Beitrag von Fraunhofer-Gesellschaft

Heute ist #EarthOvershootDay. Das bedeutet, dass die Weltbevölkerung heute alle natürlichen Ressourcen aufgebraucht hat, die die Erde innerhalb eines Jahres herstellen kann. Aktuell leben wir vom Ersparten von Mutter Erde. Und das wird eines Tages aufgebraucht sein. »Wir müssen den hohen Verbräuchen dringend entgegenwirken«, mahnt Dr.-Ing. Markus Kröll vom Fraunhofer IPA. Und das nicht allein durch ein »weniger«, sondern auch durch ein »mehr«: Ultraeffiziente Fabriken sollen nicht nur effizient produzieren, sondern die Effizienz noch eine Stufe weiter nach oben treiben, indem sie Energie, Material und Manpower optimal nutzen und dabei die Emissionen und Kosten auf ein Minimum senken – unterstützt von einer bestmöglichen Organisation. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen dafür im Reallabor, konzipieren mit Partnern Produktionsanlagen und analysieren die Daten eines gesamten Gewerbegebiets. Wie das konkret aussieht und welche Rückschlüsse sie aus den Daten ziehen, lesen Sie hier: https://lnkd.in/eY2r3ubZ 2

Wie man aus Raubfischen Vegetarier macht und warum man das auch tun sollte, erklärt Michael Schlachter vom Fraunhofer IMTE in der neuen Folge von »Im Auftrag der Zukunft«. In der zweiten Folge unseres neuen Fraunhofer-Podcasts geht es um das Thema »Mit Wasser wirtschaften«. Darin berichtet Susanne Liane Buck vom Fraunhofer IAO, wie sie an echten Wohnquartieren mit echten Bewohnerinnen und Bewohnern ausprobiert, wie man Wasser im Alltag einsparen kann. Und Dr. Marius Mohr vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB erzählt, wie sich #Abwasser als Rohstoffquelle nutzen lässt. Die neue Podcast-Folge ist ab sofort auf allen gängigen Plattformen und hier verfügbar: www.fraunhofer.de/podcast #Wassersparen #Wasser #Wissenschaftspodcast

Für die klimafreundliche Umgestaltung industrieller Abläufe ist #Wasserstoff ein zentraler Ansatzpunkt. Ein #Energieträger, der ohne #CO2-Freisetzung verbrennt, sollte nach Möglichkeit jedoch auch ohne #CO2Fußabdruck entstanden sein. Ein klassisches Verfahren hierfür ist die Elektrolyse, bei der Wasser unter Einsatz von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Stammt der zur #Elektrolyse benötigte Strom aus erneuerbaren Quellen wie der Photovoltaik, entsteht #grünerWasserstoff. Der Nachteil: Die für diesen Prozess benötigten Elektrolyseure sind in der Regel große und hoch komplexe Anlagen. Zudem werden die kosten- und wartungsintensiven Vorrichtungen insbesondere unter den aktuellen welt- und klimapolitischen Vorzeichen Mangelware. Eine spannende Alternative bietet die direkte solare Wasserspaltung, englisch photoelectrochemicalcell (PEC). Im Verbundprojekt Neo-PEC haben Forschende aus den Einrichtungen Fraunhofer IKTS, Fraunhofer IST und Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP hierfür eine modulare Lösung entwickelt. Die Technologie ermöglicht eine hoch flexible Wasserstofferzeugung und -versorgung mit #Sonnenenergie. Kern der Fraunhofer-Entwicklung ist ein Tandem-PEC-Modul. Es ähnelt seinem klassischen Photovoltaik-Pendant – mit einem entscheidenden Unterschied: Der Strom wird nicht erzeugt, um später an anderer Stelle zu elektrolysieren. Der gesamte Vorgang läuft in ein und derselben Einheit ab. Dabei ist Vorsicht geboten: Da im Prozess Wasserstoff und Sauerstoff entstehen, muss der Aufbau so gestaltet sein, dass diese Elemente strikt voneinander getrennt erzeugt werden und bleiben. Wie es funktioniert, erfahren Sie hier: https://lnkd.in/eVvn7cND

Von Zahlungstransfers bis zu digitalen Stromzählern – für diese komfortablen, elektronisch auslesbaren Vorgänge ist entscheidend, dass die dahinterstehenden Produkte nicht manipuliert werden können. Hierfür sorgen verschlüsselte Identifikationen oder Betriebsprotokolle in den elektronischen Schaltkreisen. Zunehmend stellt sich jedoch die Herausforderung, dass diese Sicherheitselemente umgangen werden können. Konventionelle Lösungen wie Hardware-Security-Module (HSM) oder Datenbanken gewährleisten nur eine relative Sicherheit – und sind zudem kostenintensiv. Einem Forschungsteam am Fraunhofer IPMS ist es gelungen, einen in mehrerlei Hinsicht vielversprechenden Lösungsweg aufzuzeigen. Das Projekt der Fraunhofer IPMS-Fachleute basiert auf einem Effekt, den die Expertinnen und Experten erstmals 2020 beobachteten: Sie entdeckten, dass Hafniumoxid unter Anlegung eines elektrischen Wechselfeldes kristallisieren kann. Der Stoff wird dadurch ferroelektrisch, das heißt, er kann eine spontane elektrische Polarisation erzeugen und wie ein Lichtschalter zwischen Speicherzuständen hin- und herschalten. Auf Basis dieser Entdeckung gestalten die Fraunhofer-Fachleute Bauelemente, die über diese durch ein elektrisches Feld induzierte Kristallisation (FINK) ihr ferroelektrisches Verhalten gezielt ändern können. Da die ferroelektrische Polarisation nicht extern auszulesen ist, ermöglicht das Verfahren eine besondere Sicherung: »Wir schaffen ein System zur mehrdimensionalen Verschlüsselung von Hardware, indem wir in unsere FINK-Bauelemente drei Eigenschaften einspeichern: den Grad der Kristallisation, die Höhe der Polarisation, das heißt, die vorliegende ferroelektrische Phase und zu welchem Anteil man sie einprogrammiert, und in dritter Instanz das Vorzeichen dieser Phase. Das lässt sich auch in verschiedenen Größen abbilden, der Permittivität und der Ladung«, erläutert Projektleiter Dr. Maximilian Lederer vom Fraunhofer IPMS. In welche Prozesse die Forschenden die Bauelemente integrieren möchten, damit die Kunden am Ende ihre #Verschlüsselung selbst wählen können, erfahren Sie hier: https://lnkd.in/gHBwjwYN

Das sagt Prof. Martin Steinebach vom Fraunhofer Institute for Secure Information Technology SIT über die Gefahren von #Deepfakes. Wie Forschung gegen Manipulation hilft, hören Sie in der ersten Folge des neuen Fraunhofer-Podcasts »Im Auftrag der Zukunft« - auf allen gängigen Podcast-Plattformen und hier: www.fraunhofer.de/podcast. 

»Achtung, wenn du jetzt weiterliest, könnte dir bei der kurvigen Strecke schlecht werden. In fünf Minuten fahren wir auf der Autobahn, dann ist es besser.« So oder so ähnlich könnten Autos in ein paar Jahren mit ihren Fahrerinnen oder Fahrern kommunizieren. Mit zunehmendem Automatisierungsgrad der Fahrzeuge muss auch die Interaktion mit den Menschen neu gedacht werden. Diese Aufgabe hat sich ein Forschungsteam vom Fraunhofer IOSB und Fraunhofer IAO zusammen mit zehn Partnern, darunter Continental, Ford und Audi, sowie eine Reihe von Mittelständlern und Universitäten im Projekt KARLI gestellt. Die Forschenden erfassen mit Kameras und Sensoren die aktuellen Tätigkeiten der Insassen und gestalten unterschiedliche Mensch-Maschine-Interaktionen wie akustische oder visuelle Hinweise, angepasst auf die jeweilige Situation und den Automatisierungsgrad des Autos. Damit soll verhindert werden, dass die Fahrerin oder der Fahrer in einem Moment abgelenkt ist, der Aufmerksamkeit auf die Straße erfordert. Zudem soll die Software das Risiko von #Reiseübelkeit – eines der größten Probleme beim passiven Fahren – vorhersehen und minimieren. Dazu gleicht das System die Aktivitäten der Insassen mit erwartbaren Beschleunigungen auf kurvenreichen Strecken ab und gibt den richtigen Insassen zum richtigen Zeitpunkt Tipps zur Vermeidung von Reiseübelkeit. Wann erste Funktionen in Serienfahrzeugen zur Verfügung stehen könnten, erfahren Sie hier: https://lnkd.in/eFQNaB5m #MenschMaschineInteraktion #AutonomesFahren

Wer schon einmal Walkie-Talkies benutzt hat, weiß: Kommunikation per Funk hat seine Tücken und Funksprüche sind mitunter schwer zu verstehen. Im Schiffsverkehr ist die Technik trotzdem unerlässlich, da der Seefunk über weite Entfernungen funktioniert – auch dort noch, wo kein Mobilfunknetz mehr verfügbar ist. Doch der Seefunk hat auch mit Herausforderungen zu kämpfen: Die internationalen Besatzungen auf den Schiffen haben unterschiedlich ausgeprägte Englischkenntnisse und verschiedene Dialekte, die Funkgeräte rauschen und die Schiffsmotoren machen Lärm. Das kann in der Funkkommunikation auf See zu Missverständnissen führen, und die wiederum können im schlimmsten Fall lebensgefährlich werden. Daher hat das Fraunhofer CML eine Spracherkennung für den #Schiffsfunk entwickelt, um die Kommunikation zu erleichtern. Die Technologie namens „marFM“ wandelt mithilfe von künstlicher Intelligenz maritime Funksprüche unmittelbar in Text um. So soll Missverständnissen in der Funkkommunikation vorgebeugt werden. Wie funktioniert marFM und welches Potenzial hat es, die Funkkommunikation zu verbessern? Wie wurde die künstliche Intelligenz hinter marFM trainiert und warum kann #marFM maritime Funksprüche viel besser transkribieren als eine konventionelle Spracherkennungssoftware? Das erfahren Sie in der aktuellen Folge vom Forschungsquartett mit Maximilian Reimann vom Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML. Hören Sie die Folge hier: https://lnkd.in/exenrKZr #Funk #Funkspruch #Funkkommunikation #Schiffskommunikation #Spracherkennung