iENA 2021: Medaillenregen für die TU Ilmenau

Mit einer Goldmedaille ausgezeichnet wurden Dr. Dietrich Schweitzer, Prof. Jens Haueisen und Dr. Matthias Klemm vom Institut für Biomedizinische Technik und Informatik für die Erfindung „Vorrichtung und Verfahren zur Elimination des Einflusses vorgelagerter Schichten bei spektralen Messungen an geschichteten Objekten“. Die Erfindung wird in einem neuartigen Laser Scanner Ophthalmoskop realisiert und betrifft ein Verfahren zur Eliminierung störender Einflüsse bei der zeitaufgelösten Messung der extrem schwachen Fluoreszenz körpereigener Substanzen. Die Fluoreszenzmessung dient der Detektion von zellulären Stoffwechselveränderungen am Augenhintergrund. Durch die Erfindung ist eine exakte quantitative Auswertung der Augenhintergrund- und Linsenfluoreszenz zur Frühdiagnostik metabolischer Veränderungen möglich. Das Verfahren kann darüber hinaus für weitere geschichtete Objekte eingesetzt werden, etwa zur Untersuchung von Hautschichten beim Verdacht auf Krebs.

Das Team Prof. Klaus Zimmermann, Prof. Valter Böhm, Dr. Jhohan-Harvey Chavez-Vega und Dr. Tobias Kaufhold erhielt die iENA-Goldmedaille für die Neuheit „Endeffektor basierend auf magnetorheologischen Elastomer für Greif- und Manipulationssysteme“. Der Endeffektor (Greifer) basiert auf dem sensorgesteuerten Zusammenspiel hochelastischer und magnetisch steuerbarer Elastomere. Diese sind in der Lage, sensible Objekte zu ertasten und sich der Form des zu greifenden Objektes anzupassen. Magnetfelder lassen die Elastomere erstarren, wenn das System ein Objekt im wahrsten Sinne des Wortes fest im Griff hat.

Durch die besonderen Eigenschaften des flexiblen Elastomers kann der innovative Greifer die Form verschiedener Zielobjekte erkennen und ermöglicht so ein deutlich verbessertes Greifen verschiedengeformter Objekte.

Die dritte Goldmedaille der diesjährigen Erfindermesse errangen Prof. Klaus Augsburg, David Hesse, Vincenzo Ricciardi und Christopher Hamatschek für die Entwicklung eines neuen Fahrzeugzustandsregelungssystems und eines Verfahrens zur Fahrzeugzustandsregelung zur Reduktion antriebsstrangferner Emissionen, insbesondere zur Reduktion von Emissionen von Bremse und Reifen. Durch die Erfindung können Abriebe und partikelförmige Emissionen, die über den Verlauf einer zu absolvierenden Fahrstrecke oder eines Fahrmanövers entstehen, derart begrenzt werden, dass ein vorgegebener Höchstwert anhand einer vorteilhaften Fahrdynamikauslegung nicht überschritten wird. Die Begrenzung erfolgt durch eine vor Beginn der Fahrt berechnete, emissions- und fahrdynamik-optimale Fahrroute.

Johannes Belkner und Prof. Dr.-Ing. Eberhard Manske wurden für ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der konfokalen Vermessung von Flächen mit einer Silbermedaille geehrt. Bei der optischen Messung der Höhe einer Probe (Profil, Oberfläche) führen die Beschaffenheit der Probe selbst oder anderweitige, sich während der Messung ändernde optische Eigenschaften, zu Höhenmessfehlern. Zu diesem Problem wurde bislang kaum geforscht. Das an der TU Ilmenau entwickelte Verfahren kompensiert vorliegende Fehler vollständig und ermöglicht so exaktere Messungen von technischen Oberflächen mit geneigten Flanken, Freiformoberflächen oder hoch verkippten Flächen.

Ebenfalls mit einer Silbermedaille ausgezeichnet wurde Prof. Peter Husar für eine spezielle Anordnung und ein Verfahren zur elektrischen Stromstimulation. Die Erfindung wurde für den Einsatz in der Elektrotherapie von neurologischen Problemen entwickelt. Die bisherige Technologie basiert weitgehend auf der direkten Anwendung des Gleichstroms (DC) zur neurologischen Stimulation. Dies kann dazu führen, dass an den Kontaktstellen zwischen Stimulator und Gehirn ungewollte Spannungsabfälle und dadurch giftige Substanzen entstehen. Das neue Verfahren ermöglicht es, eine Signalform des eingespeisten Stromes zu generieren, die einerseits die Bildung von ungewollten Zersetzungsspannungen an Kontaktstellen vermeidet, andererseits den gewünschten Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung an den Neuronen im Gehirn erzeugt.

Silke Augustin, Prof. Thomas Fröhlich, Helge Mammen und Juan Sebastian Marin-Toro erhielten eine Bronzemedaille für die Entwicklung einer Vorrichtung und eines Verfahrens für die automatische, rückführbare Kalibrierung von Thermometern zur Umgebungstemperaturmessung. Die Überprüfung der Kennlinienstabilität dieser Thermometer nach längerer Einsatzzeit erfolgt üblicherweise extern in Kalibrierlaboren, meist in Kalibrierbädern, gefüllt mit verschiedenen Medien. Die Erfindung ermöglicht nunmehr eine automatisierte Kalibrierung eines Thermometers vor Ort, ohne dass das Thermometer aus seiner Messstelle ausgebaut werden muss. Anwendungsfälle liegen im Bereich der Temperaturüberwachung in meteorologischen Wetterstationen, Lagerräumen und Klimakammer mit hohen Anforderungen an eine exakte Temperaturmessung. 

Ebenfalls eine Bronzemedaille ging an Martin Schiele und Prof. Klaus Augsburg zur Generierung eines digitalen Zwillings für zahlreiche Einsatzgebiete. Viele Industrie- und Haushaltssysteme unterliegen für eine korrekte Arbeitsweise bestimmten Regelungsalgorithmen. Je komplexer das System ist, desto umfangreicher und aufwändiger ist die Parametrierung (Festlegung) der Regler des Algorithmus. Durch die Generierung einer digitalen Kopie des zu steuernden Objektes lässt sich mit bestärkendem Lernen ein autonom-lernender Agent erzeugen, der die Steueraufgabe ohne menschliche Zuhilfenahme im Anschluss zu leisten vermag. Die Erfindung der TU Ilmenau beinhaltet die Methodik zur Generierung digitaler Zwillinge mithilfe neuronaler Netze und anschließender Nutzung zum Training autonomer Agenten durch bestärkendes Lernen.

Die auf der iENA 2021 vorgestellten Neuheiten der Thüringer Hochschulen und Forschungseinrichtungen werden nun weiter von der PATON-PTH betreut und die Erfinderteams auf dem Weg zu einer Verwertung intensiv unterstützt.