Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte am Fraunhofer EMFT

Im Fraunhofer-Zentrum »Biogene Wertschöpfung und Smart Farming« erforschen und entwickeln Fraunhofer-Institute gemeinsam innovative Technologien für die Landwirtschaft der Zukunft.

Eine Geburt ist ein Wunder der Natur – aber auch eine hochvulnerable Phase im Leben von Mutter und Baby. Im EU-Projekt Newlife arbeiten Forschende aus 6 europäischen Ländern gemeinsam an neuartigen sensorbasierten Monitoringlösungen, um das Wohlergehen von Mutter und Kind in der Schwangerschaft sowie während und nach der Geburt sicherzustellen. Ziel ist es, die pädiatrische und geburtshilfliche Versorgung digital zu revolutionieren.

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.

Die Fraunhofer EMFT entwickelt intelligentes Pflaster zur frühzeitigen Erkennung von Druckgeschwüren in der Pflege. Es wird dafür an einer KI-gestützte Prophylaxe gearbeitet, welche durch frühzeitige Erkennung präventives Verhalten anstoßen kann und damit eine Erleichterung für Pflegepersonal und behandelnde Person darstellt.

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.

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).

Unlooc ist ein Projekt, das sich auf die Entwicklung von Organ-on-a-Chip (OOC)-Technologien konzentriert. Diese Technologien zielen darauf ab, die Effizienz von Arzneimitteltests zu verbessern und gleichzeitig die Notwendigkeit von Tierversuchen zu reduzieren. Das Fraunhofer EMFT-Forschendenteam unterstützt die Entwicklung der Organ-on-Chip-Multiwellplatten, die eine präzise Steuerung der Zellkulturbedingungen bieten und tierversuchsfreie Arzneimitteltests ermöglichen.

Wie kann es gelingen, den stetig steigenden Kosten im Gesundheitswesen entgegenzuwirken und gleichzeitig eine bestmögliche Versorgung von Patientinnen und Patienten zu gewährleisten? Dieser Herausforderung stellen sich Forschende aus 66 Unternehmen, Universitäten und Instituten aus 12 europäischen Ländern im gemeinsamen Projekt Moore4Medical.

In Patientenbefragungen zur Insulindosierung schneiden Patchpumpen in punkto Komfort und Nutzendenfreundlichkeit deutlich besser ab als herkömmliche Insulinspritzen. Sie sind einfach in der Anwendung, angenehm zu tragen und müssen auch bei Sport, Duschen, etc. nicht abgenommen werden. Für eine sichere und komfortable Handhabung ist es essentiell, dass die Patchpumpe das Insulin exakt und gleichmäßig dosiert. Die am Fraunhofer EMFT entwickelten Mikropumpen erreichen auch bei kleinsten Volumina Schwankungsraten von unter 4%. Das konnten Forschende des Instituts in einer Studie nachweisen.

Die führende europäische Plattform für Advanced Packaging und Heterointegration (APECS) treibt Entwicklungen integrierter Systeme der nächsten Generation voran.