Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte am Fraunhofer EMFT

Eine sichere Versorgung mit Nahrungsmitteln gehört zu den elementaren Grundbedürfnissen unserer Gesellschaft. Was lange als selbstverständlich galt, gewinnt angesichts aktueller Herausforderungen wie Klimawandel, Lieferkettenprobleme, Mangel an Arbeitskräften und politischer und militärischer Aggressionen neue Brisanz. Forschende des Fraunhofer EMFT arbeiten im Rahmen des EU-Projekts AGRARSENSE an innovativen Lösungen für eine produktivere und gleichzeitig nachhaltigere Land- und Forstwirtschaft.

Am Fraunhofer EMFT entstehen mikrofluidische Saugsonden für die Echtzeit-Bodenwasseranalyse. Sie ermöglichen Landwirten eine präzise, bedarfsgerechte Düngung durch kontinuierliches Monitoring des Nitratgehalts.

In der Landwirtschaft wird zunehmend auf einen sparsamen Umgang mit Ressourcen geachtet. Gleichzeitig sollen hohe Erträge erzielt werden. Um überschüssige Ressourcen einzusparen und effizient zu nutzen ist die Ermittlung verschiedener Pflanzenparameter wie der Wasser- oder Nährstoffgehalt von zentraler Bedeutung. Bisher wurden diese Parameter anhand von Bodenproben zum Teil aufwendig in Laboren bestimmt. Die Forschenden des Fraunhofer EMFT streben daher an, zuverlässige und schnellere Methoden zu entwickeln, um relevante Pflanzenparameter zu erfassen.

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.

Ziel einer prädikativen oder vorausschauenden Wartung ist es, Betriebsmittel proaktiv und vorausschauend instand zu halten. Auf diese Weise sollen Störungszeiten und Wartungsaufwand auf ein Minimum reduziert werden. Forschende des Fraunhofer EMFT erproben neue Konzepte, um mit Methoden des Maschinellen Lernens auch extrem heterogene Daten effizient verarbeiten und exakte Wartungsvorhersagen für Fertigungsanlagen treffen zu können.

Im Projekt „Insektenzellen als Sensoren für Umweltgifte“ entwickelt das Fraunhofer EMFT eine neuartige Testmethode, bei der lebende Insektenzellen als empfindliche Biosensoren eingesetzt werden. Damit lassen sich schon kleinste toxische Effekte von Pestiziden schnell, markierungsfrei und automatisiert nachweisen. Ziel ist es, frühzeitig Risiken zu erkennen und die Entwicklung bienenfreundlicher Pflanzenschutzmittel zu unterstützen – ein wichtiger Beitrag zum Schutz von Insekten und Biodiversität.

Im Mittelpunkt der Partnerschaft zwischen Fraunhofer EMFT und Daiken Medical steht die Entwicklung und erfolgreiche Lizenzierung der kleinsten Mikromembranpumpe der Welt. Diese Technologie revolutioniert die Mikrodosierung und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten in der Schmerztherapie. Ein wichtiger Schritt war der Technologietransfer der patentierten Mikromembranpumpe an das Unternehmen Daiken Medical in Osaka, das nun das PCA-System „Amy“ entwickelt, mit dem Patienten ihre Schmerzbehandlung eigenständig steuern können.

Fraunhofer EMFT entwickelt mit CAELIA Health, einem Ausgründungsprojekt, eine KI-gestützte Lösung für die Inhalationstherapie bei Asthma und COPD. Das System unterstützt Patienten im Alltag beim richtigen Inhalieren, liefert verständliches Feedback und macht die Therapie messbar – ohne sie zu verkomplizieren. Ziel ist es, die Therapietreue zu steigern, Behandlungsergebnisse zu verbessern und Millionen Patientinnen ein möglichst symptomfreieres Leben zu ermöglichen. Mit CAELIA Health profitieren Patienten und Patientinnen von mehr Kontrolle, Sicherheit und Lebensqualität.

Für Bayern hat der Agrarsektor mit rund 121 Milliarden Euro Umsatz pro Jahr eine wesentliche wirtschaftliche Bedeutung. Allerdings kommt es durch die unterschiedlichen Interessen mit den wirtschaftlichen Zielen der Landwirte und den nachhaltigen Zielen der Umwelt- und Tierschutz-Initiativen immer wieder zu Konflikten. Besonders die Emission von Ammoniakgasen führt hierbei zu gesellschaftlichen Diskussionen. Forschende der Fraunhofer EMFT entwickeln ein effizienteres Messverfahren zur Detektierung von Ammoniakgasen in der Landwirtschaft. Dabei ist das Ziel zu einer umwelt- und tierfreundlicheren Landwirtschaft beizutragen.

Im EU-Projekt SusFe arbeitet die Fraunhofer EMFT gemeinsam mit europäischen Partnern an einer effizienten und gleichzeitig ressourcenschonenden Design-und Produktionsplattform für medizinische Devices. Damit soll sowohl dem steigenden Bedarf an medizinischen Geräten als auch dem Aspekt der Nachhaltikeit Rechnung getragen werden.