Südafrika: Nachhaltige Lösungen im Kampf gegen Wasserknappheit

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Als überwiegend trockenes Land steht Südafrika vor der enormen Aufgabe, vorhandene Ressourcen nachhaltig zu bewirtschaften. Dies betrifft neben den knappen Wasservorkommen auch den Ausbau regenerativer und dezentraler Energiesysteme sowie die Ernährungssicherheit. Die Universität Stellenbosch und die Fraunhofer-Gesellschaft haben nun im Rahmen einer strategischen Partnerschaft die »Fraunhofer Innovation Platform for the Water-Energy-Food Nexus« eingerichtet. Gemeinsam sollen in dieser langfristigen Kooperation bedarfsgerechte technologische und sektorübergreifende Lösungen zur Wasser-, Energie- und Ernährungssicherheit erarbeitet werden – zum Wohle der Menschen und der Umwelt.

Gewissheit in nur 15 Minuten – Forschende entwickeln graphenoxidbasierten Schnelltest zur Infektionserkennung

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Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickeln mit Projektpartnern aus der Industrie und dem Gesundheitswesen eine handliche Sensorplattform auf Graphenoxid-Basis, die es ermöglicht, in wenigen Minuten akute Infektionen wie eine Sepsis oder auch Antikörper gegen das Coronavirus zu detektieren.

Digitaler Zwilling für den Wissenstransfer

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Der persönliche Austausch und die Zusammenarbeit mit Kunden und Kollegen in Büro-Meetings, auf Veranstaltungen, in Workshops oder Seminaren wird so bald nicht mehr möglich sein. Die Corona-Pandemie erfordert neue Wege der Zusammenarbeit. Lösungsansätze, wie die Kommunikation in der Arbeitswelt der Zukunft gelingen kann, haben die Fraunhofer-Institute für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und für Produktionstechnik und Automatisierung IPA parat: Kooperation mit Partnern aus Industrie und Forschung wird in das digitale Future Work Lab der Stuttgarter Institute verlagert – auch über Grenzen hinweg. Ein digitaler Zwilling und virtuelle Labortouren ermöglichen die neue Form der Vernetzung.

Gleichstromnetze für Fabrikhallen

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Fabriken werden derzeit mit Wechselstrom betrieben. Forscherteams der Fraunhofer-Institute für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und für
Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB wollen die Energieversorgung von industriellen Produktionsanlagen langfristig auf Gleichstrom umstel-len. Im Verbundprojekt DC-INDUSTRIE 2 entwickeln sie zusammen mit mehr als 30 Partnern die industrielle Stromversorgung der Zukunft. Ziel ist es, alle elektrischen Anlagen der Fabrik über ein intelligentes DC-Netz zu koppeln, um so die elektrische Versorgung energieeffizienter, stabiler und flexibler zu
gestalten und die Energiewende im industriellen Bereich voranzutreiben.

Clever bauen mit mobilem Roboter

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Husky A200 heißt die mobile Roboterplattform, mit der erforscht wird, wie künftig mobile Plattformen autonom über Baustellen fahren und Lasten transportieren können. Der rollende Roboter ist eines von vielen Projekten, mit denen das Fraunhofer Italia Innovation Engineering Center die Digitalisierung im Bauwesen vorantreibt und eine Brücke zwischen Robotik und Bauwirtschaft schlagen will. Damit der mobile Roboter eigenständig den richtigen Weg findet, entwickeln die Forscherinnen und Forscher am Institut in Bozen die erforderliche Software-Schnittstelle.

Fraunhofer identifiziert Kernpunkte für den Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft

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Der Ausbau von Wasserstofftechnologien über die Nationale Wasserstoffstrategie ist für eine nachhaltige Zukunftsfähigkeit der deutschen und europäischen Wirtschaft zwingend erforderlich. Dabei ist es entscheidend, jetzt die Grundlage für eine CO2-neutrale Wasserstoffwirtschaft zu legen, um dadurch das Erreichen der Klimaziele zu ermöglichen und die hiesige Wirtschaft optimal auf das kommende Wasserstoff-Zeitalter vorzubereiten. Die Expertise der Fraunhofer-Gesellschaft in Bezug auf Wasserstofftechnologien haben Fraunhofer-Expertinnen und -Experten seit vielen Jahren in zahlreichen erfolgreichen Projekten eingebracht und umgesetzt. Dadurch konnten sie auch zentrale Herausforderungen identifizieren, die es zu bewältigen gilt, um die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands im Kontext der Defossilisierung langfristig zu stärken sowie die industrielle Wertschöpfung hierzulande zu erhalten und auszubauen.

Biosprit für den Schiffstank

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Die Verbrennung herkömmlicher Kraftstoffe trägt zu einem großen Teil des globalen CO2-Ausstoßes bei. Besonders in der Kritik stehen Kreuzfahrt- und Containerschiffe, die mit ihren schmutzigen Abgasen und gesundheitsschädlichen Treibstoffen die Umwelt stark belasten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT forschen an alternativen klimafreundlichen Kraftstoffen. Sie stellen Biotreibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen her, der zu Benzin, Diesel oder sogar Kerosin für Flugzeuge werden kann. Der synthetische Kraftstoff reduziert die Treibhausgas-Emissionen um bis zu 30 Prozent im Vergleich zu fossilem Sprit und verringert zudem Ruß-Emissionen.

Bauteile per App erkennen

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In der Bildverarbeitung werden Methoden der KI seit langem erfolgreich eingesetzt. Neuronale Netze erkennen Objekte des alltäglichen Lebens mit einer
höheren Genauigkeit wieder als der Mensch. Forscherteams des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK nutzen diese
Fähigkeiten und passen die Algorithmen für Industrieanwendungen an: Per App lassen sich beispielsweise einzelne Bauteile ohne Barcode innerhalb von
Sekunden eindeutig identifizieren. Insbesondere Logistikunternehmen
profitieren von dem Potenzial der Neuronalen Netze und können Prozesse beim Wareneingang beschleunigen.

Großflächige Herstellung von COVID-19-Testsystemen

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Die EUROIMMUN AG stellt als einer der ersten europäischen Diagnostikahersteller CE-gekennzeichnete Antikörpernachweissysteme zur Unterstützung der Diagnostik von COVID-19 zur Verfügung. Dadurch können Personen identifiziert werden, die bereits Kontakt mit dem Virus hatten. Dies ist wichtig um herauszufinden, welche Menschen die Infektion bereits durchgemacht haben und höchstwahrscheinlich immun gegen eine erneute Infektion mit SARS-CoV-2 sind. Die Fraunhofer-Einrichtung für Marine Biotechnologie und Zelltechnik EMB in Lübeck unterstützt die EUROIMMUN AG dabei, die Produktion der neuen serologischen Testsysteme zur Diagnostik von COVID-19 für den Massenmarkt zu skalieren, um sie flächendeckend einsetzen zu können.

Wasserstofffabrik der Zukunft

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Wasserstoff ist unverzichtbar für das Gelingen der Energiewende und das Erreichen der Klimaziele. Für die Sektorenkopplung ist er der dringend benötigte Baustein. Für die Industrie bietet er die umweltschonende Möglichkeit, mit Strom, Wärme und Mobilität versorgt zu werden. Umweltfreundlich ist der vielseitige Energieträger jedoch nur, wenn er mit regenerativen Energien er-zeugt wird. Hier bietet das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF eine bedarfsgerechte, dezentrale, modulare Lösung zur Produktion und Verteilung von grünem Wasserstoff.

Reibungslose Kooperation zwischen Mensch und Roboter

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Die Einsatzfelder von Robotern wachsen stetig. Eine zentrale Anwendung ist die Kollaboration zwischen Mensch und Maschine – zum Beispiel, wenn es darum geht, den Menschen bei belastenden Aufgaben zu unterstützen. Doch wie integriert sich der Roboter in die Arbeitsumgebung und wie wird er dabei bedient? Die Vorteile produktiver Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) zeigt das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI bei der Überprüfung von Schweißnähten in der Automobilindustrie beim Projektpartner, der Volkswagen AG.

Mit allen fünf Sinnen produzieren

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Das industrielle Internet der Zukunft integriert Technologien, die die kognitiven Fähigkeiten des Menschen nachahmen, z. B. unsere Fähigkeit zu planen, uns zu orientieren und zu lernen. Das Fraunhofer-Cluster of Excellence Cognitive
Internet Technologies CCIT arbeitet daran, dass die Vision des kognitiven Internets Wirklichkeit wird.

Fraunhofer und IBM bringen Quantenrechner für Industrie und Forschung nach Deutschland

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Stuttgart, München, Berlin – Die Fraunhofer-Gesellschaft, Europas führende Organisation für angewandte Forschung, und IBM (NYSE: IBM) haben heute die Unterzeichnung einer Vereinbarung bekanntgegeben, deren Ziel es ist, Quantencomputing in Deutschland voranzubringen. Im Mittelpunkt der Kooperation steht der Zugriff auf einen IBM-Quantencomputer unter dem Dach eines bundesweiten Fraunhofer-Kompetenznetzwerks, um Technologie, Anwendungsszenarien und Algorithmen zu erforschen und Kompetenzaufbau sowie Wettbewerbsvorteile für die hiesige Wirtschaft und Wissenschaft zu generieren. Dafür erhalten Unternehmen und Forschungseinrichtungen Zugriff auf IBM Quantencomputer in Deutschland und den USA.

Zukunft des Leichtbaus: Effizient und bezahlbar

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Leichtbau ist und bleibt eine Schlüsseltechnologie für zahlreiche Industrien, von der Fahrzeug- und Flugzeugtechnik über den Schiffbau bis zur Raumfahrt. Gleichzeitig bietet er durch den Ansatz der Gewichtsreduktion hohe Einsparpotenziale im Hinblick auf klimaschädliche Emissionen. Ein Hemmnis stellen bisher die vergleichsweise hohen Kosten dar. Im EU-Projekt ALLIANCE haben sich Autohersteller, Zulieferer und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um dies zu ändern – koordiniert von Daimler und dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Das positive Ergebnis: Bis zu 33 Prozent leichtere Komponenten bei nicht einmal drei Euro Mehrkosten pro eingespartem Kilogramm lassen sich tatsächlich realisieren.

Funksignale aus der Deckenbeleuchtung für die vernetzte Produktion

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Die herkömmliche Funkkommunikation im Produktionsumfeld ist problematisch, da WLAN und Bluetooth nur eine begrenzte Bandbreite bieten. Dennoch müssen zahlreiche Komponenten wie Sensoren und Roboter drahtlos miteinander vernetzt werden. Ein Forscherteam am Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo arbeitet gemeinsam mit der Technischen Hochschule OWL an Lösungen, um dieser Herausforderung zu begegnen: Künftig sollen Maschinen in Fabrikhallen über Lichtimpulse miteinander kommunizieren. Die Technologie ist nicht neu, doch nun gilt es, sie für die Industrie weiterzuentwickeln.

Fraunhofer und Freistaat Bayern ehren Nachwuchswissenschaftler

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Ihre Doktorarbeiten sind Meilensteine – dafür werden auch dieses Jahr drei junge Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft mit dem renommierten Hugo-Geiger-Preis geehrt. Die exzellenten Forschungsergebnisse sind Paradebeispiele für den Fraunhofer-Ansatz, mit anwendungsorientierter Forschung und zukunftsorientierten Innovationen zur Sicherung der wirtschaftlichen Stärke Deutschlands und Europas beizutragen. Die mit 5000, 3000 und 2000 Euro dotierten Preise werden von der Fraunhofer-Gesellschaft gemeinsam mit dem Freistaat Bayern vergeben. Überreicht wurden sie auf dem Fraunhofer-Symposium »Netzwert« in München.