Nach pandemiebedingter Abstinenz feierte die microTEC Südwest Clusterkonferenz vom ١٨. bis ١٩. Mai eine gelungene Rückkehr ins Konzerthaus Freiburg. Der Zuspruch in der Ausstellung war enorm – sie war mit mehr als 20 Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Universitäten und Projekten ausgebucht. Und rund 180 Teilnehmende an beiden Tagen fanden den Weg ins Konzerthaus, um sich über aktuelle Trends und Technologien im breiten Themenspektrum der Mikrosystemtechnik zu informieren.
Hochkarätige Gäste aus Politik und Wissenschaft
Am ersten Konferenztag schloss sich an die Begrüßung durch den Vorstandsvorsitzenden von microTEC Südwest, Prof. Dr. Peter Post, ein Grußwort der Rektorin der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Prof. Dr. Kerstin Krieglstein, an. Sie verwies auf die langjährige, intensive Zusammenarbeit, die sich durch das große persönliche Engagement der Universität im Vorstand und in den Fachgruppen von microTEC Südwest manifestiert hat. Die Universität profitiert ihrer Ansicht nach durch die Kontakte in die Industrie, die gemeinsamen Projekte sowie im Bereich Start-ups.
Die Bedeutung der Mikrosystemtechnik als Schlüsseltechnologie wurde durch die Grußworte der parlamentarischen Staatssekretärin Dr. Franziska Brantner aus dem Bundeswirtschaftsministerium sowie von Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut, Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg unterstrichen. Mit den Worten Wir setzen auf Sie! unterstrich die Ministerin gleichzeitig die Rolle von microTEC Südwest im Prozess der Transformation.
Industrie 4.0-bezogene Themen hoch im Kurs
Die Vortragsblöcke Sensorik in der Praxis und Internet der Dingeadressierten konkrete Anwendungen im Umfeld von Industrie 4.0. Ergänzt wurden diese durch die Themen Maschinelles Lernen und Digitale Anwendungen in der Praxis. Hahn-Schickard stellte STAG (Sensor Technology Adapter Gateway) vor, ein modulares Open Source-Kommunikationsgateway. STAG vereinfacht die Integration von Sensoren in IT-Systemen. Ebenfalls vielversprechende Entwicklungen des CiS Forschungsinstituts für Mikrosensorik und des Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS im Sensorikbereich wurden vorgestellt. Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens und der Nutzung von künstlicher Intelligenz wurden in den Vorträgen der Firma ScaDS.AI (Center for Scalable Data Analytics and Artificial Intelligence, Dresden/Leipzig), der Robert Bosch GmbH und der CuriX AG thematisiert.
Die jeweiligen Referenten berichteten über Verbesserungen bei Prozessüberwachungen, Entwicklungen zur automatischen Kofferraumöffnung bei Automobilen durch akustische Befehle und schilderten, dass durch Simulation von cyber-physischen Bedrohungen die Sicherheit in kritischen Infrastrukturen verbessert werden kann. Die Software AG zeigte die Potentiale und Verbesserungsmöglichkeiten von holistischen Machine-Learning-Methoden auf. Bürkert Fluid informierte über Fortschritte von Ventilschaltungen durch Machine Learning und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE über die Verbesserung und Reduktion von Wärmeverlusten bei Fernwärmeübergabestationen durch IoT- beziehungsweise KI-basierte Lösungen. Das Projekt von Arnold IT Systems über die Kombination von 3D-Kameras und KI veranschaulichte den Einsatz von flexiblen Individualrobotern in der Produktion. Jens Juhl vom Forschungszentrums Informatik FZI informierte in seinem Vortrag über das Projekt IDial und gab einen Ausblick in die Zukunft der Pflegedokumentation. Das Projekt ist momentan noch im Anfangsstadium der Datenerhebung zur vielversprechenden Verbesserung und Fehlerminimierung durch den Einsatz von Augmented-Reality-Brillen bei der Pillenvergabe. Infrafon stellte das Smart Badge NFC SmartCard zur Erhöhung der Arbeitseffizienz im Team am Beispiel Krankenhaus vor.
Mikrosystemtechnik für Lebenswissenschaften und Medizintechnik
Einen weiteren Schwerpunkt bildeten die Vortragsblöcke Life Sciences I und II, Mikroelektronik in der Medizintechnik und Point of Care, welche die neuesten Entwicklungen rund um die Medizintechnik und biologische Anwendungen aufzeigten. Ein Demonstrator zur Überprüfung der Atmung von Frühgeborenen, basierend auf dem Projekt FLEXMAX und präsentiert vom IMS CHIPS zeigten, wie flexible hybride Systeme Lösungen für medizinische Anwendungen ermöglichen. Der Beitrag von Prof. Alexander Nesterov-Müller vom Karlsruher Institut für Technologie KIT zum Screening für selektive Fängermoleküle für Antikörper, Proteine und RNA mithilfe von ultrahochdichten Peptidarrays erlaubte einen Einblick in den Ursprung des Lebens dank neuartiger Verfahren DNA zu bilden. Johannes Dornhof erläuterte, wie mit einem am Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK aufgebauten funktionalen Demonstrator eines Organ-on-Chip, passende Chemotherapeutika bei einem Krebspatienten zu finden sind und so ein Beitrag für die personalisierte Medizin geleistet werden kann. Nachgewiesen wurde dies am Beispiel von 3D-Brustkrebsstammzellkulturen. In das Organ-on-Chip-System sind Mikrosensoren integriert, die es erlauben, den Sauerstoffgehalt in den Mikrokanälen nachzuweisen. Sind die Krebszellen aktiv, fällt der Sauerstoffgehalt drastisch, da die Krebszellen den Sauerstoff benötigen. Bei Gabe passender Chemotherapeutika steigt der Sauerstoffgehalt wieder an, da die Krebszellen absterben.
Trends und Technologien
Welche neuen Fertigungstechnologien und Charakterisierungsmöglichkeiten derzeit im Trend liegen, wurde in den Blöcken Produktionsverfahren, MEMS, Technologien für Mikrosystemtechnik sowie Kalibrierung und Prüfverfahren diskutiert. Vorgestellt wurden sehr unterschiedliche Konzepte alternativer Fertigungsverfahren. Mittels additiver Verfahren werden an der Hochschule Furtwangen am Beispiel eines multifunktionalen Endoskopaufsatzes erste Produktkonzepte für die Evaluation durch den Kunden gefertigt oder zum Maskieren mit Gelierzucker als biokompatiblem, temperaturbeständigem Material bei der Herstellung von Kontaktlinsenelektroden genutzt. Maskenlose Verfahren basierend auf den Technologien von Heidelberg Instruments Mikrotechnik finden Verwendung zur Produktion von Mikrolinsen oder diffraktiven optischen Elementen. Neuartige Prinzipien wie die Zwei-Photonen-Absorption aus der Gasphase für das Laserdirektschreiben von metallischen Nanostrukturen des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM wurden vorgestellt, ebenso das PowderMEMS-Mikrofertigungsverfahren vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT.
Fachkräfte als Schlüssel für Innovationen
Firmen und Forschungseinrichtungen sowie Hochschulen benötigen dringend Fachkräfte. Die microTEC Südwest Initiative Young Talents meet Industry im Rahmen der Konferenz richtete sich an alle jungen Talente, die sich für Perspektiven in der Mikrosystemtechnik interessieren. Die Nachfrage nach den jungen Fachkräften war groß und das Jobboard mit Stellenangeboten von Unternehmen riesig. Die vielen Ausschreibungen und die ausgestellte und demonstrierte Erfindung des letztjährigen COSIMA-Preisträger-Teams upGRADe zogen viele Teilnehmende an den Stand. Wie auch in den Vorjahren wurde die Initiative Young Talents meet Industry von der SICK AG als Sponsor großartig unterstützt.
Aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert, steht das InnoVET-Projekt BM = x3 für attraktive berufliche Bildung in Mikro- und Nanotechnologie durch exzellente Berufe, exzellente Lernorte und exzellente Kooperationen. Am Stand des Innovet-Projekts BM = x3 konnten sich Interessierte nicht nur zum Fortschritt des Projekts und der neu gegründeten Microtec Academy informieren, sondern auch die Vorteile des virtuellen Technologielabors des Projektpartners Hochschule Kaiserslautern vor Ort erleben. Das virtuelle Technologielabor ermöglicht Lernenden den digitalen Umgang mit den hochkomplexen Maschinen und Anwendungen, bevor sie direkt an den echten Geräten im Reinraum arbeiten.
In der Session Fach- und Führungskräfte (k)ein Problem? präsentierten Dr. Jana Schwarze vom Fachverband für Mikrotechnik IVAM und mehrere Projektpartner des InnoVET-
Projekts BM = x3 innovative und flexible Ansätze, wie dem Fachkräftemangel begegnet werden kann. In der sich anschließenden Diskussion mit den Teilnehmenden zeigte sich, dass im Projekt reale Herausforderungen mit zielführenden Angeboten angegangen werden. Ich würde meine Fachkräfte zu den Modulen freistellen, betonte einer der Teilnehmenden. microTEC Südwest plant, ab Herbst einen Erfahrungsaustausch durchzuführen.
Ausblick in die nahe und ferne Zukunft
Die Ansätze von Prof. Dr. Rainer Grießhammer, Honorarprofessor für Nachhaltige Produkte der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, zum Thema Transformation zur Nachhaltigkeit – Der Beitrag von Unternehmen motivierten die Teilnehmenden, sich mit Nachhaltigkeitsanalysen für ihre Organisationen zu befassen und diese als Kür zur Produktentwicklung zu verstehen. Er verwies auf mehrere Konzepte, die dafür Orientierung und Anregung bieten.
Als eingeladener Redner nahm Prof. Dr. Metin Sitti, Direktor und wissenschaftliches Mitglied am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart, die Teilnehmenden mit auf eine Reise in die Zukunft. Seine Ausführungen adressierten zellgroße medizinische Mikroroboter im Körper, die perspektivisch Medikamente, gekoppelt an Mikroroboter, über die Blutgefäße an den Behandlungsort, beispielsweise im Gehirn, transportieren. Sitti stellte unterschiedliche Antriebskonzepte für die Mikroroboter vor. Ausgenutzt werden Phänomene wie chemische Gradienten, zellbasierte, magnetische oder akustische Antriebskonzepte oder die Induktion durch Licht. Dabei muss die Biokompatibilität sichergestellt sein. Bevor diese Systeme Eingang in den Körper finden, werden nun erste Tests in lebenden Kleintieren durchgeführt, um die bisherigen Ergebnisse in in vitro und ex vivo zu bestätigen.
Am Stand des InnoVET-Projekts BM = x3 wurde über die entwickelten Lernmodule und das virtuelle Technologielabor VTL informiert (Bild: microTEC Südwest e.V.)
Ausstellung ist ausgebucht
Auf große Resonanz stieß die begleitende Ausstellung der microTEC Südwest Clusterkonferenz. Mit über 20 Ausstellern war diese komplett ausgebucht. Die ausstellenden Organisationen aus Industrie und Wissenschaft zeigten ein breites Spektrum: Neben Hochschulen und Multiplikatoren waren vom Komponentenanbieter über Systemanbieter und den Spezialmaschinenbau, Technologiedienstleister bis hin zur Messtechnik ganz unterschiedliche Bereiche vertreten. Amandus Bieber, Marketingleiter von microTEC Südwest, zeigte sich mit der Ausstellung zufrieden: Der überwältigende Andrang an Ausstellern habe die Ausstellung zu einem ganz besonderen Ort des Netzwerkens gemacht. Man spürt, wie die Unternehmen und Institutionen nach Jahren der Pandemie wieder auf Präsenz setzen.
Die nächste microTEC Südwest Clusterkonferenz wird am 15. und 16. Mai 2023, wieder im Konzerthaus Freiburg, stattfinden.
- www.microtec-suedwest.de
Text zum Titelbild: Das letztjährige COSIMA-Preisträger-Team upGRADe stellte auf dem Young Talents meet Industry-Stand ihre Entwicklung aus (Bild: microTEC Südwest e.V.)
