Fraunhofer-Podcast: Forschung erleben – Zukunft hören

Ein Forschenden-Team hat ein Bakterium gefunden, das multiresistente Keime erfolgreich attackiert. Als Antibiotikum könnte Darobactin beispielsweise Patientinnen und Patienten mit Lungenerkrankungen helfen. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Gießen war an der Entdeckung und Erforschung des Bakteriums beteiligt. Im Podcast erzählt Prof. Till Friedrich Schäberle, Leiter der Abteilung Naturstoffforschung am Fraunhofer IME, warum es so schwierig ist, multiresistente Keime zu bekämpfen und wie der neue Hoffnungsträger der Medizin wirkt. Der Fraunhofer-Podcast geht damit in eine Sommerpause. Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME https://www.ime.fraunhofer.de/

Das geplante europäische Satellitennetzwerk ist ein gigantisches Hightech-Projekt. Es soll eine resiliente Infrastruktur für sicheren Datenaustausch und verschlüsselte Kommunikation der Behörden ermöglichen. Auch Unternehmen werden es nutzen können. Viele Fraunhofer-Institute beteiligen sich an dem Projekt mit ihren Technologien und Ideen. Prof. Michael Lauster, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT und Sprecher für das Geschäftsfeld SPACE von Fraunhofer AVIATION & SPACE, beleuchtet die Hintergründe des ehrgeizigen Projekts und erklärt, welche Rolle die Quantentechnologie in Zukunft bei der Satellitenkommunikation spielen könnte.

Die Welt hat einen Vernetzungsgrad erreicht, an dem der Ausfall von Kommunikationsinfrastruktur schwerwiegende Folgen für Wirtschaft und Bevölkerung haben kann. Prominentes Beispiel: Ein Anschlag auf das Mobilfunknetz der Deutschen Bahn im Herbst letzten Jahres sorgte für ein Zug-Chaos in ganz Norddeutschland. In diesem Podcast gehen wir unter anderem den Fragen nach: Was sind die häufigsten Gründe für Ausfälle? Wie lassen sich Kommunikationsnetze an Land und unter Wasser vor Sabotage oder Unfällen schützen lassen? Welche Alternativen zu Glasfaserkabeln gibt es? Dr. Colja Schubert ist Gruppenleiter Optische Untersee- und Kernnetze am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI und entwickelt dort neue sichere, optische Kommunikationssysteme für mittlere bis lange Reichweiten.

Die Produktionsarchitektur SWAP-IT steht für einen neuen Ansatz bei Herstellungsprozessen in der Industrie. Starre Abläufe werden durch ein modularisiertes System ersetzt, das die Aufgaben dynamisch und situationsbezogen an gerade verfügbare Maschinen vergibt. Der Bedarf für neuartige Produktionsmethoden ist hoch, denn aktuelle Entwicklungen wie steigende Energiepreise, unterbrochene Lieferketten oder auch der globale Wettbewerb stellen Unternehmen vor enorme Herausforderungen. Insgesamt 10 Fraunhofer-Institute sind am Leitprojekt SWAP beteiligt. Wie das Konzept genau funktioniert, erklären Prof. Arnold Gillner, Leiter Geschäftsfeldentwicklung am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Dr. Arvid Hellmich vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Leitprojekt SWAP https://www.fraunhofer.de/de/forschung/fraunhofer-initiativen/fraunhofer-leitprojekte/swap.html Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT https://www.ilt.fraunhofer.de/ Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU https://www.iwu.fraunhofer.de/

Deutschland soll bis 2045 klimaneutral sein. Dazu gehört auch eine nachhaltige, digitale und bezahlbare Bauwirtschaft. Aber wie sieht es aus, dieses Bauen der Zukunft? Um diese Frage zu klären, haben wir kurz vor dem Start der Messe BAU in München mit Professor Gunnar Grün gesprochen. Er ist stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer Instituts für Bauphysik IBP - und Sprecher der Allianz BAU. Fraunhofer auf der Messe BAU 2023 https://www.fraunhofer.de/de/veranstaltungen-messen/messen/2023/bau.html Pressemappe zur BAU 2023 https://www.fraunhofer.de/de/presse/pressemappen/pressemappe-zur-bau.html Fraunhofer-Allianz BAU https://www.bau.fraunhofer.de/

Hugo-Geiger-Preisträger Dr. Robert Klas hat die bislang leistungsstärkste Quelle für laserähnliches extrem ultraviolettes Licht (EUV) im Labormaßstab entwickelt. Er vereinfachte zudem den Aufbau so, dass er nur den Bruchteil einer bislang für solche Versuche notwendigen Großforschungsanlage kostet und leichter zu bedienen ist. Im Fraunhofer-Podcast erklärt er unter anderem, was Attosekunden sind – und wie man sich auf dem Weg zur Promotion immer wieder motiviert, auch wenn der Durchbruch Jahre auf sich warten lässt. Weiterführende Links: Fraunhofer-Institut für Optische Feinmechanik IOF: www.iof.fraunhofer.de

Mit ihrer Promotion hat Agnes Bußmann die Grundlagen für eine wirtschaftliche Nutzung von piezoelektrischen Mikropumpen in der Medizin gelegt. Eingesetzt werden diese beispielsweise für die Langzeitdosierung von Medikamenten in der Krebs- und Schmerztherapie, bei Diabetes oder für Organ-on-a-Chip-Anwendungen. Im Podcast beschreibt die frisch gebackene Preisträgerin, wie es ihr mit Hilfe eines interdisziplinären Ansatzes aus Materialwissenschaft, Ingenieurwesen, Elektrotechnik, Physik, Chemie und Medizin gelungen ist, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und die Marktreife zu beschleunigen. Weiterführende Links: Fraunhofer-Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT: https://www.emft.fraunhofer.de/ MEMS-Linie des Fraunhofer EMFT: https://www.emft.fraunhofer.de/de/technologien-mikroelektronik-mikrosystemtechnik/mems-linie.html Studie zur optimierten Insulindosierung mit Mikropumpen: https://www.emft.fraunhofer.de/de/projekte/studie-optimierte-insulindosierung-mikropumpen.html

Preisträgerin Dr. Chiara Lindner hat in ihrer Promotion untersucht, wie sich Quanteneffekte für eine etablierte Messtechnik nutzen lassen. Konkret kombiniert sie in ihrer Arbeit die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie mit Quantensensorik. Im Interview erzählt die frisch gebackene Preisträgerin, warum Quantenphysik für sie alles andere als Liebe auf den ersten Blick war und sie schon in den ersten Wochen ihrer Promotionsarbeit wusste, dass sie auf dem richtigen Weg ist. Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM: www.ipm.fraunhofer.de Themenseite: https://www.ipm.fraunhofer.de/de/gf/gastechnologie-spektroskopie/komp/sensorik/quantensensorik.html Video zum Messprinzip: https://www.linkedin.com/posts/fraunhofer-ipm_das-qftir-von-fraunhofer-ipm-activity-6983758703229304832-4LUY

Digitale Zwillinge und das industrielle Metaverse – das sind aktuell zwei große Schlagworte in der IoT-Branche, die ganz neue Möglichkeiten von der Fertigung bis hin zum Bau großer Anlagen versprechen. Die Software instant3Dhub des Fraunhofer-Spin-offs Threedy GmbH unterstützt unterschiedliche Anwendungen im Bereich des Visual Computing und macht die Nutzung von 3D-Daten unter dem Motto »Any Data. Any Device. Any Size« deutlich einfacher. Threedy wurde 2020 aus dem Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung in Darmstadt ausgegründet und im März 2023 mit dem Fraunhofer-Gründerpreis ausgezeichnet. CEO und Co-Founder Christian Stein spricht im Podcast unter anderem über die Besonderheiten der entwickelten Technologie und gibt Tipps für junge Gründerinnen und Gründer.

Um besonders vulnerable Gruppen wie Kinder oder Radfahrer für die täglichen Gefahren im Straßenverkehr zu sensibilisieren, entwickelte das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI in Dresden die Accident Prevention School mit modernsten VR-Methoden. Verkehrspsychologin Nora Strauzenberg und Unfallforscher Christian Erbsmehl erklären im Podcast, welche Idee dahintersteckt, wie Kinder gefahrlos in die Perspektive von Lkw-Fahrern schlüpfen können und wie die Forschenden mit Schulen zusammenarbeiten. Weiterführende Links: Zur Accident Prevention School: https://www.ivi.fraunhofer.de/de/forschungsfelder/fahrzeug-und-antriebstechnik/fahrzeug-und-verkehrssicherheit/verkehrspsychologie-und-unfallpraevention.html Presseinformation zum Projekt: https://www.ivi.fraunhofer.de/content/dam/ivi/de/dokumente/pressemitteilung/2021/Pressemitteilung_WildstyleNetwork_Forschungsprojekt_PAPS-XR.pdf Zum Fraunhofer IVI: https://www.ivi.fraunhofer.de/

Immunerkrankungen, wie beispielsweise Rheuma oder Schuppenflechte, sind Systemerkrankungen, die oft mehrere Organsysteme gleichzeitig betreffen. Für die optimale Versorgung der Patientinnen und Patienten ist ein fächerübergreifender Ansatz unbedingt erforderlich. Umgesetzt wird dieser bei Fraunhofer im Konzept der 4D-Klinik. Prof. Frank Behrens, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP, beschreibt im Fraunhofer-Podcast, warum die 4D-Klinik einmalig ist und was das Konzept für Patienten und Forschung leisten kann. Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP: https://www.itmp.fraunhofer.de/ Weiterführende Projekt-Links: 4D-Klinik: https://www.itmp.fraunhofer.de/de/innovationsbereiche/4D_klinik.html Projektbeispiel: https://www.cimd.fraunhofer.de/de/projekte/fruehdiagnostik-subklinischer-arthritis.html

Gewerbegebiete, Handwerksbetriebe und lärmende Fabriken liegen fast immer außerhalb der Stadt. Doch neuartige Konzepte und umweltfreundliche Technologien lassen die Industrie umdenken. Damit wird die Rückkehr der Betriebe in die Stadt plötzlich wieder denkbar. Forschende und Stadtplaner sprechen von der Vision der Ultraeffizienzfabrik. Entwickelt wird das Konzept am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA gemeinsam mit dem für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und dem für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Dr.-Ing. Ekrem Köse, Gruppenleiter industrielle Wärme- und Kälteversorgung am Fraunhofer IPA in Stuttgart, erklärt, wie sich die Ultraeffizienzfabrik realisieren lässt – und wie die Menschen im Stadtviertel davon profitieren.

Die auf Künstlicher Intelligenz basierende Sprachtechnologie ChatGPT hat in den letzten Wochen und Monaten Furore gemacht. Weltweit sind Medien, Wissenschaft, Industrie und private Anwendende überrascht von den Möglichkeiten, die der intelligente Chatbot bietet. Prof. Christian Bauckhage erklärt, was hinter ChatGPT steckt, wo zumindest aktuell noch Grenzen liegen und was es braucht, damit gut funktionierende KI-Sprachmodelle auch bei uns betrieben werden können: Dazu zählen unter anderem europäische Projekte wie das Konsortium OpenGPT-X oder der Aufbau eines dedizierten KI-Rechenzentrums in Deutschland.

Einen Qualitätssprung bei In-Ear-Kopfhörern verspricht eine innovative Schallwandler-Technologie aus dem Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden. Dr. Bert Kaiser und sein Team haben Mini-Lautsprecher mit winzigen Biegelamellen entwickelt, die von elektrostatischen Aktoren in Schwingung versetzt werden. Der niedrige Klirrfaktor verbessert die den Klang bei der Musikwiedergabe, außerdem sinkt der Energieverbrauch. Damit wird es möglich, zusätzliche Funktionen zu integrieren, etwa für den Bereich Internet of Voice. Wie die Technik genau funktioniert, erklärt Bert Kaiser im Podcast.

Ob und wie Quantencomputer zukünftig Rechenprozesse zum intelligenten Beladen großer Elektroflotten deutlich beschleunigen könnten, untersucht ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (AST) in Ilmenau. Hauptuntersuchungsgegenstand ist der Vergleich zwischen dem klassischen Optimierungsmodell gegenüber der Berechnung auf einem Quantencomputer. Das Optimierungsszenario wurde dabei bewusst einfach, aber anwendungsnah gehalten: Am Flughafen Erfurt-Weimar sollen Servicefahrzeuge mit möglichst viel selbsterzeugtem Photovoltaik-Strom beladen werden. Ein Gespräch mit Dr. Steve Lenk, Forscher am Fraunhofer IOSB-AST.

In einer Welt, die durchgeplant und beständig schien, ist die Unsicherheit zu unserem ständigen Begleiter geworden. Vermeintliche Gewissheiten wurden über den Haufen geworfen, Prognosen erwiesen sich als falsch, für unumstößlich gehaltene Werte standen auf dem Prüfstand. Im Gespräch mit Dr. Philine Warnke vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe reden wir über Zukunft: Wie lässt sich mit Vorausschauprozessen und Zukunftsdialogen besser mit Unsicherheiten umgehen? Was haben wir aus den letzten Jahren für die nächsten gelernt? Wie können wir uns in unsicheren Zeiten besser verständigen und für die Zukunft wappnen? Dr. Philine Warnke leitet das Geschäftsfeld Zukunftsdialoge am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

Das Thema Künstliche Intelligenz (KI) findet im schulischen Kontext bisher kaum Platz. Um das zu ändern, können Schülerinnen und Schüler auf der Fraunhofer-Programmierplattform »Open Roberta Lab« künftig im Bereich der KI experimentieren. In der aktuellen Folge des Fraunhofer-Podcast sprechen wir über den Informatikunterricht der Zukunft und darüber, wie es gelingen kann, im Schulunterricht Künstliche Neuronale Netze zu programmieren. So viel sei schon mal verraten: Unsere Interviewpartnerin Dr. Carmen Köhler, Projektleiterin am Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, hat selbst einen eher ungewöhnlichen Weg von der Schule bis in die Forschung genommen. Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS: https://www.iais.fraunhofer.de/ Zur Roberta-Initiative: https://www.roberta-home.de/ Weiterführende Projekt-Links: https://ki-berufsausbildung.de/ http://ai4schools.de/ https://ki-campus.org/courses/kischule © Foto: Google Zukunftswerkstatt

Mit dem Leuchtturmprojekt Smart Hospital hat sich Nordrhein-Westfalen vorgenommen, das Land in eine Spitzenposition im deutschen und europäischen Gesundheitssektor zu bringen. Im Kern geht es darum, mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz das Krankenhaus von morgen zu gestalten. Wie kann Künstliche Intelligenz die Arbeit von Ärzten und Pflegepersonal unterstützen – und wo sind die Grenzen digitaler Helfer? Diese und andere Fragen klären wir heute im Fraunhofer-Podcast. Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS https://www.iais.fraunhofer.de/ Weiterführende Informationen aus dem Fraunhofer IAIS: https://www.iais.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/presseinformationen-2021/presseinformation-210225.html https://www.iais.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/healthcare-analytics/digitalisierung-medizinischer-einrichtungen.html Zum Projekt Smart Hospital: https://smarthospital.nrw/ https://www.ki.nrw/flagships/smart-hospital/

Müssen wir uns Sorgen um die Stromversorgung im kommenden Winter machen? Schließlich ist Energie infolge des Kriegs in der Ukraine und ausbleibenden Gaslieferungen knapp. Gleichzeitig nehmen Cyberangriffe auf die Netze der Energieversorger zu. Diese haben ihre Schutzmaßnahmen in den letzten Jahren verbessert und investieren in die Sicherheit ihrer IT. Forschende am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (AST) haben jetzt ein System entwickelt, bei dem Künstliche Intelligenz hilft, die Cyberangriffe frühzeitig zu erkennen und schnell Gegenmaßnahmen einzuleiten. Fraunhofer-Experte Steffen Nicolai erklärt, wie Künstliche Intelligenz hilft, Cyberattacken noch schneller zu erkennen – und warum Resilienz eine immer größere Rolle spielt. Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik AST https://www.iosb-ast.fraunhofer.de/

Ausgründungen aus Wissenschaft und Forschung, sogenannte Spin-offs, bereichern den Markt mit innovativen Technologien und sorgen so einen schnellen Transfer von Forschungsergebnissen. Das Fraunhofer-Venture-Team unterstützt die Forscherinnen und Forscher bei der Ausgründung und der Realisierung ihrer Geschäftsidee. Doch die Venture-Spezialisten Thomas Doppelberger und Florian Ascherl gehen noch weiter. Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts CoLab bringen sie externe Gründer und Start-ups mit Fraunhofer-Forschenden zusammen. So können Start-ups, die eine gute Geschäftsidee haben, brandneue Technologien aus der Forschung und das Know-how der Fraunhofer-Expertinnen und -Experten nutzen. Im Podcast erzählen Thomas Doppelberger und Florian Ascherl wie genau die Zusammenarbeit mit den Start-ups funktioniert – und warum die Familie der Gründer eine wichtige Rolle spielt. Fraunhofer Venture https://www.fraunhoferventure.de/de/angebote/colab.html