Mikrosystemtechnik-Kongress 2015
Aufbruchstimung auf allen Ebenen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Industrie 4.0 im Rampenlicht
Auch das Thema Forschungsförderung kam auf der Tagung nicht zu kurz. Eine Zusammenfassung der Aktivitäten des BMBF lieferte Dr. Andreas Berns von der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, die als Projektträger für das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fungiert: „Um Deutschlands weltweite Wettbewerbsfähigkeit in der Elektronik und Sensorik zu stärken und der Industrie den direkten Zugriff auf innovative ‚More than More‘-Mikroelektroniksysteme für fortschrittliche cyber-physische Systeme zu ermöglichen, muss die Erforschung und Entwicklung innovativer Technologien fortgesetzt und intensiviert werden.“ Sogenannte „More than More“- (MtM-) Elektroniksysteme vereinen unter anderem Sensorik- und Aktorik-Komponenten, Hochfrequenz- und Kommunikationselemente, Spannungsversorgung, Leistungselektronik, mikroelektromechanische Systeme (MEMS), Optoelektronik und mehr. Berns unterstrich weiter, dass die durch das BMBF geförderten nationalen Verbundprojekte im Kontext der sensorbasierten Elektroniksysteme für die industrielle Automatisierung und Industrie-4.0-Anwendungen stehen.
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Die Initiative Industrie 4.0 stand auch im Fokus eines gemeinsamen Projekts der Universität Erlangen-Nürnberg und der Industriepartner Siemens CT, der Schnaithmann GmbH und der InnoSenT GmbH. Letztere entwickelt zur Zeit ein cyber-physisches Sensorsystem, das die sichere und interaktive Steuerung von Produktionsanlagen durch vernetzte Umfeldsensoren ermöglicht. Aus den Distanzinformationen mehrerer interferometrischer Einzelsensoren wird dabei ein Umgebungsbild erzeugt, das den Roboter befähigt, selbstständig und adaptiv auf sich verändernde Umfeldsituationen zu reagieren.
Seit Anfang 2015 arbeitet ein Konsortium aus drei Unternehmen und vier Forschungseinrichtungen gemeinsam im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts AQUILA an der Erforschung von neuen Positionssensoren für Maschinen und Geräte. In der Positionssensorik gehören magnetische Maßstäbe in Verbindung mit Magnetfeldsensoren zum Stand der Technik. Sie soll im Verbundprojekt AQUILA weiterentwickelt werden, um höhere Auflösungen zu erzielen. Zugleich soll ein neuartiger Multi-Energy Harvester sicherstellen, dass das Sensorsystem seine Energie aus magnetischen Feldern und Vibrationen bezieht und somit autark arbeiten kann.
Ebenfalls vom BMBF gefördert ist ein als „FreiForm“ bezeichneter Baukasten für den Einsatz intelligenter Funksensorsysteme in Produktionsumgebungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Ziel von FreiForm ist ein modularer Hardware- und Software-Baukasten für formangepasste, miniaturisierte und energieautarke Sensorsysteme, die in Produktionsanlagen und Werkstücken eingesetzt werden können. Damit sollen leicht integrierbare intelligente Funksensorsysteme für die Produktion in beliebiger Form kostengünstig herzustellen sein.
Die Natur als Vorbild
Mit einem Blick in die Schatzkiste der Evolution wollen Forscher am Karlsruher Institut für Technologie die Oberflächentechnik beflügeln. So haben sich im Laufe der Evolution viele Tiere und Pflanzen optimal an ihre Umgebungsbedingungen angepasst. Die faszinierenden Eigenschaften vieler Oberflächen in der Natur werden durch Nano- und Mikrostrukturen hervorgerufen, die erst in den letzten Jahrzehnten charakterisiert und analysiert wurden. Zu den bekanntesten Beispielen gehört der Gecko, der mit Hilfe von Nanohärchen an fast allen Oberflächen haftet und an Wänden und Decken laufen kann. Darüber hinaus verfügt der Gecko auch über einen effizienten Selbstreinigungsmechanismus, der verhindert, dass die Haftung nachlässt. Um Klebebänder nach dem Prinzip des Geckos herstellen zu können, sind diese Selbstreinigungseigenschaften untersucht worden. Ein anderes Beispiel liefert die Wasserpflanze Salvina, die eine äußerst effiziente Reinigung von ölverseuchten Gewässern ermöglicht.
Mit neuen Halbleitertechniken für das Internet der Dinge hatte sich Dr. Gerd Teepe von der Dresdner Globalfoundries Inc. für die Tagung gerüstet: „Das Internet der Dinge ist nicht nur eine treibende Applikation für die Mikroelektronik, sondern markiert auch den Beginn einer neuen industriellen Revolution.“ Ein neues industrielles Zeitalter mit signifikanten Auswirkungen auf allen Ebenen sei greifbar nahe. Die Wucht des Internets werde auch in den traditionellen Industrien des Maschinenbaus, des Automobils, der Energie sowie der Medizin ähnlich umwälzende Wirkungen entfalten, wie sie im Internet schon heute mit Hilfe der sozialen Medien stattfinden. Die in Europa entwickelte Fully-Depleted-SOI-Technik komme für diese Anforderungen genau zur richtigen Zeit, um einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des Internets der Dinge zu leisten. So benötige das Internet der Dinge leistungsfähige, aber zugleich extrem stromsparende Techniken, die von Globalfoundries entwickelt und nunmehr einsatzbereit seien.
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