade. Unsere Fasern funktionieren ganz ähnlich: Sie verstärken den Kunststoff. 

Wo werden Faserverbundwerkstoffe eingesetzt?

Neben dem Automobilbau sind die Luftfahrt und der Maschinen- und Anlagenbau wichtige Anwendungsbereiche. Überall haben wir es mit sich bewegenden Teilen zu tun, die schneller und leichter werden sollen. Im Airbus A350 sind heute über 50 Gewichtsprozent Faserverbundwerkstoffe verbaut. Der Airbus kann deshalb mehr Passagiere und Lasten transportieren und ist dabei effizienter als seine Vorgänger.

Klingt gut. Womit könnte die Fraunhofer-Gesellschaft die Welt zukünftig noch ein bisschen besser machen?

Ich frage mich, was wir mit unserem Müll machen. Schrott in Drittländern zu deponieren kann nicht die Lösung sein. Wir müssen uns deshalb nicht nur darüber Gedanken machen, welche Materialien wir verbauen, sondern auch, wie wir sie später wiederverwerten.

Prof. Dr.-Ing. Iman Taha ist gebürtige Düsseldorferin und kam im Vorschulalter mit ihren Eltern nach Ägypten, wo sie, nach dem Abitur an einer deutschen Schule, Maschinenbau studierte. Nach der Promotion an der TU Clausthal zum Thema naturfaserverstärkte und Verbundwerkstoffe hatte sie eine Professur am Lehrstuhl Konstruktion und Fertigungstechnik an der Ain Shams University in Kairo inne. Heute leitet Taha die Abteilung Materialien und Prüftechnik an der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV in Augsburg. 

Prof. Mario Trapp

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 ESK 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 Softwaresystemen im Zusammenhang mit Künstlicher Intelligenz und autonomem Fahren geht.

Das Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik ESK, das derzeit zum Institut für Kognitive Systeme ausgebaut wird, 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 Wahrscheinlichkeit 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 ESK arbeitet 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 sicherheitskritische Software, wurde dann Hauptabteilungsleiter »Embedded Systems« und schließlich geschäftsführender Leiter des Fraunhofer ESK. 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 ESK mit Partnern wie etwa Intel einen relevanten Beitrag zur Sicherheit von Software beitragen wird. Der deutschen Automobilindustrie 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 ESK 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-Instituts für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik ESK 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.