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Sensorikforschung an der Uni Bremen dauerhaft eingerichtet

An der Universität Bremen wird nun dauerhaft Sensorikforschung betrieben. Nach Ablauf einer zweijährigen Probephase ist die Zentrale Wissenschaftliche Einrichtung (ZWE) Integrated Solutions in Sensorial Structure Engineering (Isis) an der Bremer Uni 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). Er wird im Vorstand von den Professoren Walter Lang (Fachbereich Physik/ Elektrotechnik) und Hans-Werner Zoch (Fachbereich Produktionstechnik / Institut für Werkstofftechnik IWT) unterstützt. Das gibt die Uni Bremen nun bekannt.

Sensorik, also 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 für die globale technologische Entwicklung bedeutend, weiß die Universität. Allein der weltweite Sensormarkt sei seit 1998 von rund 22,4 Milliarden Euro bis zu geschätzten 45,5 Milliarden Euro im Jahr 2010 angewachsen. Die Dynamik des Marktes stütze 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. So gibt es beispielsweise in einem modernen Smartphone 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.

Die Universität Bremen möchte nach eigenen Angaben "auf diesem zukunftsträchtigen Forschungsfeld eine führende Rolle" spielen. Eine Bremer Besonderheit sei dabei die Nutzung und der Ausbau der traditionell engen Vernetzung zwischen Produktionstechnik und Materialwissenschaften einerseits und den Naturwissenschaften sowie der Informatik andererseits. Diese Verbindung gelte es mit der Vision des sensorischen Materials als inhaltlicher Leitlinie weiter zu entwickeln: Dies ist die Aufgabe der Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtung Isis, betont die Uni Bremen.

Isis definiert sensorische Materialien als Werkstoffe, die Daten über ihre Umgebung und, oder ihren eigenen Zustand erfassen, heißt es. 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, erklärt die Uni. Das von Isis abgedeckte Themenfeld schließe die Weiterentwicklung dieser klassischen Sensormaterialien mit ein, gehe 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, betont die Uni.

Die interdisziplinäre Organisation der neuen ZWE vereint Experten der Fachbereiche Produktionstechnik, Physik/Elektrotechnik, Biologie/Chemie und Mathematik/Informatik. Daneben wird Isis von 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), das Faserinstitut Bremen (FIBRE), die Stiftung Institut für Werkstofftechnik (IWT) und das Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI). Für Isis sind diese Partner wichtig, weil sie aufgrund ihrer Ausrichtung und Vernetzung Anwendungsschwerpunkte definieren, die Orientierungspunkte für die wissenschaftliche Arbeit liefern, berichtet die Uni Bremen. Dies sei gerade aufgrund der breiten Anwendbarkeit sensorischer Materialien wichtig. So arbeitet Isis beispielsweise 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.
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