Fraunhoferweiter.vorn Das Magazin 3 / 20 Per spektive So bleiben wir mobil: Wasserstoff - Energie- und Hoffnungsträger für die Zukunft Hildegard Müller: »Individuelle Mobilität muss bezahlbar bleiben!« Prof. Reimund Neugebauer: »Der Wandel ist nicht mehr Vision. Er ist Realität.« Robert Habeck: »Wir wachsen als Gesellschaft über das Auto hinaus.« Sebastian Porstmann, Fraunhofer IWU –––––––––––––––––––––– Forschungspreise » die Preisträger » die Projekte 0 2 0 2 ––––––––––––––––––––––

Fraunhofer – Das Magazin 3.20 - 3 Der Spirit von Fraunhofer als Innovationstreiber im Wandel Prof. Reimund Neugebauer © Fraunhofer/Bernhard Huber Gerade hat die EU-Kommission ihren Klimaplan vorgestellt. Auf 23 Seiten legt er dar, dass und wie die CO2-Emission in Europa bis 2030 gegenüber dem Jahr 1990 um 55 Prozent reduziert werden soll. Die deutsche Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen will, Stichwort Green Deal, Europa bis 2050 zum ersten klimaneutralen Kontinent machen. Der britische Mineral- ölkonzern BP senkt bereits die Öl- und Gasproduktion um 40 Prozent. »Wir werden in weniger als 30 Jahren nicht mehr mit Flugzeugen fliegen, die etwas weniger Kerosin verbrauchen, sondern mit solchen, die komplett auf fossilen Treibstoff verzichten«, hat es gerade Peter Altmaier auf den Punkt gebracht. Und wie glaubt der Bundeswirtschaftsminister die immer ehrgeizigeren Ziele erreichen zu können? »Ich setze«, gibt er zur Antwort, »auf die Genialität unserer Ingenieure.« Einer der Energie- und Hoffnungsträger für die Zukunft heißt Wasserstoff. Fraunhofer-Expertinnen und -Experten aus den verschiedensten Instituten haben den Weg zu einer funktio- nellen Wasserstoffwirtschaft entworfen. Die Bundesregierung hat die Nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet und den Nationalen Wasser stoff rat einberufen, dem mit Karsten Pinkwart und Sylvia Schattauer auch zwei ausgewiesene Fraunhofer-Fachleute angehören. Als die universelle Organi- sation für angewandte Forschung in Deutschland und Europa hat die Fraunhofer-Gesellschaft die allerbesten Qualifikatio- nen, um Wirtschaft und Politik in Deutschland und Europa mit umfassendem Systemwissen strategisch zu beraten. Lassen Sie uns den Spirit der Fraunhofer-Mitarbeitenden mit der Dynamik des Wandels zu neuem Innovationspush verbin- den. Einer sicheren und effizienten, einer umweltfreundlichen und allgemein akzeptierten Energieversorgung kommt in einer technik orientierten Gesellschaft eine entscheidende, vielleicht die entscheidende Rolle zu. Der Wandel ist nicht mehr Vision. Er ist Realität. Wenn wir morgen räumlich mobil bleiben wollen, müssen wir heute geistige Mobilität beweisen. Ihr Tatsächlich ist die deutsche Wirtschaft im dritten Quartal be- reits wieder gewachsen. Die deutschen Autohersteller verdop- peln ihr Angebot an E-Autos. Als »Stimme aus der Wirtschaft« in diesem Fraunhofer-Magazin fordert die Präsidentin des Verbandes der Automobilindustrie (VDA), Hildegard Müller, »klimaschonende Technologien zum europäischen Export- erfolg zu machen«. Nehmen wir die Herausforderungen an. Reimund Neugebauer Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft zurück zu Seite 1

56 Schneller, präziser, kostengünstiger Das kognitive Internet erreicht die Praxis – drei Lösungen für die Fabrik der Zukunft. Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 5 32 »Steuern sollen Verhalten steuern« Die Zukunft der Mobilität ist für Grünen-Chef Robert Habeck eine Gestaltungsaufgabe der Politik. Das Interview 80 Findet Nemo? Findet den Müll! 90 Prozent der Plastik- abfälle versinken auf dem Meeresboden. Die europäische Initiative SeaClear hilft beim Aufräumen. 40 My Smart Home is my Castle Risiko Router: Jeder Vierte war schon Opfer von Cyber-Kriminellen – der Weg zu mehr Sicherheit. 52 54 56 58 60 62 Nachhaltige Akustik? Klingt gut. Pilze sind gesund, schmecken – und eignen sich für viel mehr als nur den Verzehr Tierversuche – So lassen sie sich vermeiden Neue Wege: Das EU-ToxRisk-Projekt untersucht die Kaskade, die Wirkstoffe im Körper auslösen Die Fabrik der Zukunft Das kognitive Internet erreicht die Industrie: Drei Lösungen, die helfen, Produktionen zu optimieren Fraunhofer weltweit Porträt: Forschung extrem EUV-Lithographie als Meilenstein zu leistungsfähigeren Mikrochips – das Lebenswerk von Dr. Sergiy Yulin Wenn Autos zum Röntgen müssen Vor 125 Jahren entdeckte Röntgen die Strahlen. Heute hilft die Technik auch der Autoindustrie 64 66 68 78 80 125 Jahre Röntgenstrahlung Die Meilensteine einer bahnbrechenden Entdeckung im Überblick Campus smart gedacht So wird in Heilbronn an der Universität der Zukunft geforscht Forschungspreise 2020 Die Preisträger, die Projekte: Fünf weg- weisende Entwicklungen, die des Joseph-von- Fraunhofer-Preises und des Wissenschafts- preises des Stifterverbandes würdig sind Tödliche Splitter Eine neue Analysesoftware unterstützt die Polizei – und hilft, Bombenleger zu verurteilen Klar Schiff am Meeresgrund 90 Prozent des Plastikmülls liegen am Boden der Meere. Eine Initiative hilft beim Aufräumen © Roger Hagmann, dpa, Volkswagen AG, Andreas Chudowski, Grant Thomas, unsplash Hunderte Kilometer reisen für ein einstündiges Meeting – das war vor der Corona- Krise für viele Berufstätige Alltag. Die Pandemie zwang dazu, auf digitale Treffen umzusteigen. Die Erfahrung zeigt: Es geht! Und klima- freundlicher ist es obendrein. 90 Prozent der Unter- nehmen wollen in Zukunft Dienstreisen reduzieren und stattdessen vermehrt auf Telefon- oder Videokonfe- renzen setzen, ermittelte eine Studie des Fraunhofer- Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO. zurück zu Seite 1zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 7 Reblaus, Traubenwickler und Co. breiten sich zunehmend aus und bedrohen den Weinbau. © Stocksy / F1online Augen auf! Rechtzeitig auf Schädlinge reagieren Extreme Wetterlagen, mehr und bislang unbekannte Schädlinge — der Klimawandel stellt Winzer vor neue Herausforderungen. Mit EyesOnTraps ermöglicht das portugiesische Fraunhofer Center for Assistive Information and Communication AICOS nun eine mobile Insektenerkennung mithilfe künstlicher Intelligenz und Crowd Sensing. Im ältesten Weinbaugebiet der Welt, dem portugiesischen Alto Douro, sind Insektenplagen bereits zu einer ernsthaften Bedrohung für die Qualität der Trauben und den Ertrag ge- worden. Die steigenden Temperaturen führen dazu, dass sich wärmeliebende Schädlinge zunehmend auch in deutschen Weinbaugebieten verbreiten. Wovon genau und wie stark Weinstöcke befallen sind, lässt sich oftmals schwer einschätzen. Die Überwachung der Areale erfolgt durch den Einsatz von Insektenfallen. Um darin Schädlinge zu identifizieren, muss das menschliche Auge entsprechend geschult sein. Sogenannte Taxonomie-Experten helfen, die Funde wissenschaftlich einzuordnen. Diese Art der Risikoüberwachung ist nicht nur zeit-, sondern auch kosten- intensiv. Geografische Daten über die Größe der Ausbreitung fehlen ganz. Die automatische Identifizierung der Schädlinge unterstützen die Fraunhofer-Forschenden mit EyesOnTraps. Das System gibt konkrete Behandlungsempfehlungen für erkannte Krankheiten und zeichnet lokale Temperaturdaten auf. Hierdurch verringert es die menschliche Fehlerquote und verbessert die Analyse. EyesOnTraps gliedert sich in drei Module: Die mobile Anwen- dung (1) ermöglicht es dem Winzer, mit seinem Smartphone den Inhalt der Fallen aufzunehmen und die Insekten darin zu identifizieren, die lokale Temperaturhistorie zu erfassen und den phänologischen Status aufzuzeichnen. Ein zentrales Web-Modul (2) speichert die gemeldeten Informationen und liefert Empfehlungen. Ein Web-Portal (3) kann von externen Taxonomie-Spezialisten genutzt werden und die automati- sche Überwachung verschiedener Parzellen und Regionen ermöglichen. EyesOnTraps soll in Zukunft kontinuierlich erweitert werden, damit das System auch neue Insektenarten erkennen kann. zurück zu Seite 1

KI am Apparat Self Service wird beim Online-Shopping oder -Banking gerne und oft genutzt. Bei der Online-Beratung sieht das bisher anders aus. Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 9 Ein Mensch ist bei einfa- chen Standardanfragen nur noch selten am anderen Ende der Leitung. Stattdes- sen übernehmen Chatbots. © AdobeStock Self Service Ob der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Self Service eine Chance oder ein Risiko für Unternehmen darstellt, hat das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO in einer Umfrage untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass fast alle (94,1 Prozent) Befragten regelmäßig Self Services beim Online-Wareneinkauf nutzen. Auch beim Online-Ticketkauf (93,3 Prozent) oder beim Online-Banking (91,9 Prozent) stehen Self Services hoch im Kurs. Die Online-Beratung durch einen Chatbot nahmen hingegen nur 23,7 Prozent der befragten Kunden in Anspruch. Mensch-Technik-Interaktionen müssen reibungs- los funktionieren, damit sie akzeptiert werden und wiederholt auf sie zurückgegriffen wird. Dies ist vor allem im Self Service entscheidend, wenn Kunden ohne menschliche Hilfe mit der Technik zurechtkommen müssen. Wenn Alexa oder Siri Verständnisschwierigkeiten haben oder sich Kunden durch zig verschiedene Sprachmenüs kämpfen müssen, hat der Self Service sein Ziel verfehlt und vergrault im schlimmsten Fall die Kundschaft. Die Flexibilität und Zeitersparnis schätzen die Befragten an den Self-Service-Angeboten besonders. Sie versprechen sich durch den Einsatz von KI eine deutliche Verbesserung der Kommu- nikation zwischen Unternehmen und Kunden. Vor allem wenn die Leistungen von zu Hause aus oder mobil über das Smartphone in Anspruch genommen werden können, ist die Akzeptanz bei den Umfrageteilnehmern hoch. Für aufwendige Anliegen und Dienstleistungen in Hotels oder Geschäften bevorzugen die Befragten jedoch weiterhin den persönlichen Kontakt. »Der Trend geht zu einer Mischung aus dem Besten aus beiden Welten«, erklärt Elisabeth Büllesfeld, die die Studie am Fraunhofer IAO durchgeführt hat. »Nun kommt es darauf an, künftige KI-gestützte Self Services entsprechend den Wünschen und Vorstellungen der Nutzer zu gestalten.« Von einem Chatbot beraten ließen sich nur 23,7% der befragten Kunden zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 11 Wie werde ich künftig mein Mofa betanken können? Werden wir mit Wasserstoff fliegen? Gibt es silberne Hummeln, die fahren können? Kann Wasserstoff die Zukunfts- fähig keit des Industrie - standorts Deutschland sichern? © Daniela Leitner zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 13 bleiben wir mobil Otto- und Dieselmotoren, die mit fossilen Kraftstoffen betrieben werden, gelten als Auslaufmodelle. Neue Antriebsmöglichkeiten für Auto, Bahn, Schiff und Flugzeug sind dringend gesucht. Beginnt jetzt das Zeitalter des Wasserstoffs? Text: Dr. Janine van Ackeren zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 15 Nur wenige hundert H2-Pkw sind es, die aktuell über Deutschlands Straßen rollen. Das muss sich allerdings schnell ändern, wenn die Bundesregierung ihre Klimaziele erreichen will. Elementar ist die Herstel- lung von grünem Wasser- stoff: Dieser widmet sich Dr. Sylvia Schattauer im Labor des Fraunhofer IMWS am Mini-Elektrolyseur. © Roger Hagmann zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 17 Forscherinnen und Forscher verschiedener Fraunhofer- Institute arbeiten daran, das Nadelöhr der Wasserstoff- Herstellung zu weiten. Katharina Pautsch und Dr. Achim Schaadt vom Fraunhofer ISE konst- ruieren unter anderem sogenannte Miniplants für die Umwandlung erneu- erbarer Energie in flüssige Kraftstoffe und Chemika- lien wie Methanol oder Oxymethylenether. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 19 Auf lange Sicht könnten die 9500 Bio - gasanlagen in Deutschland zur Wasserstoff- produktion beitragen und somit wirt - schaftlicher und effizienter arbeiten als bisher. Mit unserem Ansatz lassen sich die Emissionen in der Schifffahrt um bis zu 97 Prozent senken. Dr. Benjamin Jäger, Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS Methanol ist sein »Elixier« – zumindest wenn es um Schiffsantriebe geht. Dr. Benjamin Jäger vom Fraunhofer IKTS arbeitet im Projekt HyMethShip daran, Schiffe via Methanol nahe- zu emissionsfrei fahren zu lassen. © Roger Hagmann zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 21 Sie ermöglicht das Wasserstoff-Tanken auch dort, wo die Infrastruk- tur fehlt: Dr. Marcus Vogt vom Fraunhofer IFAM schwört daher auf seine PowerPaste. © Roger Hagmann In nur zwei Jahren gelang es dem inter- nationalen Projektteam — mit dabei auch das Fraunhofer IWU — eine Anlage zur automatisierten PEM-Stack- Montagelinie zu entwickeln. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 23 gesehen bis zu 90 Prozent weniger Treibhausgasemissionen entstehen als bei fossilen Kraftstoffen. Ferner bieten insbe- sondere OME den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer spezifischen chemischen Struktur ohne C-C-Bindungen besonders emis- sionsarm verbrennen, wodurch auch die lokalen Emissionen stark reduziert werden. Zusätzlich bietet die am Fraunhofer ISE entwickelte CatVap®-Technologie das Potenzial, zukünf- tig in Kombination mit PtL-Kraftstoffen die Emissionen von Verbrennungsmotoren signifikant zu reduzieren, wie das Fraunhofer ISE beispielsweise in den Projekten »Sylink« sowie »C3-Mobility« untersucht. »Was die Effizienz angeht, so un- terscheiden sich Brennstoffzelle und Oxymethylenether nicht sonderlich voneinander«, meint Schattauer, »es ist – zumin- dest beim Auto – eher eine ideologische Fragestellung.« Eignet sich Wasserstoff auch für Lkw, Schiff, Zug und Flugzeug? Weit weniger ideologisch ist die Entscheidung zwischen Brennstoffzelle und flüssigen Kraftstoffen beim Antrieb von Schiff, Lkw und Flugzeug: Hier punkten flüssige Kraftstoffe mit ihrer sehr hohen Energiedichte – schließlich zählt vor allem im Flugverkehr jedes Gramm und es sind hohe Leistun- gen bei langer Betriebsdauer gefragt. Im Projekt NAMOSYN, kurz für: Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe, arbeitet das Fraunhofer ISE mit zahlreichen Partnern beispiels- weise daran, solche Oxymethylenether möglichst schnell wirtschaftlich herzustellen. Dazu bilden die Fraunhofer- Forscher die gesamte Wertschöpfungskette von den Aus- gangsstoffen CO2 / H2 bis hin zum normgerechten Kraftstoff ab – inklusive aller katalytischen Prozesse sowie Trennverfah- ren. Ferner untersucht das Konsortium die Nutzungsphase von OME im Verbrennungsmotor, die Kompatibilität in der Betankungsinfrastruktur, die Lebenszyklusanalyse der gesamten Wertschöpfungskette und die Integration solcher neuen Kraftstoffe. »Wir am Fraunhofer ISE schauen uns sechs verschiedene Prozessvarianten an und bewerten diese unter anderem hinsichtlich der Kosten und des CO2-Fußabdrucks«, sagt Dr. Achim Schaadt, Abteilungsleiter am Fraunhofer ISE. Von zentraler Bedeutung ist dabei die Prozesssimulations- plattform, die das Forscherteam entwickelt hat: Wie müsste der Prozess mit einer Million Tonnen erzeugtem Kraftstoff pro Jahr aussehen? »Es ist ein Wechselspiel zwischen Simulation und Experiment – wir lernen aus den Ergebnissen der kleinen Anlagen und speisen deren Ergebnisse in unser Simulations- modell ein«, erläutert Dr. Ouda Salem, Head of Team Power to Liquids am Fraunhofer ISE. Ein Projektpartner baut ein mo- dulares System mit einem Output von einem Kilogramm OME pro Stunde auf. Weitere Partner führen Motorentests durch. Übrigens: OMEs lassen sich nicht nur als Kraftstoffe nutzen, sondern kommen auch als hochselektive, grüne Lösungsmit- tel und CO2-Sorptionsmittel in Betracht. H2O H2 Produktion H2 Methanol- produktion O2 CO2 Quelle erneuerbarer Energien HyMethShip Systemgrenze Methanol Luft Sauberes Abgas Methanol Tank CO2 Abschei- dungssystem CO2 Tank H2 Antriebs- energie CO2 d n a L f u a / e r o h S - n O e e S f u a / e r o h S - f f O Beim Antrieb von Schiff, Lkw und Flug- zeug punkten flüssige Kraftstoffe mit ihrer sehr hohen Energiedichte — hergestellt aus Wasser- stoff. An Land tankt das Schiff Methanol, das an Bord mit Wasser zu Wasserstoff um- gesetzt wird. Dieser treibt das Schiff via Direktver- brennung an. Das ebenfalls entstehende CO2 wird in Tanks eingelagert, an Land abgepumpt und erneut für die Methanol-Herstellung genutzt. © LEC GmbH zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 25 1000 Kilometer mit Wasserstoff Die Reichweite von bis zu 1000 Kilometern ist eines der Kernargumente für den Konzept-Lastwagen GenH2 (Foto). Der Wasserstoff-Lkw soll das Herzstück des künf- tigen Daimler-Portfolios wer- den. Von 2023 an ist geplant, die ersten Fahrzeuge in die Kundenerprobung zu geben – eine Serienproduktion ist von 2025 an vorgesehen. Allerdings gelten alternative Antriebe bis auf Weiteres als deutlich teurer als Diesel- motoren. Die Unternehmens- beratung McKinsey hat errechnet, dass erst von 2027 an Wasserstofftrucks in den Gesamtkosten billiger fahren können als Diesel-Sattelzüge. © Daimler Truck AG Und wie stehts mit Kleinfahrzeugen wie Mofas? Kleinfahrzeuge wie Mofas, Roller und Co. brauchen in puncto Wasserstoff eine Sonderbehandlung: Denn sie können nicht einfach Wasserstoff-Tankstellen anfahren und das Gas tanken – der Druckstoß wäre zu groß. Auf Systemebene lassen sich außerdem mit kleinen Hochdrucktanks nur unzureichende Speicherdichten erreichen. Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat jedoch auch diese Anwendungen im Blick: mit seiner PowerPaste, die auf dem Feststoff Magnesiumhydrid basiert. Statt eine Tankstelle anzusteuern, wechselt der Roller-Fahrer einfach die entsprechende Kartusche und tankt Wasser – fertig. »Mit der PowerPaste lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern«, konkretisiert Dr. Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraun- hofer IFAM. Das ist auch dann unkritisch, wenn der Roller bei sommerlicher Hitze stundenlang in der Sonne steht, denn die PowerPaste zersetzt sich erst oberhalb von etwa 250 Grad Celsius. Auch für größere Fahrzeuge macht die PowerPaste Sinn – und zwar überall dort, wo die Infrastruktur in Form von Wasserstofftankstellen fehlt. Für den Betrieb befördert ein Stempel die PowerPaste aus einer Kartusche heraus. Die Menge wird dabei dem Bedarf der Brennstoffzelle angepasst. Aus einem Wassertank wird Wasser zugegeben und dabei entsteht Wasserstoff. Wie beim Schiffsantrieb HyMethShip stammt die Hälfe des Wasserstoffs aus dem Wasser. »Die Energiespeicherdichte der PowerPaste ist daher enorm: Sie ist wesentlich höher als ein 700-bar-Drucktank. Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte«, freut sich Vogt. Am Fraunhofer-Projektzentrum für Energie- speicher und Systeme ZESS baut das Fraunhofer IFAM derzeit eine Produktionsanlage für die PowerPaste auf. 2021 soll die- se eröffnet werden und dann bis zu vier Tonnen Power Paste pro Jahr produzieren. Natürlich nicht nur für Mofas. Wie lässt sich Wasserstoff trans- portieren, bereitstellen und tanken? In Deutschland gibt es momentan etwa hundert Wasserstoff- Tankstellen. Damit verändern sich auch die Anforderungen. »Stand beispielsweise 2016 vor allem die Frage im Vorder- grund, wie sich die Tanks in die Fahrzeuge integrieren lassen, überprüfen wir nun im Projekt hySafe die einzelnen Kom- ponenten und Details von Wasserstoff-Tankstellen auf ihre Sicherheit«, erläutert Armin Keßler vom Fraunhofer ICT. Bislang werden Wasserstoff- Antriebe vor allem für größere Fahr- zeuge gedacht. Dass auch Mofas mit Wasserstoff fahren können, zeigt das Fraunhofer IFAM mit der PowerPaste. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 27 © Airbus Der neue Traum vom Fliegen Im Jahr 2030 will Airbus den Traum vom emissionsfreien Fliegen verwirklicht haben. Im September stellte das Un- ternehmen drei Flugzeugkonzepte vor, nach denen 100 bis 200 Passagiere bis zu 3700 Kilometer weit fliegen können sollen: eine Propellermaschine, ein Flugzeug mit Düsenantrieb und ein »Blended-wing-body«-Flugzeug, bei dem Rumpf und Tragflächen ineinander übergehen. Wasserstoff ist zwar leichter als Kerosin, benötigt als Flüssigkeit jedoch vier Mal so viel Platz, um die gleiche Energie zu liefern. Schon in wenigen Jahren soll der erste Prototyp abheben, 2035 die Serienproduktion starten. Das Ziel ist jedoch nicht, hier Hunderte von Autos zu betanken, vielmehr dient uns die solare Tankstelle als Forschungs- und Technologieplattform. Dr. Tom Smolinka, Leiter der Abteilung Chemische Energiespeicherung am Fraunhofer ISE zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 29 »Diese Agilität ist wichtig, denn eine Stadt ist ja nicht statisch.« Willi Wendt »Es geht letztlich um neue Interpretationen des öffent lichen Raums. Den Leuten muss wieder bewusst werden, dass Städte gestaltbar sind.« Claudius Schaufler Mitmach-Initiative Innenstadt Ziel der Innovationsoffensive »Innenstadt 2030+ I Future Public Space« ist es, belastbare Lösungen und Konzepte zu entwickeln, um Innenstädte resilienter, lebenswerter und anpassungsfähiger zu machen. Die Konzepte testen die For- schenden vom Fraunhofer IAO mithilfe von strategischen Zu- kunftsszenarien sowie konkre- ten Demonstratoren und Proto- typen in realen Umgebungen. www.iao.fraunhofer.de – und jetzt in ganz wenigen Monaten von den Ansprüchen der heutigen Zeit überholt wurde. Das IAO hat jüngst eine Innovationsoffensive gestartet, um Städten zu helfen. Welche Maßnahmen sind nützlich? Schaufler: Ja, wir haben ganz frisch zusammen mit den »Stadtrettern«, einem Zusammenschluss von derzeit 250 Kom- munen, die Initiative »Innenstadt 2030+ I Future Public Space« gegründet. Voneinander zu lernen, sich austauschen ist für Städte heute so wichtig wie nie zuvor. Dieser Wissenstransfer von Best Practices – seien es Umbaumaßnahmen, geänderte Verwaltungsprozesse oder die Einrichtung von Post-Corona- Aktionsteams – fand bisher ja nicht statt. Auch Reallabore sind ein wichtiger Bestandteil. Städte müssen mutiger für Verände- rungen werden. Deshalb planen wir im nächsten Jahr mehrere temporäre Experimente in den öffentlichen Stadträumen: neue Mobilitätsangebote, alternative Flächennutzungen, geänderte Verkehrsführungen oder auch Bürger mehr einzubinden. Es geht letztlich um neue Interpretationen des öffentlichen Raums. Den Leuten muss wieder bewusst werden, dass Städte gestaltbar sind. Ein Fokus wird zudem auf Urban Data liegen, um Städten künftig mehr evidenzbasierte, also faktengetriebene Entscheidun- gen zu ermöglichen. Hand aufs Herz: Sind unsere Städte gut aufgestellt für die Zukunft? Wendt: Auf jeden Fall besser als vorher. Denn die Städte mussten lernen, mit dem Unvorhersehbaren flexibel umzu- gehen. In der Situation hat sich gezeigt, dass es Wege gibt, die vorher undenkbar waren. Das hat auch die Denkweise von städtischen Verantwortungsträgern geändert. Wenn es gelingt, dieses neue Denken in Strukturen, neue Prozesse, auch Expe- rimentierräume zu überführen, sind die Städte für die Zukunft gut gerüstet. © Daniela Leitner zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 31 Im November vergangenen Jahres wurde Hildegard Müller einstimmig zur Präsidentin des Verbands der Automobil- industrie (VDA) gewählt. Im Februar trat sie ihr Amt an. © Roland Horn Hildegard Müller ... Seit 1. Februar leitet Hildegard Müller als Präsidentin den Verband der Automobil- industrie (VDA). ... Von 1998 bis 2002 war Müller die erste weibliche Bundesvorsitzende der Jungen Union. 2005 wurde sie von Angela Merkel zur Staatsministerin bei der Bundeskanzlerin und Beauftragten für die Bund-Länder- Koordination berufen. ... Nach der Ausbildung zur Bankkauffrau bei der Dresdner Bank studierte Hildegard Müller Betriebswirtschaftslehre und kehrte als Abteilungsleiterin zur Dresdner Bank zurück. Corona-Krise und des Kostendrucks am Standort Deutschland verstärkt Personal abbauen. Nur ein Viertel der Unternehmen nennt den Transformationsprozess mit Digitalisierung und alternativen Antrieben dabei als ausschlaggebend. Des- halb sollte diese Krise Ansporn für Reformen sein, die die Unternehmen entlasten und damit den Standort stärken. Wir brauchen in Deutschland und Europa eine offensive, dem Klimaschutz verpflichtete Industriepolitik. Deutsche Autohersteller verdoppeln ihr E-Angebot Die Synthese aus diesen Herausforderungen und dem Ziel, den europäischen Verkehr bis 2050 treibhausgasneutral zu gestalten, macht deutlich, dass wir nun entschlossener denn je den Marktanteil von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben steigern müssen. Dazu gehört vor allem die Elektromobilität – als rein batterieelektrischer Antrieb (BEV) oder Plug-in-Hybrid. Dafür investieren deutsche Hersteller bis 2024 rund 50 Milli- arden Euro und verdoppeln ihre E-Modellpalette von derzeit 70 auf 150 bis 2023. Parallel dazu brauchen wir den konse- quenten und europaweiten Ausbau der Ladeinfrastruktur. Die ambitionierten Klimaschutzziele der EU können wir aber nur erreichen, wenn zusätzlich zur Elektromobilität nachhalti- ge, regenerative Kraftstoffe zum Einsatz kommen, insbeson- dere in der Schwerlast- und Langstreckenmobilität. Darüber hinaus können regenerative Kraftstoffe bei bereits im Verkehr befindlichen Fahrzeugen eingesetzt werden und tragen dazu bei, rasch erhebliche Mengen CO2 im Straßenverkehr zu reduzieren. E-Fuels können fossilen Kraftstoffen schrittweise beigemischt werden. Mit der von der Bundesregierung vorgeschlagenen Natio- nalen Wasserstoffstrategie ist ein wichtiger Schritt getan. Jetzt geht es um die rasche Umsetzung und die intensive Einbeziehung des Verkehrs in die Überlegungen. Damit sich diese neuen Technologien am Markt durchsetzen, wird ein gezieltes Markteinführungsprogramm benötigt. Ein solches Programm sollte zum Beispiel Mindestquoten von 23 Prozent für regenerative Kraftstoffe und fünf Prozent für E-Fuels (inklusive Wasserstoff) bis 2030 vorsehen. Erleichterungen für regenerative Kraftstoffe bei der Energiesteuer wären eine weitere, einfache Möglichkeit, den Hochlauf zu beflügeln. Die Bewältigung der Corona-Krise und die Transformation der Branche stellen für die Automobilindustrie eine enorme Kraftanstrengung dar. Die Politik sollte erkennen, dass sie die Unternehmen in dieser kritischen Lage nicht zusätzlich mit weiteren Auflagen belasten darf, sondern die Weichen in Richtung Innovation und Wachstum stellen sollte. Denn es geht um zwei Ziele: Nachhaltig, dem Klimaschutz verpflichtet wirtschaften und dabei Wohlstand, Wachstum und Beschäf- tigung sichern. »Mit der Natio- nalen Wasser- stoffstrategie ist ein wich- tiger Schritt getan. Jetzt geht es um die rasche Umsetzung.« zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 33 »Steuern sollen das Verhalten steuern« Die Zukunft der Mobilität ist für Robert Habeck eine der ganz großen Gestaltungsaufgaben für die Politik. Im Interview verrät der Grünen-Chef, was er bei der Tour de France gelernt hat, um bei seiner politischen Tour d‘Allemagne 2021 in die nächste Bundesregierung zu strampeln. Interview: Josef Oskar Seitz Herr Habeck, Sie sind bekennender Fan: Wofür lieben Sie Handball? Habeck: Der Sport ist schnell, er ist robust. Und bis 30 Sekunden vor Schluss ist oft nicht sicher, wer gewinnt. Alles ist möglich. Bei Handball geht es darum, mit aller Energie in einen inneren Kreis vorzudringen, der von den Gegnern mit allem, was sie haben, verteidigt wird: Wenn ich da eine Parallele sehe zu Ihrem aktuellen Versuch, in die Regierung und ins Kanzleramt zu kommen – wäre das überinterpretiert? Handball sieht oft aus wie eine einzige Kraftübung, aber es ist Teamwork. Die Kunst ist, so lange zu passen, so schnell zu rotieren, bis jemand freigespielt ist. Es sind nicht automatisch die Torschützen, die die wichtigste Arbeit leisten. Oder neh- men Sie den Radsport. Moderne Teams arbeiten da mit zwei Kapitänen, schon damit die anderen Mannschaften sie nicht berechnen können. Da fällt mir ein: Habe ich eigentlich schon die Frage gestellt, ob Sie oder die zweite Kapitänin Annalena Baerbock sich für die Kanzlerkandidatur aufstellen lassen? Ich habe Ihre Frage doch gerade beantwortet. Mit dem Prinzip, dass es nur einen geben kann, gewinnst du heute kein Handballspiel und keine Tour de France. Und die politische Tour d’Allemagne im Herbst 2021? Annalena und ich arbeiten gemeinsam, und die Entscheidung, wer zum Schluss von vorne zieht, treffen wir im kommenden Jahr. Wir starten aus einer sehr guten Position – nicht als Favorit, aber mit gesundem Selbstbewusstsein und großer Leidenschaft. Wollen wir doch mal sehen, was alles geht – und das mit der Erfahrung, dass wir schwierige Situationen für uns, wie die Corona-Krise, die alle Zukunftsfragen in den Hintergrund rückten und alles durch die Gegenwart bestimmt war, aus eigener Stärke wieder drehen können. Der Wille zur Macht ist da? Ja. Warum? Bei allem Respekt vor Opposition – Opposition ist der Adel in einer Demokratie! – die Gestaltungsoptionen sind in einer Re- gierung ungleich größer. Und natürlich wollen wir gestalten und Wirklichkeit verändern. Ich will, dass wir die Grünen in die Regierung führen. In der Präambel zum Entwurf Ihres Grundsatzpro- gramms habe ich mit Interesse diesen Satz gelesen: »So offen sind unsere Arme, mitzumachen, Bündnisse zu schmieden.« Heißt das: Lieber schlecht regieren, als gar nicht regieren? Unsere Arme sind offen – weil wir Bündnispartner einladen, mitzumachen. Daraus erwächst eine eigene Stärke. Aus dieser heraus werden wir definieren, was wir wollen. Ich war Minister in zwei verschiedenen Regierungen, einmal Jamaika, einmal Rot-Grün. Das war durchaus unterschiedlich, aber es war gutes Regieren. Wir sitzen hier in Berlin vor Ihrer Parteizentrale auf einem wunderbaren Platz … Geht so. Wir sind umgeben von Autos – geparkten, fahrenden, hupenden Autos. Im Entwurf zum neuen Grundsatz- programm der Grünen finde ich ein Bekenntnis zur individuellen Mobilität. Ich lese aber eine deutliche Absage ans Auto. Für die meisten Innenstädte ist das perspektivisch richtig. Auf dem Land werden viele Menschen noch auf Autos angewie- sen sein. Das weiß ich, ich komme ja vom Land. Mobilität ist die Realisierung von Freiheit. Doch das Auto als Freiheitsver- sprechen ist in vielen Situationen eine Chimäre: Wer auf dem Weg zur Arbeit stundenlang im Stau steht, ist, ehrlich gesagt, meist eher genervt als frei. Mindestens in den Städten kön- nen wir Mobilität entspannter, schneller und umweltfreundli- cher organisieren. Auch hier, diesen Platz, könnte man anders und mit weniger Autos aufleben lassen. Wir sollten die Stadt vom Menschen aus denken, nicht vom Auto. Wir wachsen als Gesellschaft über das Auto hinaus. »Die Leute spüren doch, dass ein Verbrennungs- motor irgendwie nicht mehr cool ist.« Robert Habeck zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 35 Robert Habeck, 51, beim Interview mit dem Fraunhofer- Magazin auf dem Platz vor dem Neuen Tor in Berlin. © Andreas Chudowski transparenz für internationale Konzerne. Letzteres wird von der Bundesregierung auf europäischer Ebene blockiert. Was hat ein möglicher Kanzlerkandidat Habeck von Bundeskanzlerin Merkel gelernt? Sie hat, bei allem, was ich inhaltlich kritisieren könnte, ein klares moralisches Korsett und Rückgrat. Sie war nie korrum- pierbar durch Populismus. Die mächtigste Frau der Welt hat immer menschliche Nähe ausgestrahlt. Die Bescheidenheit, die Nahbarkeit und ihre charakterliche Geradlinigkeit sollten ihre Amtszeit überstehen. Das Amt braucht auch heute moralische Größe? Die wirklichen Großereignisse für die Politik – Deutsche Einheit, 9 /11, Corona-Krise –, die standen in keinem Koalitionsvertrag. Wie man sich darin bewährt, weiß vorher keiner. Aber man muss vorher für sich ein Prinzip gefunden haben, wie man Politik und wie man Gesellschaft denkt – und einen festen Kern, aus dem heraus man Entscheidungen ableitet. »Die wirklichen Großereignisse für die Politik standen in keinem Koali- tionsvertrag. Wie man sich darin bewährt, weiß vorher keiner.« Robert Habeck die Nutzung des Stroms, weil die Kostenbestandteile zu hoch sind. Aber klar, darüber hinaus muss Politik gezielt Grund- lagenforschung und angewandte Forschung unterstützen. Die Forschungsausgaben müssen hoch, und das am besten europäisch. Kleinstaaterei ist nicht mehr wettbewerbsfähig gegenüber den USA und China. Europäisch aber können wir einen Unterschied machen. Der »Arbeitskreis Steuerschätzung« hat gerade vor- gerechnet, dass 2021 durch Corona 19,6 Milliarden Euro fehlen werden. Woher kommt das Geld, das Sie ausgeben wollen? Lassen Sie mich differenzieren. Die dringend notwendigen Investitionen in Infrastruktur, Ausbau von Breitband, Umbau des Gasnetzes zu einem wasserstofffähigen Netz, wo es nö- tig ist, den Aufbau von Ladestellen-Infrastrukturen sollten wir in den kommenden Jahren über Kredite finanzieren. Wenn wir nicht verlässlich investieren, verschulden wir uns an der Zukunft. Die sogenannten konsumtiven Ausgaben – für So- ziales, Bildung, Forschung und Wissenschaft, müssen durch höhere Einnahmen des Staates mitgedeckt werden. Sie meinen also: durch Steuererhöhungen. Zuerst geht es darum, gegen Steuerbetrug und gegen Ge- winnverschiebung in Steuersümpfe entschlossen vorzugehen. Wenn das nicht ausreicht, finde ich es richtig und zumutbar, dass Menschen, die wirklich hohe Einkommen haben, mehr zur Finanzierung von Bildung und Gesundheit und Forschung beitragen als heute. Vermögenssteuer? Die Vermögenssteuer ist eine Ländersteuer. Das Geld stünde also den Ländern für ihre Ausgaben zur Verfügung, beispiels- weise der Bildung. Auf der Bundesebene wird man abwarten müssen, wie sich die Haushaltslage nach Corona entwickelt. Erst dann kann man wirklich einen Vorschlag machen. Wir sollten aber nicht vergessen, dass dem Gemeinwesen Jahr für Jahr Milliardenbeträge durch Steuervermeidung entzogen werden. Hier muss die Bundesregierung viel entschlossener handeln, zum Beispiel durch eine umfassende, auch nationale Anzeigepflicht für Steuergestaltungen. Und durch Steuer- 2018 Handballfan Habeck bejubelt seine SG Flensburg- Handewitt bei der Deutschen Meister- schaft 2018. © Instagram 2018 Party! Neben einem explosiven Anton Hofreiter feiert ein etwas introvertierter Robert Habeck den Erfolg bei der Landtagswahl in Bayern. © dpa 2021 Wer gibt den Kanzlerkandidaten? Noch halten die Bundesvorsitzenden Annalena Baerbock und Habeck die Entscheidung offen. © dpa zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 37 59,5 Kilogramm Fleisch konsumierten die Deutschen pro Kopf im Jahr 2019. Mehr als die Hälfte davon ist Schweine- fleisch. Danach folgen Geflügel mit 13,8 und Rindfleisch mit etwa zehn Kilogramm. ein Stück Fleisch zur kompletten Mahlzeit wird. Den Versuch, den eingefleischten Fleischessern das Steak wegzunehmen und es schlicht durch einen Grünkern-Bratling zu ersetzen, darf man getrost als gescheitert erklären. »Unser Ziel ist, pflanzliche Fleischalternativen zu entwickeln, die auch für Nicht-Vegetarier echte Alternativen sind«, sagt Christian Zacherl, Lebensmitteltechnologe und Geschäftsfeld- manager Lebensmittel beim Fraunhofer IVV. Fleischalternativen also, die nicht nur den Kopf überzeugen, sondern auch den Bauch. Sodass der viel diskutierte Veggie-Tag irgendwann keine Drohung mehr ist, sondern eine gute Idee. Das Fraunhofer-Institut für Verfahrens- technik und Verpackung ist einer der Vorreiter auf diesem Gebiet, geforscht wird hier schon seit mehr als zehn Jahren an den pflanz- lichen Fleischalternativen. Nun haben sie auch den Zeitgeist auf ihrer Seite. Genuss mit gutem Gewissen: Der Verbraucher ist auf den Ge- schmack gekommen. Die Rügenwalder Mühle, Wurstfabrikant seit 1834, hat ein eigenes vege- tarisches und veganes Sortiment auf den Markt gebracht. In den Tiefkühlkisten der Discounter liegen vegane Burger-Pattys, meist fabriziert auf Basis pflanzlicher Proteine aus der Sojabohne. Und selbst Fastfood-König Burger King wirbt mit »plant-based Produkten« wie den Chicken Nug- gets, die ebenfalls auf Soja-Proteinen basieren und laut Eigenwerbung sogar fleischfressende Pflanzen zum Zubeißen verführen. Das Fraunhofer IVV dagegen setzt auf die Erbse. »Das ist dem Nachhaltigkeitsaspekt geschuldet«, erklärt Raffael Osen: »Erbsen sind – im Gegensatz etwa zu Soja – traditionell ein Bestandteil der deutschen Küche und regional in ausreichender Menge verfügbar.« Die Proteinge- winnung schließt sich an die Produktion der Erb- senstärke an: Auch das ein Pluspunkt in Sachen ganzheitlicher Rohstoffnutzung und Nachhaltig- keit. Hinzu kommt, dass Soja – ebenso wie Wei- zen – ein gewisses Allergenpotenzial mitbringt und deshalb nicht von allen Menschen gleich gut vertragen wird. Aber auch mit Rohstoffen wie Kichererbsen, Linsen, Ackerbohnen oder Lupinen wird am Fraunhofer IVV experimentiert. Echtes Fleisch ist ein multisensorischer Genuss. Und so müssen sich die pflanzliche Fleisch- alternativen in mehrfacher Hinsicht in Imitation üben. Nicht nur der Geschmack muss stimmen, sondern auch die Optik und der Geruch: Wer ein fleischloses Pflanzerl in das heiße Fett legt, will die typischen Röstaromen riechen. Vor allem aber auf das berühmte Mundgefühl kommt es an: Was wie Fleisch aussieht und riecht, muss auch den gewissen Biss haben. Den wichtigsten Schub hierfür lieferte die Extrusionstechnologie, also die Bearbeitung pflanzlicher Proteine in einer Verdichtungsschnecke mit Druck und Hitze. Während trockenextrudierte Proteintexturate eine härtere, poröse Struktur besitzen, entwickeln Nassextrudate eine erfreulich muskelfaserähnli- che Textur. Und sind dann – je nach Farb- und Geschmackszugabe – kaum noch von Geflügel, Schweine- oder Rindfleisch zu unterscheiden. Rote Bete macht das Blut-Gefühl Burger übernimmt. Rote-Bete-Extrakt bewirkt die blutähnliche Farbkomponente. Wichtigs- te Zutat des pflanzlichen Burgers aber ist die Erbse beziehungsweise das trockenextrudierte Proteintexturat dieser Hülsenfrucht. In mehre- ren Schritten aus der Erbse gewonnen, wird es mittels Extrusionstechnologie in ein bröseliges Trockenextrudat verwandelt. Mit Wasser versetzt und mit den genannten Zutaten vermischt ergibt es ein ziemlich leckeres Burger-Patty. Täuschend echt oder eine Täuschung? Zacherl verzieht das Gesicht bei dem Aus- druck, schließlich sind die Nicht-Fleischprodukte stets gekennzeichnet, »wir arbeiten mit offenem Visier«. Und doch hängen sich die Lebensmit- telkonstrukteure wie kulinarische Trittbrettfahrer an jene Produkte, die seit Langem auf den Speisekarten der Kulturen stehen: Döner. Gyros. Schnitzel. Bratwurst. Man müsse eben, erklärt Christian Zacherl, den Verbraucher dort abholen, wo er steht – oder besser: am Tisch sitzt. Also bei den Speisen, die er gewohnt ist und auf die er bereits Appetit hat. Und mit denen er in der Küche etwas anfangen kann. Deshalb sind auch alle von den Experten des Fraunhofer IVV entwickelten pflanzlichen Alternativen in der Verarbeitungsweise möglichst dicht am Original. Und warum das Brät in eine neue Form pressen, wenn sich die runde Würstchen-Variante seit Jahrhunderten in der Pfanne, auf dem Teller und im Brötchen bewährt hat? Der IVV-Burger, den Zacherl – selbst die meiste Zeit Vegetarier – in der Küche mit Stolz serviert, enthält Rapsöl und Kokosfett anstelle tieri- scher Fette, was auch den Anteil gesättigter Fettsäuren und Cholesterin senkt. Für den Zusammenhalt kommt das Verdickungsmittel Methylcellulose zum Einsatz, das die bindende Funktion des Muskeleiweißes im fleischlichen Ein besonderes Augenmerk richten die IVV- Lebensmittelerfinder derzeit auf die sekundären Pflanzenstoffe, die ursprünglich bei der Protein- gewinnung aus dem Rohstoff aussortiert wurden: Inwiefern können die positiven Eigenschaften dieser Bestandteile – beispielsweise antientzünd- lich, cholesterinsenkend, antibakteriell – das pflanzliche Endprodukt aufwerten? Und so das zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 39 Das neue Garn kam bereits bei der diesjährigen H&M Conscious Exclusive Som- merkollektion zum Einsatz. © H & M Neues Kleid aus alter Jeans Baumwolle recyceln – das war technisch bislang nicht möglich. Einem Forscherteam des Fraunhofer IAP ist es erstmals gelungen, daraus ein Viskose-Filamentgarn herzustellen. Text: Britta Widmann Baumwoll-Kleidung wird in der Regel verbrannt, zu Putzlappen verarbeitet oder sie landet auf der Deponie. »Künftig kann sie mehrfach wiederverwertet werden. Aus gebrauchten Hemden, Hosen und Röcken können neue hergestellt werden«, sagt Dr. André Lehmann, Wissenschaft- ler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam. Im Auftrag des schwedischen Unternehmens re:newcell ist es dem Chemiker und seinem Team gelungen, Zellstoff aus recycelter Baumwolle zu Viskosefasern aus reiner Cellulose weiterzuverarbeiten – ein Schritt zu mehr Nachhal- tigkeit in der Mode. Mischgewebe trennen – ein Ding der Unmöglichkeit Zwar werden Altkleider hierzulande wiederverwertet – aller- dings zu minderwertigen Produkten wie Reinigungstüchern, nicht zu neuen Kleidungsstücken. Der Grund: Hosen, Hem- den und Co. sind selten sortenrein. Das Mischgewebe aus miteinander verwobenen Fasern zu trennen, ist bislang nicht möglich gewesen. Üblicherweise wird Zellstoff von der Textilindustrie als Aus- gangsmaterial verwendet, um daraus Celluloseregenerat fasern wie Viskose, Modal oder Lyocell herzustellen. Der Zellstoff wird in der Regel aus Holz gewonnen. »Wir haben von re:newcell jedoch Zellstoffplatten aus recycelter Baumwolle erhalten und sollten prüfen, ob sie sich zu Viskose fasern weiterverarbeiten lassen. Durch Einstellen der richtigen Parameter sowohl im Lösungs- als auch im Spinnprozess, sowie durch effektive Filtrationsstufen, konnten wir die im Zellstoff enthaltenen Fremdfasern herauslösen«, erklärt der Forscher. Das Ergebnis: ein Filamentgarn, also eine mehrere Kilometer lange Endlos- faser, das zu 100 Prozent aus Cellulose besteht und qualitativ vergleichbar ist mit holzbasierten Celluloseregeneratfasern. Aus dem Baumwoll-Zellstoff konnten im Spinnverfahren neue Fasern hergestellt werden, die sich für die Massenfertigung im industriell etablierten Viskoseprozess eignen. »Wir konn- ten den hohen Anspruch von re:newcell an die Reinheit der neuen Faser erfüllen«, sagt Lehmann. Das war keine leichte Aufgabe, denn das Viskoseverfahren ist komplex: Zunächst muss der Zellstoff mit Lauge aktiviert und anschließend che- misch derivatisiert werden. Auf diese Weise erhält man eine hochreine alkalische Viskose-Lösung, die mittels Spinndüsen, die mehrere tausend Spinnlöcher mit Durchmessern von 55 Mikrometern aufweisen, in ein saures Spinnbad ausge- sponnen wird. Aus den sich jeweils zu Tausenden bildenden Flüssig keitsfädchen der polymeren Lösung regeneriert sich die derivatisierte Cellulose und fällt kontinuierlich in Faden- form im Spinnbad aus. Umweltfreundliche Cellulose Im weiteren Prozess wird die chemische Derivatisierung beständig rückgängig gemacht und der Faden weitergewa- schen, bevor man ihn getrocknet aufspult. Er besteht dann aus reiner Cellulose. Damit ist er umweltfreundlich, denn Cel- lulose verrottet und trägt nicht zu den Bergen an Mikroplastik bei, die die Weltmeere verschmutzen. Ein großer Vorteil ge- genüber erdöl-basierten Polyesterfasern, die noch mit einem Anteil von rund 60 Prozent den Weltmarkt dominieren. »Wir konn ten den hohen Anspruch an die Reinheit der neuen Faser erfüllen.« Dr. André Lehmann, Abteilungsleiter Fasertechnologie am Fraunhofer IAP zurück zu Seite 1

Früher boten Wehrtürme und schwere Tore Schutz vor Angreifern, heute verschaf- fen sich Cyber-Kriminelle leicht über Home Router Zutritt. © unsplash Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 41 My home is my castle« – dieser bekannte Ausspruch des englischen Juristen Sir Edward Coke beschreibt das zutiefst menschliche Bedürfnis nach Schutz und Sicherheit innerhalb der eigenen vier Wände. Zu Cokes Lebzeiten vor rund 400 Jahren reichten noch Schlösser an Tor und Fenster, um die Bewohner vor Eindringlin- gen zu schützen. Heute ergänzt das Heer der konventionellen Einbrecher eine Masse schwer greifbarer Cyber-Krimineller. Als Einfallstor in privates Eigentum dient ihnen ein unscheinbares Gerät: »Home Router sind ein beliebtes und häufiges Angriffsziel«, mahnt Johannes vom Dorp, Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE. Seit fünf Jahren beschäftigt er sich dort intensiv mit Security-Fragen. »Alles was in unseren Haushalten hängt, steht, liegt und vernetzt ist, kann über den Router erreicht werden«, so vom Dorp. In Gegenwart der Bewohner könne der infizierte Saugroboter Bilder des heimischen Wohnzimmers an Krimi- nelle schicken, die Spielekonsole der Kinder, der PC oder Fernseher an einem Erpressungsversuch beteiligt sein. »Eine große Gefahr liegt zudem in einem Missbrauch des Routers als Teil eines Bot-Netzes«, ergänzt Adil Aden vom Referat Sicherheit im Bundesamt für Sicherheit in der In- formationstechnik (BSI). Der Nutzer selbst merke davon in den seltensten Fällen etwas. Durch das Kapern und den Zusammenschluss von Hunder- ten oder Tausenden Routern und Smart Devices zu Bot-Netzen können DDoS-Angriffe gestartet werden. Bis zu 110 000 Bot-Infektionen deut- scher Systeme registriert das BSI täglich. Fast jeder Vierte (24 Prozent) war bereits Opfer von Cyber-Kriminellen, ergab eine Umfrage des BSI im Jahr 2019. Alle getesteten Geräte haben Sicherheitsmängel Vor diesem Hintergrund ist es wenig erstaunlich, dass die Ergebnisse des Home Router Security Report 2020 des Fraunhofer FKIE hohe Wel- len schlugen und zahlreiche Medien darüber berichteten. Denn die Tests am Fraunhofer FKIE zeigten: Die Firmware von allen überprüften 127 Modellen weist fast durchgängig erhebliche Sicherheitsmängel auf. Firmware ist, im Gegensatz zu einer App oder Software, die der Nutzer kauft und nachträg- lich installiert, fest an die jeweilige Hardware gebunden. Ohne Firmware weiß die Wasch- maschine nicht, welcher Waschgang gewählt wurde; der Staubsauger nicht, wann er entleert werden muss, oder die smarte Glühbirne nicht, wie hell sie leuchten soll. Und natürlich ist Firmware auch die Betriebssoftware jedes Home Routers. Um diese auf Sicherheitslücken hin untersuchen zu können, hat das Fraunhofer FKIE das Werkzeug FACT entwickelt. Es soll die Sicherheitslage für Hersteller und Nutzer trans- parenter und die Probleme leichter behebbar machen. »Mit FACT kann man Firmware automati- siert auf einfache Art untersuchen«, sagt vom Dorp. Entsprechende Tools existierten bis dato nicht, obwohl die Anzahl an internetfähi- gen Geräten seit Jahren rasant wächst. Aktuell sind es laut Statista mehr als 20 Milliarden ver- netzte Geräte, fast zwei Drittel davon im Besitz von Privatpersonen. Als Erstes entpackt FACT die Firmware. Da sie aus unterschiedlich vielen Bestandteilen besteht, die verschieden gruppiert und verpackt sind, ist das nicht ganz trivial. »In dem äußeren Contai- ner können sich zwischen 20 000 und 30 000 Dateien befinden«, weiß vom Dorp. Zu den Dateien gehören das Betriebssystem, Treiber, Funktionsbausteine ebenso wie eigenständi- ge Programme, etwa ein Webserver. Je nach Modell und Gerät variieren Inhalt und Struktur. Hinzu kommt: Container ist nicht gleich Con- tainer. Jeder Hersteller gestaltet den äußeren Container anders, abhängig von der vorgese- henen Installationsroutine beispielsweise. »Da gibt es viele kreative Wege«, so vom Dorp. Der Extrak tionsprozess ist ein anspruchsvolles Unterfangen, das von den FACT-Programmierern regelmäßig an neue Dateitypen und Hersteller angepasst werden muss. Ist die Firmware erst einmal entpackt, geht es an die Bestandsaufnahme: »Da gibt es kleine eigenständige Programme für das Verschieben, Kopieren, Löschen von Dateien, Konfigurations- dateien, hinterlegte IP-Adressen, URLs, Prozes- sorarchitekturen, Passwörter und kryptografische Schlüssel«, zählt vom Dorp auf. Abgleich mit bekannten Sicherheitslücken Erst nach der Bestandsaufnahme kann die eigentliche Analyse starten. Dazu vergleicht das Tool unter anderem alle in der Open-Source-Da- tenbank CVE hinterlegten Sicherheitslücken mit dem vorhandenen Material. CVE steht für »Com- mon Vulnerabilities and Exposures« und ist eine Sammlung öffentlich bekannter Sicherheitslü- cken. Die Datenbank existiert seit 1999 und wird von Hackern wie Entwicklern und Institutionen gleichermaßen genutzt. Nach dem Abgleich mit den CVE erscheint eine Übersicht aller gefunde- nen Schwachstellen der vorliegenden Firmware. Allerdings muss sich nicht jede Sicherheitslücke auf jedem Gerät wiederfinden. Je nach tatsäch- lich installierter Variante einer Software kann das Ergebnis abweichen. Am besten schnitten im Test die weit ver- breiteten Router der AVM GmbH ab. Hier sorgen regelmäßige Updates für die Schließung von vielen, jedoch nicht von allen Sicherheitslü- cken. Andere Hersteller warten oft jahrelang mit der Aktualisierung ihrer Software – ein sträfli- ches Versäumnis, weil das zu 90 Prozent ge- nutzte Betriebssystem Linux permanent Updates bereitstellt, wie vom Dorp betont. Um die Geräte in Zukunft sicherer zu machen, rät das BSI Herstellern, schon bei der Entwick- lung die technische Richtlinie »Secure Broad- band Router« zurate zu ziehen. Sie beschreibt die aktuellen Sicherheitsanforderungen und wird vom Fraunhofer FKIE, das eng mit dem BSI zusammenarbeitet, für die Weiterentwick- lung von FACT verwendet. So könnten Smart Homes künftig tatsächlich sicher wie eine Burg werden. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 43 Die 20-jährige, türkische Ballerina Lagun Sengelen bleibt im Corona-bedingten Lockdown diszipliniert. Während des täglichen Online-Trainings wird ihr Haus zum Tanzstudio – Kommoden und Stühle müssen als Ballettstangen herhalten. Ballettoffice © dpa zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 45 90 Prozent der befragten Führungskräfte gaben an, dass die Heimarbeit für ihre Unternehmen keine Nachteile gehabt habe. Studie »Arbeiten in der Corona-Pandemie«, Fraunhofer IAO © istockphoto zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 47 »Die Corona-Krise hat die Digitalisierung unserer Zusammen- arbeit um mindestens 15 Jahre nach vorne gebracht.« Dr. Stefan Rief, Leiter Forschungsbereich Organisations- entwicklung und Arbeitsgestaltung, Fraunhofer IAO © istockphoto zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 49 Auch die Wachsfiguren von Madame Tussauds in Berlin sind im Homeoffice: Statt in der normalen Ausstellung werden George Clooney und Co. in einer mög- lichen Quarantäne-Situation zu Hause präsentiert. © dpa Die Umfrage zeigt, dass die Technik von Anfang an meis- tens gut funktioniert hat. Technische Voraussetzungen für mobiles Arbeiten wie VPN-Zugänge und eine gemeinsame Dokumentenablage waren bei vielen Unternehmen schon vor der Krise vorhanden. Schulungsbedarf gibt es vor allem bei Führung auf Distanz, aber auch bei Selbstmanagement, Medien- oder Kommunikationskompetenz. »Häufig beruht das Führungs- und Kommunikationsverhalten auf unmit- telbarer Nähe. Das fällt jetzt natürlich weg. Da muss man öfter telefonisch Rücksprache nehmen, um mitzukriegen, wie es den Mitarbeitenden geht und wo sie Schwierigkei- ten haben«, empfiehlt Hofmann. Das Gelingen der neuen Arbeitssituation sei allerdings auch nicht allein Aufgabe von Führungskräften, sondern müsse vom gesamten Team mit- getragen werden. »Jeder kriegt etwas, aber jeder muss auch etwas dafür tun, damit es funktioniert. Das erfordert von allen ein gewisses Maß an Disziplin, Rücksicht und Kompro- missfähigkeit.« Was fast alle im Homeoffice vermissen, ist der persönli- che, informelle Austausch mit den Kolleginnen und Kollegen. »Das Gespräch über private Themen ist wichtig, weil es viel zum sozialen Kitt und einem guten Miteinander im Team bei- trägt.« Um in Kontakt zu bleiben, bilden sich Chat-Gruppen, viele treffen sich regelmäßig zum gemeinsamen Kaffeeklatsch oder Mittagessen per Videoschalte. Auf der Strecke bleibt dabei die Spontanität. »Soziale Kom- munikation wird getriggert. Ich laufe beispielsweise einen Flur entlang und höre, wie in einem Büro einige Kollegen lachen. Da frag ich natürlich nach, was los ist«, sagt Prof. Wolfgang Prinz. Er und sein Team am Fraunhofer FIT denken bereits darüber nach, wie man bestehende Kooperationssysteme wie Microsoft Teams so ergänzen könnte, dass es mehr Kommu- nikationsanreize gibt. »Das könnten beispielsweise tägliche Situationsberichte sein, die Aufschluss darüber geben, was in meiner digitalen Kooperationsumgebung passiert und womit sich meine Kollegen gerade beschäftigen«, erklärt Prinz. Hofmann ist sich außerdem sicher: »Die Zeiten, die man in Zukunft tatsächlich im Büro verbringt, werden anders genutzt werden. Wir glauben, dass die neuen hybriden, flexiblen Arbeitswelten eine aktivitätsbasierte Arbeitsplatzgestaltung notwendig machen.« Feste Arbeitsplätze gehören demnach weitgehend der Vergangenheit an. Stattdessen sollen Büros mehr Raum für Begegnung, Kommunikation, Kreativität und Abstimmung bieten, aber auch Rückzugsmöglichkeiten, um in Ruhe telefonieren oder zu zweit ein vertrauliches Gespräch führen zu können. Dabei ist wichtig, dass man bei Bedarf schnell und flexibel auf Räume zugreifen kann und sie nicht etwa fünf Wochen vorher reservieren muss. Auf dem Markt für Gewerbeimmobilien wird sich einiges tun Nicht nur die Büros müssen im »Neuen Normal« umgestal- tet werden: Auch die Arbeitsplätze zu Hause brauchen ein Uptuning. Ergonomische Stühle und Schreibtische oder ein zweiter, größerer Bildschirm fehlen bisher bei vielen, von den Räumlichkeiten ganz zu schweigen. Hier muss die Anschaf- fungsverantwortung und Finanzierung geklärt werden. Auf der anderen Seite können Unternehmen durch die ausge- weitete Heimarbeit Bürofläche einsparen und damit erheb- liche Kosten. »Auf dem Markt der Gewerbeimmobilien wird sich einiges tun«, sagt Hofmann. Sie warnt Unternehmen allerdings davor, vorschnell den Rotstift anzusetzen: »Die Rechnung, 50 Prozent der Leute arbeiten daheim, deswegen mieten wir 50 Prozent weniger Fläche, wird nicht aufgehen.« Trotz aller offenen Fragen und anfänglichen Schwierigkeiten: Die neue Arbeitswelt bietet für Arbeitnehmer und Arbeit- geber viel Potenzial. Die digitalen Kooperationstools lassen räumliche Grenzen zurücktreten und bringen zum Beispiel Kollegen aus anderen Niederlassungen oder dem Ausland näher. Gemeinsame Dokumentenablage und -bearbeitung, Videokonferenzen einfach per Mausklick starten – »das alles gibt einen unglaublichen Push und ermöglicht eine engma- schige, gute Kommunikation«, ist Hofmann überzeugt. Die ist auch wichtig, damit es funktionieren kann. Denn ein Zurück zur alten Präsenzkultur wird es nach der Corona-Krise in deutschen Büros nicht geben. Vor der Corona-Krise gab es in 54 Prozent der Unter- nehmen keine oder nur wenige Mit- arbeitende, die vom Homeoffice Gebrauch machen durften. Studie »Arbeiten in der Corona- Pandemie«, Fraunhofer IAO zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 51 Clemens Dankwerth vom Fraunhofer ISE untersucht im TestLab einen Propan- Kältekreis auf Leckage. Der Kältekreis ist eine der zentralen Komponenten der neu entwickelten Wär- mepumpe LC 150, die mit Propan als umweltfreund- lichem Kältemittel arbeitet. © Fraunhofer ISE / Marek Miara minimalem Einsatz von Kältemitteln – um das zu erreichen, ist hohes Anlagenwissen notwendig. Die Prozesse, die beim Sieden und Kondensieren stattfinden, sind komplex. So verändert sich die Wärmeübertragung eines Rohres je nach Geo- metrie, Material und Durchflussmenge. Eine brei- te experimentelle Basis, wie sie das Fraun hofer ISE hat, ist hier hilfreich. Mit dem natürlichen Kältemittel Propan, dessen Treibhauspotenzial rund 500-mal niedriger als das herkömmlicher Kältemittel ist, hat das Team um Schnabel bereits gute Ergebnisse erzielt. So entwickelten sie einen Propan-Kältekreis für Wärmepumpen LC150, der nur ein Viertel der Kältemittelmenge im Vergleich zu marktverfügbaren Systemen benötigt. Damit dürfte sie als erste Pumpe dieser Art in Deutsch- land auch ohne zusätzliche Sicherheitsvorkeh- rungen in Innenräumen von Wohngebäuden aufgestellt werden. Sinken die Temperaturen eines Tiefkühllagers unter 18 Grad minus, können die Lebensmittel nicht mehr verwendet werden – eine Katastro- phe. In industriellen Prozessen bedeutet ein Aus- fall der Kältetechnik häufig einen Anlagenstill- stand. Den will man um jeden Preis vermeiden. Daher war die Branche bisher Innovationen ge- genüber eher träge. Doch das ändert sich gera- de. »Ich gehe fest davon aus, dass die Industrie in den nächsten Jahren vermehrt in innovative Kältetechnik investiert«, meint Schnabel. Denn die Entwicklung von kostengünstigen, recycle- baren und zugleich sicheren Komponenten und Geräten, ein großes Thema am Fraunhofer ISE, schreitet voran. Gleichzeitig sinken die Preise für Sensoren. Für die automatisierte Prozessüber- wachung ein großes Plus. »Mithilfe von Sensorik und KI kann in der Betriebsführung noch einiges abgefangen werden«, meint Schnabel. Ein Kälteträger, der zugleich interessante Qualitäten als Energiespeicher aufweist, ist eine Dispersion aus Paraffin und Wasser. Sie eignet sich zur Kühlung von Autobatterien, aber auch als Kältespeicher: Nimmt die Dispersion, die am Fraunhofer UMSICHT entwickelt wurde, Wärme auf, schmelzen die festen Paraffin- Partikel zu Paraffin-Tropfen und speichern die Wärme. Kühlt die Lösung ab, erstarren die Tropfen wieder. In einem Temperaturbereich von 5 bis 20 °C ist sie eine gute Alternative zu Kaltwasser, da sie eine zwei- bis dreimal höhere Energiedichte hat. Software, die hilft, Performance zu steigern, Fehler frühzeitig zu erkennen und Degradations- effekte im Kältekreis zu erfassen, ist in der Industrie gern gesehen. Ebenso wie Modelle, die die Stromkosten reduzieren. Daher sehen Kanngießer und Pollerberg die künftige Akzep- tanz der geplanten Web-App, die die FlexKaelte- Optionen berechnen und bewerten soll, positiv: »Ökonomische Vorteile sind für unsere Partner in der Industrie immer motivierend.« So erwärmt sich die Branche nach einer längeren »Eiszeit« für die Ideen und Entwicklungen der Fraun- hofer-Forscher. Am Ende des Projektes soll eine Empfehlung stehen, die sowohl technische als wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt. Während in FlexKaelte untersucht wird, welchen Beitrag die Kältetechnik für die Einbindung erneuerbarer Energien leisten kann, wollen die Forschenden des Fraunhofer ISE die Geräte und Kältemittel als Hebel nutzen, um Energie zu sparen und Kälte umweltfreundlicher zu produzieren. Als Kältemittel verwendet die Firma Nordfrost Ammoniak. »Ammoniak ist als natürliches Kälte- mittel und wegen seiner vergleichsweise hohen Energieeffizienz für uns erste Wahl«, sagt Nieder- lassungsleiter Christian Wanke. Neben Ammo- niak zählen Butan, Propan, CO2 und Wasser zu den natürlichen Kältemitteln. Jede Substanz birgt andere Herausforderungen: Ammoniak ist giftig, Butan und Propan sind explosiv, CO2 benötigt hohe Drücke, »und Wasser ist auch nicht ganz einfach zu behandeln«, meint Schnabel, die fasziniert ist von der Historie der Kältemittel: »Natürliche Kältemittel wurden schon vor 150 Jahren eingesetzt. Durch die technologi- schen Fortschritte erleben sie jetzt eine Renais- sance.« Für kältetechnische Anlagen entwickelt das Fraunhofer ISE Komponenten und Geräte. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Kältemit- telreduktion und der Entwicklung von State- of-the-Art-Kältekreisen. Gleiche Leistung bei zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 53 Das Pilzmyzel bezeichnet die Gesamtheit der faden- förmigen Zellen eines Pilzes. © mauritius images Blick in die Zukunft: Aus Pilzmyzel könnte auch Pilz-Gewebe entstehen, Pilz-Plastik — oder Pilz- Leder. Die meisten der Stielpor- lingsverwandten wachsen in der Natur auf Totholz. © Shutterstock durchwachsen und bildet so eine feste Struktur«, so Julia Krayer. Sobald das Myzel das feinkörnige Substrat durchdrun- gen hat, wird das Produkt im Ofen getrocknet, um den Pilz abzutöten. Das auf diese Weise entstandene Material verfügt über offene Zellwände, kann dadurch Schall aufnehmen und eignet sich mit gedruckten Porenstrukturen sehr gut als Schallabsorber. Neben dem hohen Wirkungsgrad, den positiven Faktoren der Nachhaltigkeit sowie der Ressourcenschonung bringen die pilzbasierten Schallabsorber weitere Vorteile mit sich: »Durch die feste, vom Pilzmyzel durchwachsene Struktur wären in Zukunft Schallabsorber aus deutlich dünneren Schichten möglich«, erläutert Roman Wack, Projektpart- ner von Julia Krayer und Mitarbeiter des Fraunhofer IBP in Stuttgart. Der Einsatz des 3D-Druckers bei der Produk- tion des Materials ermöglicht eine im Vorhinein geplante Porenstruktur im Inneren des Absorbers. Diese Struktur kann durch den Drucker gezielt hergestellt und somit im Laufe der Forschung optimiert werden. Daraus ziehen die Entwickler einen zusätzlichen Vorteil und erwarten durch diese Methode einen perfektionierten Schallabsorber, der in seinem Nutzen die derzeit verfügbaren Produkte übertrifft und zusätzlich aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Das pilzbasierte Material kann nicht nur im Akustikbereich an- gewendet werden: »Die Endprodukte wären wohl ebenfalls als Dämmmaterial einsetzbar, jedoch bräuchte es hier noch intensivere Forschung«, sagt Julia Krayer. Auch die Verwen- dung von Pilzmyzel zur Herstellung von Werkstoffen wie Pilz-Leder, -Gewebe und -Plastik ist denkbar und vielverspre- chend. Aus den pilzbasierten Stoffen könnten so in Zukunft nicht nur Schallabsorber und Dämmmaterial entstehen, son- dern ebenfalls Kleidungsstücke, Möbel sowie Elektrogeräte. Um dies zu ermöglichen, hat Fraunhofer bereits mit den For- schungen begonnen. Doch im Vordergrund steht momentan die Anfertigung der nachhaltigen Schallabsorber. Das Projekt läuft seit Sommer 2019. Aktuell produzieren die Mitarbeiten- den des Fraunhofer UMSICHT verschiedene Prototypen, die später im Fraunhofer IBP getestet werden sollen. Demnächst ist ein Workshop zusammen mit Anwendern wie Designern oder Innenarchitekten geplant, um Nachhaltigkeit, Ästhetik und Lebensqualität zu verbinden. Wenn im Büro die Kollegen anhaltend telefonie- ren oder der Nachbar zu Hause laute Musik spielt, geraten viele Menschen unter Stress. Wohlbefinden und Gesundheit hängen auch von der Akustik ab. Schallabsorber können die Raumakustik verbessern. Viele Akustikelemente, die zur Verkleidung von Wänden oder einzelnen Raumelementen dienen, bestehen derzeit im Innenarchitekturbereich aus Mi- neralfasern oder Kunststoffschäumen. Einige dieser Materiali- en sind weder besonders nachhaltig, noch lassen sie sich gut recyceln. Um eine umweltfreundlichere und gleichzeitig noch effektivere Alternative auf den Markt zu bringen, entwickeln das Fraunhofer UMSICHT zusammen mit dem Fraunhofer IBP Schallabsorber aus pilzbasierten Stoffen. Die Idee stammt von Projektleiterin Julia Krayer vom Fraunho- fer UMSICHT in Oberhausen. Die wissenschaftliche Mitar- beiterin arbeitet seit Jahren an Biomaterialien: »Im Rahmen der Materialentwicklung stehen pflanzliche Substrate und Pilzmyzel im Fokus«, erklärt Krayer. Das Myzel besteht aus einem feinen Geflecht fadenförmiger Hyphen, wächst in der Natur unterirdisch und kann, je nach Art, eine Größe von über einem Quadratkilometer erreichen. Ein 3D-Drucker bringt das Pilzmyzel in Form Für das Projekt des Fraunhofer UMSICHT werden die Myzel- Fäden im Labor gezüchtet. Das Pilzmyzel wird zunächst mit einem pflanzlichen Substrat bestehend aus Stroh, Holz und Abfällen aus der Lebensmittelproduktion vermischt und da- nach mit einem 3D-Drucker in eine beliebige Form gedruckt. »Daraufhin wird das gesamte Substrat von den Myzel-Fäden zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 55 Zurzeit sind immer noch Daten aus Tierstudien nötig, um die Sicherheit einer Substanz für den Menschen zu bewerten. Das EU-ToxRisk-Projekt arbeitet an einem Paradigmenwechsel: weg vom Tierversuch – hin zu einem tiefen Verständnis der Wirkungsweise chemischer Substanzen. Text: Christine Broll geht über in eine Reaktion der Zellen und führt über die Auswirkungen auf die Organe bis hin zu Veränderungen im Gesamtorganismus. Neun Fallstudien laufen bei EU-ToxRisk, an drei dieser Studien ist das Fraunhofer ITEM mit mehreren Arbeits- gruppen beteiligt. Dr. Tanja Hansen, Arbeitsgruppenleiterin In-vitro-Testsysteme, untersucht aktuell die Toxikologie von flüchtigen Verbindungen am Beispiel von Diketonen. Der bekannteste Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Diacetyl, eine chemische Verbindung, die natürlicher Bestandteil von Butter ist und industriell hergestellt als Butteraroma dient – unter anderem zur Aromatisierung von Popcorn. Simulation mit menschlichem Gewebe Was passiert, wenn Menschen Diacetyl einatmen? Kann der Stoff die Lunge schädigen? Sylvia Escher und Tanja Hansen nutzen zur Beantwortung dieser Fragen eine Apparatur, die am Fraunhofer ITEM entwickelt wurde: den P.R.I.T.® Expo- Cube®. Damit können sie simulieren, wie flüchtige Substan- zen auf Zellen und Gewebe einwirken. Menschliche Bronchialepithelzellen werden auf Membranen an der Luft-Flüssigkeitsgrenze kultiviert, um so die Situation in der Lunge zu simulieren. Mithilfe des P.R.I.T.® ExpoCube® wird gasförmiges Diacetyl über die Oberfläche der Zellen geleitet. Anschließend wird der Effekt auf die Zellen mit biochemischen Methoden untersucht. Durch umfangreiche Gen expressionsanalysen kann das Forscher-Team erkennen, welche Gene die Zellen an- bzw. ausgeschaltet haben. Aus diesen Daten lässt sich ermitteln, welche Signalwege im Inneren der Zelle aktiviert wurden. Das können zum Beispiel Signalwege sein, die zur Produktion entzündungsfördernder Botenstoffe führen. Im nächsten Schritt erfolgt die Untersuchung auf dem Niveau der Organe. Dazu nutzen die Forschenden lebende, kultivierte Gewebeschnitte aus menschlichen Lungen, die viele Funktionen des Organs besitzen. Genau wie die Zellkulturen werden auch die Lungenschnitte im P.R.I.T.® ExpoCube® gegen- über Diacetyl exponiert und anschließend intensiv analysiert. Um das Verhalten von Diacetyl im Körper zu simulieren, stellen die Projektpartner komplexe Modellberechnun- gen an, die sie als In-silico-Methoden bezeichnen. Diese computergestützten Modellierungen bilden schon weitest- gehend ab, wie ein Stoff nach der Inhalation im Organismus absorbiert, verteilt und ausgeschieden wird. »Die In-vitro- und In-silico-Daten ergeben ein genaues Bild, wie Diacetyl die Lungen schädigt«, berichtet Sylvia Escher. »Sie decken sich mit den vorliegenden In-vivo-Daten aus den Tierver suchen.« Daten ähnlicher Substanzen nutzen Erster Schritt, um mit den alternativen Methoden Tierversu- che zu vermeiden, ist der »Read-Across-Ansatz«. Will man eine neue Chemikalie nach diesem Verfahren zulassen, sucht man nach ähnlichen Substanzen, für die es bereits toxikolo- gische Daten aus Tierversuchen gibt. Im Read-Across werden diese Daten dann auf die neue Schwesterchemikalie über- tragen. »Dieser Ansatz ist heute bereits prinzipiell möglich. In der Praxis ist es bisher aber schwer nachzuweisen, dass zwei Stoffe so ähnlich sind, dass sie auch wirklich dieselbe Toxizität haben«, betont Sylvia Escher. »Daher werden die Read-Across- Ansätze bisher nur selten von den Zulassungs- behörden akzeptiert.« Die Projektteams haben in den Fallstudien Gruppen eng verwandter Substanzen untersucht und umfassen- de In-vitro- und In-silico-Daten erhoben, um die Akzeptanz zu steigern. Bei diesen Untersuchungen konnten sie zeigen, dass die Methoden bestens geeignet sind, die Toxizität struk- turell verwandter Stoffe zu bestimmen. Wie ein Read-Across- Ansatz durch tierversuchsfreie Daten möglich wird, haben die Kooperationspartner in einer ausführlichen Studie dargelegt. »Wir haben früh eine enge Abstimmung und Diskussion mit den Zulassungsbehörden gesucht und das Konzept perma- nent angepasst. Damit sind wir einen Riesenschritt vorwärts gekommen in Richtung Akzeptanz«, so Sylvia Escher. Das nächste Ziel haben die EU-ToxRisk-Partner schon vor Augen: Sie wollen auch für Substanzen, bei denen kein Read- Across-Ansatz möglich ist, tierversuchsfreie Toxizitätstests etablieren. Das Projekt läuft bis Ende 2021. »Wir haben früh eine enge Abstimmung und Diskussion mit den Zulassungs- behörden gesucht.« Sylvia Escher, Abteilungsleiterin In-silico-Toxikologie am Fraunhofer ITEM zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 57 Menschen und Maschinen, Werkzeuge und Bauteile müssen sich in der Fabrik der Zukunft exakt lokalisieren lassen. Der Fraunhofer CCIT hat ein in Genauigkeit und Reichweite skalier- bares Lokalisierungssystem für die Industrie entwickelt. Ortung — bis auf zehn Zentimeter genau FlexLoc kann Gegenstände auf bis zu zehn Zentimeter genau orten. Die Technologie basiert auf der Ultrabreitband-Funktechnologie (UWB) und erhält die nötigen Informationen aus mobilen, in der Produktions- oder Lagerhalle verteilten Sensorknoten. »Die Funktechnologie besteht aus kommerziell erhältlichen Kom- ponenten«, erläutert Marc Faßbinder, Leiter der Gruppe Industrielle Lokalisierungssysteme am CCIT-Forschungszentrum IoT-COMMs. Sie kann beispielsweise die Position fahrerloser Transport-Fahrzeuge (FTF) zur Unterstützung von Fachkräften im Produktionsprozess oder von Hallenkränen bestimmen. Dadurch können die autonomen Einheiten mit Personen interagieren oder Abstellorte von Gegenständen und Dingen, die für den Produktionsprozess benötigt wer- den, eindeutig ermitteln. Beispiel Kommissionierung: Ein mobiler, selbst- fahrender Wagen unterstützt die Mitarbeiter beim Verteilen der Waren. »Über einen Sensor- Tag messen wir die Distanz der Personen zum Wagen und berechnen daraus ihre Positionen zueinander. Dabei ist es wichtig, die Funkkanäle effizient zu belegen, um eine hohe Rate an genauen Positionsdaten zu erhalten. Weitere Daten aus der Sensorik des Wagens werden für die dezimetergenaue Positionsbestimmung des FTF genutzt«, sagt Faßbinder. FlexLoc kann als mobiles Adhoc-Lokalisierungssystem für ganze Fertigungshallen eingesetzt werden – beispiels- weise um mobile Maschinen und Werkstücke zu lokalisieren. Dabei werden mehrere batterie- betriebene und kabellose UWB-Funkknoten um einen Arbeitsbereich verteilt. Mit vier bis fünf dieser Knoten lässt sich eine Fläche von 100 Quadrratmetern abdecken. Sensible Daten sicher teilen Wartung ist teuer. In Deutschland summieren sich die Verluste durch wartungsbedingte Produktionsausfälle auf zweistellige Milliarden- beiträge Jahr für Jahr. »Jede Sekunde kostet das Unternehmen Geld«, sagt Frederik Möller, Oberingenieur des Lehrstuhls für industrielles Informationsmanagement (IIM) an der TU Dortmund. Je passgenauer die Wartungsinter- valle, desto geringer die Kosten. Dafür müssten Anlagenbetreiber und -hersteller Nutzungsdaten austauschen. »Der Hersteller kann diese dann mit seinem eigenen Wissen über die Maschine kombinieren und auf diese Weise die Wartungs- intervalle optimieren«, erläutert Hendrik Haße vom CCIT-Forschungszentrum Data Spaces. »Doch Unternehmen scheuen sich, die sensiblen Fertigungsdaten extern weiterzugeben, weil unklar ist, wer die Daten einsieht und was mit den Daten geschieht.« Mit dem »Shared Digital Twin« des Fraunhofer CCIT können Unternehmen Daten aus Ferti- gungsprozessen sicher mit Partnern und Kunden teilen. Der Datengeber behält dabei jederzeit die Datenhoheit. Die Lösung besteht aus einer IoT-Architektur, einem digitalen Zwilling und den Konnektoren der International Data Spaces (IDS). Die IoT-Architektur ermittelt aus den Roh- daten laufender Prozesse – etwa aus Schwin- gung, Temperatur oder Reibung – in Echtzeit aussagekräftige Kennzahlen. Die Informationen werden in einem digitalen Zwilling auf dem Un- ternehmensserver gespeichert. Hier entscheidet das Unternehmen, welche Daten es teilen will und wer diese wie nutzen darf. Die IDS-Konnek- toren übertragen die Daten sicher und kon- trolliert an den Empfänger. Beide Unternehmen haben die Gelegenheit, den digitalen Zwilling mit zusätzlichen Informationen anzureichern. Die Daten können auf unterschiedliche Analysen angewendet werden – zum Beispiel auf Verfah- ren des Maschinellen Lernens bzw. Methoden der Künstlichen Intelligenz. Die Technologie ist kompatibel mit bereits existierenden sicheren Lösungen für den Austausch von industriellen Prozessdaten, wie der Verwaltungsschale der Plattform Industrie 4.0 oder der IDS-Architektur. Sie ist offen für jede Art von Datenbank und Anwendung. Um in einer laufenden Produktion Fehler zu erkennen und die Qualität von Bauteilen zu prüfen, bleiben Fachkräften in der Praxis nur wenige Sekunden. »Gelingt das nicht, werden Fehler nicht erkannt oder nur unvollständig dokumentiert, dann verzögern sich die Ausbes- serungsarbeiten«, berichtet Gerrit Holzbach vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB. »Ideal wäre es für die Mitarbeiter, wenn sie die Fehler einfach über Gesten oder die Stimme erfassen könnten. Das spart nicht nur Zeit im Vergleich zur manuellen Eingabe in einen Rechner. Ein digitaler Assistent stellt auch sicher, dass auf dem Weg der Erfas- sung und der Datenaufnahme keine Informatio- nen verloren gehen.« Fehler erkennen und einfach dokumentieren Der multimodale Dialogassistent (MuDA) des Fraunhofer CCIT macht das jetzt möglich. Holz- bach deutet mit seiner Hand auf einen Fehler im Bauteil und markiert allein schon mit dieser Geste die entsprechende Stelle. Eine Kamera oberhalb des Werkstücks hat die Bewegung erfasst und die Information an den digitalen Assistenten weitergegeben. Ein Projektor zeigt ihm alle erfassten Fehler direkt auf dem Bauteil an. Dann spricht Holzbach und beschreibt dabei die Art des Fehlers. Ein Sprachdialogsystem nimmt seine Stimme auf. Auch diese Infor- mation ist jetzt vollständig digital erfasst. »Wir haben die Sprachsteuerung und Mikrofon- anordnung gezielt für die Aufnahmen in lauten Umgebungen optimiert, sodass keine Informa- tionen verloren gehen«, sagt Oliver Walter vom CCIT-Forschungszentrum Maschinelles Lernen. In der Ausbesserungsphase können die Fehler- markierungen an einer anderen Station durch eine digitale Abbildung präzise reproduziert und erneut auf das Bauteil projiziert werden. Dadurch wird kein Fehler übersehen und kann ausgebessert werden. Ist dies geschehen, bestätigen die Mitarbeiter das direkt am Bauteil. MuDA vermerkt auch die Fertigstellung direkt im System. »Die drei Lösungen stehen kurz vor dem Einsatz in der Praxis bei unseren Industriepartnern«, un- terstreicht Christian Banse, Leiter der Geschäfts- stelle des Fraunhofer CCIT. Doch die Forschungs- arbeit des Clusters richtet sich nicht nur an die Industrie. »Kognitive Internet-Technologien sind für die gesamte Wirtschaft relevant. Sie verbes- sern die Erträge in der Landwirtschaft, machen den Verkehr an Kreuzungen sicherer, optimieren logistische Prozesse, schützen sensible Patien- tendaten in vernetzten Medizingeräten oder gestalten den Online-Handel effizienter und nachhaltiger.« zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 59 Hochleistungsmagnete: Aus Alt mach Neu Hochleistungspermanentmagnete enthal- ten Seltene Erden und sind für Hightech- Anwendungen in Elektronik, Industriemotoren, Windkraftanlagen und Elektrofahrzeugen unersetz- lich. Bislang existiert jedoch kein industrielles Recy- clingverfahren, um polymergebundene Magnete und die darin enthaltenen Wertstoffe wiederzu- verwerten. Ein deutsch-französisches Konsortium will das ändern. Ressourcenstrategie IWKS. Ein besonderes Augen- merk gilt dabei den polymergebundenen Selten- Erd-Magneten. Ihr Vorteil: Sie können schneller und effizienter hergestellt werden als herkömm- liche Magnete, sind spritzguss- sowie 3D-druck- fähig, dadurch flexibler in der Formgebung und korrosionsbeständig. Allerdings sind Magnet und Polymer fest verbunden, was ein Recycling enorm erschwert. Mehr als 90 Prozent der weltweit verbrauchten Seltenen Erden stammen aus China. „Wir wollen in Europa eine Kreislaufwirtschaft aufbauen, um diese Elemente nicht mehr importieren zu müssen und autarker zu werden“, erläutert Dr. Benjamin Balke, Abteilungsleiter Energiematerialien der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und In dem Projekt SupplyPBM untersuchen die For- schenden unter der Leitung der Fraunhofer IWKS verschiedene Möglichkeiten, einen industriell um- setzbaren Recyclingprozess zu entwickeln. Dabei sollen aus alten polymergebundenen Magneten neue Magnete hergestellt werden, die den glei- chen Anforderungen gerecht werden. Frankreich Marokko Mit grünem Wasserstoff zu grünem Ammoniak Fraunhofer weltweit verbinden wir diese mit innova- tiven möglichen Lösungen wie dem biologischen Auslaugen«, berichtet Anna-Lisa Bachmann, Koordinatorin des Projekts an der Fraunhofer IWKS. Laugung oder Leaching ist ein Begriff der technischen Chemie und beschreibt einen Prozess, bei dem Bestandteile aus einer chemischen Verbindung gelöst werden. Beim Bioleaching wird diese Aufgabe von Mikroorganis- men übernommen. Geht es um den Klima- wandel, denken viele an die Emissionen von Kraftwerken, Verkehr und Industrie, kaum je- mand an die Ammoniaksynthese. Jedoch gehen jährlich rund 480 Millionen Tonnen CO2-Emissionen auf ihr Konto. Weltweit werden pro Jahr mehr als 170 Millionen Tonnen Ammoniak mit petroche- mischen Verfahren produziert. Es dient unter anderem als Grund- stoff für Düngemittel. Regenerativ erzeugter, sogenann- ter grüner Wasserstoff ist ein Schlüsselelement der »Power-to- X«-Technologien, die eine CO2- neutrale Produktion von Kraftstof- fen, Chemikalien und eben auch Ammoniak ermöglichen. For- schende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfah- renstechnik IGB und des Fraun- hofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS errichten jetzt zusammen mit marokkanischen Partnern in dem Maghrebstaat eine Demonst- rationsanlage zur Gewinnung von grünem Ammoniak. Einer der marokkanischen Projekt- partner, das Unternehmen OCP, ist der global führende Produzent von Phosphatderivaten und somit einer der größten Importeure von Ammoniak. Mithilfe des Projekts »Green Ammonia« hofft OCP, mit- telfristig einen Teil seines Bedarfs mit CO2-neutralem Ammoniak abdecken zu können. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 61 Präzision der Spiegel sorgt als letzter wichtiger Schritt in der Produktionskette vor allem die Beschichtungstechnologie von Sergiy Yulin. »Die Anforderungen an Reflexionsgrad, thermi- sche und Kippstabilität der Spiegel sind immens, denn es muss möglichst viel des aufwendig erzeugten Lichts sehr punktge- nau zum Ziel gelenkt werden«, erklärt der Wissenschaftler. »Dafür bringen wir in unserer Beschichtungsanlage 100 Nano- schichten, die exakt die gleiche Dicke haben müssen, auf ei- nen Spiegel auf.« Würde man ihn auf die Größe Deutschlands ausbreiten, wäre die größte Unebenheit gerade einmal 0,1 Millimeter hoch. Bei einem normalen Haushaltsspiegel läge die Abweichung bei fünf Metern. Schließlich wird das EUV-Licht – ähnlich wie bei einer Diaprojektion – auf eine Maske projiziert, deren Strukturen es auf den dahinterliegenden Wafer brennen. Der Vorgang wiederholt sich so oft, bis ein dreidimensionales Miniaturkunstwerk aus Leiterbahnen entsteht: der Mikrochip. möglich machen. 1995 wurden die von ihm mitentwickelten Spiegel im All auf der russischen Raumstation MIR auf ihre Robustheit getestet – mit Erfolg. Seine Leistungen sprachen sich in der Wissenschafts-Community herum und ein Ruf ans Fraunhofer IOF folgte. Mittlerweile gibt es seine »Nessy«- Anlage in der dritten Generation. Sie wird noch heute vom Institut und Projektpartnern genutzt, um extrem hochwertige Optiken zu fertigen. »2009 gelang es unserem Team mit Nessy 2, den ersten EUV-Kollektorspiegel mit äußerst präzisen Schichtdicken zu fertigen. Das war damals etwas Außerge- wöhnliches«, erinnert sich der Physiker an einen Meilenstein. »Doch wenige Jahre später schon schien das EUV-Experiment kurz vorm Scheitern zu stehen, vor allem weil die verfügbaren EUV-Lichtquellen nicht leistungsfähig genug waren, um Licht mit 13,5 Nanometern zu erzeugen. Unternehmen verloren das Interesse, auch die Forschung lief auf Sparflamme.« Integriert ist dies alles in eine schulbusgroße Maschine, von der Intel Fellow Mark Phillips, dort Direktor für Lithographie, einmal sagte: »The EUV-Scanner is the most technically advanced tool of any kind that has ever been made.« Bislang einziger Anbieter dieser komplexen Maschinen ist das nieder- ländische Unternehmen ASML. Seine Kunden sind die großen Chiphersteller wie TSMC oder Intel, die Chips für Samsung, Apple und Co. produzieren. »Nessy« in der dritten Generation Bis zur Serienreife der in jeder Hinsicht extremen Technologie war es ein weiter Weg. Für Sergiy Yulin begann er 1988. Seit dem Studium in seiner Heimat, der Ukraine, beschäftigt sich der Wissenschaftler mit der perfekten Schichtzusammen- setzung der für das Verfahren benötigten Spiegeloptiken. Theoretisch – denn zu dieser Zeit gab es noch keine Beschich- tungsanlagen, die in der Lage waren, Schichten in der nöti- gen Präzision auf große Spiegelsubstrate aufzubringen. Also fing er in den 90ern an, Anlagen zu bauen, die genau dies Was hat ihn in dieser Zeit durchhalten lassen? »30 Jahre Forschung sind für eine Technologie dieser Komplexität und für einen Forscher in meinem Bereich tatsächlich gar nicht so ungewöhnlich. Es gab ja viele kleine Innovationsschritte, die wichtig waren auf dem Weg zur Serienreife. Was mich an der Arbeit mit extrem kurzen Wellenlängen immer fasziniert hat, ist ihr riesiges Anwendungspotenzial. Sie lassen sich nicht nur für die lithographische Chipherstellung nutzen. Auch in der Mikroskopie im sogenannten Wasserfenster, der Weltraum- beobachtung oder der Spektroskopie im EUV-Spektralbereich können sie neue Einblicke in noch unbekannte Sphären eröff- nen. Dieses Potenzial muss man einfach nutzen«, so Yulin. Am 25. November muss Sergiy Yulin das EUV-Licht doch noch gegen das Rampenlicht tauschen und seinen Forscher- kittel gegen den Anzug. Zum Finale des Deutschen Zukunfts- preises in Berlin wird er zusammen mit seinen Kollegen von ZEISS und Trumpf auf der Bühne stehen – und vorstellen, wie drei Jahrzehnte Forscherleben jetzt den Weg in die Lebens- wirklichkeit und die Anwendung gefunden haben. Drei Jahrzehnte hat Dr. Sergiy Yulin in sein Le bensprojekt investiert. Das Schmunzeln hat er sich seit den Achtzigerjahren erhalten, als er noch in der Ukraine das selbst hergestell- te Sputtersystem präsentier- te. © Fotonachweis links: Fraunhofer /Ansgar Pudenz; rechts: privat »Dieses Potenzial muss man einfach nutzen.« Dr. Sergiy Yulin, Fraunhofer IOF zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 63 Die BMW Group hat in Zusammenarbeit mit dem EZRT bereits zwei RoboCT-Anlagen in Betrieb genommen. Eine im Forschungs- und Innovationsszentrum FIZ in München, wo RoboCT die handgefertigten Prototypen untersucht. Die andere Anlage steht im Erprobungszentrum in Eching, in dem sich die Erlkönige unter widrigsten Bedingungen bewei- sen müssen. Überprüft werden nicht nur die Klebe- und Schweißverbindungen, sondern auch der Sitz von Dichtungen oder die Lage von Kabelsträngen im Dachhimmel. »Da die CT-Befunde wesentlich schneller vorliegen als die Ergebnisse einer klassischen Demontage, können Automobilbauer ihre Entwicklungszeiten erheblich verkürzen«, betont Holub. Was bei einem Aufprall im Inneren passiert Die Performance der Hochgeschwindigkeits-Röntgenkamera haben Gruppenleiter Rolf Behrendt und sein Team noch durch eine weitere Finesse verfeinert: Ihnen ist es ge- lungen, die Röntgenkamera und eine optische Hochge- schwindigkeitskamera so zu kombinieren, dass sie die sicht- bare Oberfläche erfassen und gleichzeitig aus derselben Per- spektive sehen können, was im Inneren des Objekts passiert. In einer ersten Versuchsreihe mit einem Sportartikelhersteller testeten sie, wie sich ein Fahrradhelm beim Aufprall auf einen Granitblock verformt. »Qualitätsprüfung mit optischen Hochgeschwindigkeits-Kameras ist heute State of the Art«, sagt Behrendt. »Durch die Ergänzung mit dem Röntgenbild lassen sich dynamische Prozesse wie Verformungen oder Durchmischungen wesentlich genauer analysieren.« Für die Anwendung hat er schon viele Szenarien im Blick – von Fallversuchen mit Laptops bis zur korrekten Entfaltung eines Airbags. Der BMW 328 Wendler, Sechs-Zylinder-Motor mit 80 PS, steht mit seiner Stromlinienform für die Frühphase aerodynamischer Karosserieformen. Im Januar 1938 hatte das BMW-Werk in Eisenach den Wagen ohne Karosserie ausgeliefert, beim Karosseriebauer Erhard Wendler in Reutlingen war der Wagen vervollständigt worden. Dank des Fraunhofer-XXL-CT-Scan offenbart er seine Details. Das untersuchte Modell kam 1939 auf die französische Rennstrecke in Montlhéry und diente lange als Fahrschul- wagen für angehende Rennfahrer. Seit 1978 steht es im Deutschen Museum in München. © Fraunhofer IIS zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 65 Zerstörungsfrei prüfen 2017: Der weltweit größte Röntgenlaser XFEL nimmt in Schenefeld bei Hamburg seinen Betrieb auf. Er ist über drei Kilometer lang und eröffnet völlig neue Forschungsmöglichkeiten. 2010: Am Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik in Fürth wird die weltweit größte, öffentlich zugängliche Anlage zur XXL-Computertomographie eröffnet. Hier lassen sich sogar Flugzeuge und Autos röntgen. Gefahr für Leib und Leben 1936: Für die Opfer der Röntgen- technik wird das Ehrenmal der Radiologie beim Krankenhaus St. Georg in Hamburg eingeweiht. 359 Namen erinnern an die Menschen, die infolge ihrer Arbeit mit Röntgen- strahlen starben. 1980er: Die zerstörungsfreie Qualitätskontrolle mit Röntgentechnik wird in der Serienproduktion von Aluminiumgussteilen eingeführt. 1897: Wilhelm Conrad Röntgen röntgt sein Jagdgewehr und führt damit die erste zerstörungsfreie Prüfung durch. 1928: Gründung der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP), die erstmals eine quantitative Begrenzung der Strahlendosis für Strahlen- exponierte ausspricht. 1904: Der unbedachte Umgang mit den neuen Strahlen führt zu Verbrennungen, Haarausfall und Krebs. 1904 erscheint erstmals ein Buch über Strahlenfolgen und -schutz. Für die Arbeit mit Röntgen- strahlen wird Schutzkleidung aus Blei verwendet, die anfangs an Ritterrüstungen erinnert. Seitenwege Seit 1896: Die Röntgenstrahlen werden schon früh für die künstlerische Fotografie genutzt. Zu den bekanntesten aktuellen X-Ray-Künstlern gehören die beiden Briten Hugh Turvey und Nick Veasey. »Marilyn« heißt eine von Veaseys populärsten Arbeiten (Foto). Bis 1973: In den Schuhge- schäften gibt es Pedoskope, mit denen die Passform der Schuhe am Fuß mit Röntgenstrahlen überprüft wird. Wilhelm Conrad Röntgen erhält für die Entdeckung der Röntgen- strahlen 1901 den ersten Nobel- preis für Physik. 1897: Nur wenige Jahre nach Entdeckung der Röntgenstrahlen werden Röntgenapparate eingesetzt, um Schmuggler zu entlarven. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 67 Der Bildungscampus Heil- bronn führt verschiedene Institutionen zusammen und wurde im Oktober 2012 offiziell eröffnet. © Roland Halbe Mithilfe der Campus-App zielgerichtet den nächsten verfügbaren Parkplatz ansteuern. halben Stunde über ein neuronales Netzwerk simuliert werden. Über ein Dashboard soll diese zukünftig online abrufbar sein. Ähnliche Prognosemodelle sind für die Auslastung des Parkhauses und der Bibliotheksräume geplant. Mithilfe einer Campus-App sollen Nutzerinnen und Nutzer zukünftig die Parkmöglichkeiten am Campus in Echtzeit sondieren und ge- zielt den nächsten verfügbaren Stellplatz ansteuern können. Auch für die Bibliotheksräume des Campus sind Sensoren geplant, die dabei helfen, freie Arbeitsplätze zu erfassen und Studierende zu einem geeigneten Arbeitsplatz zu navigieren. Auch jenseits des Campus nützlich Welche der geplanten Anwendungen in Zukunft tatsäch- lich zum Einsatz kommen, hängt in erster Linie von dem Erfolg der Pilotprojekte ab. »Wenn wir Apps oder Lösungen entwickeln, geht es uns erst mal darum, nachzuweisen, dass das Vorhaben durchführbar ist, und nicht darum, den Service tatsächlich dauerhaft anzubieten«, betont Prochazka. In einem nächsten Schritt ist aber auch eine Ausweitung der entwickelten Smart Services über die Campusgrenzen hinaus denkbar: »Es ist unser erklärtes Ziel, das, was wir hier am Campus ausprobieren und was funktioniert, auch auf kom- plett andere Kontexte zu übertragen.« Viele der Smart Services könnten zukünftig auch in großen Unternehmen oder Städten zum Einsatz kom- men. »Wir beschäftigen uns in der Smart Campus Initiative zudem mit der Frage, welche der geplanten Technologien unter welchen Rahmenbedingungen was leisten können. Wäre zum Beispiel eine datenschutzkonforme Kamera zur automatisierten Erfassung von Parkplätzen kostengünstiger als die Anbringung von Sensoren? Oder gibt es vielleicht Möglichkeiten, über bestehende Sensorstrukturen an diese Informationen heranzukommen?«, erklärt Prochazka. Nach der Corona-Krise, so ist Prochazka überzeugt, wird es weiterhin Mischformen aus Digital- und Präsenzlehre an den Hochschulen und Universitäten geben. Daher denken sie und ihr Team nun verstärkt über Service-Angebote nach, die auch das neue virtuelle Miteinander erleichtern könnten. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 69 Um praktische Herausforderungen der Terrorismus- und Kriminalitätsbekämpfung lösen zu können, entwickelte ein Team aus Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI aus Dresden und Polizeibeamten eine neue Technologie zur Informationsübermittlung und Koordination im Einsatz. Dafür erhalten sie den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2020. Durch ihren hohen Nutzen in der Praxis und die Akzeptanz der Anwender etablierte sich die Lösung bundesweit. Texte: Janine van Ackeren Bei Attentaten, Terroranschlägen oder Geiselnahmen stehen die Einsatzkräfte vor extremen Herausforderungen. Das große Gefahrenpotenzial erfordert von den Sicherheits- behörden höchste Professionalität sowie beste technische Ausstattung. »Bei solchen Einsatzlagen stehen die Sicher- heitskräfte unter einer enormen Belastung – schließlich geht es um den Schutz der Bevölkerung«, sagt Sven Mewes, Lei- tender Polizeidirektor im Landeskriminalamt Sachsen. »Daher ist eine sichere Technologie extrem wichtig, über welche die Einsatzkräfte untereinander Informationen austauschen kön- nen – und die auch unter großem psychischen Druck leicht zu bedienen ist.« Eine solche Technologie haben Dr. Kamen Danowski vom Dresdner Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktur- systeme IVI und Frank-Michael Löst vom Landeskriminalamt Sachsen gemeinsam entwickelt. Für diese Leistung werden sie mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet. Die Jury überzeugte besonders die gesellschaftliche Relevanz der Arbeit. Das System wächst mit »Bis zur Einführung der neuen Technologie waren wir als polizeiliche Einsatzkräfte bei der Kommunikation auf den Funk und das Telefon angewiesen. Die Fraunhofer-Lösung ist zukunftsorientiert und eröffnet ganz neue Möglichkeiten, komplexe Informationen im Einsatz auszutauschen und die Handlungen zu koordinieren. Darüber hinaus unterstützt sie die schnelle und zuverlässige länder- und behördenübergrei- fende Kommunikation«, sagt Löst. Nach dem Erfolgsrezept befragt, herrscht Einigkeit auf allen Seiten: Der Schlüssel ist neben der Fachkompetenz die optimale Form der Zusammenarbeit zwischen Forschung und Polizei. »Wir leben keine Kooperation, wir leben eine Partnerschaft. Die Technikseite muss die Taktikseite verstehen und umgekehrt – und das funktioniert hier ganz herausra- gend«, sagt Mewes. Dr. Kamen Danowski ergänzt: »Die hohe Akzeptanz und das positive Feedback freuen uns. Durch unsere sehr enge Zusammenarbeit gestalten die Einsatzkräfte die Entwicklungsarbeiten unmittelbar mit uns. Somit können wir Forschungsergebnisse gezielt und schnell in die Praxis überführen.« Neue Ideen und Konzepte werden gemeinsam erstellt und schrittweise von dem Entwicklungsteam umge- setzt. In miteinander abgestimmten Zyklen erhalten die Ein- satzkräfte die gewünschten neuen Funktionen zur Nutzung. Hohe Akzeptanz führt zum bundesweiten Standard In Sachsen gestartet, wurde die Technologie sukzessive in mehreren Bundesländern eingeführt und wird als bundes- weiter Standard etabliert. »Wir haben uns von Anfang an in der Entwicklung mit Partnerbehörden aus mehreren Bundes- ländern abgestimmt und diese als Kooperationspartner und Nutzer gewonnen«, sagt Löst. Am Fraunhofer IVI werden seit 2003 Lösungen für die innere Sicherheit mit dem Schwerpunkt Führungs- und Kommunika- tionssysteme in sehr enger Zusammenarbeit mit den Anwen- dern entwickelt und unmittelbar in den praktischen Einsatz überführt. Partner und Anwender sind Entscheidungsträger und Einsatzkräfte der Polizei, der Feuerwehr, des Rettungs- dienstes und des Katastrophenschutzes. »Eine sichere Technologie ist extrem wichtig - eine, die auch unter großem Druck leicht zu bedienen ist.« Sven Mewes, Leitender Polizeidirektor im Landeskriminalamt Sachsen zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 71 e p h-vo n - Jo s 2020 F r a u n hofe r - s i P re Dr. Holger Wack, Damian Hintemann vom Fraun- hofer UMSICHT und Thomas Baus von der Hörmann KG Glastechnik (v.l.) erhalten für das von ihnen entwickelte Brandschutzglas auf Hydrogelbasis den Joseph- von-Fraunhofer-Preis. »Wir haben die Idee innerhalb von nur vier Jahren vom Labor in die Praxis überführt.« Damian Hintemann, Fraunhofer UMSICHT Neues Brandschutzglas: Kein giftiges Acrylamid mehr, etwa 85 Prozent weniger Prozessabfälle, schlankerer Produktionsprozess, maximale Leistungs fähigkeit. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 73 e p h-vo n - Jo s 2020 F r a u n hofe r - s i P re Für ihre neue sichere Empfängertechnologie erhalten Dr. Wolfgang Felber, Dr. Günter Rohmer und Alexander Rügamer (v.l.) den Joseph-von- Fraunhofer-Preis. Die Empfängertechnologie wurde bereits in Polizei- und Feuerwehrautos verbaut, um Praxiserfah- rungen für zukünftige Produkte zu sammeln. »Wir haben PRS-Systeme noch mal gänzlich anders gedacht.« Dr. Wolfgang Felber, Fraunhofer IIS zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 75 Die neue Generation der Gleichspannungswandler Für die Energie- und Mobilitätswende spielen Brennstoffzellen eine tragende Rolle. Eine zentrale Herausforderung dabei ist ihre Energieeffizienz – gerade für den Fahrzeugbau. Hierfür müssen die einzelnen Bauteile möglichst leicht und klein sein und dabei einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Forscher des Fraunhofer- Instituts für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB haben nun das Unmögliche möglich gemacht und eine neue Generation von Gleichspannungswandlern entwickelt, die ebendiese Anforderungen erfüllt. Für diesen Schritt in die Zukunft erhalten die Forscher den Joseph-von-Fraunhofer-Preis. Mal eben zum Supermarkt oder in die Stadt? Bei solchen Kurzstrecken punkten batterieelektrische Fahrzeuge. Für Nutzfahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe ist dagegen ein Brennstoffzellenantrieb vielversprechend: Dort wandelt eine Brennstoffzelle Wasserstoff in Strom um. Dafür sind jedoch zahlreiche Komponenten vonnöten – sie alle müssen kleiner und leichter werden, um das Fahrzeug möglichst energie- effizient fahren zu lassen. Eine dieser Komponenten ist der Gleichspannungswandler: Er passt die Spannung der Brenn- stoffzelle an den Antrieb an und steuert den Energiefluss. Wirkungsgrad erhöht, Verluste halbiert Dr. Bernd Eckardt und Stefan Matlok vom Fraunhofer IISB in Erlangen haben nun einen Gleichspannungswandler ent- wickelt, der trotz ausgesprochen kompakter Abmessungen einen sehr hohen Wirkungsgrad erzielt – und werden dafür mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet. Die Jury hob besonders die Zukunftsrelevanz der Arbeitsergebnisse hervor sowie die erfolgreiche wirtschaftliche Umsetzung. »Während herkömmliche Gleichspannungswandler einen Wirkungsgrad von etwa 97 bis 98 Prozent haben, erreicht unserer bis zu 99 Prozent«, sagt Eckardt. »Das mag erst ein- mal nicht sonderlich viel klingen, doch damit sind die Verluste mehr als halbiert, und es kommt auf jedes Zehntelprozent an.« Schließlich fließt durch den Wandler eine Leistung von 200 000 Watt. Bei einem Verlust von einem Prozent heißt das: Es geht eine Leistung von zwei Kilowatt in Form von Wärme verloren. Der Lehrmeinung zum Trotz Während die elektrischen Wandler für die Brennstoffzellen derzeit etwa zehn Liter Bauraum beanspruchen, kommt der Wandler aus dem Fraunhofer IISB mit der Hälfte aus. In Kom- bination mit dem hohen Wirkungsgrad ist das eine Sensation. Schließlich verursachen hohe Schaltfrequenzen und kleine Bauteile im Allgemeinen mehr Verluste. Dieser Lehrmeinung zum Trotz entwickelten die beiden Ingenieure neue Techno- logien, welche hocheffiziente und sehr kleine Wandler erlau- ben. »Was wir geschafft haben, galt bis jetzt als unmöglich«, erinnert sich Matlok. »Möglich wurde es, indem wir immer tiefer in die physikalischen Effekte der Schaltungen und Bau- teile gegraben haben – und durch dieses genaue Hinschauen neue Effekte verstehen und nutzen konnten. Das führte unter anderem zu neuen Schaltmethoden. Zudem gibt es perma- nent neue Technologien: Unsere Kollegen und spezialisierte Firmen aus den entsprechenden Fachgebieten entwickeln stets leistungsfähigere einzelne Bauteile, welche wir im Team zu immer stärkeren Wandlern zusammenbringen können. Schließlich deckt das Fraunhofer IISB alle wichtigen technolo- gischen Bereiche der Leistungselektronik ab und verfügt über das jeweils nötige Mess- und Herstellungs-Equipment aus den verschiedenen Gebieten.« Und so realisiert das Institut die komplette Wertschöpfungskette – von der Materialent- wicklung über die Technologie der Chipherstellung und die Aufbautechnik bis hin zum Leistungselektronik-System. Transfer in die Wirtschaft »Was wir geschafft haben, galt bis jetzt als unmöglich.« Stefan Matlok, Fraunhofer IISB In der Klimakammer vor Ort haben die Forscher den Spannungswandler – eingebaut in einem Auto – auf seine Funktionstauglichkeit getestet: Die Temperaturen variierten dabei von 25 Grad minus bis 50 Grad plus. Auch eine Praxis- erprobung, die ein Autokonzern im winterlichen Norwegen durchführte, verlief sehr vielversprechend. Noch im Jahr 2020 wollen die beiden Preisträger daher mit einem kleinen Kernteam eine Firma ausgründen, die die Gleichspannungs- wandler vertreiben wird. zurück zu Seite 1

Paradigmenwechsel in der Fertigung: Bei der Laser- strukturierung von Oberflächen setzt ein Forscherteam erstmals eine Vielzahl von Laserstrahlen als Werkzeuge gleichzeitig ein. Das beschleunigt den Prozess – und schafft neue Einsatzmöglichkeiten. Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 77 s c hafts p r e i s d b an se n s i W S t i 2020 fterv e r Die Wert- schöpfungskette lässt sich im Verbund passgenau abbilden - und für mittel- ständische Unternehmen wirtschaftlich umsetzen, lobte die Jury. Martin Reininghaus, Dr. Arnold Gillner und Dr. Johannes Finger (v.l.) erhalten für ihre Entwickung den Wissen- schaftspreis des Stifter- verbandes »Forschung im Verbund«. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 79 Tödliche Splitter Selbst gebaute Bomben können fast überall deponiert werden. Eine neue Analysesoftware des Fraunhofer EMI unterstützt die Polizei dabei, die Bevölkerung zu schützen. Text: Britta Widmann Paris, Brüssel, Manchester, London – immer wieder rücken europäische Metropolen ins Visier von Terroristen. Terror mit selbst hergestellten Sprengsätzen. Die Gefahr wächst. Bau- anleitungen gibt es im Internet, die Bestandteile sind ohne große Probleme zu bekommen, die nötigen Chemika lien finden sich in Alltagschemie wie Wasch- oder Düngemitteln. Doch das Gefahrenpotenzial der Explosiv stoffe variiert stark. Welchen Schaden die Bomben anrichten, können Polizeibe- hörden künftig mit einer Analysesoftware ermitteln, die ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI in Freiburg entwickelt hat. Nicht jede Bombe detoniert. Damit ein Gericht das Strafmaß festlegen kann, muss es wissen, wie gefährlich sie tatsäch- lich war. »Mit unserem Tool kann man berechnen, welchen Schaden die Sprengsätze verursachen können. Mit den Simulationen lassen sich Aussagen zu Parametern wie Dis- tanzen, die die Fragmente zurückgelegt haben, Sprengstoff- menge, Sprengstoffart, Ummantelungsmaterialien und deren Wandstärke treffen«, sagt Dr. Katharina Roß, Mathematikerin am Fraunhofer EMI. »Auf die kosten- und zeitaufwendigen Rekonstruktionssprengungen kann zwar nicht ganz verzichtet werden, ihre Anzahl lässt sich jedoch dank unseres Analyse- Tools reduzieren.« Je dickwandiger die Ummantelung, desto gefährlicher die Fragmente Fokus der Arbeiten der Forscherin und ihres Teams liegt auf der Vielzahl möglicher, selbst gebauter Sprengsätze. Hier ist die Bandbreite enorm groß und reicht von umkon- struierten Getränkedosen bis hin zu Rohrbomben. Um das Schadensausmaß zu bestimmen, müssen die Auswirkungen von Druckwelle und entstehenden Fragmenten berechnet werden. Dabei gilt: Je dickwandiger die Ummantelung, desto schwerer und gefährlicher fallen die Bruchstücke aus. Insbesondere die Masse und die Geschwindigkeit der Splitter beeinflussen das Potenzial des Schadens. Eine Besonderheit des Analysetools: Es berücksichtigt nicht nur runde, sondern auch komplexe eckige wie quadratische und rechteckige Geometrien, über die bislang sehr wenige systematische Forschungserkenntnisse vorliegen. Um die Gefährdung beurteilen zu können, wird bei den Frag- menten zwischen drei Arten unterschieden: ungefährliche, Verletzungen hervorrufende und tödliche Splitter. Die Berech- nung des Schadenspotenzials mittels spezieller numerischer Simulationen ermöglicht dann eine solche Risikobewertung. »Wir können berechnen, welche Splitter entstanden sind, und erhalten genaue Angaben zu Abgangsgeschwindigkeit und Abgangswinkel. Basierend auf diesen Informationen sind wir in der Lage, präzise Algorithmen zu entwickeln«, erläutert Roß. Die numerischen Simulationen ergänzen die Forschenden durch reale Sprengversuche mit entsprechenden typischen Homemade-Sprengstoffen. Für das Urteil der Gerichte wichtig: Welche Sprengkraft hätte die Bombe gehabt? Sicherheitskonzepte verbessern Von dem neuen Expertensystem profitieren nicht nur Poli- zeibehörden, auch Eventagenturen oder Stadtverwaltungen werden in die Lage versetzt, verschiedene Sicherheitskon- zepte zu prüfen, etwa bei innerstädtischen Massenveranstal- tungen wie einem Kirchentag oder einem Marathonlauf. In Abhängigkeit von verschiedenen Variablen können sie bei- spielsweise ermitteln, ob und wo Läufer und Zuschauer sicher sind, und dabei sogar den Effekt von möglichen Schutzmaß- nahmen einkalkulieren oder Evakuationsradien einbeziehen. Auch der durch die Polizeiarbeit verhinderte Schaden lässt sich mit dem Tool bestimmen, da nun nach der Vereitelung eines Anschlags die Möglichkeit besteht, den Anschlag nach- zustellen und den verhinderten Schaden zu quantifizieren. Die erste Versuchsreihe mit Sprengmitteln mit komplexen Geometrien hat gezeigt, dass die Simulationsergebnisse mit den Sprengversuchen sehr gut übereinstimmen. Weitere Planspiele, die forensische und präventive Szenarien nach- stellen, stehen im Herbst an und sind zugleich eine Evaluation der Analysesoftware mit Experten des Bundeskriminalamts. zurück zu Seite 1

Fraunhofer. Das Magazin 3.20 - 81 Klar Schiff am Meeresgrund Ländergroße schwimmende Plastikinseln mitten im Ozean sind buchstäblich nur die Spitze des größten Müllbergs der Welt. 90 Prozent des Plastikmülls liegen verborgen am Boden der Meere. Die europäische Initiative SeaClear will nun mithilfe von Flug- und Tauchrobotern dort aufräumen. Text: Mandy Bartel Als Victor Vescovo im Mai 2019 auf der Jagd nach einem neuen Tiefenrekord zum tiefsten Punkt des Pazifiks tauchte, traute er seinen Augen nicht. Zunächst hatte er auf ein neues biologisches Phänomen gehofft. Doch was in fast 11 000 Metern Tiefe im Licht seines Hightech-U-Bootes auftauchte, war – ordinärer Plastikmüll. Bis zu 12,7 Millionen Tonnen Plastikmüll landen in den Weltmeeren – pro Jahr. So schätzt es der World Wide Fund For Nature (WWF). Das entspricht einer Lastwagenladung pro Minute. Laut einer Studie des Weltwirtschaftsforums betrug schon 2014 das Verhältnis von Kunststoff zu Fisch eins zu fünf. Bedenkt man, dass die weltweite Kunststoffproduktion sich Prognosen zufolge bis 2050 vervierfachen könnte, gäbe es in 30 Jahren genauso viel Plastikmüll wie Fische im Meer – oder mehr. Roboter räumen auf Das wahre Ausmaß der gigantischen Müllkippe zeigt sich erst unter der Oberfläche: Mehr als 90 Prozent des Abfalls liegen am Meeresgrund. Dabei sind Küstenregionen besonders be- troffen. In einem EU-Projekt mit internationalen Partnern hat das Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleis- tungen CML in Hamburg nun ein Konzept mitentwickelt, um am Meeresboden aufzuräumen. Flugdrohne unterstützt. Die Drohne, das USV und ein ROV kartieren den Müll auf der Oberfläche und in der Wassersäu- le. Ein zweiter Unterwasserroboter sammelt anhand dieser Informationen den lokalisierten Abfall mit einem speziell an- gefertigten Greifarm und einer Saugvorrichtung am Meeres- boden und bringt ihn zu einem getauchten Sammelbehälter am USV, der den Müll auf ein Schiff verfrachtet. Trübe Gewässer und Touristenküsten Getestet wird das Verfahren derzeit an zwei Standorten mit ganz unterschiedlichen Herausforderungen. In Hamburg erproben die Projektpartner ein industrielles Hafen-Szenario. Hohes Schiffsaufkommen, eine bestehende Infrastruktur, geregelte Abläufe und vor allem eine schlechte Sicht unter Wasser bilden dort die Rahmenbedingungen. »Wir setzen hier auf eine Kombination aus mehreren Sensoren. Vor allem akustische Sensoren helfen uns in trüben Umgebungen, Entfernungen zu messen und Objekte zu erkennen«, erklärt CML-Projektleiter Cosmin Delea. »In Hamburg wollen wir unter erschwerten Bedingungen vor allem die Robustheit, Industrietauglichkeit und einzelne Features des SeaClear- Systems weiterentwickeln, sodass es künftig als feste Hafen- dienstleistung zum Einsatz kommen könnte.« Dafür arbeiten die Forschenden eng mit der Hamburger Hafenbehörde zusammen. »Wir vernetzen verschiedene Roboterfahrzeuge auf und unter Wasser sowie in der Luft miteinander«, erklärt Johannes Oeffner, Leiter des Teams Maritime Technologies & Biomime- tics am CML, die Idee dahinter. Ein autonom fahrendes oder ferngesteuertes, unbemanntes Mutterschiff an der Oberflä- che (USV) wird von Unterwasserrobotern (ROVs) und einer Einen ganz anderen Fokus hat das im kroatischen Dubrovnik geprobte Küsten-Szenario. Dort sollen Gewässer in einem touristischen Hotspot mit meist klarer Sicht von Unterwas- serabfällen befreit werden. Die Crux ist: Der Zugang der Öffentlichkeit lässt sich nicht beschränken. Dadurch sind eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen nötig, um Unfälle »Wir vernetzen verschiedene Roboterfahr- zeuge auf und unter Wasser.« Johannes Oeffner, Leiter des Teams Maritime Technologies & Biomimetics am Fraunhofer CML zurück zu Seite 1

DIE CORONA-WARN-APP: SAGT BESCHEID, WENNʼS ERNST WIRD. Jetzt die Corona-Warn-App herunterladen und Corona gemeinsam bekämpfen. zurück zu Seite 1