Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte an der Fraunhofer EMFT

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  • © Fraunhofer EMFT

    Auf einer Folienleiterbahn montierte, ungehäuste UV-C-LED.

    Luftfiltersysteme gelten als effektive Maßnahme, um das Infektionsrisiko durch SARS-Cov-2 in geschlossenen Räumen zu senken. Die bislang üblicherweise eingesetzten HEPA-Filter sind jedoch wartungs- und kostenintensiv. Einen neuen, energieeffizienten Ansatz verfolgen Forschende der Fraunhofer EMFT gemeinsam mit dem Helmholtz Zentrum München, der ams OSRAM International GmbH und der MANN+HUMMEL GmbH im Verbundprojekt UV Steril: Sie nutzen zur Luftreinigung selbst-sterilisierende Filterelemente durch integrierte LED-Chips. Diese speziellen LEDs der neuesten Generation von OSRAM emittieren hochenergetische UV-C Strahlung, die in der Lage ist, Viren wie SARS-COV2 sehr effizient zu inaktivieren.

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  • Vernetzte Sensorik im Gesundheitsbereich
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    Vernetzte Sensorik im Gesundheitsbereich

    Insgesamt 21 europäische Partnerinnen und Partner arbeiten im Projekt SERENE-IoT daran, elementare Grundlagen für IoT-Anwendungen im Gesundheitswesen zu schaffen. Das deutsche Konsortium unter Koordination der Fraunhofer EMFT entwickelt im Rahmen des Projekts ein IoT-fähiges, mobiles Analysegerät zum Nachweis von multiresistenten Staphylococcus aureus (MRSA).

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    Die Covid19-Pandemie führt vor Augen, wie schnell die Entwicklung neuer Impfstoffe zu einem Wettlauf gegen die Zeit werden kann. Denn bis ein neues Vakzin reif für die Zulassung ist, muss es zunächst auf Effektivität und Nebenwirkungsfreiheit geprüft werden. Dies ist mit komplexen und oft langwierigen Prozessen verbunden. Forschende der Fraunhofer EMFT und der Universität Regensburg arbeiten an einem Assay-Konzept, das die Wirksamkeitsprüfung von Impfstoffkandidaten schneller und gleichzeitig aussagekräftiger machen könnte.

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    Neue integrierte Speichertechnologien für die Realisierung analoger und digitaler neuromorpher Schaltungen

    Neuromorphic Computing gilt als Schlüsseltechnologie für künftige KI-Anwendungen. Als Vorbild dient das ausgeklügelte Nervennetz unseres menschlichen Gehirns. Eine zentrale Herausforderung für die Forschung ist dabei der sehr hohe Energieverbrauch der Chips für die erforderlichen komplexen Rechenleistungen. Im Rahmen des ECSEL-Projekts TEMPO (Technologie & Hardware für Neuromorphic Computing) arbeitet das deutsche Konsortium mit Beteiligung der Fraunhofer EMFT an der Entwicklung und Evaluierung stromsparender Neuromorphic Computing Chips im 22nm FDSOI-Technologieknoten.

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    Edge Computing gilt als Schlüssel für neue IoT-Anwendungen. Um grundlegende künstliche Intelligenz für zukünftige Edge-Produkte zu schaffen, arbeiten Fraunhofer EMFT-Forschende gemeinsam mit dem Fraunhofer IIS sowie dem Fraunhofer IPMS im Rahmen des EU-Projekt ANDANTE an der Entwicklung innovativer Mixed-Signal-Beschleuniger für künstliche neuronale Netze (ANN) mit Computation-in-Memory (CIM) Fähigkeit. Diese sollen den Aufbau solider Hardware- und Softwareplattformen zur Entwicklung von KI-Anwendungen ermöglichen.

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  • Neue Bauelemente für neuromorphes Computing
    © Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller

    Thermisch unterstützte chemische Gasphasenabscheidung auf 8-Zoll-Wafer.

    Im EU-Projekt NeurONN arbeitet ein Forschungsteam der Fraunhofer EMFT mit sechs europäischen Partnerinnen und Partnern an extrem energieeffizienzen Elementen und Architekturen für neuromorphes Computing. Dabei kommen auch innovative 2D-Materialien zum Einsatz.

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  • © Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller

    Schwingungsverhalten von elektrischen Leitungen je nach Befestigung

    Elektrische Stecksysteme sind die Schnittstelle zwischen den Baugruppen/Modulen mechatronischer bzw. elektrischer Systeme, etwa im Automobil. Vor dem Einbau werden bislang meist nur die elektrischen Eigenschaften aus dem Datenblatt herangezogen, ohne die zu erwartenden Umwelteinflüsse im späteren Betrieb, etwa Vibrationsbelastungen, frühzeitig zu berücksichtigen. Das kann zu frühzeitigem Verschleiß und im ungünstigsten Fall zu kostenintensiven Rückrufaktionen führen.

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  • © Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller

    Stresstest zur Evaluation der Robustheit von Systemen

    Anwendungen in Zukunftsbereichen wie dem autonomen Fahren, Robotik und Industrie 4.0 verlangen nach leistungsfähigen IC-Komponenten für die Datenvearbeitung und -übertragung. Um die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Robustheit zu gewährleisten, werden bislang meist applikationsspezifisch entwickelte Microcontroller oder Bausteine älterer Fertigungsgenerationen eingesetzt – was allerdings zu einer verminderten Leistungsfähigkeit dieser Systeme gegenüber Mobilfunk- oder Rechnersystemen führt, die Modems und CPUs der neuesten Fertigungsgeneration verwenden und eine um Größenordnungen höhere Datenrate verarbeiten können. Hier setzt das Projekt ROBUSTNE an: Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten gemeinsam mit der TU München und Intel daran, die Robustheit und Zuverlässigkeit leistungsfähiger Hochvolumenbausteine gezielt an kritischen Stellen anzupassen.

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  • © MEV-Verlag

    Vor allem in Bereichen, in denen personenbezogene oder sicherheitskritische Daten verarbeitet werden – etwa in der Medizintechnik, beim autonomen Fahren oder bei kritischen Infrastrukturen – werden im Zuge der Digitalisierung vertrauenswürdige elektronische IKT-Komponenten und -Systeme immer wichtiger. Forschende der Fraunhofer EMFT haben bei diesem Thema vor allem die Hardware-Ebene im Blick.

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  • © Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller

    Drahtloser intelligenter Leiterplatten Steckverbinder zur kontinuierlichen Messung von Kontakttemperatur und Strombelastung des einzelnen Kontaktes als Basisdaten für vorbeugende Wartung

    Ob im Automobil – gerade in Hinblick auf das autonome Fahren – oder in der Produktion von morgen: Steckverbinder und elektrische Anschlusstechnologien spielen eine zentrale Rolle für die digitale Vernetzung: Sie sind die Hauptschnittstelle zwischen Maschinen, Steuerungen und Datenverarbeitungsanlagen und bilden somit die Grundlage für Funktionalität, einfache Handhabung und Zuverlässigkeit der Automatisierungstechnik.

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