Projekte im Rahmen von bayerischen Förderungen

Projektdauer: 01.10.2021 bis 30.09.2024

Ziel dieses Projekts ist es, einen neuartigen Sensorknoten zum Zweck des Schädlingsmonitoring unter anderem im Rahmen der HACCP-Grundsätze zu erforschen. Der Sensorknoten soll für die drei Fallenkategorien für Nager, fliegende und krabbelnde Kleinschädlinge gleichermaßen einsetzbar und gleichzeitig anwender- und handhabungsfreundlich sein. Außerdem soll durch eine sehr energiesparende Arbeitsweise der gesamten Elektronik, einschließlich der Sensorik, Auswerte- und Funkeinheit, eine lange Batterielebensdauer gewährleistet werden. Dadurch soll das Schädlingsmonitoring kosteneffizienter und personalsparsamer werden. Zusätzlich wird die Reaktionsfähigkeit auf einen Schädlingsbefall stark erhöht, da der Sensorknoten eine frühzeitige Detektion eines Befalls ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil des Monitoringsystems ist, dass die Betreuung der Kunden auch in Krisenzeiten sichergestellt werden kann. Der Kundenkontakt könnte im Bedarfsfall auf Wartung des Sensornetzwerks und Bekämpfung reduziert werden, ohne das Schädlingsmonitoring an sich zu beeinträchtigen.

Kooperationspartner: Allround Pest Control AG, Nürnberg
Fördersumme: 529.400 Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi)
Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Dipl.-Phys. Rudolf Bierl
Projektdauer: 01.09.2021 bis 31.08.2024
Das Verbundforschungsprojekt TwInTraSys befasst sich mit der Erforschung von modell- und lern-basierten Verfahren zur Konzeption und der prototypischen Umsetzung digitaler Zwillinge für innerbetriebliche Transportsysteme. Die Digitalen Zwillinge sollen das reale Systemverhalten wider-spiegeln und entstehen durch die Synthese von Systemdaten, z.B. aus Warehouse-Management-Systemen, und Echtzeit-Betriebsdaten, z.B. aus Sensordaten, sowie deren Auswertung in dynamischen Simulationsmodellen, welche die funktionalen Eigenschaften der tatsächlichen Logistiksysteme abbilden. Durch eine permanente und vorausschauende, auf Algorithmen der künstlichen Intelligenz basierende Analyse werden die Planung und Steuerung der Systeme unterstützt. So sollen Handlungsalternativen automatisch bewertet und Systemparameter entsprechend durch den Digitalen Zwilling selbständig angepasst werden. Damit werden zum einen mögliche zukünftige Systemengpässe vermieden, was die Robustheit des Systems erhöht, und zum anderen ein hoher Servicegrad und eine größere Effizienz im Betrieb sichergestellt.
Kooperationspartner: Hochschule Landshut; Flexus AG, Würzburg, Mann+Hummel GmbH, Ludwigsburg; Hipp GmbH & Co. Vertrieb KG, Pfaffenhofen an der Ilm; SimPlan AG, Hanau
Fördersumme: 263.200 Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi)
Projektleitung: Prof. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Galka
Projektdauer: 01.01.2021 – 31.12.2022

Kernziel des Forschungsprojekts ist es, das sogenannte BioCat-Verfahren zu ökonomisieren, durch welches Biomasse und Nährstoffe durch eine Weiterentwicklung der Prozessführung als geschlossener Kreislauf des Prozesswassers bei der biologischen Methanisierung rückgewonnen werden können. Hierbei soll Prozesswasserüberschuss aus dem Bioreaktor abgezogen und der ersten Prozessstufe (Elektrolyse) zugeführt werden, ohne dabei Verluste von Nährsalzen oder des Kulturorganismus hinnehmen zu müssen. Durch den Erhalt einer konstanten Zelldichte im Reaktor müsste der Organismus weniger Energie (und damit H2) und Kohlenstoff (aus dem Eduktgas CO2) für den Aufbau von Zellmasse aufbringen, sodass eine erhebliche Effizienzsteigerung im Prozess möglich wird. Anders als alle bisherigen mikrobiellen Power-to-Gas-Verfahren wird der BioCat-Prozess hier erstmalig als geschlossener Kreislauf weiterentwickelt. Mit der Rückführung von gereinigtem Wasser in den Elektrolyseur wird die Nettobilanz des Gesamtprozesses für Wasser wiederhergestellt. Die entscheidende Aufgabe wird sein, die Biologie des Prozesses so zu entwickeln, dass unter maximaler Ressourceneinsparung eine Steigerung der Verfahrenseffizienz erreicht wird. Die Forschenden erwarten, dass diese Weiterentwicklung ein bedeutendes Hemmnis der Marktakzeptanz von Power-to-Gas – die noch zu geringe Wirtschaftlichkeit – auf technischer Seite reduziert und darüber hinaus die weitere Systemintegration dieser Technologie im Sinne einer Circular Economy vorantreibt.

Die Forschendengruppe um Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner arbeitet schon seit vielen Jahren erfolgreich an einem biologischen Methanisierungsprozess mit Hilfe von Archaeen, einer Milliarden Jahre alten Gruppe von Einzellern, um damit unter anderem Energie aus Sonne und Wind speichern und bei Bedarf ins Gasnetz einspeisen zu können. Der im Projekt ORBIT entwickelte Rieselbettreaktor ging 2020 im nordrhein-westfälischen Ibbenbüren im Rahmen eines Feldtests ans Netz und befindet sich mittlerweile wieder an der OTH Regensburg.

Kooperationspartner: Electrochaea GmbH, Kommunalunternehmen Stadtwerke Pfaffenhofen a. d. Ilm

Fördersumme: 358.200 Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi)
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner
Projektdauer: 01.11.2020 – 31.08.2023

Der demografische Wandel und die damit verbundene Urbanisierung der Bevölkerung stellen besonders den ländlichen Raum vor immer mehr Herausforderungen, einem wachsenden Bedürfnis an Mobilität gerecht zu werden. Daher ist die Zielsetzung dieses Projekt eine Mobilitätslösung zu schaffen, die mittels künstlicher Intelligenz die Bürger so schnell wie möglich von A nach B bringen kann. Durch die Anwendung von heuristischen, exakten Methoden der modernen Routenoptimierung sollen gleichzeitig sowohl dem einzelnen Kunden als auch der Masse der Reisenden insgesamt die effizienteste Transportmöglichkeit angeboten werden.

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Schaffung eines Demonstrators für eine Mobilitätsplattform, auf der der Nutzer Fahrten auf sehr einfache und intuitive Weise buchen kann.

Seitens der OTH ist hier Prof. Dr. Jan Dünnweber verantwortlich: Er betreut Herrn Timo Stadler bei seiner Doktorarbeit über die effiziente Routenfindung mittels künstlicher Intelligenz.

Kooperationspartner: AVL Software & Functions GmbH (AVL SFR), Rodinger Verkehrsbetriebe

Fördersumme: 2,11 Millionen Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi)
Projektleitung: Prof. Dr. Jan Dünnweber
Projektdauer: 15.07.2020 – 14.07.2023

Im Forschungsprojekt soll ein kapazitives mikromechanisches Ultraschall-Wandler-Array (CMUT) entwickelt werden, mit der sich die Schallkeule eines Ultraschallsignals formen (beamshaping oder -forming) und steuern (beamsteering) lässt. Hierbei soll die Erforschung von einem ersten funktionsfähigen Laborprototypen bis zur Realisierbarkeit des Prinzips durch einen industriellen Demonstrator gezeigt werden. Ziel ist die Entwicklung eines CMUT für die Verwendung in Gasen, welche zur Durchflussmessung nach dem Ultraschalllaufzeit-Prinzip verwendet werden. Hierdurch können neue Märkte und Kunden mit besonderen Anforderungen an die Durchflussmessung von Gasen oder in Bereichen wie Mass Flow Control, Respiratory Care oder miniaturisierter Sensorik erschlossen werden. Die industriellen Projektpartner können auf Basis des entwickelten Demonstrators weitere eigene Anpassungen für ein marktreifes Produkt, zum Beispiel in der Medizintechnik, durchführen. Das neue Vorhaben profitiert von den in dem bereits abgeschlossenen Projekt CUBS gewonnenen Erfahrungen im Bereich der mikromechanischen Fertigung von CMUTs (Lithographische Prozesse, Ätz- und Abscheideprozesse sowie Bonden), der akustischen Qualifizierung und der Verwertung.

PUltraB wird im Sensorik Applikationszentrum entwickelt. Das SappZ ist ein Labor der OTH Regensburg und verfügt über hochspezialisiertes Wissen in der Sensorentwicklung und Miniaturisierung, das bereits in zahlreichen anderen Forschungsprojekten Anwendung findet.

Kooperationspartner: Technische Hochschule Deggendorf (THD), Ganshorn Medizin Electronic GmbH, Rodinger Kunststoff-Technik GmbH (RKT), SECO Sensor Consult GmbH

Fördersumme: 709.000 Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi)
Projektleitung: Prof., Dr. rer. nat., Dipl.-Phys. Rudolf Bierl
Projektdauer: 01.10.2019 bis 30.6.2023

DeinHaus 4.0 dient dazu die zukünftige Einführung von Technik unter besonderer Berücksichtigung von Telepräsenzrobotern in den Pflege- und Gesundheitsbereich zu erleichtern und damit auch effizienter werden zu lassen sowie die Einführung nicht praxistauglicher Technik zu vermeiden. Damit wird nicht zuletzt ein kostendämpfender Effekt angestrebt.

Ein besonderes Augenmerk wird hierbei auf den Einsatz der Technik im ländlichen Raum gelegt, um die dortige Versorgungssituation zu verbessern.
Grundsätzlich wird mit der Durchführung des Projekts angestrebt, dass alle gewonnenen Erkenntnisse und erstellten Materialien nicht nur in der Oberpfalz, sondern in ganz Bayern und darüber hinaus verfügbar sein werden. Dies soll Mehrfachforschung vermeiden helfen, zur Standardisierung bei der Einführung von Technik in den Pflege- und Gesundheitsbereich beitragen, aber ebenso zur Sensibilisierung, dass diese Einführung die Spezifika der jeweiligen Anwendungssituation berücksichtigen muss.

Angestrebt wird darüber hinaus auch, alle geplanten Forschungsaktivitäten sowie die übrigen oben beschriebenen Teilprojekte in enger Kooperation und Koordination der DeinHaus4.0-Aktivitäten aller sieben bayerischen Regierungsbezirke durchzuführen. Im Zentrum des für die Oberpfalz beantragten Projekts steht die Verbesserung der

- Lebensqualität pflegebedürftiger Personen aufgrund eines Schlaganfalls,
- Qualität und Quantität der Pflegeleistungen selbst,
- Arbeitsbedingungen professioneller Pflegekräfte ebenso wie informell Pflegender,
- Akzeptanz von Pflegetechnik mit besonderer Berücksichtigung von Telepräsenzrobo-tern bei allen Stakeholdern sowie
- Kosten-Nutzen-Relation von Technik mit besonderer Berücksichtigung von Telepräsenzrobotern in der Pflege- und Gesundheitsversorgung.

Fördersumme: 2,5 Mio. Euro
Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Gesundheit und Pflege
Projektleitung: Prof. Dr. phil. habil. Karsten Weber
Projektdauer: 01.10.2019 bis 31.12.2021

Mittels des Projekts Czech-German-Cross-Border Situational Awareness for Critical lnfrastructures soll ein gemeinsames Verständnis der Herausforderungen grenzüberschreitender Kritischer Infrastrukturen in der Grenzregion Ostbayern und der Tschechischen Republik entwickelt werden, das zukünftig zur Entscheidungsunterstützung von Anspruchsgruppen genutzt werden kann. Zu den Herausforderungen Kritischer Infrastrukturen (z.B. Energie,Wasserversorgung ,Transport, Gesundheit) gehören materielle Gefahren (z.B. durch Naturkatastrophen), energetische Gefahren (z.B. Ausfall von Ressourcenströmen in Netzinfrastrukturen) und informationelle Gefahren (z.B. Cyberangriffe).

Durch die stetige funktionale Ausdifferenzierung (Arbeitsteilung und Wertschöpfungsketten), sowie durch die enge infrastrukturelle und digitale Vernetzung in Europa ist diese Thematik gerade in Grenzregionen von hoher Bedeutung. Ziel ist es, basierend auf einer fundierten wissenschaftlichen und methodisch geleiteten Situationsanalyse die wichtigen Schlüsselfaktoren, sowie Trends grenz-, ressort- und sektorenüberschreitender Kritischer Infrastrukturen mit betroffenen Anspruchsgruppen zu identifizieren und darauf aufbauend ein methodisches Vorgehen für den Aufbau eines gemeinsamen Problem- und Lageverständnisses zu entwickeln.

Der Fokus des Problem- und Lageverständnisses liegt hierbei bislang auf wenig untersuchten Randbereichen und deren Abhängigkeiten von Kritischen Infrastrukturen. Diese Bereiche bergen ein hohes Risikopotenzial aufgrund von Fern- und Nebenwirkungen, wie z.B. Abhängigkeiten in nachgelagerten Ressourcen- und Energieversorgungsströmen für den privaten, unternehmerischen und öffentlichen Sektor.

Im Rahmen des Projekts werden diese bisher wenig im Zentrum der allgemeinen Aufmerksamkeit stehenden Bereiche untersucht. Ein nachgelagerter Randbereich ist beispielsweise die Abwasserversorgung. Ohne Strom fallen kleinere Pumpen aus und das Abwasser wird nicht mehr abtransportiert. Hierfür müssten dann z. B. Tankwägen zum Abpumpen organisiert und eingesetzt werden. In Bezug auf diese Abhängigkeiten, ist zu beachten, dass die grenzüberschreitende Region in Ostbayern und der Tschechischen Republik physische Kritische Infrastrukturen hat,ihr aber in Bezug auf die digitale Vernetzung immer noch ein gemeinsamer Cybersicherheitsrahmen fehlt. Daher ist ein integriertes Ziel,einen solchen Rahmen zu schaffen, der die lokalen,nationalen und europäischen Richtlinien, Abläufe und Maßnahmen effizient einbezieht und diese für eine grenzüberschreitende Anwendung anpasst.

Kooperationspartner: College of Polytechnics Jihlava
Fördersumme: 35.800 Euro
Fördermittelgeber: Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur
Projektleitung: Prof. Dr. Markus Bresinsky

Projektdauer: 01.07.2019 – 31.12.2021

Angreifer verfügen über leistungsfähige und flexibel einsetzbare Angriffsmittel und -methoden zur Ausnutzung von Schwachstellen. Gleichzeitig verlieren bisherige klassische und leider zumeist einzelne und isolierte Abwehrmaßnahmen weiter an Wirksamkeit.
Ein zukunftsfähiger sicherer Betrieb von IT-Systemen und eine angemessene IT-Systemüberwachung sind gerade bei kritischen Infrastrukturen nicht mehr nur alleine strategisch, operativ oder technisch, sondern nur integrativ umsetzbar. Ein derartiges integratives Vorgehen könnte auch in den zu entwickelnden branchenspezifischen Sicherheitsstandards (B3S) gemäß § 8a (2) BSIG als Erweiterung bestehender Anforderungen Berücksichtigung finden und die Informa-tionssicherheit entscheidend verbessern.
Gerade die häufig aus verschiedenen Quellen stammenden Informationen und Daten zu Schwachstellen und Risiken führen zu einer unübersichtlichen Gesamtlage. Ein wichtiger For-schungs- und Entwicklungsbedarf für das IT- und Informationssicherheitsmanagement ist es, hier-für eine geeignete Taxonomie zur Verknüpfung und Aggregation von Schwachstellen zu entwi-ckeln sowie aufbauend darauf Kennzahlen inklusive entsprechender Maßnahmen (z.B. Sperrung eines Systems oder Services, Identifikation von Risiken mit Riskobehandlungsplänen) automati-siert abzuleiten.
Diesem Bedarf wird durch das vorliegende Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „Integratives strategisches, operatives und technisches Schwachstellenmanagement (kurz: IsotS)“ Rechnung getragen und eine Lösung entwickelt, die technisch und manuell erfasste Schwachstellen von der physikalischen Absicherung, über Perimeter und Netzwerk bis hin zu Anwendungen und Daten aggregiert und in einem ISMS-Tool zur darauf aufbauenden Ableitung von Kennzahlen, Risiken und risikominimierenden Maßnahmen zusammenführt.

Kooperationspartner: ibi system GmbH

Fördersumme: 89.200 Euro

Fördermittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Projektleitung: Prof. Christoph Skornia

Projektdauer: 01.04.2019 – 31.03.2022

Bei der Entwicklung handelt es sich um eine neuartige und zuverlässige zerstörungsfreie Prüfmethode (ZfP) für die Qualitätsbewertung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff (FVK). Dabei soll das System auf Basis akustischer Emissionen bei nichtzerstörender Belastung Aufschluss über die Strukturintegrität liefern. Dabei wird der, auf dem Gebiet der Schallemissionsanalyse bekannte, Felicity- bzw. und Kaisereffekt zur Bewertung herangezogen.

Akustisch emittierte Signale unter verschiedenen Belastungsniveaus werden dabei verglichen und das Ausbleiben einzelner Signale bei Überschreitung von Lastniveaus wird erfasst und ausgewertet. Aufgrund der Anisotropie von FVK besitzt der Werkstoff ein komplexes Materialverhalten. Eine neuartige Prüfmethodik zur Bauteilintegrität erfordert dahingehend innovative Tools zur Datenanalyse, wie es durch eine Künstliche Intelligenz auf Basis neuronaler Netzwerktechnologien möglich ist. Diese sollen den Einsatz zur Qualitätsanalyse effizienter und einfacher ermöglichen und integriert in ein Sensorsystem an Belastungsapparaturen appliziert werden können.

Kooperationspartner: iNDTact GmbH

Fördersumme: 190.000 Euro

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Projektleitung: Prof. Ingo Ehrlich