Hannover Messe 2008 - TTN

Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung www.ttn-hessen.de

TTN -Hessen Forschung und Innovation Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

Hessen

TTN

Kooperationspartner in Forschung und Innovation

Netzwerkpartner Technische Universität Darmstadt Hochschule Darmstadt Johann Wolfgang GoetheUniversität Frankfurt am Main Fachhochschule Frankfurt am Main Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main Fachhochschule Wiesbaden Justus-Liebig-Universität Gießen Fachhochschule Gießen-Friedberg Philipps-Universität Marburg Hochschule Fulda Universität Kassel Gesellschaft für Schwerionenforschung Arbeitsgemeinschaft hessischer Industrie- und Handelskammern Arbeitsgemeinschaft der Hessischen Handwerkskammern RKW Hessen GmbH Arbeitsgemeinschaft der hessischen Technologie- und Gründerzentren Vereinigung der hessischen Unternehmerverbände HA Hessen Agentur GmbH

Kooperationspartner INI-GraphicsNet Stiftung BBZ Berufsbildungszentrum Fulda GmbH GINo GmbH INNOVECTIS GmbH TransMIT GmbH

Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

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Die hessischen Hochschulen präsentieren sich auf der

Insbesondere klein- und mittelständische Unternehmen

Hannover Messe 2008 als Partner des TechnologieTransfer-

können in Hessen über das TTN auf Strukturen im Forschungs-

Netzwerks Hessen (TTN-Hessen) im Rahmen eines neuen,

und Entwicklungsbereich zurückgreifen, die ansonsten nur

modernen Gemeinschaftsstands.

großen Wirtschaftsunternehmen zur Verfügung stehen. Interes-

Die Hochschulen dokumentieren damit schon optisch, aber

senten, die wissenschaftliche Kooperationspartner in Hessen

natürlich auch mit ihrer Auswahl an Exponaten, die die erfolg-

suchen, stehen dazu standortnah fünf regionale Beratungsstel-

reiche Wertschöpfungskette von der Grundlagenforschung bis

len in Darmstadt, Frankfurt, Gießen, Fulda und Kassel mit

zum fertigen Produkt abbilden, eindrucksvoll die Leistungs-

umfangreichen individuellen Beratungsangeboten zur Verfü-

fähigkeit des Forschungs- und Technologiestandortes Hessen. Die Potentiale von Ideen, Entwicklungen und technischen

gung. In Beratungsgesprächen mit den interessierten Unternehmen lassen sich die Vorstellungen und Zielsetzungen

Visionen von morgen lassen sich gemeinsam zielorientierter

genau definieren, um in enger Zusammenarbeit mit den Trans-

realisieren. Um konkrete Kooperationen von Unternehmen und

fereinrichtungen der Hochschulen die Suche nach wissen-

Hochschulen auszuloten oder zu vertiefen, stehen kompetente

schaftlichen Kooperationspartnern für ein konkretes Projekt

Ansprechpartner vor Ort zur Verfügung. Denn Hessische Univer-

erfolgreich zu gestalten. Das TTN-Hessen bietet dabei seinen

sitäten und Fachhochschulen sind für Unternehmen exzellente

Kunden das gesamte Portfolio der Transferdienstleistungen im

Partner von Forschungskooperationen oder über die Förde-

Bereich der Verwertung von Know-how aus der öffentlichen

rung von Ausgründungen. Damit bringen sie sich gerne und

Forschung.

nachhaltig als Katalysatoren wissensbasierten Wachstums an den jeweiligen Standorten ein. Der Transfer von Forschungsergebnissen in Produkte, Ver-

Die Hessische Landesregierung unterstützt den Dialog, die Vernetzung und die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft nicht nur über das TTN-Hessen, sondern auch durch

fahren und Dienstleistungen erfordert industrierelevante For-

zahlreiche weitere Fördermaßnahmen, etwa das Landesfor-

schungsprofile, der sich am Bedarf der Unternehmen orien-

schungsförderungsprogramm LOEWE, die Landesoffensive zur

tiert. Unerlässlich sind aber auch professionelle Transferstruk-

Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz. Dazu

turen und strategische Partnerschaften aus Politik, den Hand-

nutzt sie auch Kofinanzierungsmittel aus dem Europäischen

werkskammern und den Unternehmensverbänden.

Fonds für Regionale Mittel (EFRE).

Das TTN-Hessen bietet die Plattform für professionelles

Wir sind daher sicher, dass die Hannover Messe 2008 wieder

„Networking“ und schafft so die Voraussetzungen für einen

vielfältige Anregungen, Anstöße und Anreize für den Ausbau

erfolgreichen Wissens- und Technologietransfer in Hessen.

bestehender und die Entwicklung neuer Kooperationen zwi-

Dafür stehen die beteiligten Partner die das TTN-Hessen zu

schen (hessischer) Wissenschaft und Wirtschaft bietet. Profitie-

einem bundesweit einzigartigen Netzwerk machen! Ihm gehö-

ren Sie von der wissenschaftlichen Exzellenz der hessischen

ren neben den staatlichen Hochschulen die Gesellschaft für

Hochschulen und dem einzigartigen Netzwerk, dem sie ange-

Schwerionenforschung (GSI), die Arbeitsgemeinschaften der

hören, dem TTN-Hessen!

hessischen Industrie- und Handelskammern, der Hessischen

Wir laden Sie herzlich ein, den Gemeinschaftsstand der

Handwerkskammern und der hessischen Technologie-, Dienst-

hessischen Hochschulen auf dem Stand des TTN-Hessen zu

leistungs- und Gründerzentren sowie die RKW Hessen GmbH

besuchen.

und die Vereinigung der hessischen Unternehmerverbände an.

Silke Lautenschläger Staatsministerin (Soziales/Wissenschaft und Kunst)

Dr. Alois Rhiel Staatsminister (Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung)

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Hannover Messe 2008 | Halle 2, Stand C 45 | 21. bis 25. April 2008 IV VI VII IX XI XIII

Übersicht Exponate Hannover Messe 2008 Ansprechpartner TTN-Hessen – Das Netzwerk für Innovation Forschung für die Praxis – Die hessischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften HIPO – Patente Lösungen für innovative Unternehmen Kompetenznetze und Cluster auf dem Gemeinschaftsstand des TTN-Hessen

Technische Universität Darmstadt 01 SSFB 666: Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung Collaborative Research Center 666: Integral sheet metal design with higher order bifurcations

Hochschule Darmstadt 03 Projekt RIA – Multifunktionaler Rollstuhl für den Einsatz im Innen- und Außenbereich Project RIA – Research and design of a multifunctional wheelchair for the indoor and outdoor use

05 SRD – Sea Rescue Device – Automatisierte Rettung für Menschen in Seenot SRD – Sea Rescue Device

07 Simplicity – Home Chare Ein Pflegestuhl statt Rollstuhl, Liege und Patientenlifter

Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main 09 Velavis – Liaison von Liegerad und Motorgleitschirm Velavis

11 Argus – Autarker Messroboter für die Bahn 13 Audi Snook – Ausgezeichnetes visionäres Fahrzeug 15 Milch in biologisch abbaubaren Thermoplasten Innovative Package for organic Milk

17 CARRYall – Elektrobetriebene Motoreinheit mit optimaler Kraftübertragung 19 Endorfin – Mit Flosse und Hose schwimmen wie Delfine Endorfin

21 Larida Urban Runabout – Mobilität auf dem Wasser Urban Runabout

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Fachhochschule Wiesbaden 23 µDiSoLo – Mikrokern-basierte verteilte Soft-SPS A Microkernel-Based Distributed Soft-PLC

Universität Kassel 31 Carpe Noctem – Roboterforschung an der Universität Kassel Carpe Noctem – Robotics Research at Kassel University

25 Parameterschätzung auf Mannigfaltigkeiten Parameter Estimation on Manifolds

Justus-Liebig-Universität Gießen 27 Branderkennung mit der künstlichen Nase

33 METAKUS – Anwendungszentrum Metallformgebung METAKUS

35 GSI – Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI – a brief view

Philipps-Universität Marburg 29 Nanofasern durch Elektrospinning Neuartige Anwendungen ermöglicht Nanofibers by Electrospinning for New Applications

IMPRESSUM Herausgeber: Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Verantwortlich: Jürgen Schilling, HA Hessen Agentur GmbH, 65189 Wiesbaden Gestaltung: WerbeAtelier Theißen, 34253 Lohfelden Druck: ausDRUCK, 34123 Kassel Für die sachliche Richtigkeit des Inhalts der Beiträge sind die ausstellenden Hochschulen und Institutionen verantwortlich.

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Ansprechpartner Technische Universität Darmstadt Dr. Winfried Heinzel [email protected] T 06151 16-3529 F 06151 16-3989 www.tu-darmstadt.de Dezernat I, Referat Außenbeziehungen und Wissenstransfer Karolinenplatz 5 64289 Darmstadt

Hochschule für Musik und Darstellende Kunst

Hochschule Fulda

T 069 154007-314 www.hfmdk-frankfurt.de

[email protected] T 0661 9640-157 F 0661 9640-159 www.hs-fulda.de

Pressereferat Eschersheimer Landstraße 29-39 60322 Frankfurt am Main

Fachhochschule Wiesbaden Dr.-Ing. Michael Anton

Hochschule Darmstadt Dipl.-Geogr. Jürgen Linneweber [email protected] T 06151 16-8015 F 06151 16-8988 www.h-da.de Referat Technologietransfer Haardtring 100 64295 Darmstadt

Johann Wolfgang GoetheUniversität Frankfurt am Main Dr. Carola Zimmermann [email protected] T 069 798-22130 F 069 798-25007 www.uni-frankfurt.de Referat für Forschungsangelegenheiten Senckenberganlage 31 60054 Frankfurt am Main

Fachhochschule Frankfurt am Main Peter Sulzbach [email protected] T 069 1533-2160 F 069 1533-2165 www.fh-frankfurt.de Forschung Weiterbildung Transfer Nibelungenplatz 1 60318 Frankfurt am Main

Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main Ulrike Grünewald [email protected] T 069 80059-166 F 069 80059-166 www.hfg-offenbach.de Büro für Wissenstransfer Schlossstraße 31 63065 Offenbach am Main

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[email protected] T 0611 9495-123 F 0611 444696 www.fh-wiesbaden.de Technologie- und Wissenstransfer, Forschungsförderung Kurt-Schumacher-Ring 18 65197 Wiesbaden

Christina Langsdorf

Referat Wissenstransfer Weiterbildung Marquardstraße 35 36039 Fulda

Universität Kassel Dr. Oliver Fromm [email protected] T 0561 804-2734 F 0561 804-7055 www.uni-kassel.de UniKasselTransfer Gottschalkstraße 22 34109 Kassel

Justus-Liebig-Universität Gießen Dr. Ulrich Dölp [email protected]

Kassel

Gunther Gerlach [email protected] T 0641 99-12101 F 0641 99-12109 www.uni-giessen.de Forschung und Wissenstransfer Ludwigstraße 23 35390 Gießen

Fachhochschule Gießen-Friedberg Dipl.-Ing. Heinz Kraus [email protected] T 0641 309-1340 F 0641 306-2189 www.fh-giessen-friedberg.de Referat Technologietransfer Ostanlage 25 35390 Gießen

Marburg Gießen Fulda

Frankfurt Offenbach Wiesbaden

Darmstadt

Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst Dr. Torsten Rossmann [email protected] T 0611 32-3356 F 0611 32-3295 www.hmwk.hessen.de Rheinstraße 23-25 65185 Wiesbaden

Philipps-Universität Marburg

HA Hessen Agentur GmbH

Dr. Bärbel Grieb

Dr. Gerrit Stratmann

[email protected] T 06421 28-26938 F 06421 28-27021 www.uni-marburg.de

[email protected] Telefon 0611 774-8691

Referat Forschung und Transfer Biegenstraße 10 35037 Marburg

Jürgen Schilling [email protected] T 0611 774-8362 F 0611 774-58362 www.hessen-agentur.de Abraham-Lincoln-Straße 38-42 65189 Wiesbaden

TTN -Hessen Das Netzwerk für Innovation

a Wissenstransfer a Forschungspartner a Patente und Lizenzen a Kooperationen a Netzwerke a Cluster

Im TechnologieTransferNetzwerk (TTNHessen) sind die hessischen Hochschulen und führenden Wirtschaftsvereinigungen zusammengeschlossen. Sie wollen in diesem Netzwerk das Angebot der Einrichtungen, die den Wissens- und Technologietransfer unterstützen, aufeinander abstimmen und gemeinsam vermarkten.

Die Gemeinschaftsstände der hessischen Hochschulen auf den zentralen Leitmessen CeBIT, Hannover Messe und ACHEMA, die das TTN-Hessen im Auftrag des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst betreibt, bietet den Partnern eine gemeinsame Dachmarke für einen einheitlichen Marktauftritt. Sie belegen die Leistungsstärke und Anwendungsorientierung der hessischen Hochschulforschung und sind Anlaufstelle für viele Unternehmen, die an Kontakten zu Hochschulen interessiert sind.

Das TTN-Hessen fördert zudem die Vermittlung von Wissen und technologischem Know-how zwischen Wissenschaft und hessischem Mittelstand auf breiter Basis. Es sorgt auf diese Weise dafür, dass Innovationen schneller in Produkte, Verfahren und Dienstleistungen umgesetzt werden.

Dr. Gerrit Stratmann [email protected], T 0611 774-8691

Hessen

TTN

Jürgen Schilling [email protected], T 0611 774-8362 Sven Mayer [email protected], T 0611 774-8644

Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

www.ttn-hessen.de

Barbara Hoffmann [email protected], T 0611 774-8231 TTN-Hessen TechnologieTransferNetzwerk, c/o HA Hessen Agentur GmbH Abraham-Lincoln-Straße 38-42, 65189 Wiesbaden, F 0611 774-8620 www.ttn-hessen.de

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Fünf regionale Beratungsstellen für Technologietransfer nehmen sich dieser Aufgabe vor Ort an, knüpfen Kontakte und stellen Kooperationen her. Sie sind bei den Industrie- und Handelskammern Darmstadt, Frankfurt, Gießen-Friedberg, Kassel und Fulda eingerichtet und somit eingebettet in deren Kontakte, Netzwerke und Aktivitäten. Das TTN-Hessen wird von der HA Hessen Agentur GmbH koordiniert, die auch selbst Partner im Netzwerk ist. Das TTN-Hessen sieht es als wichtige Aufgabe an, die Vernetzung und Clusterbildung in Hessen voranzutreiben. So

fördert es Veranstaltungen, die den Wissenstransfer maßgeblich voranbringen und organisiert ebenso selbst Foren, die dem Dialog dienen. Dies gelingt besonders gut in Netzwerken und Clustern, in denen Unternehmen und Forschungseinrichtungen an konkreten Fragen zusammenarbeiten. Auf der Internetplattform

www.ttn-hessen.de präsentieren sich hessische Hochschullehrer mit ihren Forschungsgebieten aus technisch-naturwissenschaftlichen, aber auch geistes- und sozialwissenschaftli-

chen Disziplinen, um Kooperationspartner aus der Wirtschaft anzusprechen. Damit bietet das TTN-Hessen einen hessenweiten, hochschulübergreifenden Überblick über die Transferangebote aus der öffentlichen Forschung. Daneben wird ein direkter Zugang zur gemeinsamen Verwertungsoffensive der hessischen Hochschulen angeboten, die sich im Rahmen der Hessischen Intellectual Property Offensive (HIPO) zusammengeschlossen haben, um Produkt- und Verfahrensinnovationen zu vermarkten.

TTN-Hessen – TechnologieTransferNetzwerk Hessen Hessen has recognized the opportunities for innovation and growth that result from stronger interactions between industry, universities and public research institutions. Attaching great priority to promoting the participation of smaller firms in research and technology, Hessian universities and polytechnics as well as the leading industry associations and the chambers of commerce and industry have joined forces in the TechnologyTransferNetwork Hessen (TTN-Hessen). The network aims to promote industryscience cooperation and is coordinated by the Hessen Agency.

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In order to stimulate joint development projects, the TTN-Hessen supports the matchmaking between small and medium-sized enterprises and public research institutions. Regional advisory centers offer enterprises information on partners for research and development in all relevant technological fields. These helpdesks have been installed at the chambers of commerce in Darmstadt, Frankfurt, Gießen-Friedberg, Fulda and Kassel. Patent and licensing advice is offered by three patent- and utilization agencies (PVAn) that undertake the evaluation, protection and marketing of the best research results from the Hessian state universities and polytechnics. With the

aim to facilitate access to applicationoriented public reseach, research results are promoted at major industrial fairs and scientific know-how is presented on the internet. The TTN-Hessen has established a strong reputation for efficient technology and knowledge transfer. With help from the state government of Hessen and the European Social Funds (ESF), it is continually working to improve the framework conditions for innovation in Hessen. Please don’t hesitate to contact us or visit our website

www.ttn-hessen.de

Forschung für die Praxis Die hessischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften

Wir unterstützen Sie!

Unser praxisbezogenes Angebot

Suchen Sie Unterstützung bei der Entwicklung neuer Produkte, Verfahren, Technologien oder Dienstleistungen? Braucht Ihr Unternehmen, Ihre Kommune oder Ihr Verband technische, wirtschaftliche, soziale oder anderweitige Beratung bei der Lösung praktischer Fragen? Suchen Sie Informationen über öffentliche Förderprogramme oder berufsbegleitende Weiterbildungsangebote? Dann sind Sie bei den fünf staatlichen hessischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (Fachhochschulen) an der richtigen Stelle, denn sie sind Spezialisten für anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung. Ihr praxisbezogenes Know-how und die vielfältigen Dienstleistungsangebote unserer Hochschulen leisten einen Beitrag zur Lösung Ihrer Fragen.

1.200 Professorinnen und Professoren aus den Ingenieur-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, dem Sozialwesen sowie aus weiteren Wissenschaftsbereichen stehen Ihnen in insgesamt 40 Fachbereichen als Expertinnen und Experten zur Verfügung. Jedes Jahr führen wir erfolgreich mehrere hundert Forschungs-, Entwicklungs- und Transferprojekte mit den unterschiedlichsten Kooperationspartnern durch.

a Kostenlose Erstberatung und Informationen über unser Leistungsangebot a Gemeinsame Forschungs-, Entwicklungs- und Beratungsprojekte a Vermittlung von Expertinnen und Experten a Gutachten, Analysen a Förderprogramminformationen a Messebeteiligungen bei gemeinsamen Projekten a Personaltransfer a Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten a Berufsbegleitende Weiterbildung für Berufstätige, maßgeschneiderte Inhouse-Schulungen. a Klare rechtliche Vereinbarungen, ein professionelles Projektmanagement und Termintreue sind für uns selbstverständlich.

Ihre Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner

Fachhochschule Frankfurt am Main – University of Applied Sciences

Hochschule Darmstadt

Fachhochschule Gießen-Friedberg

Dipl.-Geogr. Jürgen Linneweber Referat Technologietransfer [email protected] T 06151 16-8015, F -8988 Haardtring 100, 64295 Darmstadt www.h-da.de

Heinz Kraus Transferzentrum Mittelhessen Ostanlage 25, 35390 Gießen T 0641 309-1340, F -2189 [email protected] www.fh-giessen-friedberg.de

Fachhochschule Frankfurt am Main

Fachhochschule Wiesbaden

Peter Sulzbach Abteilung Forschung Weiterbildung Transfer Nibelungenplatz 1, 60318 Frankfurt am Main T 069 1533-2160, F -2165 [email protected] www.fh-frankfurt.de

Dr.-Ing. Michael Anton Technologietransfer und Forschungsförderung Kurt-Schumacher Ring 18 65197 Wiesbaden T 0611 9495-123, F 0611 444696 [email protected] www.fh-wiesbaden.de

Hochschule Fulda Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences

Christina Langsdorf Referat für Wissenstransfer/Weiterbildung Marquardstraße 35, 36039 Fulda T 0661 9640-157, F -159 [email protected] www.hs-fulda.de

www.forschung-fuer-die-praxis.de

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Unsere Zielgruppen

Kontakt

Schirmherr

Unser Angebot richtet sich an Industrie, Handwerk, Handel, vor allem aber an kleine und mittlere Unternehmen, sowie an Öffentliche Einrichtungen, Verbände, Wissenschaftsorganisationen und an Einzelpersonen.

Rufen Sie die Ansprechpartnerinnen und -partner in den Hochschulen Ihrer Region an oder schreiben Sie ihnen eine E-Mail. Wir vereinbaren dann ein Erstgespräch, um die Aufgabenstellung gemeinsam festzulegen.

Udo Corts, Hessischer Minister für Wissenschaft und Kunst

Forschungs-, Entwicklungs- und Transferschwerpunkte – eine Auswahl

VIII

Technische und ökologische Herausforderungen

Veränderung in Gesellschaft und Wirtschaft

Neue Wege in Ausbildung, Bildung und Wissenschaft

a Bilderkennung a Bluetoothtechnologie a Brennstoffzellentechnologie a Holz-Beton-Verbund a Innovative und nachhaltige unterirdische Gewinnung von natürlichen Energiequellen a Interaktive multimediale Systeme zur Verkaufsförderung im Einzelhandel a IT-Netzwerke und Netzwerksicherheit a Internetgestützte Dienstleistungen a Klimamessungen an historischen Gebäuden a Lebensmitteltechnologie a Materialwissenschaften a Mikrobiologie a Neue Telekommunikationsnetze a Neutrino-Masse-Untersuchungen a Optische Performanceverbesserung von Head-Up-Displays a Piezomotoransteuerung für Avionik a Umwelt-Messstation a Verbesserte Abwasseraufbereitung durch Biotechnologie

a Altersforschung a Effiziente Logistik durch Smartlabels a Genderforschung a Gestaltung betrieblicher Entscheidungsprozesse a Gesundheit und Ernährung a Lebensraumgestaltung, Umwelt a Lokale Arbeitsmarktpolitik und Sozialpolitik (Hartz IV) a Marktforschung in China: Rahmenbedingungen und Herausforderungen a Mensch-Computer-Interaktion a Pflegeforschung a Qualitätsmanagement a Suchtforschung a Transnationale Arbeitsbeziehungen a Verkehrssicherheit auf Motorradstrecken a Wissens- und Innovationsmanagement

a Digitale Hochschule a Multilinguales Sprachtraining mit Mobiltelefonen a Interaktives Lernen mit neuen Medien a fraLine IT-Schul-Services a Neue berufsbegleitende Weiterbildungs- und Masterstudiengänge

Hessische Intellectual Property Organisation Patente und Know-how aus hessischen Hochschulen

Patente Lösungen für innovative Unternehmen

u www.hipo-online.net

Sie möchten Lizenzen für neue Technologien erwerben.

hipo bündelt Innovationen aus zehn staatlichen hessischen Hochschulen und angeschlossenen Universitätskliniken sowie dem Georg-Speyer-Haus.

Sie suchen Partnerschaften für innovative Entwicklungen.

hipo verfügt hierfür über einen breiten Pool an Partnern.

Sie streben Zeitvorsprünge gegenüber dem Wettbewerb an.

hipo sagt Ihnen heute, welche Ergebnisse aus der Forschung sofort für Ihr Unternehmen nutzbar sind.

Das können wir für Sie tun

Drei Agenturen für drei Regionen

Als Innovations-Scout übernehmen wir die Suche nach geeigneten Experten oder Innovationen. Als Produkt-Scout suchen wir Ihnen aus dem Innovations-Pool nahezu aller deutschen Hochschulen neue Produkt-Ideen. Als Innovations-Coach unterstützen wir kleine und mittlere Unternehmen bei der Einführung von Innovationen. Dabei ergänzen wir Ihre Kapazitäten bei Findung, Bewertung und Auswahl von Ideen, bei Produktentwicklung und Produktvorbereitung bis hin zur Markteinführung. Wir beraten Sie über effizientere Methoden und Technologie-Alternativen. Bitte nutzen Sie unseren kostenlosen E-Mail-Service. Dort können Sie eintragen, zu welchen Technologien und in welcher Sprache Sie aktuell zu Innovationen aus den Hessischen Hochschulen informiert werden möchten.

Über die regionalen Agenturen TransMIT, INNOVECTIS und GINo bietet den Zugang zu Innovationen aus zehn hessischen Hochschulen. Diese Patentverwertungsagenturen sorgen dafür, dass Sie

TransMIT

hipo

a das Rad nicht neu erfinden müssen a einen Know-how-Vorsprung gewinnen a immer aktuell informiert sind. Wir stehen für erste Gespräche und Anfragen jeweils in Kassel (Nordhessen), Gießen (Mittelhessen) und Frankfurt (Südhessen) kostenfrei zur Verfügung. Ausführliche Beratungen und Recherchen werden nach Leistungsumfang berechnet. Sprechen Sie uns gerne an:

Region Mittelhessen (Koordination) TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH Kerkrader Straße 3, 35394 Gießen Dr. Peter Stumpf, Telefon 0641 94364-0, Fax -99 [email protected], www.transmit.de Region Südhessen INNOVECTIS Gesellschaft für Innovations-Dienstleistungen mbH Altenhöferallee 1, 60438 Frankfurt am Main Dr. Otmar Schöller, Telefon 069 798-49721, Fax -49717 [email protected], www.innovectis.de

Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

www.ttn-hessen.de

Region Nord- und Osthessen GINo Gesellschaft für Innovation Nordhessen mbH Gottschalkstraße 22, 34127 Kassel Dr. Heike Krömker, Telefon 0561 804-1984, Fax -1986 [email protected], www.gino-innovativ.de

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www.hipo-online.net

GINo Kassel

Marburg

TransMIT Gießen Fulda Friedberg

INNOVECTIS Frankfurt Wiesbaden

Darmstadt

In Kooperation mit den Patentinformationszentren PIZ Darmstadt, Telefon 06151 16-5527 [email protected], www.main-piz.de

PIZ Kassel, Telefon 0561 804-3482 [email protected], www.piz-kassel.de

Hessian Intellectual Property Organisation – Patent solutions from hessian universities You would like to acquire licenses for new technologies

hipo bundles innovations from ten staterun universities and associated university hospitals as well as Georg-SpeyerHaus.

You look for partnerships for innovative developments

hipo disposes of a big number of partners. You prefer to be quicker than your competitors

hipo

informs you today which research results are usable for your company now.

X

What we can do for you

Three agencies for three regions

As innovation scouts we take over the search for suitable experts or innovators. As product scouts we seek for you new ideas for products from the innovation pool of almost all German universities. As innovation coaches we support small and medium-sized enterprises in the implementation of innovations. We complete your capacities in finding, evaluating and choosing ideas, in the development and preparation of products until their introduction on the market. We offer you consultancy on more efficient methods or technology alternatives. Please make use of our free e-mail service. Choose on which technologies and in which language you would like to be informed on current innovations from Hessian universities. More information is given on www.hipo-online.net.

Via its regional agencies TransMIT, INNOVECTIS and GINo hipo offers the access to innovations from ten Hessian universities. These patent exploitation agencies take care, that a you do not have to reinvent the wheel, a you have got a know-how advantage, a you always receive up-to-date information. For first talks or enquiries we are at your disposal in Kassel (Northern Hesse), Gießen (Central Hesse) and Frankfurt (Southern Hesse). Our services are free of charge. More detailed consultancies and enquiries are calculated according to their scope of supply and services. Please do not hesitate to contact us.

Kompetenznetze und Cluster auf dem Gemeinschaftsstand des TTN-Hessen

Wissensregion FrankfurtRheinMain Die Wissensregion FrankfurtRheinMain ist eine der stärksten und vielfältigsten Regionen Europas mit über 3.000 innovativen Unternehmen, 6 Universitäten, 12 Fachhochschulen, weiteren Hochschulen und 8 Berufsakademien (180.000 Studierende). 7 Max-Planck-, 4 Fraunhofer-Institute und weitere große Forschungseinrichtungen runden das Bild ab. Regionale Kompetenznetze, Technologiezentren und Transferstellen sind wichtige Schnittstellen.

Die Arbeitsgemeinschaft Wissensregion FrankfurtRheinMain, bestehend aus Planungsverband, Wirtschaftsinitiative, IHK-Forum und Institut für Neue Medien, fördert die Wissensregion: Wissenspotenziale werden erfasst, die Zusammenarbeit der Akteure verbessert und Grundlagen für Wirtschaftsförderung und Standortmarketing erarbeitet.

Doris Krüger-Röth Planungsverband Ballungsraum Frankfurt / Rhein-Main Poststraße 16 60329 Frankfurt am Main T 069 2577-1620 F 069 2577-1610 [email protected] www.planungsverband.de

IT4work – virtuelle Arbeitswelten Das Kompetenznetz IT4work – virtuelle Arbeitswelten ist ein Zusammenschluss im Bereich der Informationstechnik weltweit führender Forschungsinstitute und leistungsstarker IT-Unternehmen. Es ist eine Plattform für den Informationsaustausch und zur gemeinsamen Arbeit an Projekten. Die Partner im Bereich Technologietransfer sorgen für ein innovationsfreundliches Klima im Netzwerk.

Als Schwerpunkte werden bearbeitet: a die Gestaltung von virtuellen Arbeitsoberflächen und Arbeitsräumen a Geschäftsprozesssteuerung a E-Business / E-Marketing / Teleengineering / M-Commerce / Telearbeit a E-Education / Computer-basedtraining a Sicherheitstechnologien im Netz a Telekommunikationstechnologien

Karlfried Thorn IHK Darmstadt Rheinstraße 89 64295 Darmstadt [email protected] T 06151 871-251 F 06151 871-100251 www.it4work.de

Engineering Region DarmstadtRheinMainNeckar In DarmstadtRheinMainNeckar finden Sie eine produktive Wirtschafts- und Wissenschaftsregion, die sich durch ihre Engineering-Kompetenz in den Branchen Automation, Automotive, Chemie & Pharma, Logistik, IT & Kommunikation sowie Luft- und Raumfahrt als Innovationsstandort etablieren konnte.

Visionäre Kooperationen, hoch qualifizierte Arbeitskräfte und beste Verbindungen in die ganze Welt machen DarmstadtRheinMainNeckar zu einem gesuchten Standort für Unternehmen und Wissenschaft.

Kirsten Rowedder Engineering Region DarmstadtRheinMainNeckar Rheinstraße 89 64295 Darmstadt T 06151 871-212 F 06151 871-100212 [email protected] www.addicted-to-innovation.de

Netzwerk Automatisierung RheinMainNeckar Das Netzwerk Automatisierung ist eine Plattform für Unternehmen und Wissenschaftler aus dem Bereich der Automati-

sierungstechnik, die Zusammenarbeit und Informationsaustausch erleichtert.

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Logistik RheinMain. Die Wissensinitiative Die European Business School (EBS) ist gemeinsam mit der TU Darmstadt Impulsgeber einer Initiative, mit der sich das länderübergreifende Rhein-Main-Gebiet in den kommenden Jahren als Zentrum für logistisches Wissen positionieren wird. Drei Bundesländer und fünf Städte (Wiesbaden, Frankfurt, Darmstadt, Mainz und Aschaffenburg) unterstützen sie dabei.

Ziel ist es, Rhein-Main als zukunftsträchtiges Cluster im Bereich Einkauf, Logistik und Supply Chain Management zu stärken und zu einer Region zu entwickeln, die für das Angebot und die Vermittlung von innovativem Logistikwissen bekannt ist. Für das neue Netzwerk wurde eine Geschäftsstelle mit sieben Mitarbeitern eingerichtet.

Christine Contreras Supply Management Institute SMI European Business School (EBS) International University Schloss Reichartshausen, Rheingau-Palais Söhnleinstraße 8 F, 65201 Wiesbaden T 0611 360 18-800 [email protected] www.logistik-rheinmain.de www.logistikblog.org

AutomotiveCluster RheinMainNeckar Das AutomotiveCluster RheinMainNeckar – gegründet im September 2003 von IHK Darmstadt, Kreis Groß-Gerau und dem Ingenieurbüro Bertrandt, Ginsheim – bündelt Kompetenzen spezialisierter Unternehmen der Automobilzulieferbranche. Es ist ein Unternehmenscluster und agiert als Koordinator und Moderator zwischen den einzelnen Partnern im Automobilnetzwerk zur Stärkung der Zusammenarbeit, Wettbewerbsfähigkeit, Innova-

tionskraft sowie des Automobilstandortes RheinMainNeckar. Aktuell hat das Cluster 350 Mitglieder, darunter viele international bedeutende Betriebe. Mitglied kann jeder Zulieferbetrieb werden, der an der Wertschöpfung von Synergien interessiert ist. Das Cluster organisiert eine Fülle von Veranstaltungen für die Mitglieder und engagiert sich in einem EU-Projekt, das europaweit Kompetenzen von Automotive Clustern vernetzt.

Martin Proba IHK Darmstadt Rheinstraße 89 64295 Darmstadt Telefon 06151 871-234 [email protected] www.automotive-cluster.org

Mikrosystemtechnik-Netzwerk Rhein-Main e.V. Das Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik-Netzwerk Rhein-Main fördert die Zusammenarbeit von Unternehmen und

Instituten der Region Rhein-Main auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik.

deENet e.V. – Kompetenznetzwerk Dezentrale Energietechnologien e.V. In dem 2003 gegründeten „Kompetenznetzwerk Dezentrale Energietechnologien – deENet“ haben sich mehr als 80 Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Dienstleister aus Nordhessen zusammengeschlossen, um unter einem gemeinsamen Dach ihre gute Position im Bereich dezentraler Energietechnologie offensiv zu nutzen und weiterzuentwickeln. Seit Mitte 2006 fungiert deENet

auch als thematisches Cluster „Dezentrale und erneuerbare Energien“ im Rahmen des Regionalmanagements Nordhessen. deENet hat das Ziel, die Region Nordhessen zu einer Modellregion für dezentrale Energieversorgung zu entwickeln. Seinen Mitgliedern bietet das Netzwerk Initiativen zur Erschließung von Märkten und die Durchführung gemeinsamer Forschungsund Entwicklungsaufgaben.

Kompetenznetzwerk Dezentrale Energietechnologien deENet e.V. Ständeplatz 15 34117 Kassel Daniel Andreas Gottschald Telefon 0561 788096-13 [email protected] www.deenet.org

Weitere Start-Ups sind in Vorbereitung. Route A 66 unterstützt seit 2002 erfolgreich Studierende und Hochschulabsolventen aller Fachrichtungen im RheinMain-Gebiet, die sich selbstständig oder ein Unternehmen machen wollen.

Gründernetz Route A 66 c/o Fachhochschule Frankfurt am Main Nibelungenplatz 1 60318 Frankfurt am Main

Gründernetz Route A 66 Alle acht Tage eine Gründung. Das ist die Kurz-bilanz von Route A 66 – dem Gründernetz der Fachhochschule Frankfurt am Main (Projektleitung), der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, der Hochschule für Gestaltung Offenbach und der Fachhochschule Wiesbaden. XII

T 069 1533-2169 F 069 1533-2165 info-routeA66@routeA66 www.routeA66.de

Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung SFB 666

Entwicklung, Fertigung, Bewertung

Neue Fertigungsstraße zur kontinuierlichen Herstellung von Mehrkammerprofilen aus spaltprofiliertem Blech

Der Sonderforschungsbereich 666 „Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung“ wurde in der Mitte des Jahres 2005 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Technischen Universität Darmstadt (TUD) eingerichtet. Durch die Forschungstätigkeiten des SFB 666 sollen Methoden, Verfahren und Anlagen entstehen, mit deren Hilfe verzweigte Strukturen in Blechbauweise mit im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall optimierten Eigenschaften integral hergestellt werden können.

Diese Zielsetzung schließt Fragestellungen der Produktentwicklung, der Fertigungstechnologien und der Materialbewertung ein. Daher haben sich Wissenschaftler der TUD aus den Disziplinen Produktentwicklung, Mathematik, Materialwissenschaften, Produktionstechnik und Betriebsfestigkeit zu diesem interdisziplinären, fachgebietsübergreifenden Forschungsverbund zusammengeschlossen. Die Forschungstätigkeiten des SFB 666 umfassen alle Phasen der Produktentstehung von der Analyse der Kundenanforderungen bis hin zur Bewertung des real gefertigten Produkts. Das in die drei Bereiche Produktentwicklung, Fertigung und Bewertung gegliederte Vorhaben konnte in den einzelnen Teilprojekten seit der Gründung des SFB 666 signifikante Fortschritte erzielen.

Im Bereich Produktentwicklung spielt das Konzept der algorithmisierten Produktentwicklung eine wichtige Rolle, die sich in einer digitalen Durchgängigkeit der einzelnen Entwicklungsschritte ausdrückt. Um die verschiedenen Eigenschaften, die als mögliche Anforderungen auftreten, zu optimieren, wurden komplexe mathematische Modelle entwickelt, die es erlauben, Form, Geometrie und Topologie der Bauteile entsprechend der geforderten Eigenschaften zu optimieren.

Spaltprofiliertes Halbzeug und eingeformtes Einkammerprofil

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche Sprecher des SFB 666 Technische Universität Darmstadt Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) Petersenstraße 30 64287 Darmstadt Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

Telefon 06151 16-4823 (Sekretariat) Telefax 06151 16-3021

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[email protected] www.sfb666.tu-darmstadt.de

SFB ·666 ·

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Mathematische Optimierung der Produktgestalt

Bereits entwickelte komplexe mathematische Modelle erlauben es, Form, Geometrie und Topologie der Bauteile entsprechend der geforderten Eigenschaften zu optimieren. Mit den entwickelten Modellen können damit die unter vorgegebenen Randbedingungen optimalen Produkte automatisiert berechnet werden. Als Randbedingungen werden dabei identifizierte Anforderungen an das Produkt, funktionale Aspekte und die Möglichkeiten der Fertigungstechnik berücksichtigt. Auch die Erstellung des dreidimensionalen CADModells aus der optimierten Produktgeometrie erfolgt automatisiert. Hierzu wurde eine Softwarelösung implementiert, die zur Generierung die Erzeugungslogik bestehender CAD-Systeme über eine Programmierschnittstelle nutzt.

Bewertung der Materialeigenschaften

Damit ist bereits jetzt ein wichtiger Teil der virtuellen Produktentstehung in einem konsistenten digitalen Prozessnetz abgebildet. Auch die reale Produktentstehung kann wissenschaftliche Fortschritte in der Produktionsplanung, den Produktionstechnologien und den Evaluierungsmethoden präsentieren. Die Verfahrensgrenzen der neuartigen Spaltprozesse konnten durch technologische Innovationen in Form neuer Anlagenkonzepte erheblich erweitert werden. Ebenso wurde die Prozesssicherheit signifikant gesteigert. Die Kombination von Spaltprozessen, spanenden und fügenden Verfahren sowie Walzprofilierprozessen ermöglicht die Realisierung von Produktklassen mit völlig neuen Eigenschaften.

Ergebnisse aus Produktoptimierung und -bewertung dienen der zielgerichteten Weiterentwicklung produktionsgerechter Fertigungsprozesse. Mit dem Aufbau und der Einrichtung einer kontinuierlichen Fertigungsstraße können seit Mitte 2007 beidseitig spaltprofilierte Halbzeuge hergestellt und auf einer nachfolgenden Walzprofilieranlage zu geschlossenen Mehrkammerprofilen eingeformt werden. Die Produkte werden hinsichtlich multifunktionaler Eigenschaftsprofile mit experimentellen und numerischen Methoden bewertet und optimiert. Hinsichtlich der mechanischen Kriterien wie Stabilität und Betriebsfestigkeit konnte nun bereits eine fundierte Wissensbasis gelegt werden.

Collaborative Research Center 666: Integral sheet metal design with higher order bifurcations – Development, Production, Evaluation New innovative products and production technologies are increasingly important to strengthen the competitiveness of industry on the global market. To meet basic objectives such as high quality products at reasonable costs and delivery on demand and on time, innovation is a continuously required challenge.

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Many technical systems are based on concepts resulting from analyzing and understanding nature. Bifurcated structures are basic principles in the evolution of nature in particular to maximize stiffness while enabling light weight structures. Higher order bifurcation products are therefore a consequent approach based on mapping of evolutionary natural principles onto technical systems. The relevance of higher order bifurcation even increases if product and manufacturing innovation are taken into account simultaneously. Within the Collaborative Research Centre 666 (CRC 666) “integral sheet metal design with higher order bifurcations” a new product development and manufacturing approach is being developed.

The project is structured in three different groups: product development, product manufacturing and product assessment. Methods from the areas of mathematics, mechanical engineering and material sciences are used in close cooperation in order to reach one common objective. Since the start of the CRC 666 in the early autumn of 2005, several remarkable results of scientific research have been evolved.

Projekt RIA Multifunktionaler muskelbetriebener Rollstuhl für den Innen- und Außenbereich

Zielgruppe für das Projekt RIA sind gehbehinderte Menschen, die durch einen Unfall bzw. von Geburt an querschnittsgelähmt oder an Multipler Sklerose (MS) erkrankt und somit täglich auf einen Rollstuhl angewiesen sind. Aktuelle muskelbetriebene Rollstühle stehen einer mobilen Selbständigkeit in sofern entgegen, als dass sie zwar für kurze Strecken und innerhäuslich durchaus geeignet sind, längere Distanzen aber zur Strapaze werden. Der Betroffene benötigt im Alltag meist zwei Rollstühle, die unterschiedliche Kriterien erfüllen: einen, mit dem man sich flexibel innen auf engstem Raum bewegt, und einen zweiten, mit dem man draußen, im öffentlichen Raum, zügig längere Strecken überbrückt. Die Entwicklung verfolgt eine Integration beider Systeme in einen gemeinsamen Lösungsansatz.

Die bisherige Entwicklung neuer Rollstühle zeigt kaum Fortschritte auf. Innovationen werden primär durch Verbesserungen technischer Details wie z. B. die Reduzierung des Gewichtes, die Einstellmöglichkeiten und andere Details gemacht. Ganzheitliche Ansätze und wesentliche Probleme, vor denen ein aktiver Rollstuhlfahrer steht wie Lenkung, Antrieb und das Abbremsen des Rollstuhls, werden bei aktuellen Neuentwicklungen leider vernachlässigt. Meist unberücksichtigt gelassen wird auch das Kriterium der Rehabilitierung: sich fit zu halten, selbständig alltägliche (Arbeits-) Wege zurückzulegen und mehr Kontrolle über den Rollstuhl während der Benutzung sowie die Aufrechterhaltung der eigenen Kondition sind angestrebt. Auch ökonomische Parameter, z. B. dass die gesetzlichen Krankenkassen immer seltener einen zweiten Rollstuhl genehmigen,

sprechen für einen integralen Lösungsansatz eines Rollstuhls für den Innen- und Außenbereich. Das Vorhaben berücksichtigt die aktuelle Situation des Marktes. Es wurde neben einer umfangreichen Ist-Analyse und Bewertung ein Kriterienkatalog erstellt, der die entscheidenden Parameter der Entwicklung beschreibt. Daraufhin wurden diverse konstruktive Lösungsansätze unter Berücksichtigung aktueller Technologien und ergonomischer Studien entwickelt und überprüft. In Kooperation mit Herstellern und Instituten wurden die Entwicklungen einer Machbarkeitsstudie unterzogen und dann, nach einer Erfolg versprechenden Verifizierung der theoretischen Ansätze, in Form eines Funktionsprototypen umgesetzt.

zfe – Forschungs- und Entwicklungsprojekt, Studiengang Industrial Design Dipl.-Des. Andreas Schradin, Dipl.-Des. Stijn Deferm Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Prof. Tom Philipps, [email protected] zfe-Projekt Hochschule Darmstadt Hochschule Darmstadt Olbrichweg 10, 64297 Darmstadt

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Das Ergebnis der Entwicklung ist ein Rollstuhl, der im Außenmodus mit Hilfe der Neigungslenkung gesteuert und durch einen Hebelantrieb mit Getriebeübersetzung angetrieben wird. Hierbei teilt sich der Rollstuhl in zwei Baugruppen auf. Das Vorderrad bildet gemeinsam mit dem Sitz und einer starren Achse die erste Baugruppe, die Hinterräder mit der Hebel-, Antriebseinheit und Längenverstellung die Zweite. Verbunden sind beide Systeme über ein achsiales Gelenk. Dieses System ermöglicht dem Anwender, durch Körperneigung die Vorderräder zu lenken. Primäre technologische Herausforderung dieser Entwicklung war es, die Funktionsvielfalt an den Hebelgriffen zu reduzieren. Die vier Funktionsgrade Antrieb, Bremsen, Schalten und Lenken, die mit den Händen gleichzeitig ausgeübt

werden müssen, stellen eine besondere Herausforderung an den Anwender dar. Eine Reduktion der Funktionsgrade ist hier wünschenswert. Bemerkenswert ist auch die Akzeptanz des vorliegenden Entwurfs bei nicht körperbehinderten Personen. Insbesondere Jugendliche entdecken RIA als ein Sportgerät für den täglichen Gebrauch – dieser schöne Nebeneffekt unterstützt auch das Selbstverständnis im Umgang mit der ursprünglichen Zielgruppe und bietet somit einem Beitrag einer besseren Integration.

Project RIA – Research and design of a multifunctional wheelchair for the indoor and outdoor use The target groups are handicapped persons, who due to an accident or since birth, suffer of paraplegia or multiple sclerosis (MS) and daily depend on a wheelchair. Current wheelchairs are inappropriate for a mobile independence, as they are convenient for short stretches indoors but tend to be an exertion at long distances. For daily life the person concerned mostly needs two wheelchairs, which conform to different criteria: one for moving around flexibly indoors and the other to bridge over longer stretches outdoors quickly. The design pursues the integration both existing systems to one combined solution. The development of new wheelchairs doesn’t show much improvement. Innovations are primarily achieved by refinements of technical details such as weight reduction, adjustment possibilities and other details. Holistic approaches and significant problems, to which an active wheelchair user is confronted, like steering, propulsion and deceleration of the wheelchair, are unfortunately disregarded in new developments.

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The criteria of rehabilitation are also mostly unconsidered: to stay in shape, independent everyday traveling (to work), more control over the wheelchair during use and the perpetuation of one’s physical condition, are aspired. Also economical parameters, as compulsory health insurance funds increasingly disapprove a second wheelchair, speak for an integral solution of a wheelchair for indoor and outdoor use. The project considers the current situation on the market and besides a comprehensive as-is analysis and valuation, a list of criteria was compiled, which describes the decisive parameters of development. Thereupon sundry constructive solutions, in consideration of current technologies and ergonomic studies, were developed and checked. In consultation with manufacturers and faculties the design underwent a feasibility study, and after a promising verification of the theoretical solutions, the development in terms of a functional prototype was implemented.

The result of the development is a wheelchair, which in outdoor-mode is steered by a tilt-steering and powered by a lever-actuator with gearing. At this the wheelchair is split into two components. The front wheel together with the seat and a fixed axis specify the first component, the back wheels with lever and power unit the second. Both systems are connected by an axle hinge. This system enables the user to steer the front wheels by tilting his body. The primary challenge of this development was to reduce the diversity of functions at the lever-handles. The four functionality levels, propulsion, brakes, changing gears and steering, which had to be carried out by hand at the same time, meets a challenge to the user. A reduction of the diversity of functions is here preferred. The acceptance for this present design by not handicapped persons is very pleasing. In particular young people discover RIA as a sport-equipment for daily use – this nice side effect also supports the self-concept in associating with the original target group and offers thus a contribution to integration.

SRD – Sea Rescue Device Automatisierte Rettung für Menschen in Seenot

Zielsetzung dieses Entwurfs ist die Entwicklung eines Systems zur Rettung von Menschen in Seenot Ob auf Bohrinseln, Kreuzfahrt- und Transportschiffen oder Hochseeyachten – im kalten Wasser und bei rauer See herrscht größte Lebensgefahr. Eine erfolgreiche Seerettung ist nur dann möglich, wenn die Notsituation rechtzeitig bemerkt und der Ertrinkende auf hoher See rasch geortet und geborgen wird. Bei der vorgestellten Studie handelt es sich um ein Rettungssystem, das eine Rettung automatisiert, das heißt einen Menschen im Wasser selbständig ortet, zu ihm hinfährt, ihn umschlingt sowie Luftkissen, die sich zu einem „Rettungsring“ um den Ertrinkenden aufblasen. Somit wird der Gerettete sicher über Wasser gehalten und seine Bergung ermöglicht.

Diplomarbeit Studiengang Industrial Design Dipl.-Des. Christian Westarp, [email protected] Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Prof. Tom Philipps, [email protected] Hochschule Darmstadt Olbrichweg 10, 64297 Darmstadt

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Energieversorgung

Sensoren (GPS, Radar)

L

Das System besteht aus Endmodulen, sowie Ober- und Untersegmenten, die durch Bewegungsgelenke verbunden sind. In den Endmodulen befinden sich die Steuereinheit, die die Bewegung der Segmente koordiniert und Sensoren zur Ortung und zum Erkennen des menschlichen Körpers. Die Oberteile enthalten die Luftkissen und die M

Steuerung (Gelenke)

zum Aufblasen nötigen Druckluftbehälter. In den Unterteilen ist jeweils eine Antriebseinheit untergebracht. Diese besteht aus Wassereinlässen, der Antriebssteuerung und

Tauchzelle

A Auslassdüsen, die um 360° drehbar sind, damit das SRD, E

Druckluftbehälter

auch wenn es sich verformt, gezielt manövrieren kann. Inspiration für den technologischen Ansatz war die Beobachtung des Zusammenspiels der Welt des winzig Kleinen (Mikro) und die Welt des riesig Großen (Makro). Hierbei bilMotor (Drehbewegung der Segmente)

det die Wandlungsfähigkeit einer Amöbe die Basis des

Steuerung (Düsen) / Energieversorgung

konzeptionellen Ansatzes dieser Studie, da diese eine Lebensform darstellt, die ihre Gestalt ständig ändert.

eingefaltetes Luftkissen

Polsterung (für die Arme bei geöffneten Luken)

E

SRD – Sea Rescue Device Antrieb /

Polsterung

Wartungsdeckel

(innen)

pulsierendes Leuchtsignal

P

P

Einlass

Düse 360° drehbar

Anfangs- / Endmodul

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B

Luke (Luftkissen)

Bewegungsgelenke

E

The purpose of this concept is the design of a rescue device for persons in distress at sea. Either on oil platforms, cruise liners, transport ships or open sea yachts – in cold water and at rough sea there is a high risk of life. A successful sea rescue is only possible when danger is detected on time, and the drowning person at open sea is located and rescued rapidly. This introduced study is about a rescue device, which automates rescue. Thus it detects the person in water, drives to him, loops around him and blows up an airbag, like a life buoy, around the drowning person. The rescued person is thereby held above water and makes his salvage possible. The device exists of end-modules, as well as top and bottoms segments, which are connected by motion joints. The sensors for posi-

tioning and detecting the human body as well as the control unit, which coordinates the segment movements, are located in the endmodules. The top parts contain the air bags and pressure cartridges for inflation. The drive units are each placed in the bottom parts. These consist of water inlets for drive control and outlet jets, which are 360° rotatable to directly maneuver the SRD even when it’s deformed. The inspiration for the technological approach was the study of the interaction between the worlds of the teeny-weeny (micro) and the big and huge (macro). Therefore the mutability of an amoeba builds up the basis for the conceptual approach of this study, as this shows a life-form, which constantly changes its shape.

Simplicity – Home Chare Ein Pflegestuhl statt Rollstuhl, Liege und Patientenlifter

Simplicity bedeutet Einfachheit – dieser Aspekt stellt das Leitthema dieser Entwicklung dar. Home Chare ist ein Pflegestuhl, der die Anzahl benötigter Hilfsprodukte reduziert und die häusliche Pflege von hilfebedürftigen Menschen vereinfacht. Heutige Hilfsmittel erleichtern zwar die Pflegearbeit, sind aber in der Handhabung verbesserungswürdig. Trotz solcher Hilfsmittel wie Rollstühle oder Patientenlifter werden häufig mindestens zwei Hilfskräfte benötigt, um eine Person zu pflegen. Besonders körperlich anstrengende Tätigkeiten wie der problematische Patiententransfer (Umsetzen, Anheben, Aufstehen) überfordern einen einzelnen Pfleger.

Um einen gehbehinderten Patienten von einem Krankenbett in einen Rollstuhl umzusetzen, ist meist ein Patientenlifter notwendig. Die Nutzung ist jedoch aufwendig und unangenehm. Der Homechare vereint Rollstuhl, Liege und Patientenlifter in ein Produkt und umgeht sodas Umsetzen des Patienten. Somit ist der Pfleger nicht auf Unterstützung angewiesen. Der Home Chare ermöglicht drei Verstellpositionen: Liegen, Sitzen, Stehen. Er wird als Liege auf gleiche Höhe mit einem Krankenbett gebracht. Der Pfleger zieht den Patienten in Liegeposition auf den Homechare. Das Gefährt wird danach in die Sitzposition verstellt und ersetzt den Rollstuhl. Der Pfleger muss den Patienten nicht mehr anheben.

Die modulare Bauweise besteht aus Sitzeinheit und Transporteinheit, die über eine asymmetrische Anbindung miteinander verbunden sind. Das Transportmodul ist austauschbar und passt sich den Bedürfnissen der Nutzer an. Ein Rollstuhlmodul mit großen Greifrädern wird beispielsweise durch ein Trolley-Modul mit kleinen Rädern für die häusliche Nutzung ersetzt. Das Sitzmodul kann über eine universelle Anbindung mit einem Treppenlift oder einem angepassten KFZ verbunden werden. Der Patient muss damit nicht angehoben und umgesetzt werden.

Diplomarbeit Studiengang Industrial Design Dipl.-Des. Christen Halter, [email protected] Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Die Verstellung des Sitzes erfolgt über elektroaktive Polymere (EAP). Eine Polymerfolie wird beidseitig elektrisch leitfähig beschichtet. Bei einer elektrischen Spannung wirken elektrostatische Anziehungskräfte auf das Material – die elastische Folie dehnt sich aus. Um die Wölbung der Fläche zu gewährleisten, wird diese an einzelnen Punkten mit unterschiedlicher Spannung versehen. Durch diese Technologie verschmelzen Antriebstechnik und Hülle. Es werden keine Motoren, Scharnieren oder Drehachsen benötigt. Dies erspart Gewicht und vereinfacht die Bauweise. Bettlägerige Patienten leiden häufig an Druckinfektionen (Dekubitus). Als Antidekubitus-Maßnahme ist eine Polsterung im Sitz eingearbeitet, die durch Membra-

nen für die Sauerstoffzufuhr an den Problemstellen unterstützt wird. Die Membranen sind auf der einen Seite wasserabweisend, auf der anderen luftdurchlässig. Der tägliche Toilettengang wird durch den Home Chare vereinfacht. Der Stuhl wird über eine herkömmliche Toilette gerollt. Eine herausnehmbare Klappe im Sitz sorgt dafür, dass der Patient nicht mehr angehoben werden muss.

In lying position it is adjusted to the same level as a sick bed. The attendant pulls the lying patient on to the Home Chare. The device is then adjusted in to sitting position which replaces a wheelchair. The attendant doesn’t have to lift up the patient. The modular construction consists of seat-module and transport-module, which are joined by an asymmetric connector. The transport-module is replaceable and customizes to the user’s needs. For example a wheelchair-module with big grip wheels is replaced by a trolley-module with small wheels for indoor use. The seat-module can be joined though a universal connector to a stair-lift or a customized car. Thus the patient is not needed to be transferred.

The seat adjustment occurs through electro-active polymers (EAP). A polymer foil is coated electric conductive. At voltage an electrostatic attraction acts on the material – the elastic foil expands itself. To assure the surface bending, it is endured with different voltages at certain points. Through this technology propulsion and shell merge into one. Motors, hinges and axis are not required, which saves on weight and simplifies construction. Bedridden patients suffer often from pressure infections (decubitus). A cushioning in the seat provides an anti-decubitus effect, which is supported by membranes for administration of oxygen. The membranes are on one side waterrepellent, on the other permeable to air. The daily use of the lavatory is simplified by Home Chare. The chair is wheeled over a conventional toilet. A removable cover in the seat enables the patient to avoid being lifted off this.

Simplicity – Home Chare Simplicity is the leitmotiv for this design. Home Chare is a chair for home care, which reduces the quantity of needed aids and simplifies home care. Current aids relieve the care process, yet the handling could be improved. Despite these, like wheelchairs or patient lifters, at least two attendants are needed to care for one person. Especially physical stressful work, such as the problematic patient transfer (moving, lifting, standing up), overstrain a single attendant. Mostly a patient lifter is necessary to transfer a disabled patient from a sickbed to a wheelchair. The use is however complex and unpleasant. Home Chare combines wheelchair, bed and patient lifter to one product and avoids transferring the patient. Thus the attendant doesn’t need to rely on support. The Home Chare enables three different adjustment positions – lying, sitting and standing.

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Velavis Liaison von Liegerad und Motorgleitschirm

Velavis ist ein Flyke, das Produkt einer Liaison zwischen einem Liegerad und einem Motorgleitschirm. Es vereint die jeweiligen Vorteile dieser unterschiedlichen Fortbewegungsmittel und eröffnet so dem Piloten eine neue Dimension der Mobilität und Unabhängigkeit. Das in die Klasse der Ultraleichtflugzeuge fallende Velavis-Flyke ermöglicht es dem ambitionierten Freizeitpiloten, sich mit ein und demselben Fahrzeug sowohl in der Luft als auch am Boden fortzubewegen und so auch nach der Landung noch mobil zu sein.

Schon bei der Konzeption des VelavisFlykes und der Analyse bereits bestehender Alternativen stellte sich heraus, dass sich Liegeräder in besonderem Maße eignen, in Kombination mit einem Gleitschirm genutzt zu werden. Speziell die Liegeräder, die über eine Knicklenkung verfügen und durch Verlagerung des Körpergewichts gesteuert werden, sind sowohl für den Einsatz unter einem Gleitschirm als auch auf der Straße geradezu prädestiniert.

Aufgrund der Haltung, die der Fahrer auf einem Liegerad einnimmt, verringert sich die Angriffsfläche des Windes erheblich. Das ist speziell vor dem Hintergrund der Velavis-Konzeption von Bedeutung, da es sich hier vornehmlich um ein Fluggerät handelt und somit auch aerodynamischen Ansprüchen gerecht werden muss. Die vom Fahrer eingenommene Liegeradhaltung bietet zudem den Sicherheitsvorteil, dass Füße und Beine gewissermaßen eine natürliche Knautschzone bilden.

Dipl.-Des. Falk Blümler, [email protected] Prof. Dieter Mankau [email protected], T 069 80059-200 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Der besondere Vorteil der Knicklenker ist, dass sie nicht nur Hände, Arme, Schultern und die Wirbelsäule durch die beim Fahren eingenommene Liegeposition entlasten, sondern den Armen völlige Bewegungsfreiheit gewähren, da diese nicht zum Lenken des Liegerads benötigt werden. Dies ermöglicht erst den Start mit einem Gleitschirm, da man für dessen Steuerung beide Hände und Arme benötigt. Zudem erweist sich ein Liegerad mit Knicklenkung speziell in der heiklen Startphase mit einem Gleitschirm als besonders vorteilhaft, da es immer dazu neigt, in die Richtung zu fahren, in die auch der Schirm zieht. Auf diese Weise unterfährt man quasi automatisch seinen eventuell zur Seite ausbrechenden Schirm, was von essentieller Wichtigkeit für einen gelungenen Start aus einer solchen Situation heraus ist.

Als Basisantrieb dient ein lediglich 3,5 Kilogramm schwerer Elektromotor, der eine Leistung von 27 PS liefert. Durch den konsequenten Einsatz neuester Batterietechnik und deren stetiger Weiterentwicklung werden sich in absehbarer Zeit Flugzeiten erreichen lassen, die denen der bisherigen Zweitaktmotoren in nichts nachstehen. Auch die Ladezeiten werden sich im Zuge der Weiterentwicklung der Batterietechnik immer weiter reduzieren, sodass hier ohne weiteres von Ladezeiten von circa 30 Minuten ausgegangen werden kann.

Zudem bietet das Velavis-Flyke die Möglichkeit, die Batterien während des Fahrradbetriebs über einen Nabendynamo zumindest teilweise zu laden. Der Einsatz eines Elektromotors bietet außerdem den wesentlichen Vorteil, dass sich der doch sehr erhebliche Motorenlärm herkömmlicher Benzinmotoren maßgeblich reduzieren lässt. Dies macht nicht nur das Fliegen angenehmer, sondern erleichtert es auch, Außenstart- und Außenlandegenehmigungen für das Velavis-Flyke zu erhalten. Somit ist man nicht mehr zwingend an Flugplätze zum Starten und Landen gebunden.

Velavis Velavis – a Flyke – is a relativ new locomotion concept which is the result of a liaison between a recumbent bike and a powered paraglider. It combines the particular advantages of each of this differing means of transportation and offers a new dimension of mobility and independence to its pilot. 10

The Velavis-Flyke belongs to the class of ultralight aircrafts and enables the ambitious hobby pilot for the first time in the history of aviation to use the same vehicle as well in the air as on the ground and provides the opportunity for the pilot to stay mobil even after landing.

Argus Autarker Messroboter für die Bahn

Angesichts stark ausgelasteter Lufträume und Straßen ist mit einer Steigerung des Verkehrsaufkommens auf der Schiene zu rechnen. Im Personenverkehr sorgte vor Allem die Einführung von Hochgeschwindigkeitszügen für eine deutliche Steigerung der Fahrgastzahlen. Die Umweltfreundlichkeit der Bahn gewinnt vor dem Hintergrund der aktuellen Debatte um den Klimaschutz eine noch größere Bedeutung.

Dabei wird auch die Belastung existierender und zukünftiger Trassen zunehmen. Praktisch alle Teile der existierenden Bahninfrastruktur sind verschleißanfällig. Die Instandhaltung der Infrastruktur ist von existenzieller Bedeutung für die Sicherheit des Bahnbetriebs. Bei der Entscheidung über die Notwendigkeit von Instandhaltungsmaßnahmen ist der Einsatz eines Messwagens unumgänglich.

Dabei geht der Trend zur Verwendung von Multifunktionsmessfahrzeugen, die eine Vielzahl an Parametern gleichzeitig erfassen. Auch Gleisbauarbeiten werden mittlerweile von verschieden Fachbereichen der Bahn koordiniert durchgeführt, um eine möglichst geringe Behinderung des Verkehrs zu gewährleisten. Außerdem lassen sich Zusammenhänge zwischen den Verschiedenen Parametern erkennen.

Dipl.-Des. Patrick Ehlers, [email protected] Prof. Dieter Mankau [email protected], T 069 80059-200 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Autarke Schienenfahrzeuge

Argus

Design

Die Eisenbahnen sind ihrer Natur nach extern gesteuerte Systeme mit einem gewissen Freiheitsgrad und einigen Verzweigungsstellen. Damit sind Bahnfahrzeuge besonders geeignet für den fahrerlosen Betrieb. Die sich an Bord von Messfahrzeugen befindlichen Sensoren prädestinieren diese geradezu für einen autarken Einsatz.

Bei Argus handelt es sich um einen autarken Messroboter für den Einsatz bei der Eisenbahn. Seine Aufgabe ist die Erfassung von Gleisanlagen und deren Umfeld. Der Roboter lässt sich dank seiner hohen Maximalgeschwindigkeit (300 km/h) und Reichweite (500 km) problemlos in den bestehenden Passagierund Güterverkehr bei der Bahn integrieren. Somit werden routinemäßige Überprüfungen der Trasse erleichtert. Zu den erfassten Parametern gehören Gleisgeometrie, Gleiszustand, Oberleitung und Streckenumfeld. Die Erfassung erfolgt über modernste Analysesysteme wie Laser und Hochleistungskameras. Denkbar sind auch weitergehende Nutzungsszenarien, beispielsweise vor dem Hintergrund der Sicherheit auf bestimmten Streckenabschnitten.

Bestimmend für den Entwurfsprozess war die Suche nach einem formal eigenständigen Auftritt. Letztlich wurde eine an den Rumpf eines Katamarans angelehnte Formensprache verwendet. Diese verspricht einen hohen Grad an Eigenständigkeit. Der angedeutete Doppelrumpf nimmt formal Bezug auf die Schienenstränge, die es zu untersuchen gilt. Außerdem wird die im Inneren von Argus sitzende hochsensible Technik geschützt. Zweites bestimmendes Element ist der mittig platzierte „Turm“. Ein Großteil der hochsensiblen Messinstrumente findet sich an dieser Stelle. Auch optisch laufen in diesem Herzstück alle gesammelten Informationen zusammen. An der Oberfläche von Front- und Heckausleger findet die schnelle Wartung des Roboters statt. Klappen, Einfüllstutzen und Abschlepphaken sind nicht versteckt, sondern im Gegenteil anzeichenhaft hervorgehoben.

Audi Snook Dreifach ausgezeichnetes visionäres Fahrzeug

Das visionäre Fahrzeugkonzept Audi Snook kombiniert einen multidirektionalen Mono-Kugelrad-Antrieb mit einer TriAxial-Accellerometer- und Bordcomputer-gestützten Autostabilisierung zu einem komfortablen Zweisitzer-Stadtauto, das nach dem Prinzip des Eurofighter Typhoon seine überlegene Agilität aus seiner instabilen Raumlage bezieht.

Audi Snook entstand in Zusammenarbeit mit Wolfgang Müller-Pietralla, Leiter der Abteilung „Zukunftsforschung und Trendtransfer“ der Volkswagen AG Konzernforschung, und Prof. Dieter Mankau, Leiter des Instituts für Technologieorientierte Designinnovation. Zum Thema „Urbane Mobilität 2020“ entwickelte Tilmann Schlootz im praktischen Teil seiner Diplomarbeit bei VW diverse Mobilitätskonzepte, während der Theorieteil unter dem Titel „Zukunftsforschung und Produktdesign“ von methodischen Gemeinsamkeiten und interdisziplinären Synergien der beiden Branchen handelt und von Prof. Dr. Martina Heßler an der HfG Offenbach betreut wurde.

Mit dem erfolgreichen Projekt wurde Tilmann Schlootz als dreifacher Finalist des „VDA-Design-Award“, der „Michelin Challenge Design“ und des „Forum Junges Design“ ausgezeichnet. Audi Snook wurde bisher gezeigt auf der IAA Frankfurt, der Audi Arts Ingolstadt, der Euromold Frankfurt, der Detroit Autoshow, dem DesignParcours München und ist nun auf der Hannovermesse 2008 zu sehen.

Dipl.-Des. Tilmann Schlootz, [email protected] Prof. Dieter Mankau [email protected], T 069 80059-200 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Dualität

Agilität durch Instabilität

Audi Snook, das Fahrzeugkonzept für urbane Mobilität im Jahr 2020, basiert auf einem multidirektionalen kugelförmigen Einrad-Antrieb und bildet eine neue Fahrzeugkategorie mit besonderem Fokus auf Wendigkeit, Bedienbarkeit und das Verhältnis von Innenraum zu Verkehrsfläche. Snook kann jederzeit in jede Richtung gefahren und gedreht werden, die der Fahrer über den Drivebywire-Kugelsidestick vorgibt und stabilisiert über ein TriAxial-Accellerometer-gestütztes CarefreeHandling-System selbständig die Fahrzeuglage. Zwei Kugeln stehen aufeinander - ausgehend vom faszinierenden Bild dieses umstrittenen Billardtricks und der Vision einer höheren Form von Agilität soll die Hardware, die für physische Mobilität benötigt wird, auf ein Minimum reduziert werden. Das Designkonzept soll die Dualität von Mensch und Maschine, bzw. humanoider und artifizieller Intelligenz der neuen Fahrzeugkategorie emblematisch nach außen kehren. Einhergehend mit einem erkennbar automotiven Charakter soll die tatsächliche Sicherheit des Systems sowohl durch die SUV-Sitzhöhe als auch durch die Integralhelmähnliche Fahrgastzelle auch visuell das Vertrauen neuer Benutzer gewinnen.

Dieser Balanceakt erfordert moderne Steuerungstechnologie, deren Grundprinzip aus der Luft- und Raumfahrt implementiert wird. Der Wendigkeit zugunsten sind Überschallflieger aerodynamisch instabil gestaltet. Der Bordcomputer gewährleistet die permanente Stabilisierung des Flugkörpers durch hunderte Sensorabfragen und Stellwerkregelungen pro Sekunde. Überträgt man dieses System auf ein Bodenfahrzeug, erzielt man höchste Wendigkeit bei hoher Performance und maximaler Sicherheit. Die Bedienung wird dabei denkbar intuitiv. Nach einem leicht durchschaubaren Prinzip verhält sich die Fahrzeugdynamik stets synchron zur ergonomischen Steuerkugel im Interior. Im ParkModus senkt sich die Ein- bis Zweipersonenkabine für festen Stand und leichtes Ein- und Aussteigen auf den Boden ab.

Snook ist mit dem Transfer heutiger Technologie realisierbar und geht auf globale gesellschaftliche Trends wie Urbanisierung ein, die die Reduktion und Nutzungsoptimierung der vom Fahrzeug beanspruchten Verkehrsfläche sowie intelligente Höhennutzung erfordert und der Einparkhilfen entgegenkommen. Der Absolvent der Hochschule für Gestaltung Offenbach Tilmann Schlootz präsentiert seine Fahrzeugstudie Audi Snook in Form von Designmodell und Animation.

Milch in biologisch abbaubaren Thermoplasten Wertvolle Produkte hochwertig verpackt

Bei Lebensmitteln spielt die Verpackung eine zentrale Rolle für den Eindruck der Wertigkeit des Produkts. Neben einem hohen Wiedererkennungswert ist die Aussage über die Qualität des Produkts ein primärer Faktor im Prozess der Verpackungsgestaltung. Ein hochwertiges Naturprodukt und Konsumprodukt wie Milch verdient eine entsprechende Verpackung. Dies galt als Prämisse für den im Rahmen einer Diplomarbeit entstandenen Entwurf. Ohne die Verpackung ließen sich Produkte im Supermarkt nur schlecht voneinander Unterscheiden. Der Entwurf soll

nicht nur Markeneigenschaften des Produkts (Biomilch) vermitteln, sondern vielmehr durch ästhetisches und anspruchsvolles Design hervorstechen. Die innovative Verpackung für kontrolliert biologische Milch besteht nicht wie handelsüblich aus Glas oder Karton, sondern aus biologisch abbaubaren Thermoplasten, einer PLA (Polymilchsäure). Diese soll die Natürlichkeit des Produkts deutlich machen. Hochwertige Premium-Produkte erhalten somit auch ein anspruchsvolles Äußeres. Durch die Kompostierfähigkeit des Materials bleibt die Verpackung auch nicht unnötig länger „haltbar“.

Der Entwurf kommuniziert Frische und wirkt durch seine geschwungene Linienführung selbstbewusst und authentisch, fast schon skulptural. Die Form soll in jedem ihrer funktionalen und formalen Attribute die Botschaft des Inhalts vermitteln. Durch diese Formgebung hebt sich die Verpackung deutlich von konventionellen Verpackungen ab. Das Material der Verpackung besteht aus dem Bioplastic PLA. So genannte PLA (Polymilchsäure)-Folien sind gegenüber herkömmlicher Folien nicht nur Alternativen, sie haben sogar den Vorteil, Sauerstoff- und Wasserdampf-durchlässiger zu sein.

Dipl.-Des. Annika Fleischmann, [email protected] Prof. Peter Eckart [email protected], T 069 80059-168, -167 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Das bedeutet, Lebensmittel bleiben länger frisch. Auch anhaftende Lebensmittelrückstände sowie verdorbene Waren lassen sich samt Verpackung kompostieren. Sie lassen sich zu Folien verarbeiten, sind thermoverformbar, man kann sie bedrucken, schweißen, spritzen und verkleben. Auf dieser Wissensgrundlage entstand die Idee zur Herstellung der Verpackung. Die Form der Verpackung wird durch ein Extrusionsblasverfahren erstellt, welches derzeit zur PET-Herstellung angewendet wird. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass

Farbgebungen und Etikettierung in einem Arbeitsprozess mit der Formherstellung umgesetzt werden können. Auf Grund der Tatsache, dass durch den Herstellungsprozess Verschluss , Etikett und Verpackung in einem Arbeitsschritt durchzuführen sind, konnte bei der Form- und Funktionsfindung auf jegliche additiven Elemente verzichtet werden. Das Prinzip des Verschlusses basiert auf der Eigenschaft des Materials. Durch die Formgebung entsteht am oberen Teil der Verpackung eine Spannung im Material,

welches durch das Entspannen seine Öffnung zeigt. Durch Entspannen wird die Verpackung geöffnet und durch die Wiederherstellung der Spannung wird die Verpackung geschlossen. Die Haltbarkeit der Milch wird durch einen in das Material integrierten Frischeindex kommuniziert. Sobald die Milch nicht mehr zu genießen ist verfärbt sich der Frischeindex. Der sonst helle Ring am unteren Rand der Verpackung färbt sich in ein dunkles Rot. Dadurch für jeden sofort sichtbar, dass die Ware verdorben ist.

The seal is based on the characteristic of the material’s tension. The package is opened and closed by releasing and applying the tension of the material. The state of the milk is communicated through a freshness-index which is integrated in the material of the package. If the milk is past its fitness for consumption, this is signalled by the freshnessindex changing its colour. The innovative package for organic milk consists of biodegradable thermoplastics which are supposed to accentuate the naturalness of the product.

Consequently, high-quality premium products also receive a sophisticated appearance. Due to the compostability of the material, the package does not remain durable longer than necessary. The concept communicates ‘freshness’ and, because of its rolling lines, appears confident and authentic, almost sculptural. The form is intended to convey the message of the content in any of its functional and formal attributes. This design makes the package stand out explicitly from conventional packaging.

Innovative Package for organic Milk Food packaging plays a central part in the perception of the quality value of a product. In addition to high recognisability, the message about the quality of the product is a primary element in the process of package design. A premium natural product like milk deserves adequate packaging. This was the premise for the concept conceived in the framework of this diploma dissertation. The packaging does not, as customary in the trade, consist of glass or carton but biodegradable plastic. In this context, the combination of characteristics of the material and function posed the particular challenge. 16

CARRYall Elektrobetriebene Motoreinheit mit optimaler Kraftübertragung

Das CARRYall ist eine einsitzige, elektrobetriebene Motoreinheit, an die verschiedene Geräte – zum Beispiel Lademulde oder Mähwerk – angebaut werden können. Durch die Kombination verschiedener Nutzungsmöglichkeiten in einem Gerät bietet das CARRYall einen weit gefächerten Einsatzbereich, der vom ländlichen bis zum urbanen Raum reicht. Technisch basiert das CARRYall auf einem System, das aus zwei einzeln aufgehängten Hinterrädern und einer hydraulischen Knicklenkung besteht. Die Hinterräder werden durch moderne Elektromotoren, die in der Radnabe sitzen, angetrieben. Ihr Hauptvorteil ist der Wegfall des klassischen Antriebsstranges mit Getriebe, Differential und Antriebswellen sowie die Steigerung der Effizienz, denn die verschiedenen Übersetzungen und damit die Reibungsverluste fallen weg. Die entsprechend großen Reifen bieten ein hohes Maß an Bodenhaftung. Dies ermöglicht eine optimale Kraftübertragung auf den Untergrund, und das CARRYall kann auch abseits von befestigten Straßen effizient betrieben werden.

Dipl.-Des. Tobias Weiland, [email protected] Prof. Dieter Mankau [email protected], T 069 80059-200 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Durch die hydraulische Knicklenkung ergibt sich ein sehr kleiner Wenderadius, das Fahrzeug kann somit auch bei begrenzten Platzverhältnissen leicht rangiert werden. Die Lenkung erfolgt durch das Drive-by-Wire Prinzip, es bestehen keine mechanischen Verbindungen. Das Lenksystem übersetzt den Lenkradeinschlag mit wachsendem Einschlagwinkel kräftiger, und das Lenkmoment ist somit angenehm niedrig. Der Einsatz moderner Li-Ionen-Akkus und energieeffizienter Motorentechnik ermöglicht einen entsprechend großen Aktionsradius. Durch die Kombination von Elektromotor und hydraulischer Lenkung können verschiedene Geräte angebaut werden, die auf dieser Technik basieren. So können zum Beispiel hydraulische Mähwerke über das vorhandene Hydrauliksystem der Lenkung mitversorgt werden. Das gleiche gilt für elektronische Anbauteile. Das CARRYall ist im Bereich der privaten Nutzung als Leihgerät konzipiert. Es wird in entsprechenden Maschinenpools auf den Nutzungswunsch des Kunden angepasst und kann dann entliehen werden. Im öffentlichen Raum kann das CARRYall als Basismotoreinheit für Stadtwerke oder ähnliche Einrichtungen dienen. So kann zum Beispiel zur Straßenreinigung ein entsprechendes Kehrsystem angebaut werden. Durch die universelle Einsetzbarkeit kann es den Fuhrpark verkleinern und Kosten einsparen. Weitere Nutzungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel der Transport von Gepäck am Flughafen oder der professionelle Einsatz im landwirtschaftlichen Bereich, sind denkbar.

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Endorfin Mit Flosse und Hose schwimmen wie Delfine

Es wäre ein faszinierender Gedanke, wenn sich der Mensch mit der Leichtigkeit der Bewegung eines Delfins durch das Wasser bewegen könnte. Die elegante und äußerst effiziente Schwimmbewegung dieser Tiere begründet sich durch viele sehr spezifische Faktoren. Die kraftvolle Schwanzflosse stellt das Hauptantriebsmittel des Delfins dar. Diese ist mit energieeffizienten, voluminösen Muskeleinheiten ausgestattet. Das Produktkonzept Endorfin knüpft an diese Eigenschaft an. Endorfin trägt zur kraftvollen, energieeffizienten Bewegung bei. Das auf die sportliche Schwimmbewegung ausgelegte Produkt besteht aus der Kombination von Schwimmflosse und damit verbundener, funktionaler Schwimmhose. Der kräftigen Schwanzflosse des Delfins nachempfunden, stellt die Haupteigenschaft von Endorfin die Optimierung von Energieeinsatz und Leistungsrückführung der Flossenschlagbewegung eines Menschen dar. Dabei kommen keine körperfremden, adaptiven Motoren zum Einsatz. Vielmehr profitiert das System von eigens generierter Bewegungsenergie. Diese wird durch eine Startbewegung (Beugebewegung) generiert und in der Hose gespeichert. Schließlich wird die gespeicherte Energie in der Folgebewegungen (Streckbewegung) des Menschen wieder freigesetzt, und damit zuträglich zur eigenen Energieleistung zur Verfügung gestellt.

Dipl.-Des. Kevin Becker, [email protected] Prof. Dieter Mankau [email protected], T 069 80059-200 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Das System funktioniert anhand über die Oberschenkel verlaufender, in die Schwimmhose eingearbeitete Elastikbänder, welche bis an die Flosse miteinander verbunden sind. Werden diese durch eine Beugebewegung des Knie- bzw. Sprunggelenks überspannt, so wird die generierte Energie in den Bändern gespeichert. Beim normalen Flossenschwimmen wird diese Bewegung mit 10 Prozent der Antriebsarbeit belegt. Es handelt sich also vielmehr um eine energiearme Rückziehbewegung der Beine. In der notwendigerweise folgenden Streckbewegung, welche beim Flossenschlag in 90 Prozent der Vortriebsarbeit resultiert, und damit

für die beanspruchten Muskelgruppen die Hauptantriebsarbeit darstellt, geben die Elastikbänder die gespeicherte Energie schließlich wieder ab. Diese steht damit dem Schwimmer als Energiezuschuss zur Verfügung. Anhand des Überschusses an Energie kann der Schwimmer sowohl kraftvoller als auch schneller schwimmen. Nicht nur die reine Schwimmzeit im Wasser wird sich damit verlängern können, auch die Kontrolle über bestimmte Bewegungsabläufe wird optimiert. In der Folge wird sich zum einen die Ausdauer, aber auch die Sicherheit des Schwimmers merklich verbessern.

Zunächst findet „Endorfin“ im Breitensport Einsatz. Hier stellt es vor allem für Body Surfer eine große Unterstützung dar, um in einer kraftvollen Welle mehr Power und Kontrolle über den eigenen Körper zu erlangen. Allerdings kann Endorfin auch als Trainingsgerät eingesetzt werden. Die Möglichkeit der Applikation verschieden starker Elastikbänder ermöglicht dem ambitionierten Schwimmer größere Widerstände in der eigenen Bewegung, und somit eine neue Variante der Belastung und des Muskelaufbaus. Auch für Rettungsschwimmer könnte „Endorfin“ ein Hilfsmittel darstellen, welches durch die Vorteile des schnelleren Schwimmens und der höheren Ausdauer zu erfolgreichen Rettungseinsätzen führen könnte.

Endorfin „Endorfin“ is a combination of swim fins and functional swimming pants, similar to a neoprene wetsuit. This sports product aims towards optimal conditions of input and return of human energy. The generated energy of a human body in a sporting motion is saved within the system, only to be eventually returned to the user in resulting movements.

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This effect will be achieved by elastic rubber bands, which are attached to the swim pants. These rubber bands follow the natural direction of human muscle groups. The outcome of the wearable supporting swim system is not only a more powerful and faster swimming motion, but also longer swimming sessions, a higher degree of control, increased endurance, as well as a higher degree of safety in the water.

Endorfin can be used by any athlete, who wants to accomplish a higher output of the swimming motion. It can also be seen as a training unit, which enhances human‘s muscle power. Lifeguards could use the advantages of the system as well, only to be more efficient in rescue operations.

Larida Urban Runabout – Mobilität auf dem Wasser

Das Urban Runabout wurde als alltägliches wassergebundenes Fortbewegungsmittel für urbane Küstenregionen entwickelt. Bei der Konzeptrecherche wurden Auckland (Neuseeland), Hong Kong, New York und Hamburg als beispielhafte Städte in Bezug auf zahlreiche Aspekte wie Bevölkerungs- und Wohnstruktur, Verkehrssituation und Entwicklung der Uferzonen untersucht. Das ausgewählte Konzept basiert auf einer Rumpfkonstruktion, die sich von der Technologie moderner Thundercat-Rennkatamarane ableitet, welche zügiges Fahren bei stets sicherem Handling und geringem Energieaufwand erlaubt. Weiterhin ist die Konstruktion aufgrund ihrer Flexibilität sehr robust und vergleichsweise günstig herstellbar, luftgefüllte Schläuche funktionieren gleichzeitig als Fender.

Dipl.-Des. Oliver Keller, [email protected] Prof. Dieter Mankau, [email protected], T 069 80059-200 Dipl. Des. Aleks Tatic Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Die Ausformulierung der Rümpfe vermindert die Heckwelle auf ein Minimum, was zum einen der allgemeinen Verkehrssicherheit auf dem Wasser dienlich ist, vor allem aber dem Schutz der Uferzonen Rechnung trägt. Die elektrisch angetriebenen und über einen Joystick gesteuerten Pod Drives ermöglichen maximale Wendigkeit für entspanntes An- und Ablegen sowie manövrieren auf geringem Raum. Für eine Optimierung des Komforts bei der täglichen Nutzung liegt die Decksfläche auf dem Katamaran, wodurch die Fahrer unabhängig von der Anlegeposition das Boot bequem betreten können, um dann in die sich nach vorne öffnende Kabine einzusteigen. Auch das Festmachen des Bootes wurde vor dem Hintergrund der täglichen Nutzung neu überdacht. Vier jeweils an den äußersten Punkten des Decks eingelassene Winches lassen sich entweder vom Cockpit aus oder über ein im Deck eingelassenes Pedal öffnen. Beim Verlassen des Bootes wird die vorgeformte Schlaufe des Taues aus der Öffnung gezogen und kann an Land bequem um den Poller geworfen werden. Der Verschluss der Schlaufe ist zum Diebstahlschutz abschließbar. Größe und Gestaltung des Bootes ermöglichen die CE-Kategorie C zum Befahren küstennaher Gewässer. Das Gesamtpaket der innovativen Lösungen entfernt sich formal von bestehenden Bootskonzepten, ermöglicht eine entspannte alltägliche Nutzung mit hohem Komfort und eröffnet so eine neue Dimension der Mobilität auf dem Wasser.

Urban Runabout The urban runabout was developped as a daily use waterbased personal transport device for urban coast regions, bay areas and groups of islands. The hull construction, which is based on the technology of modern thundercat racing catamarans allows efficient driving at always secure handling and little energy input. 22

The hull design furthermore reduces the wake to a minimum for a better traffic security on the water and less harm to vegetation and costal wildlife. The pod drives which are driven by two electric motors, guarantee maximum agility for driving for example on small channels.

Innovative solutions to optimize docking and casting off, fixing and boarding enable a relaxed everyday use with high comfort and so open a new dimension of water based mobility.

µDiSoLo Mikrokern-basierte verteilte Soft-SPS

Innovative Lösung zur verteilten Automation Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen, PLCs) sind klassische Automatisierungsgeräte, für die ein breites Programmier-Know-How existiert. SoftSPSen, die die Ausführung der Automatisierungsanwendung auf handelsüblichen Rechnern erlauben, finden zunehmende Verbreitung. Allerdings ist eine Störung der Automatisierungsanwendung durch andere Anwendungen auf demselben Rechner in der Regel nicht ausgeschlossen. Dezentrale Automatisierungslösungen basieren derzeit auf Remote I / O über verschiedenste Feldbusse und EthernetVarianten und erlauben einen zeitlich unkoordinierten asynchronen Betrieb mehrerer SPSen, die anwendungsbezogene Prozessvariablen über expliziten

Nachrichtenaustausch untereinander kommunizieren. Hierdurch sind zeitliche Ende-zu-Ende-Zusicherungen nahezu unmöglich, und der Verlust kausaler Ordnungsbeziehungen zwischen beobachteten Ereignissen ist nicht ausgeschlossen.

Projektziele und Ergebnisse Technisches Ziel des Projekts µDiSoLo war die Entwicklung einer Soft-SPS-Laufzeitumgebung für das Mikrokern-basierte Echtzeitbetriebssystem PikeOS der SYSGO AG mit besonderer Berücksichtigung von Anforderungen verteilter, kooperativ arbeitender SPSen. Die Lösung erlaubt die Verwendung der weit verbreiteten CoDeSys-Entwicklungsumgebung und erfordert damit kein neues Engineering-Know-how, besitzt aber Alleinstellungsmerkmale bzgl.

a gleichzeitiger Nutzbarkeit der Hardware durch andere EmbeddedAnwendungen bei gesicherter Nichtstörbarkeit der SPS-Umgebung, a der Verbreitung der Prozessvariablen im QoS-gesicherten Netzwerkbetrieb auf Basis eines Datenverteildienstes mit standardisierten Schnittstellen sowie a neuartiger Synchronisations- und Datenkonsistenzeigenschaften durch netzweite Zeitsynchronisation. SYSGO erweitert damit ihr Produktspektrum um ein innovatives Produkt für die verteilte Automation. Das in der Fachhochschule Wiesbaden entwickelte Know-How ist auch für andere Unternehmen mit Bezug zur verteilten Automation nutzbar.

Prof. Dr. Reinhold Kröger, [email protected] Dipl.-Inform. (FH) Kai Beckmann, Dipl.-Inform. (FH) Marc Bommert, Dipl.-Inform. (FH) Markus Fischer, Dipl.-Inform. (FH) Tanjeff Moos Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences

Fachhochschule Wiesbaden, Labor für Verteilte Systeme, FB DCSM – Informatik Telefon 0611 9495-207, wwwvs.informatik.fh-wiesbaden.de

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Kooperationspartner:

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SYSGO AG, Klein-Winternheim FH Wiesbaden als Forschungspartner in PRO INNO II Projekt µDiSoLo

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Technische Eigenschaften a CoDeSys Soft-SPS Runtime als Virtuelle Maschine auf PikeOS a Vielfältige Feldbus-Anbindungen: Profibus, CAN, EtherCAT, PROFInet a QoS/VLAN-basiertes EthernetNetzwerk-Subsystem a Realtime Data Distribution Service RTDDS entsprechend OMG DDSStandard a Globale Zeit auf Basis des IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) a Synchroner Betrieb der Soft-SPSen auf Basis globaler Zeit a Garantie der kausalen Ordnung von Ereignissen

Node 2

Node 1 PLC App 1

Node 3

PLC App 2

PLC App 3

Topic A Data Writer

Topic A Data Reader

Topic B Data Writer

Publisher

Subscriber

Publisher

Domain Participant

Domain Participant

Topic B Topic A Data Reader Data Reader

Subscriber

RTDDS

Domain Participant

QoS / VLAN Network

Architektur eines µDiSoLo-Knotens

Datenverteildienst RTDDS

Globale Zeit und synchronisierter SPS-Betrieb

Die Architektur basiert auf den virtuellen Maschinen (VMs) von PikeOS. Dabei handelt es sich um voneinander unabhängige, gegeneinander geschützte Umgebungen, die eine unkontrollierte Fehlerausbreitung über ihre Grenzen hinweg verhindern. In einer PikeOS VM läuft auf jedem Knoten die CoDeSys Soft-SPS. Dabei stellt der Scheduler von PikeOS sicher, dass die Soft-SPS (wie auch jede andere VM) unter allen Umständen die ihr zugesicherte Rechenzeit erhält. Ungenutzte Rechenzeit steht zur Nutzung in anderen VMs (z. B. zur Prozessvisualisierung unter Linux) zur Verfügung.

Kern des verteilten Betriebs ist der Realtime Data Distribution Service (RTDDS). Er stellt einen verteilten, echtzeitfähigen Publisher / Subscriber-organisierten Datenverteildienst entsprechend dem OMG DDS-Standard dar. Dieser wird hier für den Austausch von typisierten Prozessvariablen zwischen den SPSen verwendet, die dadurch für die Soft-SPS als globale, netzwerkweit verfügbare Größen, vergleichbar zu lokalen I / O-Werten, erscheinen. Der RTDDS bedient sich des QoS / VLAN-Subsystems für die Netzwerkkommunikation, das Quality-of-Service und Virtual LANs über Ethernet unterstützt. Beide Subsysteme sind über die Soft-SPSAnwendung hinaus breiter einsetzbar.

Das Sync-Subsystem stellt auf Basis des als IEEE 1588 standardisierten Precision Time Protocol (PTP) eine hochgenaue globale Zeitbasis bereit. Während in bisherigen verteilten Automatisierungsumgebungen die einzelnen Knoten asynchron zueinander laufen und damit kausale Abhängigkeiten u. U. falsch wiedergegeben werden, erlaubt das Sync-Subsystem eine enge zeitliche Synchronisation zwischen den Scheduling-Entscheidungen auf den verschiedenen Knoten. Hierdurch kann z. B. ein netzweites Coscheduling der jeweiligen SPS-Laufzeitumgebungen und darauf basierend ein konsistentes globales Prozessabbild erreicht werden. Die verteilte Soft-SPS kann damit als eine einzige räumlich verteilte, zeitlich synchron arbeitende „große Maschine“ aufgefasst werden, in der die einzelnen Steuerungen konzertiert agieren.

CoDeSysSoft-SPS Runtime

PROFInet EtherCAT CAN Profibus

R TDDS Realtime Data Distribution

QoS/VLAN Network

Global Time Sync

System Software PikeOS Mikrokern

A Microkernel-Based Distributed Soft-PLC Main goal of the project was the development of a Soft-PLC runtime system for PikeOS with emphasis on supporting the requirements of distributed cooperatively working PLCs. PikeOS is a microkernel-based realtime operating system from SYSGO AG supporting virtual machines. The developed solution 24

allows to use the popular CoDeSys development environment thus not requiring any new engineering knowhow. At the same time it offers unique features with respect to: (1) using the same hardware by other embedded applications but ensuring the non-interference with the PLC-system, (2) dissem-

ination of the process variables by a publish/subscribe data distribution service with standardised interfaces on top of a QoS/VLAN-based network service, and (3) novel synchronisation and data consistency properties based on global time according to the precision time protocol PTP.

Parameterschätzung auf Mannigfaltigkeiten Wie neue mathematische Methoden zu Innovationen in der Raumfahrt, der Medizin und der Sicherheitsindustrie führen

Problemstellung

Lösung des Optimierungsproblems

Ermittlung eines Startwertes

Zahlreiche Ingenieuranwendungen erfordern die Schätzung von Systemparametern (etwa Richtungsvektoren oder Lagematrizen), die Zwangsbedingungen unterworfen sind und die deswegen als Elemente einer nichtlinearen Mannigfaltigkeit statt als Elemente eines linearen Raums aufzufassen sind. Beispielhaft seien die folgenden Anwendungsprobleme genannt:

Zur Lösung der resultierenden Optimierungsaufgabe ist ein geeignetes Iterationsverfahren zu formulieren und zu implementieren. Dies geschieht durch Adaptierung klassischer Filterverfahren: Bezeichnet M die (mit einer Riemannschen Metrik versehene) Mannigfaltigkeit und p den momentan besten verfügbaren Schätzwert, so wird zur Aktualisierung von p dasjenige Inkrement dp im Tangentialraum Tp M ermittelt, das bezüglich des um p linearisierten Problems optimal ist; die Aktualisierung erfolgt dann, indem man von p aus die Länge || dp || entlang der Geodätischen abträgt, die von p aus in Richtung von dp verläuft (siehe Abb. 1) .

Da die Lösung des Optimierungsproblems iterativ erfolgt, wird ein Anfangsschätzwert benötigt, der gut genug ist, um als Startwert des verwendeten Iterationsverfahrens zu Konvergenz zu führen. Dies gelingt durch geeignete Mittelbildung von (möglicherweise sehr groben) Anfangsschätzungen, die man jeweils aus minimalen Anzahlen von Messungen analytisch ermittelt, wobei möglichst viele Messungen berücksichtigt werden. Die Mittelbildung erfolgt dabei iterativ; hat man generell Elemente p1, … , pn einer Riemannschen Mannigfaltigkeit und eine Approximation ξ des gesuchten Mittels dieser Elemente, so aktualisiert man ξ zu einer (verbesserten) ∧ Approximation ξ vermöge  n   1 ξ = expξ logξ (pi ) , n i=1

a Kalibration von Kamerasystemen, Detektions- und Überwachungsanlagen; a Spinachsen- und Lagebestimmung von Satelliten; allgemein Schätzung von Rotationsparametern bei Drehbewegungen; a Entwicklung von Algorithmen der Signalverarbeitung, etwa solche vom Prony-Typ.

δp

Die adäquate Behandlung solcher Anwendungsprobleme erfordert die Übertragung klassischer Filterverfahren auf die neue Situation, die in geeigneter Formulierung immer zu einem Optimierungsproblem auf der fraglichen Mannigfaltigkeit führt (nämlich der Minimierung der geeignet gewichteten Residuen der verfügbaren Messungen).

pold pnew

Abb. 1: Iterative Verbesserung des Schätzwertes

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Fachhochschule Wiesbaden University of Applied Sciences

wobei expξ die Exponentialfunktion der Mannigfaltigkeit an der Stelle ξ sowie logξ deren Umkehrfunktion bezeichnet; man transferiert also die Mittelbildung von einer lokalen Karte der Exponentialfunktion in den zugehörigen Tangentialraum (siehe Abb. 2). Das Verfahren arbeitet mit ausgezeichneter Konvergenzgeschwindigkeit und führte in Testläufen selbst dann zur Ermittlung des wahren Mittels, wenn mit einem sehr schlecht gewählten Anfangsschätzwert für das gesuchte Mittel begonnen wurde (siehe Abb. 3 für ein Beispiel).

Prof. Dr. Karlheinz Spindler [email protected], T 0611 9495-467 Fachhochschule Wiesbaden, Arbeitsgruppe Mathematik Kurt-Schumacher-Ring 18, D-65197 Wiesbaden

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pn ξ

∧

p1 M

ξ

00 p2

log ξ expξ

33

11 22

Tξ M

Abb. 2: Iterative Verbesserung des Mittelwertes

Abb. 3: Iterative Mittelbildung auf einer Sphäre

Erfolgreiche Anwendungen

Arbeitsgruppe Mathematik

Das skizzierte Verfahren wurde erfolgreich auf Praxisprobleme aus verschiedenen Bereichen angewandt: a Kalibration einer Röntgendetektionsanlage zur Gepäckkontrolle an Flughäfen; a Kalibration eines Mehrkamerasystems zum Einsatz in der Medizin; a Lagebestimmung von Satelliten; a Schätzung von Rotationsparametern eines Kometen aus Kamerabildern. Weitere Anwendungen sind derzeit in Arbeit, zum Teil innerhalb eines Forschungsprojekts, das im Rahmen des Programms FHprofUnd durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird; Kooperationspartner innerhalb dieses Projekts sind die Smiths Heimann GmbH (Wiesbaden), die SciSys GmbH (Darmstadt) sowie die Universität Würzburg.

An der Fachhochschule Wiesbaden hat sich eine kleine, aber äußerst leistungsfähige Arbeitsgruppe auf dem Gebiet der Angewandten Mathematik herausgebildet, die mittlerweile zu den forschungs- und drittmittelstärksten Einheiten der Hochschule gehört. Ihre besonderen Stärken liegen auf folgenden Gebieten: a Systemtheorie, Systemidentifikation, Parameterschätzung, Bildverarbeitung, Kontrolltheorie; a Optimierungsverfahren, insbesondere bei geometrisch strukturierten Problemen; a nichtlineare Differentialgleichungen, singulär gestörte Differentialgleichungen; a numerische Mathematik, FiniteElemente-Verfahren, Randelementemethoden; a Kontinuumsmechanik (insbesondere Elasto- und Strömungsmechanik), Starrkörperbewegung; a statistische Verfahren, Biometrie.

Abb. 4: Detektionsanlage zur Gepäckkontrolle (schematisch)

Ein Konzept für einen Studiengang „Angewandte Mathematik“ wurde erarbeitet und (mit sehr guten Ergebnissen) extern begutachtet, aber von der Hochschulleitung bislang noch nicht umgesetzt. Abb. 5: Zu kalibrierendes Mehrkamerasystem

y

x

z

Abb. 6: Abgleich zwischen lokalen und globalen Positionsdaten

Parameter Estimation on Manifolds A new parameter estimation method based on differential geometric ideas is presented. This method works faster and more robustly than conventional algorithms and was successfully applied in the calibration of camera and detection systems and in spacecraft attitude estimation. 26

Branderkennung mit der künstlichen Nase

Screenshot der Auswertesoftware und Sensormodul

Metalloxidsensoren geben charakteristische Signale Metalloxidsensoren haben bereits in vielen Bereichen eine Anwendung gefunden. In der Branderkennung haben sie auf Grund des Messverfahrens Vorteile gegenüber herkömmlichen Streulichtmeldern. Da die Metalloxidsensoren spezifisch auf die Brandgase reagieren – und nicht nur auf Rauch oder Nebel –, haben sie eine wesentlich bessere Fehlalarmsicherheit. Zudem können durch Gasdiffusion Brände wesentlich früher erkannt werden. Mit Impedanzmessungen kombiniert mit einem temperaturzyklischen Betrieb der Metalloxidsensoren können charakteristische Signale für einzelne Gase oder auch Gasgemische generiert werden.

Mit Hilfe einer Mustererkennungssoftware kann hiermit sogar Zigarettenrauch von schwelendem Holz unterschieden werden.

Des Weiteren wurden die Sensorschichten weiter optimiert. Unter Verwendung von neuartigen mesoporösen Metalloxiden erhält man gassensitivere Sensorschichten im Vergleich zu normalen Metalloxidschichten.

Prof. Dr. Claus-Dieter Kohl [email protected], T 0641 99-33410 Dipl.-Phys. Jörg Gottschald [email protected], T 0641 99-33484 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für angewandte Physik Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen Dipl.-Ing. Carsten Supply, Nico Frühinsfeld ETR Elektronik Technologie Rump GmbH Altwickeder Hellweg 195, 44319 Dortmund

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Funktionsprinzip von Metalloxidsensoren Metalloxidsensoren bestehen aus granularen Schichten von halbleitenden Metalloxiden, z. B. Zinnoxid oder Wolframoxid. Sauerstoff aus der Umgebungsluft wird auf der Oberfläche adsorbiert. Dieser bildet dort geladene Spezies, welche auf der Oberfläche lokale elektrische Felder an den Korngrenzen erzeugen (sog. Doppelschotky-Barriere). Der elektrische Widerstand durch die sensitive Schicht wird somit durch die Korngrenzen dominiert.

Oxidierende oder reduzierende Gase aus der Umgebungsluft können sich auf der Oberfläche anlagern und mit den Sauerstoffadsorbaten reagieren. Diese Gase können dann die Barriere zwischen den Körnern verringern oder erhöhen und ändern damit den elektrischen Widerstand des Sensormaterials. Als Messsignal erhält man dann die Änderung des elektrischen Widerstands durch diese reduzierenden oder oxidierenden Gase. Ein kompletter Gassensor besteht meistens aus einem Keramik- oder Glassubstrat mit Elektroden in Interdigitalstruktur und einem Heizer (meist ein Platinmeander). Das Substrat wird zur besseren Handhabbarkeit auf einem Sockel aufgebracht.

REM-Aufnahme einer Sensorschicht

Künstliche Nase Die künstliche Nase der Firma ETR kommt mit nur einem einzigen Sensor aus. Hier werden 48 unterschiedliche charakteristische Sensor-Parameter aus der Sensorschicht ausgewertet. Ein zyklisch gesteuerter Ionentransport kombiniert mit einem temperaturzyklischen Betrieb der Sensoren optimiert die Selektivität und die Nachweisempfindlichkeit für die Zielgase. Drift durch Störgase wird hierdurch in den meisten Fällen kompensiert. Die Ergebnisse dieser Messungen werden zu einem charakteristischen Gasmuster verarbeitet und ausgewertet.

Die Vorteile des Systems sind: a keine Drift des Absolutwertes a extrem kostengünstig und platzsparend, da nur ein Sensor benötigt wird a frei von Quereinflüssen wie Luftfeuchte

a hohe Trennschärfe a keine Rekalibration notwendig a kein „Memoryeffekt“ a schnelle Signalgenerierung a funktioniert u. a. mit Sensoren von UST, Figaro, Fis und Steinel

sensitive Schicht (SnO2, WO3)

strukturierte Platin-Elektrode

Keramiksubstrat (AI2O3) Platin-Mäander (Heizung

Optimierung des Sensormaterials durch mesoporöse Metalloxide Mesoporöse Metalloxide sind Festkörper mit Poren in der Struktur. Diese Poren haben einen Durchmesser von 2 nm bis 50 nm und eine spezifische Oberfläche, z. B. bei SnO2 von bis zu 270 m²/g.

TEM-Aufnahme eines mesoporösen Metalloxids mit hexagonalen Poren

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Mit diesen Materialien als Gassensorschicht erhält man, neben weiteren neuen Eigenschaften, eine höhere Sensitivität bei Gasangebot.

Nanofasern durch Elektrospinnen Neuartige Anwendungen ermöglichen

Plant protection by pheromone loaded nanofibers

Nanofasern auf der Basis von Kunststoffen, Biopolymeren, Metallen, Metalloxiden, Keramiken und Glas können durch das Elektrospinnen hergestellt werden, das bereits erfolgreich eingesetzt wird. Die Vielfalt der möglichen Kombinationen und Funktionalisierung von Materialen, die Gestaltungsmöglichkeiten bei den Faserstrukturen und die damit einstellbaren Eigenschaftskombinationen erlauben zahlreiche Anwendungen. Beispiele, die zum Teil bereits technisch realisiert wurden, sind die Ausrüstung von Filtern, Textilien, Sensoren, Katalysatoren und Brennstoffzellen sowie der Einsatz im Pflanzenschutz, der Medikamentenfreisetzung, der regenerativen Medizin oder der Umwelttechnik.

Nanofasern werden beim Elektrospinnen aus Lösungen (organische Lösungsmittel oder Wasser) als Gewebe sehr langer Fasern mit mittleren Durchmessern von wenigen Nanometern bis zu 10.000 nm erzeugt. Für technische Anwendungen sind besonders Fasern mit mittleren Durchmessern kleiner als 500 nm von Interesse. Durch geeignete Parametereinstellung und Materialwahl können derartige Fasern mit ausgezeichnetem Eigenschaftsspektrum in hoher Qualität und Produktivität hergestellt werden, so dass sie sowohl für Grundlagenforschung als auch für technische Anwendungen von besonderem Interesse sind.

Exemplarisch aus der Vielzahl möglicher Anwendungen von Nanofasern werden u.a. neue Konzepte für den Einsatz im Pflanzenschutz, der Umwelttechnik, für den Wundverband und in der Filtertechnik vorgestellt. Das Konzept sieht vor, durch große wirksame Oberflächen – bei optimalem ökonomischen und ökologischen Materialeinsatz – hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Für den Pflanzenschutz werden Pheromone von Insektenschädlingen in resorbierbaren Kunststoff- oder Biopolymer-Nanofasern durch Elektrospinnen auf Pflanzen aufgebracht.

Enrichment of biopolymers on electrospun fibers

Scanning electron micrograph of a human hair in comparison to electrospun plastic fibers

Prof. Dr. Andreas Greiner [email protected], T 06421 28-25573 / -25777 Prof. Dr. Joachim H. Wendorff [email protected], T 06421 28-25964 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

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Dipl.-Chem. Andreas Holzmeister [email protected], T 06421 28-22316 Philipps-Universität Marburg Fachbereich Chemie, Makromolekulare Chemie Hans-Meerwein-Straße, 35043 Marburg

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Polymer solution Capillary tip Fiber formation Voltage

Fiber mat Substrate

Die kontrollierte Freisetzung der Pheromone führt durch Verwirrungstechnik zur reduzierten Fortpflanzung der Schädlinge. Weiterhin wurden funktionelle Nanofasern für die spezifische Anreicherung mariner Biopolymere verwendet. Diese Filter können als Nährmedium in der Mikrobiologie eingesetzt und die Zahl der kultivierbaren Mikroorganismen auf diese Weise stark erhöht werden. Neue mikrobiell produzierte Wirkstoffe können auf diese Weise zugänglich gemacht werden.

Schematic drawing of protected protein sensors

Für den Einsatz als Wundverband werden resorbierbare Kunststoff- oder Biopolymer-Nanofasern gegebenenfalls mit wundheilenden, antiviralen, bzw. antibakteriellen Wirkstoffen ausgerüstet und direkt auf Wunden aufgebracht. Ziel ist der optimale und rasche atmungsaktive Wundverschluss bei gleichzeitiger Abwehr von viralen oder bakteriellen Erregern. Für neuartige hochtemperaturbeständige Filter werden Kupfer-Nanofasern vorgestellt. Diese neuartigen Kupferfasern erhält man durch Nachbehandlung elektrogesponnener Kupferoxid / Kunststoff-Kompositfasern. Sie sind als aktive Oberflächenfilter mit hoher thermischer Stabilität von besonderem Interesse.

Deposition of electrospun fibers directly on human skin

Nanofibers by Electrospinning for New Applications Nanofibers based on plastics, biopolymers, metals, metal oxides, ceramics and glass can be prepared via electrospinning which is a technically realized process. Numerous new applications are possible by electrospun nanofibers through manifold options for materials combination and functionalization, fiber structures and morphologies and thereby possible new property profiles. Examples are applications in filters, textiles, sensors, catalysts, fuel cells as well as in plant protection, drug release, tissue engineering or environmental engineering. Some of these applications are already successfully technically realized. Nanofibers can be obtained by electrospinning from solution (organic solvents or water) as long continuous fibers with average fiber diameters ranging from a few nanometers up to 10.000 nm. Fibers with diameters below 500 nm are of particular interest for new challenging 30

technical applications. Fibers with exceptional property profile can be prepared in high quality and productivity by electrospinning which makes them of particular interest for fundamental research as well as technical applications. Exemplarily, new concepts for possible new applications of nanofibers are presented for plant protection, environmental engineering, wound healing and filtration. Concept is the exploitation of the large surface to volume ratio and the economical and ecological materials use with high efficiency. Pheromones for insects are deposited on plants by electrospinning in bioerodible plastic or biopolymer nanofibers. Insect populations are reduced by controlled pheromone release causing confusion of male insects.

Also, functional nanofibers have been used for the specific enrichment of marine biopolymers. The used filters can be utilized as novel culture media in microbiology and thus increase the number of cultivable micro organisms. New microbial produced drugs can be accessed that way. Nanofibers based on bioerodible plastics or biopolymers, possibly loaded with antiviral or antibacterial agents, are deposited onto the wound. The aim is optimal and fast wound healing by good wound breathing and simlutaneous blocking of virus and bacteria invasion. Copper nanofibers are introduced for application in high temperature active filters. New copper fibers are obtained by conversion of electrospun copper oxide/plastic composite fibers, which are of interest for applications in new active surface filters with superior thermal stability.

Carpe Noctem Roboterforschung an der Universität Kassel

Das Fachgebiet Verteilte Systeme der Universität Kassel nimmt mit dem Team Carpe Noctem seit 2006 an den RoboCupMeisterschaften der Fußballroboter teil. Die RoboCup-Initiative veranstaltet jährlich Meisterschaften, bei denen Teams autonomer Fußball-Roboter gegeneinander antreten. Ziel dabei ist, die Forschung in der Robotik und den angrenzenden Disziplinen voranzubringen. Vor allem die praktische Umsetzung theoretischer Erkenntnisse und die Anwendung in realen Umgebungen sind hier von Interesse. Fußball als Testszenario zeichnet sich dabei durch Attraktivität und hohe Dynamik aus. Dank der engagierten Mitarbeit von Doktoranden und Studenten konnte sich das Projekt im internationalen Vergleich sehr gut behaupten. Nicht das Spiel selbst, sondern die angewandte Forschung steht dabei im Vordergrund. Durch seine Komplexität und Interdisziplinarität bietet Roboter-Fußball eine Vielzahl konzeptioneller und praktischer Herausforderungen. Carpe Noctem konnte bereits beachtliche Erfolge erzielen, die auf eigenen technischen Neuentwicklungen beruhen.

Die folgenden Komponenten wurden problemspezifisch für die Carpe-NoctemRoboter entwickelt, bieten sich aber auch für die Verwendung in anderen Einsatzszenarien an:

Carpe Noctem Electronic Kicking Device Für die aktuelle Robotergeneration wurde ein drehend gelagerter, elektromagnetischer Schussmechanismus entwickelt. Durch Simulationen wurden die Spulenparameter sowie die Abmessungen der Abschirmung und des beschleunigten Kolbens optimiert. Die Lade- und Regelungselektronik lässt sich dabei bequem über CAN-Bus oder RS232 ansprechen.

Carpe Noctem Omni Wheels Die Räder spielen beim omnidirektionalen Antrieb der Roboter eine besonders wichtige Rolle. Für die CarpeNoctem-Roboter wurde in Zusammenarbeit mit der Feinmechanikwerkstatt der Universität Kassel ein Allseitenrad aus Aluminium und Gummi entwickelt, das die Bodenhaftung maximiert und zudem eine hervorragende Laufruhe bietet.

Prof. Dr. Kurt Geihs [email protected], T 0561 804-6275

Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

www.ttn-hessen.de

Philipp Baer [email protected], T 0561 804-6280 Universität Kassel Fachbereich Elektrotechnik / Informatik FG Verteilte Systeme Wilhelmshöher Allee 73, 34121 Kassel

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Carpe Noctem Omni Mirror Basierend auf der Form des NeoVision H3S-Spiegels wurde eine kostengünstige Alternative aus poliertem Aluminium entwickelt, die die Feinmechanikwerkstatt der Universität Kassel anfertigte.

Ethernet-to-CAN Platine Komponenten, die nur über einen CANBus- oder RS232-Anschluss verfügen, können mit Hilfe der so genannten Eth2CANPlatine bequem über Ethernet angesprochen werden. Die Platine übernimmt das Routing der Daten unabhängig von der Art der angeschlossenen Geräte. Die Firmware wie auch die Schaltpläne sind unter einer Open-Source-Lizenz verfügbar.

Spica Communication and Collaboration Suite Spica ist ein Software-Framework zur Entwicklung von Kommunikations- und Kollaborationssoftware für mobile autonome Roboter. Durch eine modellgetriebene Entwicklungsmethodik unterstützt Spica explizit verschiedene Zielplattformen und Roboter-Software-Architekturen. Spica wurde erfolgreich beim Bau der Carpe-Noctem-Roboter eingesetzt. Die Software ist unter einer Open-SourceLizenz frei verfügbar.

RADBot Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde ein mobiler Kleinstroboter entworfen, der zu Prototyping- und Schulungszwecken verwendet wird. Er verfügt über eine einfache Betriebssoftware, verschiedene Sensor-Eingänge, einen Differenzialantrieb sowie ein optimiertes Powermanagement. Software und Schaltpläne sind unter einer Open-Source-Lizenz verfügbar.

Carpe Noctem – Robotics Research at Kassel University The team Carpe Noctem within the Distributed Systems Group of Kassel University participates in RoboCup tournaments since 2006. The RoboCup initiative organises annual robot soccer championships in which teams of autonomous robots compete against each other. It thereby pursues advances in robotics and related fields, mainly focusing on the application of theoretical results to real world solutions. Robot soccer was chosen since it provides a highly dynamic and challenging test scenario. Carpe Noctem builds on the enthusiasm and commitment of many postgraduate and graduate students. Thanks to 32

their excellent contributions the team competes very well on an international level. Due to its complexity and interdisciplinary nature, RoboCup poses a variety of conceptual and practical challenges. The success of Carpe Noctem is based on several proprietary and unique developments: a Carpe Noctem Electronic Kicking Device, a pivot-mounted, electromagnetic kicking device. a Carpe Noctem Omni Wheels, omnidirectional wheels made from rubber and aluminium with high friction.

a Carpe Noctem Omni Mirror, a cost effective version of the NeoVision H3S mirror. a Ethernet-to-CAN circuit board, a hardware bridge between CAN-Bus, RS232, and Ethernet. a RADBot, an energy-aware mobile micro-robot for prototyping and educational purposes. a Spica, a software development framework for model-driven development of communication and collaboration software for autonomous robots.

METAKUS Anwendungszentrum Metallformgebung

Kompetenz und Innovation für einen sicheren Wettbewerbsvorteil

Gute Lösungen schnell und effizient umgesetzt

Die Herausforderungen an Unternehmen im nationalen und internationalen Wettbewerb steigen stetig an. Höhere Rohstoffpreise bei wachsender Nachfrage und zunehmender globaler Wettbewerb setzen ausgereifte und innovative Produktionstechniken voraus, um auch in Zukunft am Markt erfolgreich zu sein. Schnelligkeit am Markt, kosteneffiziente Entwicklungs- und Produktionslösungen sowie eine führende Position in der Technologiekompetenz sind entscheidende Erfolgsfaktoren. Bei Metakus verbessern metallverarbeitende Unternehmen ihre Produkte und Fertigungsprozesse durch innovative Verfahren. Damit kann kostengünstiger, schneller und qualitativ hochwertiger produziert und die entscheidenden wirtschaftlichen Erfolgsfaktoren positiv beeinflusst werden. Als Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft wird das vorhandene Potenzial in Industrie und Mittelstand konsequent genutzt und synergetische Effekte werden in neuen Verfahren umgesetzt.

Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, ein ganzheitlicher Arbeitsansatz und ein Technologie bezogenes Kompetenznetzwerk – die wesentlichen Bestandteile des Erfolgskonzeptes. Das Team aus Ingenieuren, Technikern, Elektronikern, Informatikern und Wirtschaftswissenschaftlern verbindet Expertenwissen und Kompetenz aus ihren jeweiligen Disziplinen, um daraus auf die gestellten Anforderungen perfekt abgestimmte Lösungsansätze zu erarbeiten. Der ganzheitliche Arbeitsansatz durch die konsequente Integration

von Produktgestaltung, Prozessgestaltung und Prozessmanagement sichert höchsteffiziente und innovative Fertigungstechnologien. Unternehmen, Metakus und Universität bilden ein Projekt und Technologie bezogenes Netzwerk und führen dabei zu einer nachhaltigen technologischen Profilbildung. Die Verknüpfung verschiedenster Kompetenzen und Erfahrungen im Bereich der Fertigungstechnologien sichert einen Wettbewerbsvorsprung und trägt somit zur langfristigen Standortsicherung bei.

Wissenschaftlich-technische Leitung Prof. Dr. Kurt Steinhoff, [email protected], T 0561 804-2705

Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

www.ttn-hessen.de

Geschäftsführung Dipl.-Ing. Iris Hetz, [email protected], T 0561 98846-113 Dr. Oliver Fromm, [email protected], T 0561 804-2734 UniKasselTransfer GmbH METAKUS – Anwendungszentrum Metallformgebung Emder Straße 1, 34225 Baunatal

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Leistungsspektrum Das Leistungsspektrum von Metakus erstreckt sich von der Entwicklung, Optimierung, Prüfung, Sicherung von Verfahren, Produkten und Prozessen der Metallbearbeitung und -verarbeitung Arbeitsgebiete a Industrielle Prozesstechnik a Werkstofftechnik und Materialprüfung a Prozessautomatisierung und -regelung a Computergestützte Prozesssimulation

Metakus: Internationaler Fokus in regionaler Reichweite

Infrastruktur

Metakus ist eine Einrichtung der UniKasselTransfer GmbH. Der Impuls zur Schaffung dieses international operierenden Technologietransferzentrums ist aus einer Gemeinschaftsinitiative namhafter Unternehmen, der Universität Kassel sowie regional- und landespolitischer Institutionen des Bundeslandes Hessen hervorgegangen. In dieser schlagkräftigen Partnerschaft aus privaten und öffentlichen Einrichtungen wurden die notwendigen Ressourcen für den erfolgreichen Start dieser bundesweit einzigartigen Technologiedienstleistungseinrichtung mit europaweiter Ausstrahlung geschaffen.

Metakus ist mit einem breiten Spektrum industrietypischer Prozesstechnologie und modernster Fertigungsmesstechnik ausgestattet. Damit ist Metakus in der Lage, F&E-Dienstleistungen zielorientiert durchzuführen und in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten Unternehmen Innovationsvorsprünge herauszuarbeiten. Hochqualifizierte Ingenieure und Techniker setzen Ihre Projekte mit einem ganzheitlichen Gestaltungsanspruch von der Idee bis zur Serienreife um.

Zur effizienten Weiterentwicklung und Optimierung industrieller Warmblechumformprozesse auf der Grundlage qualitativer Prozessdaten wurde ein Hardware-Simulator entwickelt.

The team from engineers, technicians, computer scientists and economists connects expert knowledge and competence from their respective disciplines, working on perfectly coordinated solutions to fit customer’s needs.

The range of services offered by Metakus covers the development, optimization, examination and validation of processes and products of the metal working sector. Metakus is equipped with a broad range of industry typical process tecnology and the most modern measuring equipment. Based on this infrastructure Metakus is carrying out R & D services to generate technical and economical advantages for and with the customer.

METAKUS Metakus is an organization of UniKasselTransfer GmbH. This internationally operating technology transfer centre emerged from a community initiative of well-known enterprises, the University of Kassel as well as federal institutions of the state of Hessen and the European Union. In this powerful partnership the necessary resources were created for the successful start of a powerful and unique technology service facility.

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GSI – Gesellschaft für Schwerionenforschung

Im Inneren des Beschleunigers UNILAC

Weltweit einmalige Beschleunigeranlage Die uns umgebende Welt in ihrem Aufbau und Verhalten zu verstehen, ist das Ziel der wissenschaftlichen Forschung bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI. Die GSI betreibt eine weltweit einmalige Beschleunigeranlage für

Ionenstrahlen. An dieser lassen sich Ionen aller natürlich vorkommender Elemente – vom Wasserstoff bis zum Uran – in jedem Ladungszustand präparieren und auf nahezu Lichtgeschwindigkeit bringen. Forscher aus aller Welt nutzen die Anlage

für Experimente, durch die sie neue und faszinierende Entdeckungen in der Grundlagenforschung machen. An der GSI sind Grundlagen- und angewandte Forschung nahe beieinander.

Krebstherapie mit Ionen An der GSI wurde eine bahnbrechende neue Krebstherapie mit Kohlenstoff-Ionenstrahlen entwickelt. Bisher wurden über 350 Patienten mit Tumoren im Kopf und Halsbereich mit dieser Methode behandelt. Der Vorteil der neuen Therapie liegt darin, dass der Ionenstrahl seine größte Wirkung im Tumor erzielt und das umliegende gesunde Gewebe geschont wird.

CT Aufnahme vor Bestrahlung (links) und danach (rechts).

Kontakt: Dr. Rüdiger Collatz [email protected], T 06257 9697-72 Hannover Messe 2008 Halle 2, Stand C45

www.ttn-hessen.de

www.gsi.de Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH in der Helmholz-Gemeinschaft Planckstraße1, 64291 Darmstadt

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Erzeugung neuer chemischer Elemente

FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research

Materialforschung und Strahlenschutz

In Experimenten an der Beschleunigeranlage der GSI gelang es Wissenschaftlern, insgesamt sechs neue Elemente mit den Ordnungszahlen 107 bis 112 erstmalig zu erzeugen. Element 108 ist nach dem Bundesland Hessen (lat. Hassia) auf den Namen Hassium und Element 110 nach dem Entdeckungsort Darmstadt auf den Namen Darmstadtium getauft. Chemische Elemente entstehen in Sternen und in Sternexplosionen. Sie sind der Stoff, aus dem die gesamte uns umgebende Materie – auch die unseres Körpers – aufgebaut ist. Die Synthetisierung diese Kerne trägt damit auch zum Verständnis kernphysikalischer Prozesse in Sternen bei.

In den nächsten Jahren entsteht in einer internationalen Kollaboration an der GSI das neue Beschleunigerzentrum FAIR für die Forschung mit Antiprotonen- und Ionenstrahlen, eines der größten Forschungsprojekte Europas. An FAIR wird eine nie da gewesene Vielfalt an Experimenten möglich sein, durch die Physiker neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Evolution des Universums erwarten. Das Herzstück der FAIR-Anlage ist ein großer supraleitender Doppelringbeschleuniger mit 1100 Metern Umfang.

Der GSI-Beschleuniger eröffnet nicht nur außergewöhnliche kern- und atomphysikalische Möglichkeiten, sondern hat auch für die Materialforschung besondere Eigenschaften. Der Beschuss mit Ionenstrahlen erlaubt es, Materialien gezielt zu verändern, zum Beispiel bei der Herstellung mikroskopischer Filter, Membrane und Nadeln. Die Herstellung von Nanoporen ist gerade für die Lebenswissenschaften von großer Bedeutung. Die komplexe Beschleunigeranlage verlangt außerdem die Entwicklung neuer Strahlenschutztechniken. Entwickelt wurden u. a. neue effizientere Mehrschichtabschirmungen und ein neuartiges Dosimeter für hochenergetische Neutronen.

Galvanik Für eigenen Bedarf hat die GSI eine einmalige Galvanisierungsanlage gebaut, die auch für die Außenwelt zur Verfügung gestellt werden kann. Die Anlage erlaubt Hochglanz-Verkupferung von Metalloberflächen (Stahl, Edelstahl, Kupfer, Messing auf Anfrage) bis zu 300 µm Dicke. Die Besonderheit dieser Galvanisierungsanlage ist die Möglichkeit, Elemente bis zu 2,50 m Länge und standardmäßig bis zu 60 cm Durchmesser (bis zu 2,50 m nach Absprache) zu bearbeiten. Galvanisch verkupferte Teile für Therapieanlage Heidelberg.

In Nanoporen gezüchtete Metallstrukturen

GSI – a brief view The GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) is a research centre devoted to heavy ion physics. The GSI operates a unique large-scale accelerator. In this facility, the ions of all the naturally occurring elements, from hydrogen to uranium, can be prepared in every possible charge state and accelerated to velocities approaching the speed of light. Scientists from allover the world use this facility for experiments. Among the highlights of the 36

past years, the discovery of six new chemical elements and the development of a new type of the tumour therapy using ion beams are mentioned. The advantage of this new treatment is that the ion beam selectively damages while sparing the surrounding healthy tissues. The discovery of six new elements is vital for the comprehension of nuclear synthesis and stellar processes. Scientists at the GSI were the first to produce

those six elements with the atomic numbers 107 to 112. The element 110 was named Darmstadtium in honor of the city where it was discovered. In the next few years, one of Europe’s largest research projects will be built at GSI: the new international accelerator centre FAIR, devoted to experiments using antiproton and ion beams. Here, a wider variety of experiments than ever before will be possible.

Netzwerkpartner Technische Universität Darmstadt Hochschule Darmstadt Johann Wolfgang GoetheUniversität Frankfurt am Main Fachhochschule Frankfurt am Main Hochschule für Gestaltung Offenbach am Main Fachhochschule Wiesbaden Justus-Liebig-Universität Gießen Fachhochschule Gießen-Friedberg Philipps-Universität Marburg

Kassel

Hochschule Fulda Marburg

Universität Kassel

Gießen

Gesellschaft für Schwerionenforschung Arbeitsgemeinschaft hessischer Industrie- und Handelskammern Arbeitsgemeinschaft der Hessischen Handwerkskammern RKW Hessen GmbH Arbeitsgemeinschaft der hessischen Technologie- und Gründerzentren

Fulda

Frankfurt Wiesbaden

Offenbach

Darmstadt Regionale Beratungsstellen bei der Regionale Beratungsstellen bei der Arbeitsgemeinschaft hessischer IHK-Innovationsberatung Hessen Industrie- und Handelskammern

Vereinigung der hessischen Unternehmerverbände HA Hessen Agentur GmbH

Kooperationspartner INI-GraphicsNet Stiftung

Geschäftsstelle TTN-Hessen c/o HA Hessen Agentur GmbH Abraham-Lincoln-Straße 38–42 65189 Wiesbaden Telefon 0611 774-8691, Fax -58691 www.ttn-hessen.de

BBZ Berufsbildungszentrum Fulda GmbH GINo GmbH INNOVECTIS GmbH TransMIT GmbH

Das TTN-Hessen wird kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF)