Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 47

1. DLR-Forschung an den Triebwerken der Zukunft:
2. Nanoelektronik | Modernstes Nanoelektronik-Labor Europas in Jülich:
3. Roboter, die sich selbst erzeugen und optimieren:
4. IT-Messe CeBIT 2011 mit neuer Strategie:
5. Energieeffiziente Großrechner – Deutschland viermal unter Top 10:
6. Intel strebt Supercomputer mit 1.000 Kernen pro Prozessor an:
7. Einzigartige Testhalle für Weltraumroboter und Weltraumschrott:
8. Raumfahrt | Weltgrößter US-Satellit mit Abhörmission:
9. Erstmals Antimaterie eingefangen:
10. Energiespeicher | Pumpspeicherkraftwerke unter die Erde verlegen:
11. Medizintechnik | Weltweit erstes MRT-PET Gerät in Betrieb:
12. Antimikrobielle Kunststoffe gegen Viren, Pilze und Bakterien:

 

DLR-Forschung an den Triebwerken der Zukunft:
Bereits von 1985-2000 hatten das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der deutsche Triebwerkshersteller MTU gemeinsam an einem neuartigen Triebwerksprinzip (Mantelstromtriebwerke) mit gegenläufigen Bläsern (Fans), also zwei gegenläufigen ummantelten Rotoren, geforscht. Das Projekt hatte die Bezeichnung CRISP I (Counter Rotating Integrated Shrouded Propfan) und sollte Triebwerke effizienter, umweltfreundlicher, leiser, leichter und kleiner machen. Technisch wurde das Konzept allerdings noch nie realisiert. Inzwischen sind für das Vorhaben essentielle technologische Fortschritte insbesondere bei der detaillierten Strömungs- und Festigkeitsberechnung, der Lärmprognose, dem Leichtbau und in vielen anderen für den Triebwerkbau notwendigen Bereichen gemacht worden. Unter der Ägide des DLR wird nun CRISP II aufgenommen. Beteiligt sind das DLR-Institut für Antriebstechnik in Köln, das Institut für Aeroelastik in Göttingen und das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung in Stuttgart.

 

Nanoelektronik | Modernstes Nanoelektronik-Labor Europas in Jülich:
Auf dem Gelände des Forschungszentrums Jülich entsteht mit einer Investitionssumme von rund 25 Mio. Euro das Helmholtz Nanoelectronic Facility (HNF), das modernste Nanoelektronik-Labor Europas. In der Nanoelektronik werden die Grundlagen der zukünftigen Elektronik gelegt. In Jülich steht auch der deutsche Supercomputer Jugene (Platz neun weltweit, Platz zwei in Europa). Mögliche zukünftige Anwendungen sind der Null-Watt-PC, nicht-flüchtige Computerspeicher oder innovative Sensoren aus der Verknüpfung von biologischen und elektronischen Komponenten. Die Bündelung der strategischen Kompetenzen in der neuen Forschungsstätte soll die Forschung auf diesem zentralen Feld beschleunigen.

 

Roboter, die sich selbst erzeugen und optimieren:
Dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart ist es gelungen, Bewegungsroboter in generativer Fertigung vollständig automatisch von Computern erzeugen zu lassen – die „Genetic Robots“ Bewegungsroboter werden ohne Zutun des Konstrukteurs von einem genetischen Software-Algorithmus konstruiert. Bislang war die Modellierung der Bewegungsabläufe zur fortbewegen oder zum Greifen von Gegenstände eine extrem aufwendige Herausforderung für die Ingenieure. Die Roboter bestehen aus zylinderförmigen Röhren mit Kugelgelenken, die je nach gefordertem Zweck und äußeren Faktoren verschiedene Formen annehmen können. Die Software bestimmt dabei je nach Anforderungen die Form der Röhren, die Lage der Bewegungspunkte und die Position der Antriebe. Als Input genügt beispielsweise, „bewege dich möglichst effizient vorwärts“. Mittels einer Physic Engine werden dabei die wichtigsten Umgebungseinflüsse wie Reibung des Bodens, Schwerkraft oder Unebenheiten implementiert. Dabei kommt der Algorithmus oft überraschenden Varianten. Ein Anwendungsbereich ist unter anderem auch die Optimierung von Greifsystemen für Industrieroboter.

 

Weltgrößte IT-Messe CeBIT 2011 mit neuer Strategie:
Die weltgrößte IT-Messe CeBIT will im März 2011 nach mehreren schwachen Jahren mit einer neuen Vier-Säulen- Strategie ihr Profil schärfen. Das überarbeitete Konzept basiert auf den Sparten „Pro“ (Geschäftskunden), „Gov“ (öffentliche Hand), „Lab“ (Forschung) und „Life“ (Privatnutzer). Dies soll die Orientierung stark verbessern. Zentrales Thema wird die Verarbeitung von Daten über große Netzwerke, das so genannte Cloud Computing, sein. Hier forme sich ein Milliardenmarkt mit neuen Chancen für viele Firmen, die im Moment noch niemand auf dem Radar habe.

 

Energieeffiziente Großrechner – Deutschland viermal unter Top 10:
Vor einem halben Jahr hatten die deutschen Superrechner des Forschungszentrums Jülich sowie der Universitäten Regensburg und Wuppertal noch die ersten drei Plätze in dem Green500-Ranking belegt. Das Ranking bewertet nicht die absolute Rechenleistung, sondern wer bei gegebener Leistung (Energie) die meiste Arbeit erledigt (Gleitkommaberechnungen pro Sekunde). Die drei Großrechner belegen nun weltweit die Plätze fünf bis sieben. Auf Platz acht ist der am 22. November in Betrieb genommene Supercomputer der Universität Frankfurt platziert. Neuer Spitzenreiter ist  der Blue Gene/Q von IBM Research, der es auf 1.684 Megaflops pro Watt bringt.

 

Intel strebt Supercomputer mit 1.000 Kernen pro Prozessor an:
Auf der Supercomputer-Konferenz SC10 in New Orleans hat sich der IT-Konzern Intel zu seinem „Single-Chip Cloud Computer“ (SCC) geäußert. Demnach sollen bei dem Prozessor, statt bislang 48 Kerne, künftig bis zu 1.000 Kerne möglich sein. Demnach sei es relativ einfach, zu dem neu entwickelten Design immer mehr Kerne hinzuzufügen. Die größte Herausforderung dabei sei die Vernetzung der einzelnen Kerne. An den entsprechenden Protokollen zur Behebung dieses Problems werde derzeit gearbeitet. Der SCC ist eine gemeinschaftliche Entwicklung der Intel Labs in Deutschland, Indien und den USA. Einige erste Exemplare des SCC wurden bereits an Forschungsinstitute und Partner von Intel herausgegeben. Das Feedback ergab, dass die Skalierung sehr gut funktioniere.

 

Einzigartige Testhalle für Weltraumroboter und Weltraumschrott:
Das Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz (DFKI) hat in Bremen eine einzigartige Versuchshalle für den Test von Weltraumrobotern in Betrieb genommen. Die Halle enthält eine nachgebildete Mondlandschaft, kann aber auch für Simulationen zum Einsammeln von Weltraumschrott verwendet werden. Frank Kirchner, der Leiter des DFKI-Instituts, bezeichnet die Halle als einen Meilenstein, „um Deutschland im Bereich der Technologieentwicklung und Anwendung bei internationalen Weltraummissionen zu positionieren“. Das DFKI ist nach eigenen Angaben das weltweit größte Forschungszentrum für künstliche Intelligenz mit Standorten in Karlsruhe, Bremen und Saarbrücken. Das Pentagon hatte im Mai dieses Jahres vor den wirtschaftlichen Folgen des Weltraumschrotts gewarnt. Demnach sei nicht nur die bemannte Raumfahrt durch die rund 600.000 Trümmerstücke bedroht, sondern auch die weltraumgestützte Infrastruktur für Kommunikation (Telefon- und Internetverbindungen, Navigationssysteme, TV- und Radiokanäle, Wettervorhersagen etc.) mit einem irdischen Volumen von rund 250 Mrd. Dollar Umsatz pro Jahr. Wolfgang Wahlster, der Geschäftsführer des DFKI: „Man hat den Schrott jahrelang im All rumfliegen lassen. Nun wird er zum wirtschaftlichen Problem.“ Die Erkenntnisse sollen zu dem Aufbau einer dringend benötigten „Weltraum-Müllabfuhr“ beitragen, die Schrottteile künftig in eine höhere Umlaufbahn heben oder zum kontrollierten Absturz bringen könnte. Die Hunderttausende Trümmerteile kreisen mit Geschwindigkeiten von bis zu 50.000 Stundenkilometern um die Erde, was ungefähr der 17-fachen Geschwindigkeit einer abgefeuerten Maschinengewehr-Kugel entspricht. Dadurch besitzen selbst kleinste Teile im Zentimeterbereich die kinetische Energie, ernsthafte Schäden an Raumfahrzeugen und Satelliten zu verursachen.

 

Raumfahrt | Weltgrößter US-Satellit mit Abhörmission:
Die USA haben am Sonntagabend den weltgrößten Satelliten ins All geschossen. Der Satellit „NROL-32“ ist als gigantische Abhörstation Teil des US-Spionageprogramms und besteht aus empfindlichen Funkempfängern und einer Antenne mit dem Durchmesser von bis zu 100 Meter. Die Datenflut der belauschten Kommunikation wird von dem National Reconnaissance Office (Nationales Amt für Aufklärung/NRO) ausgewertet und soll insgesamt die Schlagkraft der US-Geheimdienste sowie die nationale Verteidigungsbereitschaft der USA stärken.


Erstmals Antimaterie eingefangen:
Forschern des CERN ist es mit dem LHC erstmals gelungen, Atome aus Antimaterie in einem aufwendigen System aus Magnetfeldern einzufangen und sie zu untersuchen. Die Erkenntnisse könnten die Lehrbücher revidieren. Die Physiker erhoffen sich von den Ergebnissen neue Erkenntnisse auf dem Weg zu einer Weltformel.

 

Energiespeicher | Pumpspeicherkraftwerke unter die Erde verlegen:
Die regenerativen Energien benötigen aufgrund ihrer Leistungsschwankungen wirkungsvolle Energiespeicher. Pumpspeicherkraftwerke, die Wasser aus Stauseen durch Turbinen in tiefer liegende Becken leiten und so bei Bedarf Strom erzeugen, bzw. bei Überschüssen, das Wasser wieder hoch pumpen, sind bestens geeignet. Diese Anlagen benötigen jedoch ein hohes Gefälle, das vor allem in den Alpen und den Mittelgebirgen existiert. Allerdings ist in diesen ökologisch häufig sensiblen Regionen der Platz in der Regel begrenzt und auch die Ballungszentren mit der Masse der Stromabnehmer sind weit entfernt. Ein interdisziplinäres Team will daher die Gruben und die Stollen des Bergbaus nutzen, besonders in der Region des Ruhrgebietes. Anstatt das Wasser in höher gelegene Bassins zu pumpen, würden die so genannten Unterflur-Pumpspeicherwerken (UPW) somit das Gefälle in die Stollen hinein nutzen. Ein großes Potential ergibt sich auch im stillgelegten Tagebau. Die Wissenschaftler suchen nun für die Umsetzung Partner in der Industrie.

 

Medizintechnik | Weltweit erstes MRT-PET Gerät in Betrieb:
Das Münchner Klinikum hat eine technologische Weltneuheit in Betrieb genommen. Das diagnostische Großgerät von Siemens vereint zum ersten Mal weltweit die Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) und die Postitronen-Emissions-Tomografie (PET) in einem einzigen Gerät. Dadurch können gleichzeitig sowohl die räumlichen Strukturen als auch die Stoffwechselaktivitäten gemessen werden. Die Mediziner versprechen sich davon bessere und frühere Diagnosen, insbesondere bei Krebs und Demenz.

 

Antimikrobielle Kunststoffe gegen Viren, Pilze und Bakterien:
Wissenschaftler der Fachhochschule Münster und der Universität Bonn entwickeln in Kooperation mit sechs Unternehmen aus dem Bereich Haustechnik neue Werkstoffe, an denen sich Mikroorganismen wie Viren, Pilze und Bakterien nicht mehr anlagern und vermehren können. Das Projekt mit dem Titel „SmartSurf“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert. Die neuen Werkstoffe müssen dabei toxikologisch und ökologisch unbedenklich sein, da sie vornehmlich für Lebensmittel- und Futterverpackungen eingesetzt werden sollen.
 

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