Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte am Fraunhofer EMFT

Forschende des Fraunhofer EMFT haben gemeinsam mit mehreren Industriepartnern im Rahmen des Projekts AutoKonf für autonomes Fahren ein redundantes, generisches Steuergerät entwickelt. Fällt das für die Lenkungs- oder Bremsfunktion zuständige Steuergerät aus, übernimmt das überzählige generische Steuergerät die jeweilige Aufgabe und kann das Fahrzeug sicher führen.

Glatteis und Aquaplaning verwandeln Straßen in gefährliche Rutschbahnen und führen so häufig zu schweren Unfällen. In einer gemeinsamen Initiative mit Uedelhoven Studios arbeitet das Fraunhofer EMFT an einer Lösung des Problems. Ein Echtzeitwarnsystem soll die potentielle Gefahr durch Glatteis auf der Fahrbahnoberfläche erkennen, und so eine vorausschauende Erkennung der Straßenverhältnisse ermöglichen. Ein solches Frühwarnsystem würde die Sicherheit auf den Straßen für alle Verkehrsteilnehmenden erhöhen.

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 des Fraunhofer EMFT haben bei diesem Thema vor allem die Hardware-Trojaner im Blick.

Mit dem Projekt SUE (Self-driving Urban E-Shuttle) wurde ein autonomer People Mover entwickelt, der ein hochautomatisiertes Zubringerfahrzeug für den regionalen Nahverkehr bestrebt. Ziel war es, autonomes Fahren unter realen infrastrukturellen Bedingungen zuverlässig und sicher zu ermöglichen – bei Geschwindigkeiten von bis zu 50 km/h. Ein zentraler Baustein dafür: eine robuste, redundante Lokalisierungstechnologie, entwickelt am Fraunhofer EMFT.

Cynergy4MIE ist ein EU-gefördertes Forschungsprojekt zur Entwicklung einer Plattform für Sensorik, Elektronik und KI in Mobilität, Infrastruktur und Energiesystemen. Ziel ist die Beschleunigung von Innovationen und die Stärkung Europas Wettbewerbsfähigkeit.

Mit dem Mobile Learning Hub bietet das Zentrum für Verbindungstechnik in der Elektronik ZVE des Fraunhofer EMFT seinen Kundinnen und Kunden ab sofort eine attraktive Alternative zu Präsenzschulungen im Schulungszentrum Oberpfaffenhofen an. Die Lötstation auf Rädern lässt sich direkt beim Kunden per Plug & Play in Betrieb nehmen.

Wie können Lieferketten für die Chip-Industrie unabhängiger und besser geschützt werden? Gerade die Corona-Pandemie hat die Probleme für Deutschland und Europa aufgezeigt. Im Forschungsprojekt „Semiconductor-X“ zur Digitalisierung von Lieferketten in der Halbleiterindustrie arbeitet das Fraunhofer EMFT mit über 20 Partner zusammen, um die Lieferketten nachhaltiger und resilienter zu gestalten und den dezentralen, souveränen Datenaustausch zu fördern.

Das Forschungsprojekt DigiSeal setzt neue Maßstäbe in der prädiktiven Instandhaltung von Gleitringdichtungen, die für viele Industriezweige essenziell sind. Durch den Einsatz von informierter KI und der Expertise des Fraunhofer EMFT werden präzise Modelle entwickelt, die nicht nur Wartungsbedarf vorhersagen, sondern auch konkrete Handlungsempfehlungen liefern. Gemeinsam mit Partnern wie EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG, Molkerei Alois Müller GmbH & Co. KG und der Hochschule München wird die Digitalisierung in der Industrie vorangetrieben und ein bedeutender Beitrag zur Industrie 4.0 geleistet.

Eine Erfolgsgeschichte europäischer Forschung: Fraunhofer EMFT bringt mit einzigartiger Rolle-zu-Rolle-Expertise flexible Elektronik direkt an den Körper – ressourcenschonende Kupferleiterbahnen und miniaturisierte Sensoren, die Wunden, Körpertemperatur und Blutwerte präzise erfassen. Im EU-Projekt SusFE hat das Team gemeinsam mit elf europäischen Partnern daraus marktnahe Lösungen für Point of Care Diagnostik und dezentrales Monitoring entwickelt – nachhaltig gefertigt und bereit für den breiten Einsatz im Gesundheitswesen.

Mit einem Raffungsmodell analysieren EMFT-Forschende Mikrorelativbewegungen zwischen Press-Fit-Kontakt und Kupferhülse in der Platine, die zu vorzeitigem Materialversagen führen können.

Die Einpresstechnik stellt eine innovative Verbindungsmethode dar, die aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit und Robustheit insbesondere für sicherheitsrelevante Fügestellen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil: Die Methode ist wesentlich umweltfreundlicher als die bisher meist eingesetzte Löttechnik. Ein Forschungsteam des Fraunhofer EMFT arbeitet an einem Vorhersagemodell, das einen Zusammenhang zwischen leicht zugänglichen Material-/Prozessdaten und der Zuverlässigkeit von Einpresskontakten herstellt.

Steckverbinder und elektrische Anschlusstechnologien spielen eine zentrale Rolle für die digitale Vernetzung: Sie sind die Hauptschnittstelle zwischen Maschinen, Steuerungen und Datenverarbeitungsanlagen. Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten im gleichnamigen Projekt an so genannten Cyber Physical Connectors, einer neuen Generation aktiver, »intelligenter« Steckverbinder.

Im Forschungsprojekt Direktkontaktierung PCB (T-1753) untersuchte das Fraunhofer EMFT PCB-Direktkontaktierungssysteme für hochzuverlässige mechatronische und antriebstechnische Anwendungen. Ziel war die Bewertung industriell verfügbarer Systeme hinsichtlich technischer Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und wirtschaftlicher Eignung unter praxisnahen Umwelt- und Belastungsbedingungen.

Das Forschungsprojekt »Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) schafft eine Vernetzungsplattform für vertrauenswürdige Elektronik als Schnittstelle zwischen Forschung und Unternehmen.

Halbleiterindustrie und Hersteller von elektronischen Komponenten und Systemen testen ihre Produkte sorgfältig, um eine fehlerfreie Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ein wichtiger Aspekt ist die Toleranz gegenüber ESD (Elektrostatische Ladung) der Chips. Die Fraunhofer EMFT und High Power Pulse Instruments GmbH (HPPI) haben gemeinsam ein 2-Pin Testsystem entwickelt, das der Halbleiterindustrie viele Vorteile bietet.

Wie wird aus Licht ein Spike? Im EU-Projekt SpikeHERO entwickelt das Fraunhofer EMFT Eingangsneuronen für photonische Chips und ein schnelles SENNA-Redesign.

SENNA Connect entwickelt ein Entwicklungskit für den neuromorphen Prozessor SENNA, damit Sie Spiking Neural Networks auf echter Hardware testen können.

Im Projekt CFP entwickeln das Fraunhofer EMFT, das Fraunhofer IZM und die Yamagata University neuartige Chip-Foliengehäuse für flexible Elektronik. Gemeinsam erarbeiten sie Materialien, Verbindungstechniken und eine durchgängige Prozesskette, um elektronische Funktionen zuverlässig in weiche, gekrümmte oder flexible Oberflächen zu integrieren. Ziel sind weniger als 150 Mikrometer dünne Chip Foil Packages, die sich ressourceneffizient in großen Stückzahlen fertigen und in Medizin, Industrie, Mobilität und weiteren Anwendungsfeldern einsetzen lassen.

Bei modernen PKWs ist das Prinzip bereits Stand der Technik: Radarsensoren, die Alarm schlagen, wenn sich das Fahrzeug auf ein Hindernis zubewegt. Ein derartiger Kollisionsschutz ist auch in der Produktion der Zukunft – Smart Factories, in denen intelligente Industrieroboter bei immer mehr Arbeitsschritten komplett autonom agieren sollen – unabdingbar, um die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine sicher zu gestalten. Im Projekt RoboMove entwickelt das Fraunhofer EMFT gemeinsam mit dem Robotikhersteller KUKA sowie der InnoSenT GmbH eine intelligente 3D-Abstandsmessung und Hindernisdetektion an Roboterarmen in Bewegung.

Schmieröle leisten einen wesentlichen Beitrag zur Reibungsminimierung und gewährleisten damit einen sicheren Betrieb von Produktionsanlagen. Im Projekt Smart Gear entwickeln Forschende des Fraunhofer EMFT Lösungen, um eine abfallende Leistungsfähigkeit der Schmieröle mit Hilfe von Sensorik und Machine Learning-Methoden zu erkennen und den Zeitpunkt für einen Ölwechsel zu prognostizieren.