Exzellenzinitiative des Bundes: TU Ilmenau will Sensorsysteme der Zukunft entwickeln

In unserem Alltag finden sich Sensoren bereits heute in den verschiedensten Lebensbereichen. Sensoren wandeln nichtelektrische Größen in elektrische Signale um. Auf der Basis der so gewonnenen Informationen können in technischen Systemen Aktionen ausgelöst werden. Ein Drucksensor zum Beispiel gibt, wenn er gepresst wird, eine Spannung aus. So arbeitet die Tanküberwachung unseres Autos mit einem Drucksensor. Ein Feuchtigkeitssensor wandelt, wenn er nass wird, ebenfalls die nichtelektrische Größe Feuchtigkeit in ein elektrisches Signal um, sodass beispielsweise der Scheibenwischer betätigt wird, sobald Regen auf die Windschutzscheibe des Autos fällt. Im Zeitalter der Digitalisierung und einer globalen Vernetzung wird die Bedeutung von Sensoren in Produktion und Logistik, in den Lebenswissenschaften, im Energiesektor und im Mobilitätsbereich noch erheblich zunehmen. Intelligente Systeme und Maschinen, innovative Anwendungen und eine Vielzahl vollkommen neuer Services werden durch sie überhaupt erst möglich.

Technologien und Methoden zu entwickeln, die solche Sensoren der Zukunft möglich machen, ist Ziel des Exzellenzclusters „Kollaborative Sensorsysteme“ („Engineering of Collaborative Sensing Systems, ECoSS”), für das die Technische Universität Ilmenau einen Vorantrag bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft gestellt hat. Sollte der Antrag im September in der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern unter fast 200 insgesamt eingereichten Anträgen ausgewählt werden, wird die Universität einen Vollantrag stellen und darf auf eine Millionenförderung ab 2019 hoffen. Dann werden 20 interdisziplinär hochqualifizierte Wissenschaftler um den Sprecher des Clusters und Leiter des Fachgebiets Theoretische Elektrotechnik Prof. Hannes Töpfer Sensortechnologien für das Zeitalter der Digitalisierung entwickeln: Physiker werden an Prinzipien für noch empfindlichere Sensoren arbeiten und Werkstoffwissenschaftler werden an maßgeschneiderten Materialien für die geeignete Umsetzung forschen; Experten in biomedizinischer Technik bringen der Natur entlehnte Prinzipien ein, Informations- und Kommunikationswissenschaftler werden zur bestmöglichen Übertragung der Sensorsignale beitragen und Informatiker sorgen für den sicheren Umgang mit den gewonnenen Daten. Unser tägliches Leben wird längst von technologischem Fortschritt unter Einsatz intelligenter Sensorsysteme bestimmt. Die Technologien, die uns umgeben, nehmen mithilfe von Sensoren Signale auf. Die „intelligenten“ Sensoren, die die TU Ilmenau künftig erforschen wird, werden in der Lage sein, aufmerksam zu agieren und flexibel auf Veränderungen zu reagieren, sich mit anderen Sensoren abzustimmen und eigenständig voneinander zu lernen. So werden sie fast menschenähnlich autonom Entscheidungen treffen und Aufgaben verteilen.

Für die Einrichtung des Exzellenzclusters „Kollaborative Sensorsysteme“ kann die TU Ilmenau auf hervorragende Kompetenzen in vier Technologiefeldern zurückgreifen: Physik und Sensortechnik, Werkstoffwissenschaften, Informations- und Kommunikationstechnik sowie Informatik und Datenanalyse. In jedem dieser vier Technologiebereiche wurden in den letzten Jahrzehnten bedeutende Fortschritte erzielt, doch wurden die Forschungsfelder meist jeweils separat betrachtet. Um innovative Anwendungen zu ermöglichen, werden die Ilmenau Wissenschaftler im Exzellenzclusterantrag die Forschungsarbeiten über Disziplingrenzen hinweg betreiben und neue Methoden entwickeln, mit denen mehr als eine Disziplin gleichzeitig behandelt werden kann. In den vier Technologiefeldern arbeiten an der TU Ilmenau bereits heute über 30 Forschergruppen, fünf neue Juniorprofessuren sollen die verschiedenen Forschungsfelder zusammenführen. Bis zu zwölf weitere Mitarbeiter und ein Graduiertenkolleg, das Spitzenforschung beisteuern wird, sind ebenso eingeplant. Gleichzeitig kann die Universität auf ein großes Netz externer Forschungs- und Entwicklungspartner zurückgreifen: Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus Wirtschaft und Industrie.

Die Exzellenzstrategie von Bund und Ländern:

Bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft gingen bis zum Antragsschluss insgesamt 195 Anträge für Exzellenzcluster ein, an der Vorrunde beteiligten sich 63 Universitäten mit einem oder mehreren Anträgen. Die Anträge kommen zu je einem Viertel aus den Ingenieurwissenschaften – so auch der Antrag der TU Ilmenau –, den Naturwissenschaften, den Geistes- und Sozialwissenschaften und den Lebenswissenschaften. Bis Ende September 2017 entscheidet ein Expertengremium aus 39 unabhängigen Wissenschaftlern nun darüber, welche Anträge weiter ausgearbeitet werden sollen und dann in die Endauswahl kommen. Ein Jahr später, im September 2018, fällt für diese Anträge die Entscheidung, welche 45 bis 50 Exzellenzcluster ab Januar 2019 vom Bund mit insgesamt 385 Millionen Euro gefördert werden.