Dennis Müller und Alexandra Prokhorova, Nachwuchsforschende an den Fachgebieten Kunststofftechnik und Biosignalverarbeitung der TU Ilmenau, sind für ihre Posterbeiträge beim Nachwuchswettbewerb am Tag der Ingenieurwissenschaften der Allianz THÜRING ausgezeichnet worden. Die beiden überzeugten beim Online-Publikumsvoting mit der Präsentation ihrer Arbeiten zum Recycling von Kunststoffen und der Verbesserung der Hyperthermie-Behandlung von Krebspatienten.
Forschung
Posterpreise für Beiträge zum Recycling von Kunststoffen und für eine verbesserte Behandlung von Krebspatienten
Nachdem der erste Tag der Ingenieurwissenschaften 2021 an der TU Ilmenau stattgefunden hatte, lud die Allianz Thüringer Ingenieurwissenschaften am 29. Juni 2022 unter dem Motto "transformING" zum Thementag an die Bauhaus-Universität Weimar ein. Im Fokus stand der interdisziplinäre Austausch Thüringer Ingenieurinnen und Ingenieure zu Forschung, Lehre und Transfer, insbesondere neuen Technologien wie 360°-Anwendungen, virtueller Produktentwicklung und Künstlicher Intelligenz (KI) sowie nachhaltigen Lösungen für Umwelt, Energie, Verkehr und Bau. So präsentierte unter anderem Prof. Matthias Hein das Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo) an der TU Ilmenau, berichteten Studierende von ihrer Beteiligung bei der UN-Klimakonferenz 2021 in Glasgow und stellten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aktuelle Forschungsprojekte und innovative Lehrkonzepte vor. Auch die TU Ilmenau beteiligte sich mit einem Impulsvortrag von Prof. Anja Geigenmüller zum Thema „Transfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft gestalten – Überlegungen, Erkenntnisse, Schlussfolgerungen“ sowie Sessions zu den Themen „Makerspaces, UNIKAT, Gründerservice: Projektbasierte Lehre in den Ingenieurwissenschaften“ (Dr. Nicola Henze, Sabine Fincke, Sophia Isabella Guzmán Artmann), „Hybride Lehr- und Lernumgebung für die virtuelle Produktentwicklung“ (Prof. Stephan Husung) und „Wissenschaftskommunikation für die Energiewende“ (Prof. Jens Wolling).
Highlight der Veranstaltung war der Posterwettbewerb mit anschließendem Elevator Pitch am Nachmittag: Insgesamt 19 Doktorandinnen und Doktoranden, wissenschaftliche Mitarbeitende und Masterstudierende verschiedener Thüringer Hochschulen beteiligten sich mit ihren Forschungsthemen. Das Publikum entschied online mit über 400 Stimmen – von Argentinien bis in die Vereinigten Staaten -, welche Präsentationen am meisten überzeugten.
Über Preise konnten sich am Ende Dennis Müller, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Kunststofftechnik, für sein Poster zum Thema „Quality-Loop für Kunststoffspritzgießprozesse«“ und Alexandra Prokhorova, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Biosignalverarbeitung der TU Ilmenau, für ihr Poster „Electromagnetic Device for Hyperthermia Treatment Monitoring“ freuen.
Einsparung von Energie und Ressourcen
In seinem mit dem 2. Preis prämierten Poster stellt Dennis Müller das Verbundprojekt Quality-Loop vor, in dem durch eine Verknüpfung mehrerer Sensordaten frühzeitig fehlerhafte Bauteile erkannt werden. Dabei ist gerade die Kombination und Abstimmung verschiedener Sensoren essentiell, so Dennis Müller:
Zum Beispiel kann ein Lufteinschluss bei einem gefärbten Bauteil nicht durch eine Lichtbildkamera festgestellt werden. Erst durch eine Wägezelle, das heißt eine besondere Form von Kraftsensor, und ein bildgebendes Verfahren zur Anzeige der Oberflächentemperatur, die so genannte Thermographie, kann der Fehler präzise zugeordnet werden, so dass ein dafür entwickeltes Assistenzsystem dem Maschinenbenutzer Handlungsempfehlungen vorschlagen kann, um den Fehler zu beheben.
Auf diese Weise können Energie, Ressourcen und Arbeitszeit eingespart werden. Damit leistet das Projekt unter Leitung von Professor Florian Puch, das in Zusammenarbeit mit den Firmen Steinbeis Qualitätssicherung und Bildverarbeitung GmbH und Kunststoff- und Holzverarbeitungswerk GmbH (KHW) durchgeführt wird, einen Beitrag zur grünen und digitalen Erholung der Wirtschaft.
Innovativer Ansatz zur Temperaturschätzung
Alexandra Prokhorova stellte in ihrem mit dem 3. Preis prämierten Poster ihre Untersuchungen zur Entwicklung eines medizinischen Systems für die mikrowellengestützte Behandlung von Krebspatienten mit Hyperthermie vor. Dabei handelt es sich um eine Form der Wärmetherapie, die zusammen mit Strahlen- und Chemotherapie eingesetzt wird, um das Ergebnis der Krebsbehandlung zu verbessern.
Indem die Tumorregion leicht erwärmt wird, wird die Empfindlichkeit des Tumors gegenüber den Strahlen erhöht und der Patient kann besser auf Medikamente ansprechen. Um die Temperatur nicht-invasiv, das heißt ohne in den Körper eingebrachte Sonden überwachen zu können und die Wärmetherapie effektiver zu machen, schlägt Alexandra Prokhorova in ihrer Arbeit einen auf Ultrabreitbandradar basierenden Ansatz der Temperaturschätzung vor. Der Laborprototyp ist hybrid aufgebaut. Er vereint sowohl Wärmeapplikatoren als auch Sensorelemente. Die Ergebnisse basieren auf ihrer dreijährigen Forschungsarbeit im Rahmen des EU-Projekts EMERALD unter Leitung von Dr. Marko Helbig. Wissenschaftliches Ziel des Projekts ist es, den Übergang von der Forschung in der medizinischen Mikrowellenbildgebung zu klinischen Prototypen zu beschleunigen.