Pressestimmen, 07

Pressestimmen

vom 06. und 07.09.2005

http://www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/105265/

Pressemitteilung der AiF, 06.09.2005

In der Endrunde für den Deutschen Zukunftspreis 2005:

Mit den Augen hören - Die akustische Kamera

06.09.2005 - (idw) Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF)

Zur Lärmanalyse von Maschinen entwickelte ein Forscherteam um Dr. Gerd Heinz von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) in Berlin-Adlershof die akustische Kamera. Die Wissenschaftler überführten die neue Technologie der akustischen Photo- und Kinematographie in den industriellen Einsatz. Ihre Innovation wurde jetzt zusammen mit drei weiteren für den Deutschen Zukunftspreis 2005 nominiert. Die AiF hatte die akustische Kamera für den Zukunftspreis vorgeschlagen. AiF-Präsident Johann Wilhelm Arntz freut sich besonders, dass ein Projekt aus der mittelstandsorientierten Forschung in die engere Wahl gekommen ist: "Hier zeigt sich einmal mehr, dass erfolgreiche Kooperationen zwischen Industrie und Forschung gerade im Mittelstand der Schlüssel zum wirtschaftlichen Durchbruch von Spitzentechnologien und gleichzeitig zum Erfolg von Unternehmen am Markt sind." Bereits 2001 hat die AiF dem Team um Heinz aus der AiF-Forschungsvereinigung GFaI für die Entwicklung der akustischen Kamera den Otto von Guericke-Preis verliehen. Er würdigt herausragende Leistungen auf dem Gebiet der industriellen Gemeinschaftsforschung.

Bei der akustischen Kamera nimmt eine Videokamera das optische Bild eines Gerätes auf, während gleichzeitig Mikrofone die aus dem Motiv austretenden Schallwellen erfassen. Ein Computer fertigt eine Karte des Lärms und legt sie über das Foto. Die unterschiedlichen Stärken der Geräuschentwicklung werden mit unterschiedlichen Farben dargestellt, ähnlich wie eine Wärmekamera die Hitzeabstrahlung eines Gegenstandes abbildet. Über die so erzeugten Schallbilder lassen sich Schadensursachen erkennen oder Hinweise für Konstruktionsverbesserungen ableiten. Sie gestatten Aussagen über die Dynamik von Maschinen im Hochgeschwindigkeitsbereich von bis zu 100.000 Bildern pro Sekunde und die Ortung unliebsamer Emissionen. Das System ist für den industriellen Alltag gemacht: Es lässt sich in fünf Minuten auf- und abbauen, ist flexibel für Objekte zwischen 10 Zentimetern und 100 Metern Größe einsetzbar und auch für räumlich beengte Bedingungen geeignet.

1996 gelangen Heinz an der GFaI erste akustische Bilder von stehenden Objekten, kurz darauf erste akustische Filme. Mit großer Unterstützung von Unternehmen wie Liebherr und Porsche wurde die Technologie bis 2001 zur Marktreife gebracht. Heute befinden sich 40 Systeme weltweit im Einsatz, davon 20 in Deutschland und vier in Südkorea. Sie werden vor allem für die Automobilentwicklung und deren mittelständische Zulieferindustrie eingesetzt. Seit 2005 sind mittels Movie-on-Movie-Technik auch bewegte Objekte akustisch analysierbar. Außerdem wird die 3-D-Kartierung, beispielsweise von Pkw-Innenräumen, angeboten. Die Forscher wollen mit ihren Entwicklungen dazu beitragen, dass in der Industrie in Zukunft auf breiter Basis akustische Emissionen über bildgebende Vergleiche dokumentiert werden. Damit wird akustische Qualitätssicherung in vielen Bereichen einfacher und überzeugender handhabbar. Ziel ist die breite Einführung der Technologie auch dort, wo derzeit noch kein Akustik-Know-how existiert, beispielsweise in Entwicklungsabteilungen kleiner Firmen. Auf diesem Wege wird die Industrie unterstützt, neue, leisere und leistungsfähigere Produkte zu entwickeln.

Dr. Gerd Heinz legte vor zwölf Jahren den Grundstein zur Entwicklung der akustischen Kamera mit einer Arbeit über Wellenausbreitung auf Leitbahnsystemen. Das Modell eines Interferenzkreises erklärt spiegelverkehrte Abbildungen in Nervennetzen ebenso wie nervliche Datenadressierbarkeit, nervliche Redundanz oder Zooming und Movement neuronaler Abbildungen. Dirk Döbler machte sich ab 1998 um die Entwicklung von Soft- und Hardware einer industrietauglichen Variante der akustischen Kamera verdient. Er implementierte eine Videokamera, entwickelte einen spezifischen Datenrekorder und schrieb das Programm "Noise Image". Swen Tilgner war für die Konstruktion und Fertigung zuständig. Er entwickelte Leiterkarten und fertigte die mechanischen Komponenten für Prototypen. Den Einkauf bei 120 Zulieferern organisiert er ebenso wie Endmontage, Kalibrierung und Auslieferung der Systeme.

Die Jury des Deutschen Zukunftspreises hatte aus 19 eingereichten Vorschlägen vier Vorschläge nominiert, die heute offiziell bekannt gegeben wurden. Der Bundespräsident verleiht den Deutschen Zukunftspreis am 11. November 2005 zum 9. Mal.

http://www.adlershof.de/index.php?id=81&backPID=81&tt_news=1179

Pressemitteilung der Wista Adlershof, 07.09.2005

GFaI für den Deutschen Zukunftspreis 2005 nominiert

Adlershofer Unternehmen in der Endauswahl für den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation

Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik, GFaI ist mit der „Akustischen Kamera“ unter den vier Nominierten für den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. Der Preis wird am 11. November 2005 von Bundespräsident Horst Köhler verliehen, ist mit 250.000 Euro dotiert und gilt Projekten, die nicht nur von hoher wissenschaftlicher Qualität, sondern auch anwendungs- und damit marktreif sind. Heute wurden die vier für die Endausscheidung des Deutschen Zukunftspreises 2005 nominierten Teams durch den Chef des Bundespräsidialamtes, Staatssekretär Dr. Michael Jansen, der Öffentlichkeit vorgestellt. Am 11. November 2005 entscheidet die Jury aus renommierten Vertretern der Wissenschaft und Wirtschaft über die diesjährigen Preisträger.

Die „Akustische Kamera“ der GFaI, mit der man Schallwellen und deren Reflexionen sichtbar machen kann, beeindruckte bereits auf der Expo 2005 in Japan. Das Gerät ist bereits in 14 Ländern und unterschiedlichsten Wirtschaftsbereichen im Einsatz. Vor allem Automobilproduzenten nutzen die Kamera, um Geräuschquellen genau zu lokalisieren. Aber auch die Geräuschpegel von Windkraftanlagen, Notebooks, Plasmabildschirmen und sogar Fledermäusen sind bereits damit vermessen worden.

Das Prinzip der Akustischen Kamera ist relativ einfach; die praktische Umsetzung aber deutlich komplexer: Eine Videokamera hält das optische Bild eines Geräts/ einer Lärmquelle fest. Gleichzeitig nehmen Gruppen von bis zu 72 je nach Einsatz speziell angeordneten Präzisionsmikrofonen die Schallwellen auf. Ein Datenrekorder digitalisiert und speichert sie. Die elektrischen Signale werden analysiert; der Computer erstellt eine Geräuschkarte und legt sie über das Foto. Es entstehen farbige Schallbilder, auf denen sich die Entstehungsorte unliebsamer Geräusche exakt bestimmen lassen. So genannte Falschfarben markieren die Geräuschpegel. So sind die lautesten Stellen rot, leisere blau, grün oder gelb eingefärbt. Vom Rasierapparat bis zum ICE ist fast alles analysierbar. Hauptkunden kommen aus der Autoindustrie weltweit. Die Kamera kann in Sekunden Bildserien erstellen, so dass sogar Schallfilme in Zeitlupe möglich werden.

Berliner Kurier, 07.09.2005

http://www.berlinonline.de/berliner-kurier/berlin/93336.html

FORSCHUNG

Clevere Jungs aus Adlershof

für Zukunftspreis nominiert

NBI Berlin – Das wird eine schwierige Entscheidung! Gestern wurden die vier Forschergruppen vorgestellt, die mit ihren Entwicklungen für den Deutschen Zukunftspreis 2005 nominiert sind. Gute Aussichten hat der Adlershofer Wissenschaftler Dr. Gerd Heinz (51).

Am 11. November entscheidet eine Jury, wem Bundespräsident Horst Köhler den mit 250.000 Euro dotierten Preis verleiht. Der KURIER erklärt die Entwicklungen.

Dipl.-Ing. Friedrich Boecking (44) hat mit seinen Kollegen den "Piezo-Injektor" entwickelt. "Der Spritverbrauch wird bis zu drei Prozent gesenkt." Auch Abgase (20 Prozent) und Geräusche werden minimiert.

Forscher um Dr. Gerd Heinz haben die Akustische Kamera entwickelt. Statt einem Objektiv hat sie dutzende Mikrofone. "Damit kann zum Beispiel der schnarchende Nachbar genau lokalisiert werden."

Dr. Hubert Sauter (61) und sein Team treten mit dem Wirkstoff "F 500" an. "Er macht Pflanzen kräftiger und steigert deren Ertrag."

Den Höchstleistungs-Röntgenstrahler hat Dr. Peter Schardt (40) mit Kollegen entwickelt. "Er braucht 25 Sekunden um einen Menschen zu durchleuchten."

BU: Die Sprecher der vier Forschungsteams erklärten gestern ihre Entwicklungen.

Berliner Zeitung, 07.09.2005

http://www.berlinonline.de/berliner-zeitung/wissenschaft/480623.html

Spitzenideen mit Marktwert

Vier Forscherteams dürfen sich Hoffnungen auf den Zukunftspreis des Bundespräsidenten machen

von Lilo Berg

Neun Jahre gibt es ihn nun, den Zukunftspreis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. In dieser Zeit hat die Auszeichnung sich einen guten Ruf erworben: "Nach einer Befragung von Wissenschaftlern wissen wir, dass er nach dem Leibnizpreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft als zweitwichtigster deutscher Wissenschaftspreis gesehen wird", sagte Michael Jansen vom Bundespräsidialamt gestern vor Journalisten in Berlin. Anlass war die Präsentation der vier Kandidaten für den diesjährigen Preis. Aus ihrem Kreis wird am 11. November das Siegerteam gekürt, das die mit 250 000 Euro dotierte Auszeichnung bei einem Festakt in Berlin erhält.

Eine Jury mit Forschern aus Industrie und staatlich geförderten Instituten wählte die Kandidaten aus 19 Teams aus. Diese waren von Wissenschaftsorganisationen und Verbänden vorgeschlagen worden. Vergeben werden soll der Preis für ein Projekt, dass nicht nur von hoher wissenschaftlicher Qualität, sondern auch anwendungs- und damit marktreif ist. Einige der bislang prämierten Entwicklungen haben großen wirtschaftlichen Erfolg und sichern mittlerweile tausende von Arbeitsplätzen im Land. "Beispiele dafür sind der MP3-Player, der im Jahr 2000 ausgezeichnet wurde, und der Sieger des Jahres 2003, der Flachbildschirm", sagte Volker Meyer-Guckel vom Stifterverband für die deutsche Wissenschaft, der zusammen mit anderen Stiftungen und Unternehmen das Preisgeld spendiert.

Wenn es um Arbeitsplätze geht, liegt das Kandidatenteam der Robert Bosch GmbH und der Siemens VDO Automotive AG mit Abstand vorn. Ihre Entwicklung, der Piezo-Injektor für Diesel- und Benzinmotoren, sichere heute bereits 17 000 Stellen, berichtete Friedrich Boecking. Er ist der Sprecher von Entwicklern aus konkurrierenden Unternehmen: Siemens und Bosch entwickeln die Technik seit etwa zehn Jahren getrennt, haben sich aber für den Preis zu einem Bewerberteam zusammengetan. Die Injektoren verbesserten das Einspritzsystem eines Motors entscheidend: "Der Kraftstoffverbrauch sinkt, die Dieselmotoren werden leiser."

Mit einer akustischen Kamera, die Schall sichtbar macht, geht ein Team aus Berlin-Adlershof um Gerd Heinz ins Rennen. Die dabei erzeugten Fotos und Filme geben die Schallintensität farbig wieder: Laute Bereiche sind etwa rot, leise blau eingefärbt. "Dadurch lassen sich Lärmquellen eindeutig erkennen", sagte Heinz. Das sei bislang vor allem bei bewegten Schallquellen wie Maschinen und großen Anlagen nicht möglich gewesen. Bewährt habe sich die neuartige Kamera, die seit Anfang der 1990er-Jahre entwickelt wird, bei der Hausgeräteherstellung sowie in der Automobil- und Flugzeugindustrie. Durch die Innovation aus Adlershof seien 40 Arbeitsplätze entstanden, berichtete Gerd Heinz.

Eine Forschergruppe der BASF AG geht mit dem Wirkstoff F 500 an den Start. "Damit lassen sich alle wichtigen Pilzkrankheiten bekämpfen", sagte der Teamsprecher Hubert Sauter. Zugleich stärke der nach natürlichem Vorbild entwickelte Stoff die Abwehrkraft der behandelten Pflanze. Das vierte Team bewirbt sich mit einem "Höchstleistungs-Röntgenstrahler für die Computertomographie". Das Gerät ermögliche im Vergleich zur herkömmlichen Technik schnellere Aufnahmen bei geringerer Strahlenbelastung, sagte Peter Schardt von der Siemens AG. Es eigne sich besonders für Herzuntersuchungen und für die Notfallmedizin. Schardt: "Ein Unfallpatient kann damit in 25 Sekunden von Kopf bis Fuß durchleuchtet werden."

http://archiv.tagesspiegel.de/archiv/07.09.2005/2037092.asp#art

Tagesspiegel, 07.09.2005

Lärm sehen, Motoren leiser machen

Vier Projekte für den Zukunftspreis nominiert

Eine Einspritztechnik, die Automotoren umweltfreundlicher macht; eine Kamera, die Lärm abbildet; ein Pilzbekämpfungsmittel, das auch Pflanzen aufpäppelt; ein Röntgengerät, das den Herzschlag sichtbar macht – eine dieser Innovationen wird den Deutschen Zukunftspreis 2005 erhalten. Damit will der Bundespräsident wissenschaftliche und technische Spitzenleistungen belohnen, die breite Anwendung erwarten lassen. Horst Köhler wird den mit 250000 Euro dotierten Preis am 11. November im Berliner Kongresszentrum übergeben. Am Dienstag wurden die vier Teams vorgestellt, aus deren Kreis der Gewinner gekürt wird.

Die Pilz-Strategie: Der Kiefernzapfenrübling hat es Hubert Sauter, Chemiker bei BASF, und dem Agraringenieur Klaus Schelberger angetan. Mit Hilfe der Substanz „Strobilurin A“ kann sich der Pilz Nahrungskonkurrenten vom Leibe halten. Das BASF-Team veränderte die Struktur der Substanz. „So entstand die Stoffklasse der Strobilurine, die besonders gut gegen Schadpilze wirkt und sehr umweltverträglich ist“, sagt Sauter. Das Ludwigshafener Unternehmen besitzt etwa 200 Patente auf diesem Sektor. „Einmal waren wir nur zwei Minuten schneller als die Konkurrenz“, sagt Sauter. Das Meisterstück ist „F 500“, eine Substanz, die aus einer Untergruppe der Strobilurine, den Methoxycarbamaten, hergestellt wurde. Dieser Wirkstoff bekämpft nicht nur viele Pilzkrankheiten, sondern stärkt auch die Vitalität der Pflanzen. „Die Photosynthese wird gesteigert, die Stickstoffaufnahme gefördert, Stressfaktoren werden abgeschwächt“, sagt Sauter. Zudem könne der Wirkstoff sogar bereits bestehende Pilzinfektionen heilen.

Die Keramik-Spritze: Gesucht war ein Material, das Temperaturen von minus 45 Grad bis plus 160 Grad aushält, das bei einem Druck von bis zu 2000 bar nicht schlappmacht und Ventile milliardenfach schließen kann, ohne zu verschleißen. Friedrich Boecking, Ingenieur bei der Robert Bosch GmbH in Stuttgart, und seine Kollegen von der Siemens VDO Automotive in Regensburg hielten ausgerechnet Keramik für geeignet. So erhielt die Piezo-Technik die Chance, das Öffnen und Schließen der Ventile bei Einspritzsystemen für Dieselmotoren zu steuern. Dies geschieht bisher meist elektromagnetisch. Beim Piezo-Injektor macht das ein Stellglied, das aus hauchdünnen Piezo-Keramik-Schichten besteht, die sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung verformen. „Die Piezo-Steller sind schneller und kräftiger, sie lassen auch kompakter bauen“, sagt Boecking. Der Kraftstoff-Verbrauch sinke um etwa drei Prozent, die Abgase um ein Fünftel und der Lärm sogar um die Hälfte. Der Siegeszug scheint unaufhaltsam. „Dieselpartikelfilter brauchen Piezo-Einspritzer“, sagt Boecking. Auch bei Benzinmotoren werden sie demnächst eingebaut.

Mit den Augen hören: Lärm verursacht Ärger, Lärm kann krank machen. Wo der Lärm herkommt, wie er sich ausbreitet, ist aber mit den Ohren alleine nicht einfach festzustellen. Hier hilft die Akustische Kamera weiter, die Forscher um Gerd Heinz von der Berliner Gesellschaft zur Förderung der angewandten Informatik entwickelt haben. Damit lassen sich Bilder und Filme von Schall erzeugenden Objekten erstellen. Eine Digitalkamera bildet das Objekt optisch ab, während Mikrofone die Schallwellen aufnehmen. Eine Software legt dann optisches und akustisches Bild übereinander, so dass Geräusche lokalisierbar werden. „Das kann bei der Entwicklung von Motoren eingesetzt werden“, erklärt Heinz.

Das Herz schlagen sehen: Konventionelle Röntgengeräte verlieren 99 Prozent der Energie als Wärme. Das Team um Peter Schardt, Siemens in Erlangen, ließ – statt wie bisher einen Anodenteller im Innern – die gesamte Röhre um die eigene Achse drehen. Damit kann die Röntgenröhre wesentlich schneller abkühlen sowie mehr und genauere Bilder machen. „Wir bekommen auch vom schlagenden Herzen Bilder mit feinen Details und dreidimensionale Ganzkörperbilder in Sekunden“, sagt Schardt.

http://www.codexflores.ch/nachrichten_ind2.php?art=1656

Codex flores, 07.09.2005

Mit den Augen hören - die akustische Kamera

Zur Lärmanalyse von Maschinen entwickelte ein Forscherteam um Gerd Heinz von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) in Berlin-Adlershof die akustische Kamera.

Die Wissenschaftler überführten die neue Technologie der akustischen Photo- und Kinematographie in den industriellen Einsatz. Ihre Innovation ist jetzt zusammen mit drei weiteren für den Deutschen Zukunftspreis 2005 nominiert worden.

http://www.welt.de/data/2005/09/07/771455.html

Die Welt, 07.09.2005

Von der Einspritzpumpe bis zur Akustik-Kamera

Die Welt stellt die Kandidaten für den 9. Innovationspreis des Bundespräsidenten vor

von Norbert Lossau

Berlin - In Berlin wurden gestern vier Wissenschaftlerteams für die Endausscheidung um den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation nominiert. Dieser mit 250 000 Euro dotierte Preis soll am 11. November von Bundespräsident Horst Köhler im Berliner Congress Center verliehen werden. Erst an diesem Tag wird eine Jury darüber entscheiden, wer den seit 1997 jährlich vergebenen Preis erhalten wird.

"Mit dem Deutschen Zukunftspreis will ich ein Schlaglicht auf die enorme Leistungsfähigkeit von Wissenschaft und Forschung in Deutschland werfen", so der Bundespräsident, "und ich möchte die Forscher und Entwickler würdigen, die hinter diesen Leistungen stehen. Ihr Erfolg ist unser Gewinn." Ein Kriterium bei der Auswahl des Preisträgers wird nämlich auch sein, ob durch ihre Innovation auch Arbeitsplätze geschaffen werden können.

Dies ist zweifelsohne der Fall für die Entwicklung einer neuartigen Einspritzpumpe für Dieselkraftfahrzeuge durch Forscher der Firmen Robert Bosch und Siemens. 1500 Arbeitsplätze werden durch die Produktion der mit Piezo-Technik arbeitenden Einsspritzdüsen gesichert, berichtet der Sprecher der Forschergruppe, Diplom-Ingenieur Friedrich Boecking. Durch elektrische Spannungspulse lässt sich die Einspritzdüse sehr schnell und zu präzisen Zeitpunkten öffnen und schließen. Die Verbrennungsprozesse im Motor lassen sich somit optimieren. Die Folge: zwei bis drei Prozent geringerer Kraftstoffverbrauch, ein deutlich leiserer Motor und weniger Emissionen von Feinstaub. An dieser Technik kommt offenbar kein Autohersteller vorbei, und 2006 sollen bereits 16 Millionen dieser innovativen Einspritzdüsen produziert werden.

Ebenfalls in der Automobilbranche nutzen lässt sich eine Innovation von Forschern der Berliner Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik. Sie haben eine Kamera entwickelt, die Schall sichtbar macht. Laute Bereiche werden etwa rot, leise blau dargestellt. So lässt sich erforschen, an welchen Stellen genau Autos, Flugzeuge oder Haushaltsgeräte abstrahlen. Mit diesem Wissen können die Produkte schalltechnisch optimiert werden. Bei Autos geht es dabei auch um Sounddesign - damit der Wagen genau so klingt, wie es der Fahrer erwartet. Mit der akustischen Kamera, so der Sprecher des Entwicklerteams, Gerd Heinz, könnten gar Schall-Filme aufgenommen werden.

Auch das dritte für den Zukunftspreis nominierte Team kann eine Innovation vorweisen, die in der Automobilbranche genutzt werden kann. Erlanger Siemens-Forscher haben eine neue Röntgenröhre für die Computertomographie entwickelt. Sie ist deutlich leistungsfähiger als bisherige Röhren und ermöglicht damit Röntgenuntersuchungen mit einer deutlich verbesserten Bildauflösung - in der medizinischen Diagnostik, bei der Kontrolle von Gepäck am Flughafen oder eben auch bei Materialuntersuchungen im Kraftzeugbau.

Vervollständigt wird das Kandidaten-Quartett durch ein Forscherteam der Firma BASF. Sie haben eine Substanz namens F 500 entwickelt, die Pflanzen vor einer Vielzahl von Krankheitserregern schützen und deren Gesundheit fördern kann. F 500 greift in den Stoffwechsel der Pflanzen ein und steigert die Photosynthese um fünf bis zehn Prozent. Ausgangspunkt für die Entwicklung dieser Wunderdroge für Pflanzen war der natürliche Wirkstoff Strobilurin A aus dem Kiefernzapfenrübling, einem Waldpilz. 18 000 verwandte Substanzen wurden im Labor synthetisiert, bis schließlich F 500 gefunden war.

http://morgenpost.berlin1.de/content/2005/09/07/wissenschaft/777773.html

Berliner Morgenpost, 07.09.2005

Finale beim Zukunftspreis

Entscheidung fällt am 11. November in Berlin –

Vier Teams kandidieren für die Auszeichnung

Ebenfalls in der Automobilbranche nutzen lässt sich eine Innovation von Forschern der Berliner Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik. Sie haben eine Kamera entwickelt, die Schall sichtbar macht. Laute Bereiche werden etwa rot, leise blau dargestellt. So lässt sich erforschen, an welchen Stellen genau Autos, Flugzeuge oder Haushaltsgeräte abstrahlen. Mit diesem Wissen können die Produkte schalltechnisch optimiert werden. Bei Autos geht es dabei auch um das so genannte Sounddesign - damit der Wagen genau so klingt, wie es der Fahrer erwartet. Mit der akustischen Kamera, so der Sprecher des Entwicklerteams, Gerd Heinz, könnten gar Schall-Filme aufgenommen werden.

Auch das dritte für den Zukunftspreis nominierte Team hat eine Innovation vorzuweisen, die in der Automobilbranche genutzt werden kann. Erlanger Siemens-Forscher haben eine neue Röntgenröhre für die Computertomographie entwickelt. Sie ist deutlich leistungsfähiger als bisherige Röhren und ermöglicht damit Röntgenuntersuchungen mit einer deutlich verbesserten Bildauflösung - in der medizinischen Diagnostik, bei der Kontrolle von Gepäck am Flughafen oder eben auch bei Materialuntersuchungen im Kraftzeugbau.

http://www.deutscher-zukunftspreis.de/newsite/2005/pr_03.shtml

Deutscher Zukunftspreis 2005, 06.09.2005

Vier Teams für die Endausscheidung des Preises des Bundespräsidenten für Technik und Innovation nominiert

Am 11. November 2005 verleiht Bundespräsident Horst Köhler im bcc Berliner Congress Center den Deutschen Zukunftspreis 2005. Der Preis wird seit 1997 vergeben und ist mit 250.000 Euro dotiert.

Der Chef des Bundespräsidialamtes, Staatssekretär Dr. Michael Jansen, hat heute in Berlin die vier für die Endausscheidung des Deutschen Zukunftspreises 2005 nominierten Teams der Öffentlichkeit vorgestellt und die Ziele erläutert, die der Bundespräsident mit dem Preis als einem Wegweiser in das "Land der Ideen" verbindet: Die Auszeichnung gilt Projekten, die nicht nur von hoher wissenschaftlicher Qualität, sondern auch anwendungs- und damit marktreif sind.

"Mit dem Deutschen Zukunftspreis will ich ein Schlaglicht auf die enorme Leistungsfähigkeit von Wissenschaft und Forschung in Deutschland werfen", so der Bundespräsident. "Und ich möchte die Forscher und Entwickler würdigen, die hinter diesen Leistungen stehen. Ihr Erfolg ist unser Gewinn. Ihre Projekte verbessern unser Leben, ihre Entwicklungen machen aus Zukunft Gegenwart. Wir brauchen Menschen, die nicht nachlassen in der Suche nach neuen und besseren Verfahren und Produkten. Neugier, Kreativität, Disziplin und Teamfähigkeit - mit diesem Rüstzeug können wir den Wettbewerb in der globalisierten Welt bestehen."

Die Jury aus renommierten Vertretern der Wissenschaft und Wirtschaft entscheidet am 11. November 2005 über die diesjährigen Preisträger; das Ergebnis ihrer Wahl verkündet der Bundespräsident den Nominierten und den Gästen in der anschließenden feierlichen Preisverleihung.

Das ZDF berichtet in den Tagen vor der Preisverleihung fortlaufend über die Nominierungen; eine Sondersendung zur Preisverleihung wird am 11. November 2005 nach dem "heute-journal" gesendet. Auf PHOENIX ist eine Ausstrahlung der Veranstaltung ebenfalls für den 11. November 2005 geplant.

http://www.bundespraesident.de/dokumente/-,2.625753/Pressemitteilung/dokument.htm

Für den Deutschen Zukunftspreis 2005 - Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation - wurden folgende Teams und Projekte nominiert:

Dipl.- Ing. Friedrich Boecking (Sprecher), Dr.-Ing. Klaus Egger, Prof. Dr. rer. nat. Hans Meixner, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, Siemens VDO Automotive AG, Regensburg

Piezo-Injektoren: Neue Technik für saubere und sparsame Diesel- und Benzinmotoren

Kernkomponente eines Dieselmotors ist das Einspritzsystem. Es besteht aus einer Pumpe, die den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt, und einer Düse, die mit Hilfe eines Ventils fein dosiert Kraftstoff in den Motorzylinder einschießt. Je höher dabei der Druck und je gezielter Dosis und Zeitpunkt des Einspritzens sind, desto effizienter und schadstoffärmer ist die Verbrennung. Die Einspritzdüse ist somit entscheidend für die Motorenqualität.

Zwei Bauarten sind bei den Einspritzsystemen heute gebräuchlich: "Common Rail"- oder "Pumpe-Düse"-Systeme. Das Öffnen und Schließen der Ventile erfolgte bei beiden Systemen bisher meist elektromagnetisch. Die "Piezo-Technik" ist ein neuer Weg zur Steuerung der Ventile. Wesentlicher Bestandteil des Piezo-Injektors ist ein Aktor, der aus mehreren hundert dünnen Piezo-Keramik-Schichten besteht und, durch Spannungsimpulse gesteuert, die Einspritzdüse öffnet und schließt. Piezo-Steller haben gegenüber den Stellern mit elektromagnetischem Antrieb prinzipielle Vorteile: Sie sind schneller, haben höhere Stellkraft und erlauben eine kompaktere Bauweise. Durch die hohe Schaltgeschwindigkeit des Piezo-Aktors können die Abstände zwischen den einzelnen Einspritzvorgängen verringert und der Einspritzverlauf mit hoher Dosiergenauigkeit flexibel geformt werden.

Bei beiden Einspritzsystemen wird durch den Einsatz des Piezo-Aktors eine weitere Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der Schadstoffemission erzielt. Die Vorteile der Piezo-Direkteinspritzung sind so überzeugend, dass die am Projekt beteiligten Firmen die Piezo-Technologie demnächst auch bei Direkteinspritzsystemen für Benzinmotoren einsetzen wollen; erste Produkte sind für 2006 geplant.

Mobilität ist eine wesentliche Bedingung industrieller Gesellschaften weltweit. Sie bringt allerdings auch einige Probleme mit sich; der Verbrauch an fossilen Brennstoffen und Umweltbelastung gehören dazu. Mit der Piezo-Direkteinspritzung ist ein weiterer Schritt zu einer erheblichen Minderung dieser Belastungen gelungen, ohne die Ansprüche der Autofahrer hinsichtlich Sicherheit oder Komfort zu beeinträchtigen.

Die Nominierung dieses Projektes weist eine Besonderheit auf: Erstmals wurden Forscher und Entwickler aus zwei Unternehmen, die im Wettbewerb zueinander stehen, als Team nominiert. Die Nominierten haben jeweils in ihren Unternehmen zusammen mit ihren Mitarbeitern maßgeblich die Entwicklung der Piezo-Einspritztechnik bis hin zur Großserienreife vorangetrieben und damit einen weltweiten Technologievorsprung für deutsche Unternehmen erzielt.

Dr.-Ing. Gerd Heinz (Sprecher), Dipl.-Ing. (FH) Dirk Döbler, Swen Tilgner, Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI), Berlin

Mit den Augen hören: Die Akustische Kamera

Die Akustische Kamera ist ein System zur Schalllokalisierung und Schalldokumentation. Eine Digitalkamera bildet das schallerzeugende Objekt ab, gleichzeitig nimmt eine hochkanalige Anordnung von Mikrofonen, ein Array, die Schallwellen auf. Die Schallwellen, die zu dem Array gelangen, können aufgrund ihrer unterschiedlichen Laufzeit zu den Mikrofonen sehr genau lokalisiert werden. Eine speziell entwickelte Software errechnet eine Schalldruckkarte und verknüpft das akustische und optische Schallbild, indem das Foto oder der Film des zu analysierenden Gerätes mit der Schallkarte oder dem Schallfilm überlagert wird. Man sieht sofort, wo es laut ist. Ein Schallfilm oder Schallfoto entsteht innerhalb von Sekunden.

Akustische Fotos oder Filme geben dann die Schallintensität farbcodiert wieder: Laute Bereiche werden z.B. rot, leise blau eingefärbt. Die relevanten Quellen für hohe Schallpegel sind schnell und eindeutig erkennbar. Das war bisher - insbesondere bei bewegten Schallquellen, Maschinen oder großen Anlagen - nicht möglich. Eine Geräuschkulisse besteht oft aus der Überlagerung verschiedener Schallquellen; diese können aufgrund ihrer unterschiedlichen spektralen Zusammensetzung in Einzelquellen zerlegt werden. Modulare Arraygeometrien gestatten den Einsatz in unterschiedlichen Wellenlängen- und Entfernungsbereichen.

Die Akustische Kamera wurde zusammen mit potenziellen Kunden entwickelt und in den verschiedenen Einsatzgebieten getestet. Die dabei gemachten Erfahrungen spiegeln sich in einer einfachen Handhabung und in der intuitiv erlernbaren Software wider. Parallel zur eigentlichen Schallaufnahme können weitere Parameter wie Drehzahl, Drehwinkel, Spannungen und Ströme aufgezeichnet werden. Dadurch wird eine zeitliche und räumliche Zuordnung der Schallquellen zum Betriebszustand des Messobjektes möglich.

Die Einsatzbereiche für die Akustische Kamera sind vielfältig: Einerseits können Lärmquellen gemessen, eindeutig identifiziert, verringert oder eliminiert werden. Diese Anwendung wird zunehmend wichtiger. Denn Lärm ist ein bisher stark unterschätztes Umweltgift: Das Herzinfarktrisiko z.B. steigt bei einer Dauerbelastung von 65 Dezibel erheblich. Durch einen einfachen Vorher-Nachher-Vergleich kann auch die Wirksamkeit von Lärmschutzmaßnahmen eindeutig belegt werden.

Andererseits müssen Geräusche nicht immer laut sein, um Unbehagen zu verursachen. "Sounddesign" ist heute ein Qualitäts-merkmal hochwertiger Produkte, insbesondere in der Auto-mobilindustrie. Vorgaben für einen spezifischen Sound können mit Einsatz der Akustischen Kamera definiert und überwacht werden. In Produktionsabläufen oder bei Maschinen machen sich auftretende Fehler häufig durch veränderte Klangabstrahlung bemerkbar; eine standardisierte Qualitätssicherung per Schallbild ist ein weiteres Einsatzgebiet für die Akustische Kamera.

Dr. rer. nat. Hubert Sauter (Sprecher), Dipl.-Ing. (agr.) Klaus Schelberger, BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen

Grün, gesund und ertragreich: F 500 - Pflanzengesundheit durch Chemie nach dem Vorbild der Natur

Ausgangspunkt für diese Innovation war das Strobilurin A, eine Substanz, mit der sich der Kiefernzapfenrübling, ein Waldpilz, seine Nahrungskonkurrenten, andere Pilze, auf Abstand hält. Dieser natürliche Pilzinhaltsstoff wurde untersucht und ist in seiner Struktur das Vorbild für ein chemisches Produkt, ein Fungizid.

Nachdem die Wirkungsweise der Strobilurine entschlüsselt war, konnten die Chemiker deren Substanz verändern und für den Einsatz in der Landwirtschaft nutzbar machen. Es entstand eine neue Stoffklasse der Strobilurine, die sich durch besondere Wirksamkeit gegen Schadpilze und hohe Umweltverträglichkeit auszeichnete.

Auf Basis einer spezifischen Untergruppe der Strobilurine, der Methoxycarbamate, entwickelte das Team der BASF die Struktur für F 500: Eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Zentrum des Moleküls wird durch eine Stickstoff-Sauerstoff-Einfachbindung ersetzt. Diese Modifikation führt zu erheblichen Verbesserungen in den physikalischen und biologischen Eigenschaften des Wirkstoffs. Die Behandlung mit F 500 bekämpft nicht nur eine Vielzahl von Pflanzenkrankheiten, sondern erhöht auch die Vitalität, erkennbar an deutlich sattgrünen Blättern. Der Wirkstoff vermindert zudem das Auftreten reaktiver Sauerstoffradikaler und hemmt die Ethylenproduktion. Damit kann sich die Pflanze gegen Stressfaktoren, die den Ertrag beeinträchtigen, wehren, beispielsweise gegen zu viel Sonne oder Wassermangel. Weiterhin wird die Nitratreduktase gefördert, was zu verbesserter Stickstoffassimilation führt.

Der Wirkstoff F 500 bekämpft nicht nur alle relevanten Pilzkrankheiten, er stärkt zudem die pflanzeneigenen Abwehrkräfte gegen unterschiedlichste Einflüsse und erhöht die Leistungsfähigkeit der Pflanzen. Dies ist ein neuer, innovativer Ansatz, die Qualität und die Quantität der landwirtschaftlichen Produktion zu sichern und zu steigern.

Dr. rer. nat. Peter Schardt (Sprecher), Dr. rer. nat. Karin Söldner, Prof. Dr. Dr. rer. nat. Wolfgang Knüpfer, Siemens AG, Medical Solutions, Erlangen

Revolutionärer Höchstleistungs- Röntgenstrahler für die Computertomographie

Die nicht- invasive Untersuchung von Herzkranzgefäßen mit dem Computertomographen stellt enorme Anforderungen an die Röntgenstrahlenquelle. Um das schlagende Herz abzubilden, sind möglichst kurze Belichtungszeiten im Subsekundenbereich notwendig, damit das Bild nicht "verwackelt" wirkt und feine Details erkennbar sind. Will man diese Belichtungszeit drastisch verkürzen, bedarf es einer Röntgenquelle mit extrem hohen Leistungen. Herkömmliche Röntgenröhren verwerten aber aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften nur 1 % der zugeführten Energie, um die erforderliche Leistung des Brennflecks zu generieren, der Rest muss als Verlustwärme abgeführt werden. Dieses Verfahren bedeutet auch eine hohe Beanspruchung aller Materialien und war in seiner Entwicklung an die Grenzen möglicher Optimierungen gestoßen.

Das Erlanger Team um Dr. Schardt bricht durch seine Innovation mit dieser bisher üblichen - rund 70 Jahre alten - konventionellen Röntgenröhren-Technologie und setzt auf ein völlig neues System.

Das wesentliche technische Unterscheidungsmerkmal besteht darin, dass statt des drehenden Anodentellers im Inneren der Röntgenröhre die gesamte Röhre schnell um die eigene Achse gedreht wird. Dies bewirkt, dass die entstehende Verlustwärme ca. hundertmal schneller abgeführt wird und die Röntgenröhre wesentlich kompakter, einfacher und leichter aufgebaut werden kann. Kürzeste Abkühlzeiten sind wichtig für optimierten Untersuchungsablauf und verbesserten Workflow.

Die neue Technologie basiert auf einem mechanischen Vakuum-Bauteil und einer intelligenten Elektronik. Die mikroprozessorgesteuerte elektromagnetische Elektronenstrahl-ablenkung ermöglicht flexible dynamische Brennflecke und optimiert die Bildauflösung. Die kompakte Bauweise wiederum verbessert die Zeitauflösung, denn die kleine und leichte Röntgenröhre widersteht den immens hohen Fliehkräften (30fache Erdbeschleunigung), die bei der Rotation von Röntgenstrahler und Detektor in 0,33 Sekunden pro Umdrehung um den Patienten im Computertomographen entstehen.

Der Technologiewechsel von der Strahlungskühlung zur Konvektionskühlung der Anode gestattet zudem eine deutlich höhere Dauernutzung der Geräte. Das sichert die Wirtschaftlichkeit und eröffnet neue Einsatzbereiche außerhalb der Medizin.

Die mit der neuen Technologie mögliche exakte Darstellung des schlagenden Herzens, von Plaquebildungen oder Aneurysmen trägt durch frühe und exakte Diagnose zur Bekämpfung des Herzinfarktes, der Todesursache Nr. 1 ist, bei. Die schnellere Bildaufnahme bei wesentlich höherer Röntgenleistung bringt lebensrettende Zeitvorteile in der Unfalldiagnostik. Auch in der Materialprüfung und Sicherheitstechnik wird mit dem Röntgenstrahler "Straton" eine erhebliche Qualitätsverbesserung erzielt.

Alle vier nominierten Projekte des Deutschen Zukunftspreises 2005 stehen nicht nur für wissenschaftliche Leistung, sondern auch für unternehmerischen Mut und wirtschaftlichen Erfolg. So unterschiedlich sie bisher in ihrer Marktdurchdringung sind, schaffen sie in erheblichem Maß neue Arbeitsplätze - im direkten Umfeld und bei zahlreichen Zulieferern. Auch im internationalen Vergleich belegen sie die Qualität deutscher Technologieprodukte.

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