Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für eine Technologie der Sinne: Sensorikforschung an der Uni Bremen dauerhaft eingerichtet

13.04.2011
Sensoren sollen Schäden an Flugzeugen oder Windmühlen erkennen; Sensoren sollen in der Robotik für mehr Sicherheit sorgen; Sensoren sollen Robotern mehr Aktionsspielräume geben: Drei Beispiele für Forschungsarbeiten der Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtung „Integrated Solutions in Sensorial Structure Engineering“ (ISIS) der Universität Bremen.

Nach Ablauf der zweijährigen Probephase ist die ZWE durch Beschluss des Akademischen Senats dauerhaft eingerichtet worden. Sprecher der Einrichtung ist Professor Matthias Busse (Fachbereich Produktionstechnik / Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM), der im Vorstand von den Professoren Walter Lang (Fachbereich Physik/ Elektrotechnik) und Hans-Werner Zoch (Fachbereich Produktionstechnik / Institut für Werkstofftechnik IWT) unterstützt wird.

Sensorik, die Auswertung von Sensordaten und die Nutzung der gewonnenen Informationen, um technische Produkte effizienter zu steuern, sie sicherer zu machen und ihnen gleichzeitig perspektivisch die Grundausstattung für autonomes Handeln mitzugeben, sind Themen von zentraler Bedeutung für die globale technologische Entwicklung. Allein der weltweite Sensormarkt ist seit 1998 von 32,5 Mrd. $ bis zu geschätzten 66 Mrd. $ in 2010 angewachsen. Die Dynamik des Marktes stützt sich dabei wesentlich auf die Vielfalt und Flexibilität der zu Grunde liegenden Technologien. Diese eröffnen neben der Möglichkeit zur weiteren Optimierung von eingeführten Lösungen wie der Strukturüberwachung mit jedem technologischen Fortschritt ein breites Spektrum zusätzlicher Chancen. Beispiel Unterhaltungselektronik: In einem modernen Smartphone gibt es durch Bewegungs-, Lage-, Helligkeits-, Annäherungs- und Drucksensoren Funktionalitäten, die heute schon nicht mehr wegzudenken sind. In ähnlicher Weise steigt im Automobil die Zahl der Sicherheit und Komfort unterstützenden Sensoren kontinuierlich an.

Mehr als konventionelles Sensormaterial

Die Universität Bremen hat den Anspruch, auf diesem zukunftsträchtigen Forschungsfeld eine führende Rolle zu spielen. Eine Bremer Besonderheit ist dabei die Nutzung und der Ausbau der traditionell engen Vernetzung zwischen Produktionstechnik und Materialwissenschaften einerseits und den Naturwissenschaften sowie der Informatik andererseits. Diese Verbindung gilt es mit der Vision des sensorischen Materials als inhaltlicher Leitlinie weiter zu entwickeln: Dies ist die Aufgabe der zentralen wissenschaftlichen Einrichtung ISIS.

ISIS definiert sensorische Materialien als Werkstoffe, die Daten über ihre Umgebung und/oder ihren eigenen Zustand erfassen. Sie verarbeiten diese Daten lokal und nutzen die gewonnenen Informationen intern oder kommunizieren sie nach außen. In diesem Sinne sind sie von konventionellen Sensormaterialien zu unterscheiden: Letztere zeigen lediglich einen Wandlereffekt, der etwa zwei physikalische Größen verknüpft. So ändern Materialien bei mechanischer Dehnung ihren elektrischen Widerstand und erleichtern so die messtechnische Erfassung der Dehnung. Das von ISIS abgedeckte Themenfeld schließt die Weiterentwicklung dieser klassischen Sensormaterialien mit ein, geht aber insgesamt weit über diesen Aspekt hinaus. In der Hierarchie vom Sensormaterial als Grundelement bis zum sensorischen Material als Teil eines intelligenten Produkts gewinnen Gebiete wie Sensorintegration, Miniaturisierung von Sensoren und Elementen der Signalverarbeitung, Datenauswertung oder die sichere Kommunikation in Sensornetzwerken zusätzliche Bedeutung.

Interdisziplinäres Uni-Netzwerk

Um der mit dieser inhaltlichen Vielfalt verknüpften Komplexität gerecht zu werden, ist ISIS sehr breit aufgestellt. Die interdisziplinäre Organisation der Einrichtung vereint Experten der Fachbereiche Produktionstechnik, Physik/Elektrotechnik, Biologie/Chemie und Mathematik/Informatik. Daneben wird ISIS von wichtigen externen Forschungsinstituten als assoziierten Mitgliedern unterstützt. Dies sind etwa das Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, das Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (BIAS) GmbH, das Faserinstitut Bremen (FIBRE) e.V., die Stiftung Institut für Werkstofftechnik (IWT) und das Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH.

Diese Partner sind für ISIS auch deshalb wertvoll, weil sie aufgrund ihrer Ausrichtung und Vernetzung Anwendungsschwerpunkte definieren, die Orientierungspunkte für die wissenschaftliche Arbeit liefern. Dies ist gerade aufgrund der breiten Anwendbarkeit sensorischer Materialien wichtig. So arbeitet ISIS an Lösungen, faseroptische Sensoren zur Erkennung von Schäden im Material in Faserverbundwerkstoffe für Flugzeuge und Windenergieanlagen zu integrieren. Sensornetzwerke dieser Art können schon die Herstellung und Verarbeitung des Materials überwachen, bevor sie im Einsatz für mehr Sicherheit sorgen und Wartungskosten reduzieren helfen, weil sie die Inspektion in vorab festgelegten Zeitabständen ersetzen. In der Robotik kann eine künstliche Haut für erhöhte Sicherheitsniveaus sorgen: Sie stattet die Maschine mit mehr Feinfühligkeit aus, die ihr eine angemessene Reaktion ermöglicht, wenn sie einem menschlichen Kollegen ins Gehege kommt. Gleichzeitig erlaubt eine breite Palette an sensorischer Information, wie sie uns Menschen zur Verfügung steht, einem Roboter prinzipiell mehr Autonomie. Dies ist speziell dann von Bedeutung, wenn spezielle Einsatzszenarien Möglichkeiten zur Fernsteuerung einschränken, wie etwa in der Weltraum- und Unterwasserrobotik.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
ZWE „Integrated Solutions in Sensorial Structure Engineering“
Dr.-Ing. Dirk Lehmhus
Tel. 0421 5665 408
E-Mail: dirk.lehmhus@uni-bremen.de

Eberhard Scholz | idw
Weitere Informationen:
http://www.isis.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Assistenzsysteme für die Blechumformung
28.07.2017 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten