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Prof. Kai-Uwe Sattler

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Ausgewählte Projekte der TU Ilmenau

Angezeigt werden aktive Forschungsprojekte der TU Ilmenau in der Regel mit einer Fördersumme über 0,5 Mio. € für die TU Ilmenau.
Eine vollständige Liste der Forschungsprojekte finden Sie hier.

DFG: koordinierte Programme

GRK 1567: Lorentzkraft

GRK 1567: Lorentzkraft

Elektromagnetische Strömungsmessung und Wirbelstromprüfung mittels Lorentzkraft

Projektlaufzeit: Januar 2010 – Dezember 2018

Förderkennzeichen: GRK1567/1   GRK1567/2

Projektleiter: Prof. Dr. Jörg Schumacher

Fachgebiet: Strömungsmechanik Fakultät: Maschinenbau

Systeme zur Strömungsmessung in "kalten Fluiden“ wie Gase und Wasser werden seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. Demgegenüber bildet die Messung von Fließgeschwindigkeiten in "heißen Fluiden“ wie etwa Metall-, Halbleiter- oder Glasschmelzen ein bis heute ungelöstes Problem mit höchster wirtschaftlicher Bedeutung. Eine physikalisch verwandte Herausforderung ist die Detektion tief liegender, mit klassischen Wirbelstromverfahren schwer messbarer Defekte in metallischen Festkörpern.
An der TU Ilmenau werden seit dem Jahr 2004 zwei neue Verfahren, die Lorentzkraft-Anemometrie und die Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung, zur Lösung dieser Probleme entwickelt. Beide Verfahren beruhen auf der Messung einer kleinen Lorentzkraft, die nach dem Prinzip actio = reactio auf ein Magnetsystem wirkt, welches mit der zu untersuchenden Substanz interagiert. Forschungsziel des Graduiertenkollegs ist es, auf Grundlage der in Ilmenau geleisteten Vorarbeiten zur ultrapräzisen Kraftmessung, zur Entwicklung hoch genauer Positioniersysteme im Nanometerbereich sowie zu Lösungsverfahren für inverse magnetofluiddynamische Feldprobleme erstmalig diese Kräfte im Bereich von 1e-11 N bis 1 N zu messen und die gesuchten Parameter in Fluiden oder Festkörpern mittels inverser Lösungsverfahren zu berechnen.
Dies soll durch sorgfältig abgestimmte grundlagenorientierte Präzisionsexperimente und numerische Simulationen in den Anwendungen A - Strömungsmessung in Flüssigmetallen, B - Strömungsmessung in Elektrolyten und C - Wirbelstromprüfung in Festkörpern erfolgen. Die Erkenntnisse sollen außerhalb des Graduiertenkollegs in Zusammenarbeit mit Industriefirmen zu praxistauglichen Techniken weiterentwickelt werden.
Das Thema ist für die Graduiertenausbildung sehr gut geeignet, weil die Anwendungen durch die Methoden (MB - Magnet- und Bewegungssysteme, KS - Kraftmesssysteme und Signalverarbeitung, TS - Theorie und Simulation) miteinander verknüpft sind. Das Studienprogramm besitzt drei Alleinstellungsmerkmale. Die Kollegiatinnen und Kollegiaten sollen (1) durch forschungsorientierte Lehrveranstaltungen vertiefte Kenntnisse auf dem Gebiet Computational Engineering erwerben, (2) sich durch projektbezogene Auslandsaufenthalte früh in internationale Kooperationen einbringen, (3) schon während ihrer Promotion projektnah mit der Industrie zusammenarbeiten. Durch sorgfältige Betreuung, Promotionskolloquien, Gästekolloquien und Klausurtagungen soll die Ausbildung der Doktorandinnen und Doktoranden verbessert und die Promotionszeit auf drei Jahre verkürzt werden.

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GRK 2182: Spitzen- und laserbasierte 3D-Nanofabrikation in ausgedehnten makroskopischen Arbeitsbereichen

GRK 2182: Spitzen- und laserbasierte 3D-Nanofabrikation in ausgedehnten makroskopischen Arbeitsbereichen

Spitzen- und laserbasierte 3D-Nanofabrikation in ausgedehnten makroskopischen Arbeitsbereichen

Projektlaufzeit: April 2017 – September 2021

Förderkennzeichen: GRK 2182/1-2017

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Eberhard Manske

Fachgebiet: Fertigungs- und Präzisionsmesstechnik Fakultät: Maschinenbau

Die Halbleiterindustrie folgt seit nunmehr 40 Jahren mit erstaunlicher Stetigkeit dem Mooreschen Gesetz. Trotz der massiven Weiterentwicklungen, die die optische Lithographie mittlerweile erzielt hat, ist abzusehen, dass Strukturgrößen von < 20 nm mit bekannten Verfahren nur mit sehr großem Aufwand erreichbar sind. Die fundamentale Herausforderung besteht inzwischen darin, alternative Fabrikationstechnologien insbesondere für die Mikro- und Nanotechnologien zu entwickeln, die in immer größer werdenden Arbeitsbereichen von mehreren hundert Millimetern Durchmesser auf atomarer Skale messen und bearbeiten können.Ein großes Potenzial bieten spitzenbasierte Nanofabrikationsverfahren, die bereits eine Strukturierung im Sub-10 nm-Bereich, bisher allerdings nur in kleinen Bearbeitungsbereichen (wenige 100 m²), bei kleinen Geschwindigkeiten und mit beschränkter Präzision, ermöglichen. Aufgrund nichtlinearer Effekte ist mit optischen Verfahren bereits eine Subwellenlängen-Strukturierung in der Ebene, teilweise auch auf großen Flächen im Sinne von funktionalisierten Oberflächen möglich. Mit dem Antrag wird das Ziel verfolgt, hochentwickelte Nanofabrikationstechniken mit den herausragenden Fähigkeiten der Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschinen) synergetisch so zu verbinden, dass neue, skalenübergreifende, großflächige Lösungen für die Nanofabrikation entstehen. Durch Verbindung neuester AFM-spitzenbasierter Nanofabrikationstechniken mit der NPM-Technik soll untersucht werden, inwieweit kleinste Strukturen auf großen Flächen effizient hergestellt werden können. Gleichermaßen sollen laserbasierte Subwellenlängen-Bearbeitungsverfahren in Verbindung mit der NPM-Technik die Möglichkeit eröffnen, wirkliche 3D-Nanofabrikation höchster Präzision auf optischen, nichtebenen Präzisionsflächen (Asphären/ Freiformflächen) zu ermöglichen. Im Vergleich zur Nanomesstechnik besteht die besondere Herausforderung der Nanofabrikation darin, dass sich statische und dynamische Positionierabweichungen als Fehler (Maßabweichungen, Formabweichungen, Rauheiten) in der generierten Nanostruktur bzw. im Nanoobjekt niederschlagen. Eine nachträgliche Korrektur ist nur bei Messungen, nicht aber bei Fabrikationsprozessen möglich. Die beteiligten Antragsteller können auf eine erfolgreiche mehrjährige Zusammenarbeit im SFB Nanopositionier- und Nanomessmaschinen, im Graduiertenkolleg Lorentzkraft sowie im Forschungsprojekt Inno- Profile Kraftmesstechnik und auf das DFG-Gerätezentrum Mikro-Nano-Integration am IMN MacroNano® der TU Ilmenau aufbauen.

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FOR 1522: MUSIK

FOR 1522: MUSIK

Multiphysikalische Synthese und Integration komplexer Hochfrequenz-Schaltungen

Förderung: seit 2012

Förderkennzeichen: HE 3642/5-1  HE 3642/5-2  HE 3642/6-1  HE 3642/10-1

Projektleiter: Prof. Dr. Matthias Hein

Fachgebiet: Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) sind mechanisch bewegliche Bauelemente im Mikrometermaßstab, deren Bewegungen durch elektrische Signale angeregt und ausgelesen werden können. Die Forschungsgruppe verfolgt das Ziel, die Grundfunktionen von MEMS bei hohen Frequenzen, nämlich Verstärken, Steuern, Oszillieren und Schalten, in den Entwurf komplexer Hochfrequenz (HF)-Schaltungen einzubeziehen. Durch die Zusammenführung mikroelektronischer und mikromechanischer Eigenschaften auf Bauelemente-, Baugruppen-, Schaltungs- und Systemebene wird eine neuartige Schaltungstechnik, die "HF-Mikromechatronik" erschlossen, die den bisher in der HF-MEMS-Forschung auf die Herstellungstechnologie und einzelne Bauelemente gerichteten Fokus auf eine anwendungsorientierte Systemebene hebt, so zum Beispiel für die Mobilkommunikation. Einen Kernansatz der Forschungsgruppe bildet die multiphysikalische Modellierung und Simulation, die die verkoppelten elektrischen und mechanischen Eigenschaften von HF-MEMS sowohl in der mathematischen Beschreibung als auch in den physikalisch unterschiedlichen Wirkungen elektronischer und mechanischer Funktionen berücksichtigt, so auch deren unerwünschte wie nutzbare Verkopplungen. Dazu tritt eine zugeschnittene Herstellungstechnologie zur gleichzeitigen Fertigung mikroelektronischer und mikromechanischer Bauelemente, bei der Silicium- und Keramiktechnologien in ein Silicium-Keramik-Verbundsubstrat (SiCer) zusammengeführt werden. Dieses Verfahren ermöglicht erst die konsequente Umsetzung einer mikroelektromechanischen HF-Schaltungstechnologie. Für die Forschungsgruppe ergeben sich folgende Zielsetzungen: Modell- und Systementwurf sowie Systemanalyse komplexer HF-Schaltungen; integrierte mikroelektronisch-mikroelektromechanische HF-Baugruppen und Schaltungen; Systemsimulation und Integrationsanalyse nicht idealer HF-MEMS; Abstraktionsebenen übergreifende Simulationen und Tests; mikromechanische und mikroelektronische Integration mittels SiCer-Verbundsubstrat; Demonstration des Ansatzes anhand ausgewählter Teilsysteme.

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SPP 1881: Turbulent Superstructures

SPP 1881: Turbulent Superstructures

Numerische Analyse von turbulenten Superstrukturen in thermischer Konvektion: Dynamik und Rolle für turbulenten Transport

Förderung: seit 2016

Förderkennzeichen: SCHU 1410/23-1

Koordinator: Prof. Dr. Jörg Schumacher

Fachgebiet: Strömungsmechanik Fakultät: Maschinenbau

In turbulenter Konvektion in horizontal ausgedehnten Schichten kommt es zur Ausbildung von großskaligen Mustern der zeitlich gemittelten Geschwindigkeits- und Temperaturfelder. Diese Muster werden als turbulente Superstrukturen bezeichnet und stehen im Fokus des vorliegenden Antrags. Genauer gesagt möchten wir den dynamischen Ursprung der turbulenten Superstrukturen aus dem schwach nichtlinearen Regime der Konvektion, die Übergänge zwischen verschiedenen großskaligen Mustern im turbulenten Regime und die Bedeutung der Superstrukturen für den turbulenten Transport, insbesondere den turbulenten Wärmetransport, verstehen. Unsere Untersuchungen basieren auf massiv parallelen dreidimensionalen direkten numerischen Simulationen turbulenter Konvektion in flachen und geschlossenen rechteckigen Zellen. Zur Beantwortung von einigen dieser Fragen ist es notwendig, die sehr große Menge an Freiheitsgraden der Strömung zu reduzieren und vereinfachte effektive Gleichungen abzuleiten, die die langsame und großskalige Dynamik der Superstrukturen beschreiben und feinere Strukturen vernachlässigen. Des weiteren werden wir neu entwickelte mengenorientierte und trajektorien-basierte Lagrangesche Verfahren auf unsere Simulationsdaten anwenden. Diese Methoden sollen die langlebigen kohärenten Strukturen der Turbulenz herausschälen und können entweder im dreidimensionalen physikalischen Raum oder in höher-dimensionalen Phasenräumen angewendet werden. Die Untersuchungen werden zusammen mit Kollegen aus der Theoretischen Physik und der Angewandten Mathematik erfolgen.

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SPP 2037: Skalierbares Datenmanagement für zukünftige Hardware

SPP 2037: Skalierbares Datenmanagement für zukünftige Hardware

Skalierbares Datenmanagement für zukünftige Hardware

Förderung: seit 2017

Förderkennzeichen: SA 782/29-1

Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Kai-Uwe Sattler

Fachgebiet: Datenbanken und Informationssysteme Fakultät: Informatik und Automatisierung

Die gesellschaftliche und auch kommerzielle Relevanz einer effizienten Datenverwaltung hat dazu geführt, dass sich über viele Jahre Datenbanksysteme als allgegenwärtige und komplexe Softwaresysteme entwickelt haben. Damit verbunden haben sich Architekturmuster von Datenbanksystemen basierend auf den Annahmen einer klassischen Hardwareumgebung etabliert. Für den Einsatz in neuen Anwendungsbereichen wie E-Sciences, Industrie 4.0, Internet der Dinge oder Digital Humanities sind die heutigen Datenbankkonzepte und -systeme allerdings nicht gerüstet: Aus Benutzersicht müssen flexible domänenspezifische Anfragesprachen oder zumindest Zugriffsschnittstellen unterstützt werden; es müssen neue Datenmodelle für die Anwendungsfelder integriert werden; die Korrektheitsgarantien, die Flexibilität und Performanz kosten, müssen an die jeweiligen Bedürfnisse anpassbar sein; der durch die zunehmende Sensorik verursachten Datenexplosion und -dynamik muss mit massiver Skalierbarkeit und Onlineverarbeitungsfähigkeit begegnet werden. Gleichzeitig eröffnen aktuelle und zu erwartende Entwicklungen im Hardwarebereich wie Many-Core-Prozessoren, Co-Prozessoren wie GPUs und FPGAs, neue Speichermedien wie NVRAM und SSDs sowie Highspeed-Netzwerke eine Vielzahl neuer Möglichkeiten. Zur Erschließung der beispielhaft genannten neuen Anwendungsbereiche verbunden mit der Ausschöpfung der Potenziale künftiger Hardwaregenerationen besteht daher gerade jetzt die dringende Notwendigkeit, bisherige Datenbankarchitekturen grundlegend zu überdenken. Ziel des Schwerpunktprogramms ist es daher, die damit verbundenen wissenschaftlichen Fragestellungen zu beantworten. Als konkrete Ergebnisse werden Architekturen und Abstraktionen für flexible und skalierbare Datenmanagementlösungen erwartet, die Erweiterbarkeit um neue Datenmodelle einschließlich Verarbeitungs- und Zugriffsmechanismen für neuartige Anwendungen bereitstellen, die Spezifika künftiger, auch heterogener Hardware und systemnaher Dienste für diese Mechanismen nutzbar machen und einer Evaluierung unterziehen.

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EU-Projekte

CLOVER

CLOVER

Robust Control, State Estimation and Disturbance Compensation for Highly Dynamic

Projektlaufzeit: Januar 2017 - Dezember 2020

Förderkennzeichen: 734832

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Augsburg

Fachgebiet: Kraftfahrzeugtechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

The main goal of the CLOVER project is to offer a novel methodology in an environmental mechatronic control System design relying on multidisciplinary knowledge. This methodology should allow aspects to be taken into account, such as controller robustness, indirect measurement of system states and  arameters, and disturbances attenuation on the stage of establishing controller architecture. In addition, methods for tuning the control algorithms will be developed and based on the solution of optimization task considering control priorities, such as environment friendliness and energy efficiency. The
implementation of the project CLOVER is based on intensive staff exchange that will lead to collaborative research and training between universities and industrial organizations from Germany, Austria, Belgium, Norway, UK, Mexico, and Japan. To guarantee a strong focus of the project activities on real-world problems, the CLOVER concept is based on the R&D and training in three interfacing topics: “Mechatronic chassis systems of electric vehicles”, “Mechatronic-based gridinterconnection circuitry”, and “Offshore mechatronics”, which will identify and facilitate collaborative learning and production of innovative knowledge. The CLOVER objectives will be achieved through intensive networking measures covering knowledge transfer and experience sharing between participants from academic and non-academic sectors, and professional advancement of the consortium members through intersectoral and international collaboration and secondments. In this regard, the CLOVER project is fully consistent with the targets of H2020-MSCA-RISE programme and will provide excellent opportunities for personal career development of participating staff and will lead to the creation of a strong European and international research group to create new environmental mechatronic systems.

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DRIVEMODE

DRIVEMODE

Integrated Modular Distributed Drivetrain for Electric/Hybrid Vehicles

Projektlaufzeit: November 2017 - Oktober 2020

Förderkennzeichen: 769989

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Susanne Scheinert

Fachgebiet: Festkörperelektronik Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

Within this project a new compact and efficient high speed 30-50 kW electrical machine will be integrated with an efficient fully SiC drive and a gerabox within a powertrain traction module. The electrical machine will have a dry rotor direct liquid cooling system integrated with the cooling system for the SiC drive. This traction module can be mechanically coupled with an axle of a low performance electric/hybrid vehicle, or several units could be coupled directly with the wheels for a high performance vehicle or a light-duty vehicle or a bus. Economic feasibility of mass-manufacturing of different electric machine topologies will be studied to choose the best trade-off between performance, manufacturing cost, and efficiency in the selected performance range. Feasibility of direct drive, single stage, and two-stage switchable high speed gearboxes will be studied as well. The resultant powertrain traction module will be an optimal trade-off between efficiency, manufacturability, and cost, utilizing newest technologies in electrical machines, power electronics, and high speed gearboxes. We will demonstrate the scalability of the solution by embedding several powertrain modules on board a test vehicle.

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EMERALD

EMERALD

ElectroMagnetic imaging for a novel genERation of medicAL Devices

Projektlaufzeit: Mai 2018 - April 2022

Förderkennzeichen: 764479/811274

Projektleiter: Dr.-Ing. Marko Helbig

Fachgebiet: Biosignalverarbeitung Fakultät: Informatik und Automatisierung

EMERALD (ElectroMagnetic imaging for a novel genERation of medicAL Devices) is the coherent action of leading European engineering groups involved in electromagnetic (EM) technology for medical imaging to form a cohort of highlyskilled researchers capable of accelerating the translation of this  technology “from research bench to patient bedside”. Nowadays, medical imaging technologies play a key role to face the ever-growing number of challenges due to aging populations, as they are the essential clinical tool to deliver accurate initial diagnosis and monitor the evolution of disease
over time. For this reason, a whole range of new imaging modalities is currently being developed to supplement and support current modalities. Among these technologies, there is EM imaging, which involves the illumination of the portion of the Body under investigation with low-power non-ionizing EM waves (in the microwave spectrum) and the use of the resultant backscattered signals to generate images of the internal structures of the body. The scientific objective pursued by the EMERALD action is to accelerate translation of research in EM medical imaging into clinical prototypes. To this end, EMERALD will establish a group of 13 outstanding early stage researchers who will be the European leaders in this field, through a unique scientific and training programme. The EMERALD trained researchers will drive the future developments of EM imaging technology, thanks to the targeted skills, they will attain, and their established
connections with clinicians and stakeholders. The EMERALD consortium involves academic institutions, industrial partners, hospitals and university medical centers (as partner organizations). The success of EMERALD will ensure that all achieved innovative technological developments will be translated into benefits to the end user community and potentially taken to market, with an impact on both the European society and scientific community.

The main research topic of the ESR position at TU Ilmenau will be design, realization and evaluation of a device for non-invasive tissue temperature monitoring during hyperthermia treatment based on ultra-wideband microwave sensing.

The main objectives of the planned research activities will be:

• Development of a UWB radar methodology for non-invasive tissue temperature monitoring inside the human body during hyperthermia treatment

• Implementation and evaluation of robust and real-time capable signal processing algorithms for remote tissue temperature monitoring

• Imaging of tissue temperature distribution

• Design and test of UWB sensors for co-existence with high power microwave heating applicators

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Projektseite

MET4FoF

MET4FoF

Metrology for the Factory of the Future

Projektlaufzeit: Juni 2018 – Mai 2021

Förderkennzeichen: EMPIR 17 IND 12

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Fröhlich

Fachgebiet: Prozessmesstechnik Fakultät: Maschinenbau

The "Factory of the Future" (FoF) as an inter-connected production environment with an autonomous flow of information and decision-making constitutes the digital transformation of manufacturing to improve efficiency and competitiveness. Transparency, comparability and sustainable quality all require reliable measured data, processing methods and results. This project will establish a metrological framework for the complete lifecycle of measured data in industrial applications: from calibration capabilities for individual sensors with digital pre-processed output to uncertainty quanfification associated with machine learning in industrial sensor networks. Implementation in realisfic testbeds will also demonstrate the practical applicability and provide templates for future up-take by industry.

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SUITS

SUITS

Supporting Urban Integrated Transport Systems: Transferable tools for authorities

Projektlaufzeit: Dezember 2016 - November 2020

Förderkennzeichen: 690650

Projektleiter: Prof. Dr. Heidi Krömker

Fachgebiet: Medienproduktion Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

SUITS takes a sociotechnical approach to capacity building in Local Authorities and transport stakeholder organisations with special emphasis on the transfer of learning to smaller sized cities, making them more effective and resilient to change in the judicious implementation of sustainable transport measures. Key outputs will be a validated capacity building program for transport departments, and resource light learning assets (modules, e-learning material, webinars and workshops), decision support tools to assist in procurement, innovative financing, engagement of new business partners and handling of open, real time and legacy data. SUITS argues that without capacity building and the transformation of transport departments into learning organisations, training materials will not provide the step change needed to provide innovative transport measures.
Working with nine cities to model gaps in their understanding, motivation, communication and work practices, will provide each city with a map of its own strengths and weaknesses with respect to sustainable transport planning. From this, strategies to enhance capacity, based on each authority’s needs will be developed and organisations provided with the necessary techniques to increase their own capacity, mentored directly by research partners. Local champions will be trained to continue capacity building after the project. Using the CIVITAS framework for impact evaluation, the effectiveness and impact of SUITS in enabling reductions in transport problems such as congestion and pollution while improving cities capacity to grow as well as the quality of life for urban dwellers and commuters through the development of inclusive, integrated transport measures will be measured in the cities and at individual, organisational and institutional levels. All project outcomes will be disseminated in a stakeholder engagement program at local, national and EU wide levels, thereby increasing the likelihood of successful transport measures.

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BMBF: Unternehmen Region

Innoprofile Transfer - QUALIMESS

Innoprofile Transfer - QUALIMESS

Intelligente Digitale Mehrkanalbildverarbeitung und Mehrkanalbilderfassung ID2M+

Projektlaufzeit: Dezember 2014 - November 2019

Förderkennzeichen: 03IPT709I

Projektleiter: Prof. Dr. Gunther Notni

Fachgebiet: Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung Fakultät: Maschinenbau

Im Projekt 1D2M+ wird auf den Arbeitsinhalten der Qualimess-lnitative IP709X aufgesetzt. Durch die geplanten Erweiterungen in den Arbeitspaketen werden noch bessere Erkenntnisse im Bereich der Kameracharakterisierung, der 30-Bilddatenerfassung der spektralen Datenerfassung und der Online-Prozesskontrolle in Industrie 4.0 Fertigungssystemen erwartet. Insgesamt sind in der beiliegenden ausführlichen Beschreibung insgesamt 12 Teilziele definiert. Diese sind zusammenfassend eine Erweiterung der Abtastung im Bereich Spektralbildverarbeitung, eine genauere Analyse von Kamerasystemen unter besonderer Berücksichtigung zeitlicher Komponenten, eine Verbesserung der Dynamik im Bereich der 30-Bildverarbeitung. Ferner wird durch das Zusammenfließen der gerätetechnischen Grundausstattung die Möglichkeit der Einrichtung eines Applikationslabors vorgesehen.

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Strukturwandel - DaQuS (3DStahl)

Strukturwandel - DaQuS (3DStahl)

Multimodale Datenerfassung und Analyse für die Online Qualitätssicherung von Schweißprozessen

Projektlaufzeit: Oktober 2016 - September 2018

Förderkennzeichen: 03PSIPT3A

Projektleiter: Prof. Dr. Gunther Notni

Fachgebiet: Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung Fakultät: Maschinenbau

Das Teilprojekt DaQuS gliedert sich in das Verbundvorhaben im Bereich der multispektralen Bilddaten Erfassung sowie der multimodalen Datenanalyse ein. Ziel ist die automatisierte Erfassung der Qualität von Schweißnähten als auch die Analyse der Qualität der Schweißvorbereitung. Die erforderlichen Prozessparameter sollen durch den Aufbau eines multispektralen Messkopfes in Verbindung mit Parametern aus der 3D-Bahnerfassung und Prozessparametern aus einem digitalen Schweißgerät gewonnen werden. Auf Basis dieser mehrdimensionalen Bild- und Prozessdaten werden mit Verfahren der Versuchsplanung und der Mehrkanalverarbeitung signifikante Einflussgrößen ermittelt  und dokumentiert. Weiterhin ist geplant mit Ausnutzung der erfassten Informationen einen Rückfluss in den Schweißprozess online zur Qualitätsverbesserung zu ermöglichen. In einem abschließenden Demonstrator werden die errechneten Qualitätsparameter anhand standardisierter Prüferverfahren evaluiert.

 

 

ZIK - BioLithoMorphie

ZIK - BioLithoMorphie

Assemblierung biologischen Materials mit Hilfe lithographischer Methoden zur Konstruktion dreidimensionaler biologischer Morphologie

Projektlaufzeit: Oktober 2015 - Februar 2019

Förderkennzeichen: 03Z1M512

Projektleiter: Prof. Dr. Andreas Schober

Fachgebiet: Nanobiosystemtechnik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

BioLithoMorphie bedeutet die Assemblierung biologischen Materials mit Hilfe lithografischer Methoden zur Konstruktion dreidimensionaler biologischer Strukturen bzw. Morphologien. Sie strebt dabei die Übertragung von Fertigungsprinzipien der Mikro- und
Nanotechnologie für die Konstruktion von biologischen, dreidimensionalen (3D)
Geweben und ihre Untersuchung für Anwendungen in den „Life Sciences“ an.

BioLithoMorphie baut auf der Expertise der Zentren für Innovationskompetenz
MacroNano® und B CUBE auf, um ein Alleinstellungsmerkmal im Design echter 3D
Strukturen in den „Life Sciences" zu generieren. Ziel ist die deutliche Verbesserung der in
vitro Zellkultur mit der Verwertung dieser Resultate in den "Life Sciences" also den
Disziplinen im Spannungsfeld zwischen den Gebieten der Biotechnologie und Medizin
insbesondere der pharmazeutischen Wirkstoffforschung oder dem Tissue Engineering. Dies
gelingt, wenn die korrekte mikro- und makroskopische Architektur eines komplexen
Zellverbandes reproduziert werden kann.

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BMBF: VIP+

VIP+ - HSC-Nische

VIP+ - HSC-Nische

Nachbildung der Blutstammzellnische durch Kombination neuester mikrobiologischer-medizinischer und biochemischer Erkenntnisse zusammen mit der freien multiskaligen Gestaltung von Mikro- und Nanotexturen mit Hilfe von Polymer-Strukturierungsmethoden

Projektlaufzeit: Mai 2016 - April 2019

Förderkennzeichen: 03VP00591

Projektleiter: Prof. Dr. Andreas Schober

Fachgebiet: Nanobiosystemtechnik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Ein ungelöstes Problem und damit ein intensives Forschungsfeld in der modernen biomedizinischen Forschung ist die Nachbildung der so genannten hämatopoetischen Stammzellnische. Diese wird sowohl von biochemischen Faktoren als auch von geometrischen 3D-Strukturen im menschlichen Gewebe
bestimmt. Mit Hilfe moderner mikro-und nanotechnologischer Methoden können nun Strukturen bis in den Mikrometer Bereich auf makroskopischen Flächen bzw. Volumina in biokompatiblen Polymeren strukturiert werden. In eigenen Grundlagenuntersuchungen zeigte sich zudem, dass geometrische Faktoren eine wesentliche Rolle in der Differenzierung bzw. in der Konservierung der Stammzelleigenschaften spielen. Die Therapie von Krebs und die Korrektur genetischer Erkrankungen durch Transplantation von hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) In Zellkulturen können bisher hämatopoetische Stammzellen zwar über Wochen kultiviert werden, sie differenzieren dann aber regelhaft in die verschiedenen Differenzierungsstufen der unterschiedlichen Zelltypen der Hämatopoese. Diese differenzierten Zellen sind für eine Transplantation aber wertlos. Die Eigenschaft der unreifen, pluripotenten hämatopoetischen
Stammzellen mit ihrer Fähigkeit zur ständigen Neugenerierung aller Blutzellen lässt sich dagegen in vitro bisher nicht erhalten und macht es zur Zeit unmöglich, die Stammzellen im Voraus für eine klinische Anwendung zu amplifizieren.

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VIP+ - FreeSense-HT

VIP+ - FreeSense-HT

Strömungssimulation und Anwendungstests

Projektlaufzeit: Dezember 2015 - November 2018

Förderkennzeichen: 03VP00111

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Augsburg

Fachgebiet: Kraftfahrzeugtechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

Ziel des Verbundprojektes mit dem Kurztitel „FreeSense-HT", zwischen der TU-Ilmenau und dem IKTS­Dresden ist es, erstmalig eine zukunftsweisende Möglichkeit zur dreidimensionalen, hochdynamisch und zugleich präzisen Temperaturprofiüberwachung zu schaffen. Mittels der innovativen  Thermoelementerzeugung aus druckbaren thermoelektrischen Dickschichtstrukturen wird ein Messverfahren generiert. Dieses kann zur behinderungsfreien thermischen Strömungsvermessung bspw. im PKW-Abgasstrang oder zur selektiven Flächentemperaturbestimmung von Bauteiloberflächen wie bspw. dem Abgasturbolader eingesetzt werden. Anhand des umzusetzenden Messverfahrens können nicht nur Effizienzerhöhungen in Bezug auf Materialbedarf von Bauteilen erzielt werden, sondern auch Prozessoptimierungen von Katalyse und Partikelfilterregeneration zur Minderung von Energieaufwendungen und gleichzeitiger Steigerung ökologischer Gesichtspunkte.

 

 

VIP+ - PLANCK-WAAGE

VIP+ - PLANCK-WAAGE

Selbstkalibrierende Präzisionswaagen für den industriellen Einsatz

Projektlaufzeit: Januar 2017 - Dezember 2019

Förderkennzeichen: VIP+02581/03VP02581

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Fröhlich

Fachgebiet: Prozessmesstechnik Fakultät: Maschinenbau

Die Neudefinition der SI-Einheit Kilogramm ist für 2018 geplant, so dass die Ableitung des Kilogramm zukünftig über die Planck-Konstante anstelle der bisherigen Definition über das Urkilogramm erfolgen wird. Aktuelle und in Entwicklung befindliche Watt-Waagen als Fundamentalexperimente können nur unter großem finanziellem und technischem Aufwand von einigen wenigen hochqualifizierten Instituten betrieben werden. Diese Watt-Waagen funktionieren nur für einen einzigen Nennwert (z. B. 1 kg) und erfordern Experimente im Hochvakuum.
Wesentlich für alle Massebestimmungen in Industrie und Forschung ist die Charakterisierung der erreichten Messunsicherheiten. Diese werden wiederrum durch die Unsicherheit des jeweiligen Wägeprozesses und die Anschlussunsicherheit an die Definition der Einheit bestimmt.
Insbesondere die Rückführbarkeit der Messungen auf die Einheitendefinition ist in Anbetracht nationaler und internationaler Handels-und Forschungsstrukturen von größter Wichtigkeit, da nur so eine Vergleichbarkeit verschiedener Messungen gewährleistet werden kann.
Ziel des beantragten Kooperationsprojektes zwischen TU Ilmenau und PTB Braunschweig ist die weltweit erstmalige Entwicklung und Realisierung einer selbstkalibrierenden Planckwaage im Baukastenprinzip zur Realisierung unterschiedlicher Genauigkeitsklassen/-anforderungen und der Aufbau zweier Demonstratoren.

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BMWi: EXIST - Forschungstransfer

EXIST Forschungstransfer - ISOS

EXIST Forschungstransfer - ISOS

Integrierte spektraloptische Sensorik

Projektlaufzeit: September 2016 - Januar 2019

Förderkennzeichen: 03EFHTH024

Projektleiter: Dr.-Ing. Martin Correns

Fachgebiet: Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung Fakultät: Maschinenbau

In dem Vorhaben soll der Technologietransfer aus der TU Ilmenau in die Gründung eines neuen Unternehmens stattfinden, Unternehmensgegenstand wird Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Service rund um optische Spektralsensoren im unteren Preissegment Die Besonderheiten unseres Sensors sind der hohe Integrationsgrad, die Mehrstrahligkeit und ein Fertigungsverfahren für geringe Stückkosten bei hohen Stückzahlen.
Die Ziele sind:
- Bau mehrerer Funktionsmuster
- Optimierungen an Optikdesign, Gesamtsystem und Verbesserungen an der Software
- Hürden und Risiken für die Serienproduktion abbauen
- Qualitätssicherung, Lieferantenbewertung und Prozess- und Logistikkette vorbereiten
- Geschäftstätigkeit vorbereiten/Businessplan erstellen und Investoren für die Seed-Finanzierung finden.

weitere Bundesprojekte

DIMEBB - KnowHow@ÖV

DIMEBB - KnowHow@ÖV

Projektlaufzeit: Oktober 2016 - September 2019

Förderkennzeichen: 01PD15018A

Projektleiter: Prof. Dr. Heidi Krömker

Fachgebiet: Medienproduktion Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung und Erprobung eines flexiblen Wissens- und Lernraums für die berufliche Bildung in der Mobilitätsbranche. Im Rahmen der Vernetzung von Mobilitätsanbietern kommt dem ÖV mit seiner flächendeckenden und etablierten Verbreitung eine zentrale Rolle zu. Das Branchenwissen, das in an die 500 VDV-Schriften und -Mitteilungen seit mehr als 40 Jahren festgehalten ist, hat eine inhaltliche Struktur, die sich entsprechend der technologischen und organisatorischen Entwicklungen erweitert hat. Dies hat zur Folge, dass nur noch Experten auf Basis von Erfahrungswissen sich Inhalte erschließen können. Das Projekt soll diese Lücke schließen, in dem es unterschiedliche Wissenszugänge und Lernszenarien zur systematischen Erschließung des Branchenwissens bietet. Branchenspezifische Zertifikate bestätigen diesen Wissenserwerb.

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EkoMarl

EkoMarl

Entwicklung einer online/offline Mössbauerapparatur am Online-lsotopen- Separator ISOLDE (CERN) zur Untersuchung photokatalytischer Effekte

Projektlaufzeit: Juli 2016 - Juni 2019

Förderkennzeichen: 05K16SI1

Projektleiter: Prof. Dr. Peter Schaaf

Fachgebiet: Werkstoffe der Elektrotechnik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

In dem beantragten Vorhaben soll eine innovative, vielseitig nutzbare Instrumentierung für die angewandte interdisziplinäre Forschung am online-Isotopenseparator ISOLDE entwickelt werden. Durch die im Vorhaben beschriebene Instrumentierung wird die Nutzermöglichkeit an ISOLDE erweitert, insbesondere durch die Option unter Lichteinfluss als auch in einem weiteren Temperaturbereich zu messen. Dies entspricht explizit der in der Ausschreibung formulierten wichtigen Zielsetzung des Ausbaus der experimentellen Infrastruktur im Bereich geladener Teilchen (nukleare Sonden, Ionen und Positronen) zur Steigerung der Leistungsfähigkeit vorhandener Großgeräte sowie der optimalen Ausschöpfung der Besonderheiten des weltweit nahezu einmaligen online-Isotopenseparators ISOLDE. Exemplarisch wird mit der neuen Instrumentierung eine hochaktuelle wissenschaftliche Fragestellung aus dem Bereich der Photokatalytik angegangen. Applikationen insbesondere aus dem Bereich Energieforschung, Neue Werkstoffe und Umwelt werden von der neuen Instrumentierung profitieren.

 

 

 

Forschungsprogramm zur Mensch-Technik-Interaktion - FRAME

Forschungsprogramm zur Mensch-Technik-Interaktion - FRAME

Assistierte "Fahrstuhlnutzung" und "Raumzutritt" für Roboter durch Einbeziehung von Helfern

Projektlaufzeit: Juli 2017 - Juni 2020

Förderkennzeichen: 16SV7829K

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Horst-Michael Groß

Fachgebiet: Neuroinformatik und Kognitive Robotik Fakultät: Informatik und Automatisierung

Einer der Hinderungsgründe für den Einsatz von Assistenzrobotern im Alltag ist noch immer deren Unvermögen, beliebige Türen öffnen oder Fahrstühle benutzen zu können. Bekannte technische Lösungen sind bislang aufgrund der Kosten und den erreichbaren Fähigkeiten der Roboter kaum praxistauglich. Ziel des Projektes ist es deshalb, autonome Lotsen-, Transport- und lnspektionsroboter mit den Grundfertigkeiten auszustatten, Menschen als potenzielle Unterstützer zu erkennen, sie zu kontaktieren und zu motivieren, ihnen kurzzeitig zu assistieren, um einen Fahrstuhl benutzen oder verschlossene Räume befahren zu können. Beide Grundfertigkeiten erfordern innovative Basisleistungen der Mensch­Roboter Interaktion, um unter Alltagsbedingungen erfolgreich agieren zu können - angefangen bei der eigenständigen Erkennung der Bedarfssituation, über die robuste Personenwahrnehmung und Ermittlung der Unterstützungsbereitschaft potenzieller Helfer, die personenzentrierte, sichere Navigation im Umfeld von Personen bis hin zur Dialoggestaltung und Vermittlung des konkreten Unterstützungsbedarfs. Die Unterstützung eines Roboters durch aktive Einbeziehung von in der Nähe befindlichen Helfern wird die zentrale Innovation dieser Form der Mensch-Roboter Kollaboration sein. Perspektivisch wird sich dadurch eine Vielzahl bisher verschlossener Einsatzfeldern eröffnen - angefangen von Kliniken und Pflegeheimen, über Behörden und öffentliche Gebäude bis hin zum Handel, der Hotellerie und der industriellen Produktion.

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IKT 2020 - fast wireless

IKT 2020 - fast wireless

fast wireless

Projektlaufzeit: Juli 2015 - Dezember 2018

Förderkennzeichen: 03ZZ0505C

Projektleiter: Prof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel

Fachgebiet: Integrierte Kommunikationssysteme Fakultät: Informatik und Automatisierung

Wissenschaftliches Ziel der Forschungen an der TU Ilmenau ist die Erforschung, Entwicklung und Bewertung von Ansätzen des Funkressourcenmanagements (Radio Resource Management - RRM) bei der Integration von Device-to-Device (D2D) Kommunikation in infrastrukturbasierte Netze (Device-to-Infrastructure - D2I) in Systemen der fünften Mobilfunkgeneration und der Nachweis der Machbarkeit entsprechender Ansätze zur Bereitstellung niederlatenter, zuverlässiger Kommunikationsdienste.

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IKT 2020 - SafeMove

IKT 2020 - SafeMove

Emulation von Fahrzeugradaren in der virtuellen Strasse

Projektlaufzeit: Januar 2017 - Dezember 2019

Förderkennzeichen: 16ES0547K

Projektleiter: Prof. Dr. Matthias Hein

Fachgebiet: Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Ilmenau (ThIMo)

Das automatisierte und vernetzte Fahren ist we-sentlicher Bestandteil einer zukünftigen intelligenten und nachhaltigen Mobilität. Die Umsetzung vollau-tomatisierter Fahrfunktionen hängt insbesondere von technologischen Fortschritten bei Elektronik und Sensorik ab. Eine besondere Herausforderung liegt darin, neue Elektronik- und Sensorikkompo-nenten schnell und zuverlässig zu bewerten und zu testen. Dafür werden neue Mess- und Testmetho-den jenseits der herkömmlichen, zeit- und kostenin-tensiven realen Fahrtests benötigt. Ziel von SafeMove ist es, eine Test- und Validie-rungsumgebung einzurichten und zu erforschen, mit der sich im Fahrzeug integrierte radar- und ka-merabasierte Sensorsysteme zur Umfelderkennung zuverlässig und reproduzierbar testen lassen. Dazu werden Werkzeuge zur Modellierung der Ausbrei-tung von Radarsignalen entwickelt und mit einem System kombiniert, das wirklichkeitsnahe Radarzie-le nachbilden kann. Radarsignalmodel und Radar-zielsimulator werden zusammen mit dem zu testen-den Fahrzeugradar in eine virtuelle Funkumgebung gebracht. Mit dieser so kombinierten Wirkkette kann Fahrzeugsensorik berührungsfrei unter reali-tätsnahen Einsatzbedingungen getestet und bewer-tet werden. Dieses neuartige Verfahren besitzt das Potential zur Entwicklung standardisierter Prüfabläufe, die den Bedarf an realen Fahrtests erheblich reduzieren können. Es wird eine leistungsstarke Test- und Validie-rungsplattform für komplexe Fahrzeugradarsysteme entwickelt, mit der eine zuverlässige Bewertung komplexer Fahrassistenzsysteme für zukünftige hochautomatisierte Fahrzeuge ermöglicht wird. Zum anderen findet eine deutliche Verkürzung der Ent-wicklungs- und Testzyklen statt: zwei Kernvoraus-setzungen für die Umsetzung einer intelligenten, nachhaltigen und sicheren Mobilität.

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InnoEMat - GALACTIF

InnoEMat - GALACTIF

Abscheidung von reinen und legierten Refraktärmetallschichten aus ionischen Flüssigkeiten

Projektlaufzeit: Juni 2016 - Mai 2019

Förderkennzeichen: 13XP5017F

Projektleiter: Prof. Dr. Andreas Bund

Fachgebiet: Elektrochemie und Galvanotechnik II Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

Dieses Vorhaben ist Teil eines Forscherverbundes' der sich mit galvanischen Prozessen in ionischen Flüssigkeiten beschäftigt. Ziel des Teilvorhabens ist es, hochbeständige und biokompatible Metallschichten aus ionischen Flüssigkeiten abzuscheiden und zu charakterisieren. Es wird untersucht, weiche Rolle die Abscheideparameter (Art der ionischen Flüssigkeit,! Stromform, Temperatur etc.) für die Abscheidung technisch relevanter Schichten spielen. Aussichtsreiche Kandidaten für solche Schichten sind Niob, Tantal, Titan und deren Legierungen. Aufgrund der begrenzten elektrochemischen Stabilität von Wasser können diese Systeme allerdings nicht aus wässrigen Elektrolyten abgeschieden werden. Die hier untersuchten ionischen Flüssigkeiten haben die notwendige elektrochemische Stabilität für diese speziellen galvanischen Prozesse. Das im Verbundvorhaben erarbeitete grundlegende Verständnis bildet die Basis für die technische Umsetzung elektrochemischer Oberflächentechnik mit ionischen Flüssigkeiten.

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Materialforschung für die Energiewende - MehrSi

Materialforschung für die Energiewende - MehrSi

Hocheffiziente III-V Mehrfachsolarzellen auf Silicium mit Wirkungsgraden>30%

Projektlaufzeit: September 2015 - Februar 2019

Förderkennzeichen: 03SF0525B

Projektleiter: Prof. Dr. Thomas Hannappel

Fachgebiet: Photovoltaik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

III-V Mehrfachsolarzellen erreichen bei weitem die höchsten Umwandlungseffizienzen von Sonnenlicht in elektrischen Strom von bis zu 38 %. Der Einsatz der III-V Halbleiter in photovoltaischen Flachmodulen schien bisher aufgrund hoher Herstellungs- und Substratkosten als höchst komplex und daher schwierig. Die Verbundpartner am Fraunhofer ISE, der TU Ilmenau und der Universität Marburg konnten aber kürzlich zeigen, dass sich III-V Verbindungen mit hoher Qualität auch direkt auf Silicium abscheiden lassen. Nur wenige µman III-V Halbleitermaterial reichen dabei aus, um Mehrfachsolarzellen mit Wirkungsgraden von über 30 % auf Si zu realisieren. Die Kombination etablierter Silicium Solartechnologie mit den Vorteilen der III-V Halbleiter, eröffnet neue Optionen für höchsteffiziente Solarzellen und steht im Mittelpunkt des Projekts MehrSi. Durch eine Reduktion von Defektdichten und durch optimierte Solarzellenstrukturen sollen erstmals direkt auf Si gewachsene GalnP/GaAs(P) Mehrfachsolarzellen mit> 30 % Effizienz demonstriert werden. Neben grundlegender Material- und Bauelemententwicklung in den Forschungsgruppen werden Produktionsaspekte von Anfang an berücksichtigt. Der MOVPE Anlagenhersteller Aixtron SE bringt seine langjährige Erfahrung aus der LED Fertigung ein und wird Konzepte für großflächige und kostengünstige 111- V Epitaxieprozesse erarbeiten. Das Fraunhofer ISE und die Firma Aixtron SE gewährleisten eine Verwertung der Projektergebnisse im Maschinenbau sowie in der PV Industrie in Deutschland.

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Mittelstand 4.0 - Kompetenzzentrum Ilmenau

Mittelstand 4.0 - Kompetenzzentrum Ilmenau

Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Ilmenau; TP: Geschäftsstelle und Fab Vernetzung von Maschinen und Prozessen

Projektlaufzeit: Oktober 2016 - September 2019

Förderkennzeichen: 01MF16005A

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jean Pierre Bergmann

Fachgebiet: Fertigungstechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM)

Für Regionen, mit kleinteiligen Betriebgsgrößenstrukturen ist Mittelstand 4.0 die Chance für eine progressive wirtschaftliche Entwicklung. Die Unternehmensgrenzen im Sinne von Entwicklung- und Produktionskapazität werden durch die steigenden Möglichkeiten der digitalen Vernetzung völlig neu gezogen und enden nicht an die Grundstücksgrenzen, sondern können deutlich weiter als bislang gedacht liegen, wenn es gelingt die Digitalisierung vorteilhaft zu nutzen.
Das Kompetenzzentrum wird in der Region um Ilmenau aktiv sein, mit fünf einzelnen Fabs der Projektpartner, die branchen- bzw. prozessspezifisch ausgerichtet sind. Der verfolgte Ansatz ist es hier, dezentral ein breites Spektrum an regionalen Bedarfen abzudecken und durch die Vernetzung, den Mehrwert in der Zusammenarbeit mit den Unternehmen und zwischen Unternehmen zu erhöhen. Die Fabs sind in der Lage, die Durchgängigkeit in der Wertschöpfung darzustellen und darüber hinaus haben sie die Kapazität, durch Demonstration und Beispiele die digitale Vernetzung in der Unternehmerschaft in der Region voranzutreiben.

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Nationale Strategie zur Biologischen Vielfalt - Flora Incognita

Nationale Strategie zur Biologischen Vielfalt - Flora Incognita

Interaktive Artenbestimmung mit mobilen Endgeräten

Projektlaufzeit: August 2014 - Juli 2019

Förderkennzeichen: 3514685C19

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Patrick Mäder

Fachgebiet: Softwaretechnik für sicherheitskritische Systeme Fakultät: Informatik und Automatisierung

Globalisierung, klimatische Veränderungen wie auch Landschaftsbau stellen kontinuierliche Eingriffe in unser natürliches Ökosystem dar.

Sinkende Populationszahlen heimischer Pflanzenarten können dabei ebenso beobachtet werden wie die Einwanderung und Ansiedlung neuer Pflanzenarten. Für Biodiversitätsstudien, ökologische Forschung, und nicht zuletzt aus Naturschutzgründen ist es unerlässlich, Pflanzenarten schnell und sicher identifizieren zu können. Ökologen fordern effizientere Methoden zur Artenbestimmung, welche es auch Laien ermöglichen zur Erfassung und Beobachtung des Artenreichtums beizutragen. Im Rahmen des Flora Incognita Projektes wird eine effiziente und zuverlässige Methode zur Artenbestimmung entwickelt.

Dafür wird die Analyse multimodaler Daten in einen interaktiven Prozess eingebettet, welcher die Nutzer zuverlässig und didaktisch informativ durch die Bestimmung einer unbekannten Pflanze führt. Bisher benötigte Bestimmungsbücher können so durch eine Smartphone App ersetzt werden. Es werden modernste Methoden des Maschinellen Lernens entwickelt und auf einem reichhaltigen Datensatz von derzeit mehr als 1,2 Millionen Bildern trainiert.

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Photonik - Minimize-Processing

Photonik - Minimize-Processing

Miniaturisiertes, ortsaufgelöstes, multispektrales, echtzeitfähiges Bildverarbeitungssystem für industrielle und biomedizinische Anwendungen

Projektlaufzeit: Juni 2018 - Mai 2021

Förderkennzeichen: 13N14835

Projektleiter: Prof. Dr. Gunther Notni

Fachgebiet: Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung Fakultät: Maschinenbau

Das Fachgebiet Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung beschäftigt sich im Projekt mit der Modellierung und der schaltungstechnischen Umsetzung des Aufnahmekanals sowie dessen sensornahe Verarbeitung für multispektrale Bilddatenverarbeitung und Bilddatenerfassung. Hierfür wird eine ganzheitliche Systemanalyse aller Teilsysteme sowie erforderlicher elektronischer Komponenten vorgenommen. Zunächst werden Daten aus den Simulationsergebnissen der Designprozesse der einzelnen Partner gewonnen. Ziel ist mit den so gewonnenen synthetischen Daten eine Korrektur, also die Inverse der vorhandenen Aberrationen zu bestimmen. Hierfür werden verschiedene Ansätze getestet und nach den Gesichtspunkten der geplanten eingebetteten Möglichkeiten optimiert. Es wird angestrebt die derzeit als zufällig bezeichneten Fehlern, die aus der Faltung verschiedener Übertragungsfunktionen entstehen, zu minimieren und im besten Fall zu kompensieren. Mit einem ganzheitlichen Beschreibungsmodell, was für die geplante Zielplattform geeignet ist, sollen schrittweise die Einzelkomponenten des Modells implementiert werden. Abschließend, wenn alle Komponenten zur Verfügung stehen, wird ein Testsystem aufgebaut welches die empirische Ermittlung der Modelleingangsgrößen ermöglicht. Mit den empirisch gefundenen Größen erfolgt ein Abgleich und eine Minimierung der Teilaberrationen. Mit den korrigierten Bilddaten wird eine Umsetzung in Form eines Demonstrators angestrebt und hinsichtlich erreichbarer Echtzeit und Bildqualitätsparametern evaluiert. Darüber hinaus werden ein ganzheitliches Layout sowie die hardwaretechnische Umsetzung der OEM­-Module im Rahmen spezifischer Demonstratoren umgesetzt.

6. Energieforschungsprogramm - DynaGridControlCenter

6. Energieforschungsprogramm - DynaGridControlCenter

Ausbau herkömmlicher Übertragungsnetzleitwarten zu zukunftssicheren, dynamischen Leitwarten

Projektlaufzeit: September 2015 - August 2018

Förderkennzeichen: 03ET7541D

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann

Fachgebiet: Elektrische Energieversorgung Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Energietechnik

Mit dem geplanten Vorhaben "DynaGridCenter" wird beim Antragsteller beabsichtigt neue Funktionen für Leitwarten zu entwerfen, die in zukünftigen Leitwarten benötigt werden, wenn das Netz zunehmend den Transport großer Energiemengen über weiter Distanzen übernehmen muss. Dafür wird HGÜ, als neue parallele Übertragungstechnik in die Netzbetriebsführung zukünftiger Leitwarten mit aufgenommen werden müssen. Durch die vollständige Regelbarkeit der HGÜ-Umrichter als Kuppelstellen zwischen AC und DC können und müssen diese im Normal- und Fehlerfall aktiv angesprochen werden, um sich möglichst optimal an den Gesamtleistungsflüssen zu beteiligen. Im Normalfall können die Referenzwerte der Umrichter so gewählt werden, d.ass das System beim Auftreten von Fehlern möglichst immer stabil bleibt und im Fehlerfall, sollten sich die Umrichtersollwerte möglichst anhand von lokalen Messungen und Methoden so anpassen, dass Instabilitäten oder Betriebsmittelüberlastungen in beiden Netzteilen verhindert werden. Es werden sowohl derartige Methoden entworfen und simulativ getestet als auch eine dynamische Leitwarte aufgebaut, in der diese neuen Funktionen getestet werden.

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6. Energieforschungsprogramm - OVANET2_0

6. Energieforschungsprogramm - OVANET2_0

Protection Zones und sicherer bi-/monopolarer Betrieb von HGÜ-Overlaynetzen

Projektlaufzeit: September 2018 - August 2021

Förderkennzeichen: 0350037B

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann

Fachgebiet: Elektrische Energieversorgung Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

Mit einer erfolgreichen Energiewende sind wichtige Investitionen in das Übertragungsnetz verbunden. Der aktuelle Netzentwicklungsplan Strom 2030 enthält neben den AC-Übertragungsnetz-Zubauplänen auch signifikanten Bedarf an DC-Übertragungsnetzzubau. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erforschung sowie Entwicklung von innovativen Funktionen der Systemeffizienz und Systemsicherheit für Planung und Betrieb eines integrierten vermaschten AC-DG-Übertragungsnetzes mit bipolarer Ausführung. Im Rahmen des Vorhabens werden unterschiedlichen Betriebszustände des vermaschten DG-Netzes "N-1 sicherer Normalbetrieb", ,,Temporärer N-0 sicherer Weiterbetrieb" und „Transiente Phase" betrachtet. Deren Einfluss und Auswirkungen auf die Funktionen der Systemeffizienz und Systemsicherheit werden dabei erforscht und Lösungen in Abhängigkeit der DC-Netz-Topologien erarbeitet. Während in den Phasen „N-1 sicherer Normalbetrieb" und „Temporärer N-0 sicherer Weiterbetrieb" Systemeffizienz und -sicherheit gemeinsam betrachtet werden, steht in der „Transienten Phase" eines Fehlers allein die Systemsicherheit im Mittelpunkt. Die zu entwickelnden Funktionen liefern innovative Methoden für die Sicherheitsanalyse, den sicheren Betrieb und die kritische transiente Phase im Fehlerfall und adressieren somit wichtige Forschungsfragen zum integrierten vermaschten AC-DG-Übertragungsnetz.

 

 

6. Energieforschungsprogramm - SchuSS

6. Energieforschungsprogramm - SchuSS

Schnelles und Strombegrenzendes Schaltgerät

Projektlaufzeit: November 2015 - Mai 2019

Förderkennzeichen: 03ET7543B

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Sattel

Fachgebiet: Mechatronik Fakultät: Maschinenbau

Ziel ist ein neuartiges Schaltgerät, welches einen Kurzschlussstrom innerhalb von 3 Halbwellen der Netzfrequenz abschalten kann und durch einen integrierten Strombegrenzer den Stoßkurzschlussstrom effektiv begrenzt. Das in einem mechatronischen Entwicklungsprozess zu entwickelnde Schaltgerät soll im Vergleich zu bisherigen Leistungsschaltern in der Lage sein, sowohl erheblich schneller abzuschalten als auch ein phasensynchrones Wiedereinschalten zu ermöglichen. Die Fähigkeit des Schalters zur Kommunikation mit übergeordneten Zentraleinheiten soll im Rahmen des Projektes vorbereitet werden, um eine Einbindung in intelligente dezentrale Energienetze sowie ein lückenloses übergeordnetes Monitoring der Netzkomponenten zu ermöglichen. Trotz erweiterter Funktionalität, Strombegrenzung und reversibler Schaltfunktion soll das Gerät eine kompakte Baugröße aufweisen, um in genormte Schaltanlagen integriert werden zu können. Die Baugröße ist ein wesentlicher Faktor für die Akzeptanz des Schaltgeräts.

6. Energieforschungsprogramm - VEREDELE

6. Energieforschungsprogramm - VEREDELE

Robuste Steuerung und Regelung von Verteilernetzen mit hohem Anteil regelfähiger Erzeuger und Lasten mit dem Ansatz Flexible AC Distribution Systems

Projektlaufzeit: August 2015 - Dezember 2018

Förderkennzeichen: 0325800B

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann

Fachgebiet: Elekrische Energieversorgung Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Energietechnik

Das Energienetz wandelt sich von einem zentralistisch hierarchischen Stromnetz hin zu einem dezentralen Netz mit volatiler Einspeisung (Wind, PV BHKW) und zunehmend deterministischem Verbrauch (E­Fahrzeuge, Wärmepumpen). Um diese neuartigen Einspeiser und Verbraucher in Ein-
klang mit den gegebenen Netzkriterien zu bringen, werden immer häufiger regelbare Betriebsmittel zum Einsatz gebracht. Auch werden die neuartigen Einspeiser und Verbraucher künftig regelbar/ steuerbar ausgelegt, um das Gleichgewicht zwischen Einspeisung und Verbrauch unter Berücksichtigung der Bedingungen des physischen Netzes einzuhalten. Dabei sind die einzelnen regelbaren technischen Anlagen über einen gemeinsamen physikalischen Prozess, nämlich dem Stromfluss, gekoppelt. Dies führt zu Wechselwirkungen im Gesamtsystem. Ein sog. Aufschwingen und darauf folgende Schutzabschaltungen sind dabei die am meisten spürbaren Auswirkungen. Ein ineffizienter Netzbetrieb und ungenutzte EE-Einspeisung sind die ungewolltesten Auswirkungen. Aus diesem Grund ist das Gesamtziel des Vorhabens eine Robuste Steuerung und Regelung von Verteilernetzen mit hohem Anteil von Erzeugern und Lasten mit dem Ansatz FACDS.

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Innovationszentren des Landes Thüringen

ThIMo

ThIMo

Thüringer Innovationszentrum Mobilität

Förderung seit: April 2011

Förderkennzeichen: 2011 IZ 0001 / 2016 IZN 0010

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Augsburg

Das ThIMo gehört zu den Hauptakteuren in Thüringen für Forschung, Technologie und Innovation in mobilitätsrelevanten Wissenschafts- und Technologiegebieten. Durch die wissenschaftliche Exzellenz bildet es eine Ideenschmiede, die international hohe Reputation besitzt, die Vernetzung zwischen Wissenschaft und Wirtschaft fördert und hohes Potential für die Stärkung der Innovationsfreudigkeit Thüringer Unternehmen aufweist. Die inhaltlichen und strukturellen Leitziele für die beantragte Förderperiode sind durch einen extern begleiteten Strategieprozess vorgegeben.

Webseite ThIMo

ThZM

ThZM

Thüringer Zentrum für Maschinenbau

Förderung seit: Mai 2013

Förderkennzeichen: 2013 IZ 0082 / 2016 IZN 0011 /  2017 IZN 0016

Projektleiter: Prof. Dr. Gunther Notni

Projektpartner: Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Hochschule Schmalkalden, GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V., ifw Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH

Im Thüringer Zentrums für Maschinenbau (ThZM) sind fünf Wissenschaftspartner mit ihren Kompetenzen und Alleinstellungsmerkmalen mit den Unternehmen des Thüringer Maschinenbaus-, Anlagen und Werkzeugbau sowie deren Zulieferer interdisziplinär vernetzt. Mit den Kompetenzfeldern „Maschinenbaurelevante Prozesstechnologien“, „Präzisionstechnologien“, „Werkstoff- und Beschichtungstechnik“, „Powertools und –moulds“ sowie „Qualitätssicherung in der Produktion“ und der damit bei den Partnern des ThZM etablierten leistungsfähigen Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur hat sich das ThZM im Thüringer Maschinenbau-, Anlagen- und Werkzeugbau zum zentralen Partner für Unternehmen und Forschungseinrichtungen entwickelt. Ausdruck dafür sind u. a. die seit 2013 von den Wissenschaftspartnern gemeinsam mit und für die Industrie erfolgreich bearbeiteten Innovationsvorhaben, z. B. Forschergruppen, Verbund- und Industrieprojekte.
Das ThZM konnte in den vergangenen Jahren insbesondere Thüringer KMU maßgeblich unterstützen. Ausdruck dafür sind die mehr als 228 erfolgreich abgeschlossenen bzw. in Bearbeitung befindlichen Innovationsvorhaben mit einem Gesamtvolumen von ca. 31,8 Mio. € mit über 60 Forschungspartnern (davon mehr als die Hälfte aus Thüringen). Besonders hervorzuheben sind hier die eingeworbenen Mittel aus Bundesprogrammen in Höhe von über 20,9 Mio. €.
Dieser erfolgreich praktizierte Ansatz wird im Interesse der Generierung von Innovationen in Unternehmen (Produkte, Technologien, Prozesse) unter Fortschreibung der Inhalte und den Erfordernissen aus der „Regionalen Innovationsstrategie Thüringen“ in einer weiteren Förderphase ausgebaut. Die bewährte Organisationsstruktur wird im Wesentlichen beibehalten und soll im Detail weiterentwickelt werden.

Webseite ThZM

InQuoSens

InQuoSens

Einrichtung und Aufbau des Thüringer Innovationszentrums für Quantenoptik und Sensorik

Förderung seit: November 2017

Förderkennzeichen: 2017 IZN 0013

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jens Müller

Projektpartner: Friedrich-Schiller-Universität Jena

InQuoSens bündelt exzellente und international sichtbare Forschungsaktivitäten der Standorte Jena (ACP) und Ilmenau (IMN) in den Schlüsseltechnologien Quantenoptik und Sensorik. Es entwickelt diese durch strategische Investitionsmaßnahmen und einen gemeinsamen Strategieprozess synergetisch weiter. InQuoSens stimmt seine wissenschaftliche Entwicklung mit Innovationsbedarfen der Thüringer produzierenden Industrie ab. Durch diese Aktivitäten entsteht ein international alleinstehendes Zentrum wissenschaftlicher Exzellenz mit einer kritischen Masse an Kompetenzen, welche die Innovationskraft der Thüringer Wirtschaft erhöht.

Webseite InQuoSens Ilmenau

Webseite InQuoSens Jena

 

 

ThIMEDOP

ThIMEDOP

Innovationszentrum für Thüringer Medizintechnik-Lösungen (Diagnose, Therapie – Optimierung durch optische Technologien ) - Jena & Ilmenau

Förderung seit: September 2018

Förderkennzeichen: 2018 IZN 0004

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jens Haueisen

Eine wesentliche Hauptidee des Innovationszentrums ThIMEDOP  ist die Schaffung einer tragenden Struktur mit Inkubatorfunktion für die Thüringer Medizintechnik-Industrie, bei der die Möglichkeit der Identifikation von unerfüllten Bedürfnissen („unmet needs“) aus der medizinisch klinischen Praxis besteht. Eine wichtige Annahme ist, dass die im Zentrum geplante Vernetzung von Ärzten, Ingenieuren und Grundlagenforschern untereinander und mit Partnern der Medizintechnik-Industrie aus Thüringen potentiell translationsfördernd wirkt.

 

 

Forschergruppen des Landes Thüringen

BASIs

BASIs

Erforschung von neuen trockenen Elektrodentechnologien, neuen Quanten- und optisch gepumpten Magnetometern und die Entwicklung von neuartigen Messinstrumenten...

Projektlaufzeit: April 2016 - September 2018

Förderkennzeichen: 2015 FGR 0085

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jens Haueisen

Fachgebiet: Biomedizinische Technik Fakultät: Informatik und Automatisierung

Bioelektromagnetische Verfahren sind essentiell für die klinische Diagnostik u.a. in der Neurologie und Kardiologie (Krankheitsbilder: Schlaganfall, Epilepsie, Herzinfarkt, ... ) und besitzen enormes Potential für die personalisierte medizinische Versorgung. Dieser Megatrend eröffnet große Chancen für eine Vielzahl Thüringer Firmen. Ziel des Projektes BASls sind die Erforschung, Entwicklung und Validierung neuer Sensortechnologien und Signalanalyseverfahren, welche die Basis für neue Möglichkeiten in der Diagnostik und personalisierten Medizin bieten. Das Institut für Biomedizinische Technik und Informatik (BMTI) ist weltweit führend bei der Entwicklung einer neuen Klasse bioelektrischer Sensoren, den trockenen Elektroden. Das Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena ist weltweit führend bei Quanten- und op-tisch gepumpten Magnetometern. Beide Sensorarten sind optimal für einen Einsatz in der personalisierten Medizin geeignet. Das BMTI verfügt über international einmalige Expertise in der bioelektromagnetische Bildgebung und Analyse. Die Klinik für Neurologie des UKJ ist führend im Bereich Schlaganfall und Neurorehabilitation. Diese Expertisen sollen für ein neu-es Diagnostiksystem kombiniert werden. Die neuen Sensoren bieten dabei eine höhere Sensitivität, geringe Größe und lassen sich flexibel anordnen, wodurch sich völlig neue Möglichkeiten der Signalerfassung und Analyse bieten. Daher ergeben sich völlig neue Forschungsfragestellungen wie die Optimierung der Sensoranordnung, die Kombination elektrisch und magnetischer Messungen und Methodiken zur räumlich-zeitlichen Zerlegung mehrdimensionaler Daten. Ebenso müssen die neuen Techni-ken validiert werden, was durch Phantommessungen und Vergleiche mit konventionellen Messsystemen realisiert wird.

Bi-PV

Bi-PV

Bifacial – Monofacial: Steigerung der Energieausbeute von Silizium-PV-Modulen

Projektlaufzeit: April 2016 - Dezember 2018

Förderkennzeichen: 2015 FGR 0078

Projektleiter: Prof. Dr. Thomas Hannappel

Fachgebiet: Photovoltaik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Der vorliegende Antrag ist der Beitrag der Hochschule Nordhausen zum 1. Wettbewerbsaufruf „Förderung von Forschergruppen“. Es handelt sich um einen koordinierten Antrag in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Ilmenau und dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien in Jena. Durch die Beteiligung dreier Forschungseinrichtungen schöpft das Projekt das maximal mögliche Antragsvolumen von 6 Mitarbeiter-/innen aus.
Ziel dieser Forschergruppe ist es, Standards und theoretische Modelle für die Bewertung und Charakterisierung von bifacialen Photovoltaikzellen und -modulen zu entwickeln. Bifaciale Solarmodule stellen eine weitere Variante in der Photovoltaikindustrie dar. Entsprechende Produkte von Thüringer Unternehmen stehen kurz vor der Markteinführung.
Das Forschungsprojekt ist in der RIS3-Strategie für Thüringen in das Spezialisierungsfeld „Nachhaltige Energie und Ressourcenverwendung“ einzuordnen. Die Erarbeitung von Methoden für ein realitätsnahes Energierating mit Bezug auf die Modullebensdauer ermöglicht es zum einen Optimierungspotenzial in die Entwicklung, das Design und den Herstellungsprozess von bifacialen Solarmodulen einfließen zu lassen. Zum anderen ermöglichen die entwickelten Verfahren eine optimierte Anlagenauslegung und einen effizienten Betrieb von PV-Anlagen.

 

 

DIADEM

DIADEM

3D-Bildaufnahme und -verarbeitung mit höchstem kontinuierlichen Datendurchsatz für die Mensch-Maschine Interaktion und adaptive Fertigung

Projektlaufzeit: Dezember 2016 - August 2019

Projektleiter: Prof. Dr. Gunther Notni

Fachgebiet: Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung Fakultät: Maschinenbau

Die Forschergruppe widmet sich Lösungsansätzen für grundlegende Probleme, die sich bei der kontinuierlichen, multiskaligen 3D-Messung und Datenverarbeitung großer Objektbereiche im industriellen Umfeld ergeben. Hierzu ist geplant, neue Ansätze zur Hochgeschwindigkeitsmesstechnik in drei zentralen Themenfeldern zu entwickeln: Sensortechnologie in großen Messvolumina mit hoher lokaler Auflösung; Optiksysteme zur energieerhaltenden Musterprojektion mittels Freiformflächen; Algorithmen zur Datenreduktion mittels rekonfigurierbarer Rechentechnik zur Minimierung von Latenzen.

 

 

ELVIS

ELVIS

Elektromagnetische Verträglichkeits-, Funk und Kanalmessungen in der virtuellen Straße

Projektlaufzeit: Januar 2016 - Dezember 2018

Förderkennzeichen: 2015 FGR 0088

Projektleiter: Prof. Dr. Matthias Hein

Fachgebiet: Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

Die Weichen moderner Mobilitätsforschung sind auf fortschreitende Digitalisierung gestellt und schließen z.B. vollautomatisiertes Fahren ein. Die erfolgreiche Umsetzung dieser Technologietrends geht mit einer kooperativen Fahrzeugvernetzung einher und beruht auf der Verfügbarkeit geeigneter Entwurfs-, Test- und Prüfverfahren. Diesem Themenfeld widmet sich die interdisziplinär angelegte Forschergruppe „Elektromagnetische Verträglichkeits-, Funk- und Kanalmessungen in der Virtuellen Straße" (Kurzbezeichnung ELVIS) am Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThlMo) und leistet damit wesentliche Beiträge zur intelligenten Spezialisierung Thüringens im Themenfeld
„Nachhaltige und intelligente Mobilität und Logistik". Einen Themenfokus von ELVIS bildet das höchst aktuelle Thema Interferenz im Bereich der funkbasierten Fahrzeugkommunikation (C2X). Da ein Erfolg von C2X- Anwendungen in hohem Maße von Funktionalität, Verfügbarkeit und kurzen Latenzzeiten derartiger Systeme abhängt, erweisen sich Zuverlässigkeit, Koexistenz und Interferenz als begrenzend und damit als wesentliche Herausforderungen für zeitgemäße Grundlagenforschung mit Anwendungsorientierung. Der Begriff Interferenz wird hier bewusst weit gefasst: Er umfasst potenziell störende Beeinflussungen der Funkkommunikation auf die technischen Systeme (Fahrzeug) selber sowie auf den Menschen (Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer). Damit werden wichtige Aspekte der gerätetechnischen elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und der Umweltverträglichkeit (EMVU) genauso wie der Antennenentwicklung und -messung, der Konzipierung und Implementierung spezifischer Testmethoden sowie wesentliche Konzeptbildungen für eine realitätskonforme Nachbildung des Funkkanals adressiert.

FOQUOS

FOQUOS

Thüringer Forschergruppe zu quantenoptischer Bildgebung mit verschränkten Photonen am Thüringer Innovationszentrum lnQuoSens

Projektlaufzeit: März 2018 - Februar 2021

Förderkennzeichen: 2017 FGR 0067

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jens Müller

Fachgebiet: Elektroniktechnologie Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

 

 

GreenISAS

GreenISAS

Grundlagentechnologien für autonome, Industrie 4.0 konforme Sensor/Aktor-Systeme

Projektlaufzeit: November 2016 - Oktober 2018

Förderkennzeichen: 2016 FGR 0055

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer

Fachgebiet: Elektronische Schaltungen und Systeme Fakultät: Elekrotechnik und Informationstechnik

Mitarbeit in der Forschergruppe "Grundlagentechnologien für autonome, Industrie 4.0 konforme Sensor/Aktor-Systeme" koordiniert durch das IMMS Ilmenau.

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Hörimplantate

Hörimplantate

Forschergruppe Innovative Methoden und Technologien für das räumliche Hören und Sprachverstehen mit Hörimplantaten

Projektlaufzeit: Mai 2016 - Dezember 2018

Förderkennzeichen: 2015 FGR 0090

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg und Prof. Dr.-Ing. Thomas Sattel

Fachgebiete: Elektronische Medientechnik und Mechatronik Fakultäten: Elektrotechnik und Informationstechnik und Maschinenbau

Mitarbeit in der Forschergruppe "Innovative Methoden und Technologien für das räumliche Hören und Sprachverstehen mit Hörimplantaten".

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Impedanzspektroskopische Bioanalytik

Impedanzspektroskopische Bioanalytik

Impedanzspektroskopische Bioanalytik - schnell und hochparallel

Projektlaufzeit: Mai 2017 - Oktober 2018

Förderkennzeichen: 2016 FGR 0040

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Martin Hoffmann (Wechsel an die Ruhr-Universität Bochum)

Fachgebiet: Mikromechanische Systeme Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Impedanzspektroskopische Bioanalytik - schnell und hochparallel

 

 

KERBESEN

KERBESEN

Keramische Mehrlagenbauelemente für die Hochtemperatursensorik und -elektronik

Projektlaufzeit: April 2016 - März 2019

Förderkennzeichen: 2015 FGR 0084

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jens Müller

Fachbebiet: Elektroniktechnologie Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Im Vorhaben sollen keramische Multilagensubstrate mit integrierten Funktionalitäten für Anwendungsfelder der Hochtemperatur-Sensorik und -elektronik (100-250°C) unter Nutzung der Low Temperature Ceramic Cofiring Technologie (LTCC) entwickelt werden. Dazu sind die  werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen funktionskeramischer Materialien für induktive, kapazitive und halbleitende Sensor- und Elektronikfunktionalitäten und deren Integration mittels Cofiring in keramische Mehrlagensysteme zu erforschen. Die technologischen Grundlagen des Designs, der Simulation und der Fertigung diskreter Multilayer-Bauelemente für den Hochtemperatureinsatz sowie deren Integration in komplexe LTCC-Mehrlagenmodule  werden erarbeitet.

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KoSiMoLo

KoSiMoLo

Kooperative Wahrnehmung und Situationserkennng

Projektlaufzeit: Januar 2017 - Oktober 2019

Förderkennzeichen: 2016 FGR 0039

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Reiner S. Thomä (emeriti)

Fachgebiet: Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

Ziel dieser ist es, ein neuartiges Prinzip kooperativer Radarsensorik für die Wahrnehmung und Situationserkennung in Verkehrs- und Mobi!itätsszenarien zu entwickeln, welches die neuen Leistungsmerkmale (Taktiles lntemet, Mobile Edge Computing) von in 5G und Verkehrs-ITS G5 ausnutzt. Insbesondere Verkehrsteilnehmer, wie Fußgänger, Fahrradfahrer oder Fahrzeuge, welche keine modernen (Fahrer)-Assistenzsysteme verwenden, können so zusätzlich geschützt werden. Das Ergebnis ist eine grüne Technologie und ist für die aktuellen Standardisierungsaktivitäten von höchster Relevanz.

 

 

MAGSENS

MAGSENS

Ultrasensitive Magnetfeldsensorik mit resonanten magnetoelektrischen MEMS

Projektlaufzeit: Januar 2018 - Dezember 2020

Förderkennzeichen: 2017 FGR 0060

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Hannes Töpfer

Fachgebiet: Theoretische Elektrotechnik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Ein großer Vorteil der Magnetfeldsensorik besteht im zerstörungsfreien Zugang zu elektrischen Kenngrößen und strukturellen Eigenschaften. Dabei ist die (ferndiagnostische) Messung schwächster magnetischer Felder in geologischen, archäologischen, materialwissenschaftlichen und biomedizinischen Anwendungen von großem Interesse (bisher nur möglich mit SQUIDs, die aber benötigen Temperaturen unter -196°C). Ziel der FGR ist die Entwicklung integrierter und resonanter Mikrostrukturen auf Basis magnetoelektrischer Komposite für die Messung schwächster (bio-) magnetischer Felder bei Raumtemperatur.

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NEMOFASER

NEMOFASER

Neuartige Motorenkonzepte auf Basis hybrider Faserverbundwerkstoffe und aerostatisch gelagerter Aktivteile

Projektlaufzeit: Januar 2018 - Dezember 2020

Förderkennzeichen: 2017 FGR 0080

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Andreas Möckel

Fachgebiet: Kleinmaschinen Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innnovatinszentrum Mobilität (ThIMo)

Vor dem Hintergrund der sich dynamisch entwickelnden Anforderungen an elektrische Antriebsmaschinen thematisiert die Forschergruppe NEMOFASER innovative technologische Konzepte und liefert methodische Grundlagen für nachfolgende FuE-Projekte. Als interdisziplinäre Schwerpunkte werden neuartige funktionelle Lösungen durch eine aerostatische Lagerung von Aktivteilen sowie die Realisierung von Bauteilen mit hybriden Faserverbundwerkstoffen untersucht. Das Innovationspotenzial wird als Auslegungsrahmen beschrieben und eine Entwurfsmethodik für das gesamte Antriebssystem entwickelt.

 

 

TemGro

TemGro

Temperierte Großwerkzeuge

Projektlaufzeit: Juli 2016 - Juni 2019

Förderkennzeichen: 2016 FGR 0035

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jean Pierre Bergmann

Fachgebiet: Fertigungstechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM)

Zur Sicherung der Wettbewerbsposition des Maschinenbaus müssen Formgebungsprozesse effizienter und funktioneller gestaltet werden. Im Vorhaben wird der Ansatz verfolgt, die additiven Fertigungsverfahren Lichtbogen- und Diffusionsschweißen mit konventionellen Herstellungsprozessen zu kombinieren, um großformatigere Werkzeuge als bisher mit Temperierung für die Formgebungsindustrle bereitzustellen. Gesamtziel ist, Methoden und Strategien zum Aufbau innenkonturierter Formwerkzeugen größerer Abmessungen mit innenlieaenden Temoerierkanälen zu entwickeln und den Funktionsnachweis zu erbringen.

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weitere Landesprojekte

BiRa

BiRa

Messeinrichtung zur Aufnahme bistatischer Radarquerschnitte mobiler Objekte in VISTA

Projektlaufzeit: Januar 2018 - Juni 2020

Förderkennzeichen: 2017 FGI 0007

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Reiner S. Thomä (emeriti)

Fachgebiet: Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

BiRA - Messeinrichtung zur Aufnahme bistatischer Radarquerschnitte mobiler Objekte in VISTA

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ROGER

ROGER

Roboterassistiertes Gangtraining in der orthopädischen Rehabilitation

Projektlaufzeit: Oktober 2016 - September 2019

Förderkennzeichen: 2015 FE 9088

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Horst-Michael Groß

Fachgebiet: Neuroinformatik und Kognitive Robotnik Fakultät: Informatik und Automatisierung

ROGER wird eine intelligente IKT-Systemlösung für den Technologiebereich der Service- und Assistenzrobotik und die Anwendungsbereiche Gesundes Leben und Lebensqualität im Alter entwickeln. ROGER stellt insofern eine intelligente Systemlösung dar, da es alle dazu notwendigen Teilaspekte umfasst – von der medizinisch, sozialwissenschaftlich, technisch und gesetzgeberisch getriebenen Anforderungsanalyse an ein assistiertes orthopädisches Eigentraining (nach Prinzipien des nutzerzentrierten Entwurfs), über die eigentliche methoden- und technologiegetriebene Hardware- (Roboterplattform mit 3D-Sensorausstattung) und Softwareentwicklung (Erkennungs-, Interaktions-, Analyse- und Navigationsintelligenz) bis hin zur Evaluation der Systemlösung in klinischen Funktions- und Nutzertests unter laborähnlichen Bedingungen. In allen Entwicklungsphasen wird die konsequente Überwindung von Markteintrittsbarrieren und damit die zeitnahe wirtschaftliche Verwertbarkeit des Trainingsroboters als Systemlösungsprodukt der Firma MetraLabs GmbH sowie der mit ihm realisierbaren Rehabilitationsleistungen als Dienstleistung der Klinik ein zentraler Bestandteil sein. Projektbegleitend werden von Anfang an dazu auch Umsetzungsaspekte bei der Entwicklung und Markteinführung eines Medizinproduktes berücksichtigt. Die wirtschaftliche Verwertbarkeit der Systemlösung als Dienstleistung soll zudem durch Beteiligung eines Kostenträgers (BARMER GEK, assoziierter Partner in ROGER) am Entwicklungsprozess nachhaltig unterstützt werden. Neben dem o.g. Thema IKTIPD 1.3 adressiert ROGER auch das Thema IKTIPD 1.1 „Intuitive und sichere Mensch-Maschine Interfaces“, da der Trainingsroboter über alltagstaugliche multimodale Interaktions- und Kommunikationsmöglichkeiten mit dem Patienten verfügen muss. Er muss den Patienten während des Gangtrainings im Raum robust wahrnehmen und erkennen können, dessen Bewegungsmuster erfassen und analysieren, dem Patienten fehlerreduzierende verbale (per Sprachausgabe) und nonverbale (per Lichtprojektionen, Farbmuster, Töne und elektrisch stimulierende) Korrekturhinweise vermitteln und von ihm sowie den Therapeuten und Medizinern einfach und sicher per Touchscreen intuitiv zu bedienen sein.

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Simulationsplattform

Simulationsplattform

Modulare Test- und Simulationsplattform für Multimodale Energiesysteme

Projektlaufzeit: September 2016 - Juni 2019

Förderkennzeichen: 2015 FGI 0027

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Michael Rock

Fachgebiet: Blitz- und Überspannungsschutz Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Energietechnik

Mit dem geplanten Vorhaben soll der Aufbau einer modularen, skalierbaren Test- und Simulationsplattform für multimodale Energiesysteme realisiert werden, welche für Forschungs- und Entwicklungsfragen sowohl von der Technischen Universität Ilmenau als auch vom Fraunhofer IOSB-AST genutzt werden soll.
Im Zuge der Energiewende ist eine wachsende Komplexität der Energiesysteme zu verzeichnen und auch künftig zu erwarten. Dies beinhaltet die steigende Anzahl und Vielfältigkeit dezentraler Energiewandlungssysteme, die Beherrschung fluktuierender Einspeisungen sowie die verstärkte Kopplung der Sektoren Strom, Wärme, Kälte, Gas und Mobilität. Diese sektorenübergreifende Vernetzung führt zu einem multimodalen Energiesystem, welches insbesondere die Gebäude- und Quartiersebene adressiert.

 

 

VISTA 4F

VISTA 4F

Virtuelle Straße: Ein Beitrag zur virtuellen Realität mit ganzheitlichem Fokus auf Funk, Fahrbahn, Fahrzeug und Fahrer

Projektlaufzeit: Oktober 2014 - Dezember 2019

Förderkennzeichen: TUI-I-01-14

Projektleiter: Prof. Dr. Matthias Hein

Fachgebiet: Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik Bearbeiter in Ilmenau: Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo)

Das ProExzellenz-Zentrum VISTA4F widmet sich dem automatisierten und vernetzten Fahren sowie dafür geeigneten Entwurfs- und Testverfahren. Durch virtuelle Testfahrten kann der Bedarf an realen Testfahrten zur Validierung der funktionalen Sicherheit über viele Millionen Kilometer beträchtlich reduziert werden; weiterhin kann eine Basis für standardisierte Testverfahren für künftige Zulassungsverfahren erarbeitet werden; sicherheitskritische Tests auf öffentlichen Straßen und Geländen wären zudem ohne virtuelle Testverfahren gar nicht durchführbar. Mit dem Projekt werden wichtige Konzepte für virtuelle Testfahrten im Labor adressiert. Technische Aspekte der drahtlosen Vernetzung betreffen z.B. die elektromagnetische Verträglichkeit, die Entwicklung von Fahrzeugantennen, die Konzipierung und Erprobung spezifischer Testmethoden, sowie die Konzeptbildung für eine realitätskonforme Nachbildung funkbasierter Übertragungsverfahren wie Mobilfunk oder Radar unter Laborbedingungen. Weitere technische Aspekte betreffen die fahrzeugtechnische Modellierung und realistische Emulation von Fahrbahneigenschaften und Verkehrsszenarien und deren Rückkopplung auf die Nutzerschnittstellen. Andererseits stehen nutzerorientierte Aspekte im Fokus des Projektes, wie die Mensch-Maschine-Interaktion und -Kooperation sowie die Untersuchung und Modellierung des Fahrerverhaltens innerhalb von Fahrsimulationen. Schließlich befasst sich das Projekt mit der Kombination einer Vielzahl der für die Einzelaspekte nötigen Testumgebungen zu einer echtzeitvernetzen Infrastruktur, die sowohl eine nahtlose Einbindung verschiedener Fahrzeugtechnologien als auch die Einbeziehung eines Fahrers ermöglicht. Durch seine einzigartigen Ansätze leistet das Projekt einen zentralen und zukunftsorientierten Beitrag zur nachhaltigen und intelligenten Mobilität.

Projekte der Carl-Zeiss-Stiftung

CZ-Stiftung: MetroBase

CZ-Stiftung: MetroBase

Neue Metrologische Basis höchster Präzision (MetroBase)

Projektlaufzeit: September 2016 - August 2020

Förderkennzeichen: 0563-2.8/643/2

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Eberhard Manske

Fachgebiet: Fertigungs- und Präzisionsmesstechnik Bearbeiter in Ilmenau: Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN)

Das Ziel des Projektes ist im speziellen die Schaffung einer neuen metrologischen Basis, um die Forschung auf dem ausgewiesenen Gebiet der Nanopositionier- und Nanomessmaschinen auf ein qualitativ neues Level zu heben. Dazu soll die Frequenzkamm-Technologie als neue Schlüsselkomponente an der TU Ilmenau etabliert und synergetisch mit dem hohen Stand der Nanopositionier- und Nanomesstechnik verbunden werden, um somit die Forschung auf höherem Niveau nachhaltig fortführen zu können.

 

 

CZ-Stiftung: PRIME

CZ-Stiftung: PRIME

Projektgruppe Integrierte mm-Wellen-Funktechnik (PRIME)

Projektlaufzeit: März 2016 - Februar 2020

Förderkennzeichen: 0563-2.8/581/2

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Reiner S. Thomä (emeriti)

Fachgebiet: Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung Fakultät: Elektrotechnik und Informationstechnik

In der Mobilkommunikation werden gegenwärtig die internationalen Standardisierungsaktivitäten für die 5. Generation (5G) mit Hochdruck vorangetrieben. Der dafür vorgesehene Zeitplan reicht bis über das Jahr 2020 hinaus. Neben breitbandigen Multimedia-Zugangstechniken für Gebiete mit sehr hoher Teilnehmerdichte geht es dabei auch um die Echtzeitvernetzung technischer Systeme u.a. mit Anwendungen in der Industrieautomatisierung (Industrie 4.0), für Teleassistenzsysteme und kooperierende Automobile (Machine-to-Machine/M2M-, Car-to-Car/C2C-Communication). Eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der dafür erforderlichen hohen Echtzeitdatenraten ist die Erschließung des mm-Wellen-Frequenzbereichs bis ca. 90 GHz, da dort große Bandbreiteressourcen zur Verfügung stehen. Ähnliche Anforderungen gibt es in der Funksensorik. Hochauflösende Radarsensoren im mm-Wellenbereich finden zunehmend Anwendung in der Verkehrstelematik, Logistik, Umwelttechnik, Robotertechnik, Sicherheitstechnik und sogar in der Medizintechnik.
Gebraucht werden z.B. Antennenarrays mit vielen Elementen („massive MIMO“), die elektronisch steuerbar sein müssen. Ein anderes innovatives Architekturkonzept zur Erfassung von sehr breitbandigen, strukturierten HF-Signalen baut auf dem Prinzip des „compressive sensing“ auf. Die Implementierung derartiger Systeme bei mm-Wellen-Frequenzen und mit Bandbreiten im GHz-Bereich erfordert einen Paradigmenwechsel in der Schaltungs- und Systemtechnik. Mit herkömmlicher Technik ist eine technisch und ökonomisch sinnvolle Realisierung nicht möglich. Stattdessen werden hybride Systemkonzepte mit integrierter, gemischt analog/digitaler Signalverarbeitung kompakte, flexibel programmierbare Funkmodule ermöglichen, die mit einem sehr geringen Energieverbrauch auskommen. Das schließt halbleiterintegrierte analoge Funktionskomponenten und ein hybridintegriertes Package-Design mit exzellenter HF-Performanz ein.
An der TU Ilmenau sind mit den ausgewiesenen Erfahrungen und Vorarbeiten auf den Gebieten des Mobilfunks und der ultrabreitbandigen Funksensorik sowie der Aufbau- und Verbindungstechnik hervorragende Voraussetzungen und Alleinstellungsmerkmale gegeben, eine international führende Position in der breitbandigen mm-Wellen-Funktechnik einzunehmen. Mit diesem Strukturvorhaben werden die vorhandenen technologie- und systemorientierten Kompetenzen in einer instituts-übergreifenden Struktur zusammengeführt. Damit werden die Voraussetzungen für einen durchgängigen Entwurf ultrabreitbandiger mm-Wellen-Funksysteme geschaffen, die vom Architekturdesign über den Entwurf der integrierten Schaltung bis zur Signalverarbeitung und zum Anwendungskonzept reichen und die messtechnische Evaluierung einschließen. Die Projektgruppe soll befähigt werden, miniaturisierte, hochintegrierte und funktionsagile Funkmodule als System in Package (SiP) zu realisieren und innovative Anwendungen in verschiedenen Forschungsclustern der TU Ilmenau zu erschließen.

 

 

CZ-Stiftung: QuMeT

CZ-Stiftung: QuMeT

Quantenmechatronik in der Kraftmess- und Wägetechnik (QuMeT)

Projektlaufzeit: Januar 2018 - Dezember 2021

Förderkennzeichen: 0563-2.8/698/2

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Fröhlich

Fachgebiet: Prozessmesstechnik Fakultät: Maschinenbau

Das gemeinsame langfristige Ziel der Forschungsgruppe ist es, in die physikalischen Grenzbereiche der Präzisionswägetechnik vorzudringen. Störende Einflüsse und Effekte sollen grundlegend untersucht, modelliert und darauf aufbauend konstruktiv, regelungstechnisch und elektronisch beherrscht werden. Auf diesen Grundlagen wird eine relative Standardabweichung der Massedifferenzen von 5∙10-12, also 5 Nanogramm, für Vergleiche von 1 kg-Massenormalen angestrebt. Aktuell werden hier 50 Nanogramm erreicht. Das Ziel ist also eine Reduktion der Standardabweichung um einen Faktor 10. Hierfür besteht ein sehr hoher Bedarf sowohl für die praktische Weitergabe der SI-Einheit Kilogramm als auch für Grundlagenuntersuchungen nach einer möglichen Neudefinition.

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