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Marco Frezzella

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INHALTE

IT- und Kommunikationstechnologien

Hubschrauberschwarm hilft Leben retten

Bild (Florian Liers): Prototyp des Quadrocopters

Wissenschaftler aus aller Welt forschen an der TU Ilmenau an Technologien, im Katastrophenfall die zusammengebrochene Kommunikation von Handys und anderer mobiler Geräte schnell und effektiv wiederherzustellen. Insbesondere bei Naturkatastrophen wie Erdbeben, Sturm- oder Flutkatastrophen und bei terroristischen Anschlägen ist es lebenswichtig, eine funktionierende Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung zu haben.

Die TU Ilmenau will dazu eine Luftbrücke aus kleinen fliegenden Robotern aufbauen. Die „Quadrocopter“, 80 Zentimeter große Hubschrauber mit vier Doppel-Rotorblättern, werden im Schwarm in das Zielgebiet eingeflogen, um den unterbrochenen Handyempfang wieder zu ermöglichen oder um eventuelle Opfer im Katastrophengebiet zu orten. Die Technische Universität Ilmenau erforscht dazu Möglichkeiten, wie die Quadrocopter autonom, das heißt ohne menschliche Hilfe, Schäden ermitteln und reparieren können.

Ansprechpartner: Prof. Andreas Mitschele-Thiel

Medizintechnik, Life Science

Neue Technologie zur Krebserkennung

Mit Ultrabreitbandfunktechnologie nimmt die TU Ilmenau den Kampf gegen Krebs auf. Gewebe, das von Krebs befallen ist, weist einen größeren Wassergehalt auf als gesundes Gewebe. Anhand dieser Eigenart ist es möglich, mit elektromagnetischen Wellen Anomalien im Gewebe festzustellen und somit Krebsgeschwüre zu orten.

Bei krankhaften Lungen konnte dies in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Heidelberg bereits experimentell nachgewiesen werden. Zur Zeit konzentrieren sich die Arbeiten auf die Detektion von Brustkrebs.

Ansprechpartner: Dr. Jürgen Sachs, Prof. Matthias Hein

Neue Methode zur Behandlung von Depressionen

Bild (ari): Bei einer Untersuchung zur Messung der Gehirnströme. Von den Gehirnströmen Bulimiekranker erhoffen
sich die Wissenschaftler Aufschluss über die Reize, die von Lebensmitteln ausgehen.

Ilmenauer Biomedizintechniker forschen an einer neuartigen Methode, Anfälle etwa von Epilepsie, Fresssucht oder Phobien (Angstzuständen) frühzeitig zu erkennen. Betroffene können sich so gezielt auf einen nahenden Anfall einrichten – etwa Epileptiker, während sie am Steuer eines Fahrzeugs sitzen, oder Patienten, die unter einer Depression leider, bei einem Vorstellungsgespräch.

Auch müssen die Betroffenen nicht stationär untergebracht werden. Da sie sich weiter in ihrem gewohnten Umfeld bewegen können, würde ihre Lebensqualität erhalten. Dazu haben die Ilmenauer Wissenschaftler von außen unsichtbare Mikrosensoren entwickelt, die wichtige physiologische Parameter (Blutdruck, EKG, EEG, Atmung, Bewegung) erfassen. Die Sensoren werden energieautark vom menschlichen Körper versorgt und die Messdaten kabellos übertragen. Dadurch ist für den behandelnden Arzt eine verlässliche kontinuierliche Überwachung der Patienten und eine entsprechende Reaktion möglich.

Zur Behandlung von Depressionen und Anfallsleiden wie Bulimie und Epilespie erforschen Wissenschaftler des Instituts für Biomedizinische Technik ebenso eine weltweit einzigartige Methode, die genauso wirkungsvoll aber weitaus sanfter ist als die derzeit angewandte Elektokrampfthearapie. Die so genannte zeitvariable Niederfeldstimulation ist bereits in der praktischen ärztlichen Erprobung.

Ansprechpartner: Prof. Peter Husar

Testsystem spart dem Gesundheitswesen enorme Kosten

Bild (ari):

Die TU Ilmenau entwickelt ein neuartiges Testsystem, das dazu beiträgt, die Entwicklungskosten für neue Medikamente drastisch zu senken und zugleich Tierversuche wesentlich einzudämmen. Die breite Anwendung sogenannter 3D-CellChips würde helfen, die Forschungskosten für neue Medikamente merklich zu senken und Patienten müssten erheblich niedrigere Medikamentenpreise bezahlen.

Zudem könnte 99 von 100 Ratten der Tod im Versuchslabor erspart werden. Die Universität strebt den baldigen, umfassenden kommerziellen Einsatz in der Pharmabranche an.

Ansprechpartner: Dr. Andreas Schober

An der Quelle – Eine neue Sichtweise auf die Gehirnaktivität

Ilmenauer Biomedizintechniker haben in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging (Massachusetts General Hospital, MIT, Harvard Medical School, USA) eine Methode entwickelt, die eine Echtzeit-Lokalisation von Gehirnaktivität ermöglicht.
Mit Hilfe nicht-invasiver MEG und EEG-Messungen wird dabei die Gehirnaktivität für die medizinische Diagnostik und Hirnforschung erfasst und ausgewertet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden erlauben Echtzeit-Messung und -Lokalisation eine unmittelbare Darstellung der gemessenen Gehirnaktivität, sodass Reaktionen von Patienten auf Stimuli ohne zeitlichen Versatz verfolgt und ausgewertet werden können. Die direkte Zuordnung der Aktivität zu bestimmten Hirnregionen, kann eine Vielzahl neuer Einsatzfelder schaffen.

Neben der Beschleunigung der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten eröffnet diese innovative Methode eine Reihe weiterer Möglichkeiten beispielsweise bei der Verbesserung der Anpassung von Neuroimplantaten, der Beschleunigung des Diagnoseprozesses von Hirnerkrankungen sowie im Bereich der Brain Computer Interfaces (BCI).

Ansprechpartner: Prof. Jens Haueisen

Micro-„Sender“ für OP-Implantate

Einer Nachwuchsforschergruppe der TU Ilmenau ist es gelungen, bei medizinischen Operationen verwendete Implantate drastisch zu verkleinern. Damit löste es das Problem, dass moderne biomedizinische Implantate immer kleiner sein sollen, gleichzeitig aber immer mehr Funktionen erfüllen müssen.

In der sogenannten Telemedizin zum Beispiel beinhaltet das Implantat einen Miniatursender, der den Gesundheitszustand des Patienten und Parameter des Gerätes (z. B. Batteriekapazität) überträgt. Damit das Implantat zum Wohl der Patienten so winzig wie möglich bleiben kann, entwickelten die Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit der Firma MSE GmbH ein Sendemodul in sogenannter Mehrlagenkeramiktechnologie und integrierten einzelne Bauelemente im Träger.

Ansprechpartner: Prof. Jens Müller

Robotertechnik/Künstliche Intelligenz

Assistenzroboter für Senioren

Bild: Kopf des Assistenzroboters

Die TU Ilmenau entwickelt einen Roboter, der älteren Menschen im täglichen Leben zur Seite steht. Der humanoide, das heißt menschenähnliche Roboter soll u.a. Demenzkranken helfen, länger im eigenen Zuhause bleiben zu können. Dazu misst er zum Beispiel lebenswichtige Funktionen wie Blutdruck und Wasserhaushalt und informiert bei Bedarf einen Arzt.

Die Forscher entwickeln vor allem die Intelligenz der Assistenzroboter und die Verfahren zur Navigation in der häuslichen Umgebung. So bringen sie den Robotern bei, eigenständig eine Karte der Wohnung zu erstellen, den jeweils günstigsten Weg zu den verschiedenen Räumen oder Plätzen in der Wohnung zu planen und dabei Hindernisse sicher zu vermeiden.

Zum anderen entwickeln sie eine neuartige Mensch-Roboter-Interaktion. Anhand einer integrierten Videokamera können beispielsweise Personen und auch typische Gesichtsausdrücke, Gesten und Bewegungsmuster wieder erkannt werden. So kann der Roboter eigenständig reagieren und beispielsweise medizinische Hilfe veranlassen.

Ansprechpartner: Prof. Horst-Michael Groß

Optische Laser-Pinzette macht mechanisches Greifen überflüssig

Bild (ari): Justage eines mikrofluidischen Systems in dem Aufbau der optischen Pinzette

Die TU Ilmenau hat „optische Pinzetten“ entwickelt, mit denen biologische Proben oder andere Mikropartikel, sogar einzelne Zellen, „gegriffen“ und festgehalten werden können. Dies macht herkömmliche mechanische Greif- oder Haltewerkzeuge überflüssig.

Biotechnologen haben damit ein neues Werkzeug zur Zellzüchtung, Zellanalyse und Wirkstoffsuche an der Hand. Das Fachgebiet Technische Optik entwickelt in nationalen und internationalen Kooperationen diese optischen Techniken mit Hilfe von Laserstrahlen.

Ansprechpartner: Professor Stefan Sinzinger

Kletterroboter nach dem Vorbild der Natur

Bild: InspiRat- Kletterroboter für die externe Inspektion linearer Strukturen

„InspiRat“ ist ein bionisch, also von der Natur inspirierter Kletterroboter. Er kann zur Inspektion von außen verlaufenden senkrechten oder schrägen Kabelschächten, Rohren oder Seilen eingesetzt werden, in die ein Mensch nicht hinein kommt.

Von entscheidender Bedeutung für InspiRat ist sein Greifkontakt zur Oberfläche. Vorbilder dafür waren kleine bis mittelgroße kletternde vierbeinige Wirbeltiere, etwa Ratten oder Eichhörnchen. Um die Vorbilder aus der Tierwelt für die Entwicklung von Klettermaschinen besser zu verstehen, haben die Forscher des Fachgebiets Biomechatronik die Reaktionskräfte und Reaktionsmomente im Ast bei Hochgeschwindigkeits-Röntgenanalysen mit drahtlosen Mikrosensoren gemessen.

Ansprechpartner: Prof. Hartmut Witte

Licht für mehr Lebensqualität

Licht und Beleuchtung üben in vielen Bereichen Einfluss auf unser Leben aus: Am Arbeitsplatz, beim Einkaufen, im Theater, nachts auf der Straße und erst recht zu Hause. So wirkt Tageslicht und künstliche Beleuchtung auf vielfältige Art und Weise auf den Menschen ein und beeinflusst sowohl seinen Körper als auch seinen Geist. Wissenschaftler der TU Ilmenau untersuchen, abhängig von den verschiedensten Lebenssituationen, die psycho-physiologische Wirkungen von Licht auf den Menschen und die Lichterfassung sowie -wahrnehmung am menschlichen Auge.

Fragen, auf die die Wissenschaftler Antworten suchen: Wie kann mit Tages- und Kunstlicht möglichst effizient die Sehleistung, das Wohlbefinden und die visuelle Sicherheit der Menschen verbessert werden? Wann übt Licht negative Wirkungen auf die innere biologische Uhr aus? Wie können Objektfarben möglichst naturgetreu wiedergegeben werden? Wie unterscheiden sich die Lichtbedürfnisse Sehbehinderter von denen Nichtsehbehinderter?

Neue Methoden und Technologien, Licht und Farbe zu messen, sind gefragt, auch, weil die Wissenschaftler bei ihrer Arbeit die ständig wechselnden Erfordernisse aus Gesellschaft und Politik beachten müssen: Energieeffizienz, Glühlampenverbot und auch die immer älter werdende Bevölkerung geben ihnen vor, in welche Richtung sie forschen müssen. Die wissenschaftlichen Anforderungen an noch junge Technologien wie Leuchtdioden werden in Ilmenau permanent weiter entwickelt. Die Erkenntnisse, die die Forscher zu Tage fördern werden, werden die Beleuchtungsanwendung in der Zukunft revolutionieren.

Ansprechpartner: Prof. Christoph Schierz

Studie zur Fachkräftegewinnung in Thüringen

Der Thüringer Wirtschaft erwachsen aus ihrer mittelständischen Firmenstruktur keine Nachteile bei der Gewinnung junger Fachkräfte; Studenten und Absolventen maßen der Betriebsgröße keine große Bedeutung bei, wenn es um die Auswahl ihres bevorzugten Unternehmens geht.
Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie, die Prof. Norbert Bach, Fachgebiet Unternehmensführung/Organisation der TU Ilmenau, in Zusammenarbeit mit dem Unternehmer- und Fachkräfteservice (UFaS) Thüringen vorlegte. Die Untersuchung erbrachte eine ganze Reihe von Erkenntnissen, die für die Fachkräftegewinnung in Thüringen wichtig sind sowie Stärken und Schwächen des Freistaates bei diesem Zukunftsthema aufzeigen.

Ansprechpartner: Prof. Norbert Bach

Digitalisierung/virtuelle Realität/Medien

Weltweit einzigartige 3D-Simulation

Bild: Im Kompetenzzentrum Virtuelle Realität

Im Kompetenzzentrum Virtuelle Realität stellt die TU Ilmenau der Industrie weltweit einzigartige Möglichkeiten für die 3D-Simulation zur Verfügung. Dabei wird eine Stereovideoprojektion kombiniert mit Geräuschen und Tönen aus Dutzenden von einzeln gesteuerten Lautsprechern.

Die Automobilindustrie kann beispielsweise realitätsnah die Geräuschentwicklung im Innenraum neuer Fahrzeuge testen, noch bevor ein einziges Auto hergestellt wurde. Dabei findet die im Institut von Prof. Karlheinz Brandenburg (bekannt als Erfinder des MP3-Formats) entwickelte Methode der Wellenfeldsynthese IOSONO Anwendung. Konkrete Kooperationen bestehen mit deutschen Kfz-Premiumherstellern. Die virtuelle Realität ermöglicht es ebenso, Abläufe ganzer Fabriken oder die Herstellung von Produkten zu simulieren. Dies erspart der Industrie bedeutende personelle und finanzielle Ressourcen.

Ansprechpartner: Prof. Christian Weber

Digitale Spiele

Bild: Während der World Cyber Games

Die TU Ilmenau erforscht als einzige deutschsprachige Universität Computerspiele sowohl technologisch als auch sozialwissenschaftlich. Dies umfasst die Entwicklung, die Produktion, die Verteilung und die Anwendung von Computerspielen durch die Nutzer.

Dazu hat die Universität die Forschungsschwerpunkte „Virtuelle Welten und Digitale Spiele“ und „Sozialwissenschaftliche Aspekte von Computerspielen“ eingerichtet. Mit den beiden Computerspiel-Professuren sucht die TU Ilmenau den direkten Dialog mit der Industrie, denn wissenschaftliche Erkenntnisse können bei der Entwicklung und Ausrichtung neuer Spiele konkret weiter helfen und damit auch ihre Verkaufszahlen steigern. Die beiden Wissenschaftler wollen daher künftig gezielt untersuchen welche Games die Internetspieler gut und welche sie schlecht finden und wie sich einzelne Technologien auf den Verkauf auswirken.

Ansprechpartner: Prof. Wolfgang Broll, Jeffrey Wimmer

Forscher der TU Ilmenau entwickelten Diminished-Reality-Technologie

Was in Frank Schätzings Roman „Limit“ noch als Zukunftsszenario für das Jahr 2025 beschrieben wurde, ist Forschern an der Technischen Universität Ilmenau bereits jetzt gelungen: Reale Objekte aus der Umgebung von Menschen in Echtzeit verschwinden zu lassen.
Die Technische Universität Ilmenau hat dazu das weltweit erste Diminished Reality-System entwickelt, mit dem einzelne Objekte aus Live-Videostreams in Echtzeit enfernt werden können (s. Fotos 1 und 2).
Aufgrund seiner Echtzeitfähigkeit ist das Diminished Reality-System der TU Ilmenau derzeit weltweit einzigartig. Der potenzielle Markt für die neue Technologie ist gigantisch. Der Leiter des Fachgebiets Virtuelle Welten / Digitale Spiele, Prof. Wolfgang Broll, sieht zahllose Möglichkeiten, Diminished Reality in der Praxis einzusetzen: „Die Anwendungen sind so vielfältig wie die Wirklichkeit. Wir alle kennen das Problem, dass wir zunehmend mit Reizen und Informationen überflutet werden. Diese Technologie ermöglicht es jetzt erstmals gezielt, visuelle Eindrücke zu reduzieren. Dies erlaubt uns, sich auf die wichtigen Dinge zu konzentrieren und fehlenden Platz für Neues zu schaffen“.

Ein Beispielfall: Ein Verbraucher möchte wissen, wie ein neues Möbelstück in seiner Wohnung wirken würde. Bisher musste er dazu entweder sehr viel Vorstellungskraft besitzen oder konnte bestenfalls mittels virtueller Realität einen sehr groben Eindruck erhalten. Diminished Reality ermöglicht es jetzt, die bisherigen Möbel aus der Ansicht der Wohnung herauszulöschen, und dann die quasi leere Wohnung neu einzurichten. Das funktioniert einfach mit Hilfe einer Webcam an einem herkömmlichen PC oder im Falle eines Tablet-PCs sogar direkt, indem dieser quasi als Fenster in die Welt benutzt wird. Dabei müssen die Möbelstücke nur angeklickt oder eingekreist werden und schon werden sie entfernt.

Nicht nur im privaten Bereich, auch in der Industrie sind ähnliche Anwendungen der Diminished Reality-Technologie denkbar, etwa wenn Lagerhallen oder Fließbänder umgebaut oder verändert werden sollen. Ingenieure wären in der Lage, ihre Planung bereits vor Ort zu optimieren, und somit Zeit und Kosten zu sparen. Städteplaner würden in die Lage versetzt, aus der Sicht der Eigentümer alte baufällige Gebäude zu entfernen und sofort durch neue Bauwerke, Parks, oder Straßen zu ersetzen.

Die Diminished Reality-Technologie geht in zwei Schritten vor (s. Foto 3): Zunächst wird das zu entfernende Objekt in jedem einzelnen Kamerabild erkannt, das heißt, es wird der Teil des Gesamtbildes ermittelt, der ersetzt werden muss. Die Umrisse des erkannten Objektes definieren den Bildbereich, dessen einzelne Bildpixel ersetzt werden müssen. Dies geschieht nach einmaliger Auswahl des Objektes vollkommen automatisch. In einem zweiten Schritt füllt nun die Bild-Synthese den zuvor definierten Bildbereich mit Bildinformationen aus, die dem restlichen Bild entnommen werden. Damit der Betrachter das neue Bild als „real“ akzeptiert, stellen spezielle Verfahren sicher, dass der zu füllende Bereich zum Restbild konsistent ist, also dazu „passt“. Das Diminished Reality-System leistet beide Aufgaben innerhalb weniger Millisekunden und kann daher nicht nur für statische Bilder, sondern insbesondere für Live-Videostreams eingesetzt werden.

Berücksichtigt man die ständig steigende Rechenleistung von Smartphones, rechnen die Ilmenauer Forscher damit, dass die Diminished Reality-Technologie schon in naher Zukunft auch in Handys integriert werden kann. Auch andere Formen der Visualisierung wie Datenbrillen direkt vor dem Auge, sogenannte Head-Mounted-Displays, bieten sich bei entsprechender Verbreitung an, um den Diminished Reality-Effekt noch eindrucksvoller zu vermitteln.

 
Der Diminished Reality-Effekt: vorher – nachher


Die Diminished Reality-Technologie in zwei Schritten

Video (YouTube):
http://www.youtube.com/watch?v=FgTq-AgYlTE

Ansprechpartner: Prof. Dr. Wolfgang Broll

Energie/Umwelt

Elektroauto der Zukunft

Bild (ari): Am Prüfstand „Bremsen- und Fahrwerkstechnik“ bei der Untersuchung der Wärmeentwicklung einer Bremsscheibe
unter Belastung

Die TU Ilmenau ist an zwei großangelegten Bundesprojekten beteiligt, um in naher Zukunft ein leistungsfähiges Elektroauto zu entwickeln. Die Universität entwickelt ein Energieladesystem, das auf der Basis von Windkraft arbeitet und sie steuert die Bremssysteme der Zukunft bei.Das Kontrollsystem „Wind2Vehicle“ steuert den Ladevorgang so, dass dieser bei entsprechendem Windangebot erfolgt. Die Forschung der Wissenschaftler wird es erstmals überhaupt ermöglichen, Elektrofahrzeuge an einem beliebigen Ort mit Strom in Abhängigkeit der globalen Einspeisung erneuerbarer Energien aufzuladen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Umwelt gefördert und findet unter der Leitung von Vattenfall Europe und BMW statt.Elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden in Zukunft helfen, den Kohlendioxid-Ausstoß im Straßenverkehr deutlich zu verringern. Sie tragen so wesentlich dazu bei, die Klimaschutzziele umzusetzen, zu denen sich Deutschland mit internationalen Partnern bis zum Jahr 2020 verpflichtet hat. Der von der Bundesregierung beschlossene „Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität“ soll Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität machen. Ziel ist, bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen. Das Projekt unter Führung des Fahrzeugherstellers Audi wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 22 Millionen Euro gefördert.

Ansprechpartner: Prof. Klaus Augsburg und Prof. Dirk Westermann

Innovative Energiesysteme

Die TU Ilmenau trägt dazu bei, Deutschlands Energieprobleme zu lösen, indem sie das Land unabhängiger macht von bestimmten Lieferstaaten und Rohstoffquellen. Die Bereitstellung, Speicherung und sichere Verteilung der aus unterschiedlichen Quellen stammenden Energie sind wesentliche Zukunftsaufgaben.

Dabei ist die Sicherheit von Anlagen und Netzen und die Havarievorhersage eine große Herausforderung. Für die Energieforschung wurde das bundesweit einzigartige „IuK-Energie-Labor“ eingeweiht, das von der Industrie als Trainings- und Testeinrichtung genutzt wird.

Ansprechpartner: Prof. Dirk Westermann

Internationale Klimaforschung

Mit dem weltweit einzigartigen Experiment „Ilmenauer Fass“ versuchen Turbulenzforscher der TU Ilmenau, Klimaphänomene mit Hilfe hochkomplexer Strömungsexperimente vorherzusagen. So können Rückschlüsse unter anderem auf die Erderwärmung gezogen werden.

In dem gigantischen Fass werden Luft oder Wasser zwischen einer Heizplatte und einer frei hängenden Kühlplatte in turbulente Bewegung versetzt – ähnlich der Luft über einer heißen Asphaltstraße oder Wasser in einem Kochtopf. Die große Abmessung des Ilmenauer Fasses machen es möglich, selbst kleinste Wirbel millimetergenau auszumessen. Dies geschieht mit hochmoderner Lasertechnologie und mit von den Wissenschaftlern eigens entwickelten Miniaturströmungssensoren.

Ansprechpartner: Priv.-Doz. Dr. Ronald du Puits

TU Ilmenau in Spitzencluster „Solarvalley Mitteldeutschland“

Die TU Ilmenau beteiligt sich als eine von nur vier deutschen Hochschulen am Spitzencluster „Solarvalley Mitteldeutschland“. Ziel des vom Bund mit 40 Millionen Euro geförderten Clusters ist es, bis 2015 Solarstrom mindestens so günstig wie konventionellen Strom anzubieten.

„Solarvalley Mitteldeutschland“ bündelt das wissenschaftliche Potenzial auf dem Gebiet der Photovoltaik in den drei Bundesländern Thüringen, Sachsen und Sachsen-Anhalt. Die Universität forscht seit mehr als 20 Jahren erfolgreich auf dem Gebiet der Photovoltaik, also der Stromerzeugung durch Sonnenenergie.

Ansprechpartner: Prof. Gerhard Gobsch

Wasserversorgung für China

Die TU Ilmenau hilft der Volksrepublik China, dessen gigantisches Wasserknappheitsroblem zu lösen. Für die chinesische Regierung ist Wassermangel die Umweltbedrohung Nummer eins.

Fast zwei Drittel aller chinesischen Städte haben damit zu kämpfen. Mehr als 35 Millionen Menschen leben in Gebieten, in denen es zu wenig Wasser gibt. Neuartige Wasserversorgungs- und -managementtechnologien der TU Ilmenau sind in chinesischen Metropolen bereits im Einsatz.

Ansprechpartner: Prof. Pu Li

Erstmals automatische Analyse von Getreidequalität

„grainspector“ ist ein Gerät zur automatischen Ermittlung der Qualität von Getreide. Bis heute wird die Zusammensetzung von Getreide anhand der sogenannten Besatzanalyse noch manuell bestimmt. Mit dem Besatzanalysegerät „grainspector“ wird die Untersuchung erstmals voll automatisiert.
Für Mühlen und Silobetriebe gibt es bei der Annahme der Ernte strenge Qualitätskriterien. Künftig stehen den Beschäftigten durch den Einsatz von „grainspector“ numerische und grafische Statistiken der analysierten Probe zur Verfügung. Das neue Verfahren basiert auf modernster Farbbilderfassung und intelligenten Erkennungsalgorithmen. Zur Zeit befindet sich das System in der Laborerprobungsphase.

Ansprechpartner: Prof. Gerhard Linß, Dr.-Ing. Peter Brückner

Präzisionstechnik

Weltweit genaueste Präzisionsmessmaschine und Präzisonswaage

Bild: Schema einer Nanopositionier- und Nanomessmaschine

An der TU Ilmenau wurde sowohl die genaueste Präzisionswaage als auch die genaueste Präzisionsmess- und -positioniermaschine der Welt entwickelt. Hochempfindliche Mess- und Positioniergeräte sind für die nanometergenaue Messung von Oberflächen- und Nanostrukturen, für die Positionierung von mechanischen und optischen Präzisionsteilen sowie für die Materialanalyse unerlässlich.

Das Einsatzgebiet der Präzisionsgeräte erstreckt sich über eine Vielzahl von Zweigen der Hochtechnologien, von der Halbleitertechnik bis zur Bio- und Gentechnik.Die Geräte genügen allerhöchsten Anforderungen an extremer Genauigkeit, großen Messvolumina und hohen Positioniergeschwindigkeiten. Die Forschungsergebnisse finden inzwischen in der industriellen Serienproduktion Verwendung.

Aufgrund der Spitzenleistungen der Ilmenauer Forscher bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft der TU Ilmenau den Sonderforschungsbereich 622. So konnte die Universität den technologischen Vorsprung gegenüber der internationalen Konkurrenz immer weiter ausbauen.

Ansprechpartner: Prof. Eberhard Manske, Dipl.-Ing. Silke Augustin

Durchbruch in der Nanotechnologie

Forschern der TU Ilmenau ist es gelungen, den wahrscheinlich kleinsten Nano-Resonator der Welt aus Silizium herzustellen. Die in Ilmenau entwickelten Resonatorstrukturen besitzen lediglich 16 Nanometer Breite, sie wirken sich damit bahnbrechend auf die Entwicklung künftiger Rasterkraftmikroskope und die Nano-Analytik aus, wo sie zum Einsatz kommen.

Mit dem Rasterkraftmikroskop können Oberflächen mit atomarer Auflösung abgebildet werden. Ähnlich der Nadel eines Plattenspielers tastet dabei eine millionenfach kleinere Nadel die Oberfläche ab. Die Spitze kann in die Form eines mit mehr als 100 MHz oszillierenden Schwingers - den Nano-Resonator - gebracht werden. Das erlaubt ein Abtasten der Oberfläche in Echtzeit und Abbildungen in Sub-Nanometer-Auflösung.

Der in Ilmenau entwickelte Nano-Resonator ermöglicht nun eine noch genauere Abbildung von Oberflächen und erstmals auch die Aufnahme von Video-Frequenzen in Echtzeit. Damit können zukünftig nanoskalige biologische, chemische und physikalische Vorgänge wie mit einer Videokamera aufgenommen werden.

Die in Ilmenau entwickelten Resonatoren bieten u. a. das Potenzial, künftig Bakterien, Viren, DNA und andere biologische Moleküle erkennen zu können und sind damit nicht zuletzt für die medizinische Forschung von großer Bedeutung.

Ansprechpartner: Prof. Ivo W. Rangelow

RFID-Chip überlebt im Kunststoff und "meldet sich" per Funk

Das homokinetische Getriebe wird mit dem Pen identifiziert

Erstmalig ist an der TU Ilmenau während des Herstellungsprozesses eines Rapid-Manufacturing-Produkts ein unverkapselter RFID-Chip mit einer per Funk lesbaren eineindeutigen Identifikationsnummer integriert worden. Bei dem  Produkt handelt sich um ein funktionsfähiges homokinetisches Gelenk (Gleichlaufgelenk) für Fahrzeuge aus neun Einzelteilen, das in einem einzigen Arbeitsschritt gefertigt wurde. Der RFID ermöglicht die automatische Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen und Lebewesen und erleichtert damit erheblich die Erfassung und Speicherung von Daten.

Ansprechpartner: Michael Brandl

Optik

Spitzenforschung zu „Optischen Mikrosystemen“

Bild: Teststrukturen für optische Mikrosysteme zeigen den hohen Standard,
der in Ilmenau erreicht wird (Fachgebiet Mikromechanische Systeme)

Im Bundesprogramm zur Spitzenforschung in Deutschland ist die TU Ilmenau ein Standort des „Kompetenzdreiecks Optische Mikrosysteme“. Der Freistaat Thüringen fördert zudem die Graduiertenschule „Optical Microsystem Technologies“ im Rahmen der landeseigenen Exzellenzinitiative. Die universitätsübergreifende Graduiertenschule bildet hochqualifizierte Fachkräfte auf dem Gebiet der optischen Mikrosystemtechnik aus.

Ansprechpartner: Prof. Martin Hoffmann