Preise für innovative Forschungsansätze zur Optimierung des industriellen Arbeitslebens
„In diesem Jahr haben wir außergewöhnliche Ideen gesucht, die das Potenzial haben, einen praktischen Beitrag zur Optimierung des industriellen Arbeitslebens zu leisten. Mit dem Forum Junge Spitzenforschung möchten wir Nachwuchswissenschaftler*innen und ihre kreativen Ansätze unterstützen, die Unternehmen helfen, intelligente, nachhaltige und effiziente Lösungen zu entwickeln“, sagte Dr. Ronald Kriedel, Leitung des Centrums für Entrepreneurship & Transfer (CET) der TU Dortmund und der TU concept GmbH. „Hier steht über den Preis hinaus das CET jungen Forschenden zur Seite – mit dem Grundgedanken, sie auf ihrem Weg zu unterstützen, ihre Ideen in die Anwendung zu bringen.“
Eine Jury aus Wirtschaftsexpert*innen bewertete die eingereichten Ideen von Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen in der Metropolregion Ruhr nach verschiedenen Kriterien wie Praxisrelevanz der Forschung, Innovationsgehalt, wirtschaftliches oder gesellschaftliches Potenzial und Realisierbarkeit. Teil der Jury waren: Dr. Dagmar Dirzus (KROHNE Messtechnik GmbH), Dr. Heinrich Dornbusch (PROvendis GmbH), Wulf-Christan Ehrich (IHK zu Dortmund), Philippa Köhnk (BRYCK), Dr. Rainer Schick (Lachmann & Rink GmbH) und Johannes Velling (Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie NRW). Die Veranstaltung ist Teil des Ruhr Innovation Lab, mit dem die TU Dortmund und die Ruhr-Universität Bochum derzeit in der Exzellenzstrategie gemeinsam antreten. Sie kooperieren dabei eng zu Themen, die dazu beitragen, eine zukunftsfähige und resiliente Gesellschaft zu entwickeln – und dies findet beim Forum Junge Spitzenforschung konkrete Anwendung.
1. Platz: Wertoptimierte Funknetze für die Industrie
In der Industrie werden Prozesse immer digitaler. Autonome Transportfahrzeuge, mobile Robotik oder flexible Produktionssysteme sind auf stabile und leistungsstarke Funkverbindungen angewiesen. Die Planung und der Betrieb industrieller Campusnetze sind besonders in komplexen Produktionsumgebungen technisch anspruchsvoll und häufig wirtschaftlich nicht effizient. Stefan Böcker, Christian Arendt, Melina Geis und Simon Häger präsentierten mit „PANGOLIN Networks“ ihre Forschungsergebnisse auf diese Herausforderung. Als neuartigen Ansatz entwickelten sie ein Konzept für eine integrierte Netzwerkbegleitlösung für industrielle Funknetze, die gleichzeitig leistungsfähig, hochverfügbar, nachhaltig und ressourceneffizient ist. Dafür wurden sie mit dem ersten Platz ausgezeichnet und erhielten ein Preisgeld in Höhe von 12.000 Euro. „Wir freuen uns sehr über die Auszeichnung“, sagte Stefan Böcker. „Es ist toll, dass wir in diesem Rahmen Feedback aus der Wirtschaft für unsere Forschung erhalten und dass das Thema über die Wissenschaft hinaus für die Industrie relevant ist.“ Melina Geis ergänzt: „Wir möchten unsere Idee nun weiter voranreiben und prüfen, ob sich unsere Forschungsergebnisse in eine Ausgründung überführen lassen.“
2. Platz: KI-gestütztes autonomes Funkgerät für die Binnenschifffahrt
Den zweiten Platz erreichte Alexander Puzicha von der Fakultät Informatik der TU Dortmund mit seinem Funkpilot und gewann 10.000 Euro. Die Jury lobte seinen direkten Praxisbezug. Als Segler hat Alexander Puzicha selbst schon oft erlebt, dass Funksprüche verrauscht oder Häfen personell nicht ausreichend besetzt sind. Diesem Problem nahm er sich an und entwickelte ein KI-gestütztes autonomes Funkgerät für die Binnenschifffahrt, das Software Defined Radio, automatische Spracherkennung und semantische KI-Auswertung verbindet, um Funksprüche nicht nur zu empfangen, sondern in digitale Prozesse zu überführen. So können Schiffsanmeldungen, Liegeplatzanfragen, Warnmeldungen und Routinekommunikation automatisiert verarbeitet und in Hafenmanagementsysteme oder zur Steuerung von Schleusen und Brücken integriert werden. Das System ist als stationäre, rechtlich zulässige Hauptfunkstelle ausgelegt und mobil per Smartphone-App nutzbar. Dadurch wird eine 24/7-Erreichbarkeit ohne Personalbindung möglich. Den Prototypen seines Funkgeräts stellte Alexander Puzicha auf dem Forum Junge Spitzenforschung aus. „Mir ist es besonders wichtig, in meiner Forschung einen direkten Praxisbezug zu haben. Dass die Jury das anerkannt hat, freut mich sehr”, erklärt Alexander Puzicha. „Das Preisgeld fließt in meine nächste Prototypen-Version.”
3. Platz: Label-effiziente akustische Prädiktion der Prozessstabilität
Mit dem dritten Platz und 8.000 Euro Preisgeld ehrte die Jury Felix Finkeldey von der Fakultät Informatik der TU Dortmund. Seine Idee beschäftigt sich mit der Herausforderung, dass in der spanenden Fertigung regenerative Schwingungen die Produktivität und Qualität limitieren. Zustände wie Werkzeug- oder Maschinenverschleiß werden in vielen Betrieben noch immer überwiegend über Erfahrungswissen bewertet, was durch Fachkräftemangel und Fluktuation oft verloren geht. Gleichzeitig sind etablierte technische Ansätze zur Prozessüberwachung oft kostenintensiv, schwer nachrüstbar oder mit erheblichem Integrationsaufwand verbunden. Felix Finkeldey hat dagegen ein kostengünstiges, nicht prozessinvasives System auf Basis von Luftschallsignalen entwickelt.
Lösungen für die Schadenserkennung an industriellen Tragwerken, manuelle Montage- und Kommissionierprozesse und privatsphärenschützende KI-Algorithmen
Die drei anderen Finalisten erhielten auf dem vierten Platz jeweils 4.000 Euro für ihre Ideen. Ali Kilicsoy, Nataly Manque, Mauricio Misraji, Cristobal Acevedo (Fakultät Maschinenbau TU Dortmund) präsentierten ihre probabilistische, auf maschinellem Lernen basierende Schadenserkennung, um strukturelle Verschlechterungen an industriellen Tragwerken zu erkennen, die Schwingungen ausgesetzt sind. Julian Rolf, Mario Wolf und Detlef Gerhard (Ruhr-Universität Bochum, Digital Engineering) zeigten mit dem Projekt „AEGIS-ML“ eine automatisierte entwicklungsprozessbegleitende Generierung synthetischer Machine Learning Trainingsdaten für Produkte mit manuellen Montage- und Kommissionierprozessen, die die sonst benötigten hohen Mengen an manuell annotierten Bilddaten nicht braucht. René Glitza und Luca Becker (Ruhr-Universität Bochum, Institut für Kommunikationsakustik) stellten ihr Projekt „PRIMSA“ vor, das privatsphärenschützende KI-Algorithmen für akustische Anomaliedetektion, Condition Monitoring und Emotionserkennung in Fahrzeugen und Industrieanlagen entwickelt, was erstmals den datenschutzkonformen Zugang zu realen Felddaten und unternehmensübergreifendes kollaboratives Lernen ermöglicht.
Von der Idee zum Prototypen
Ende letzten Jahres richtete das CET erstmalig an der TU Dortmund einen Prototypenwettbewerb aus. Bei diesem Wettbewerb wurden zehn Forschungskonzepte ausgezeichnet, die jeweils 5.000 Euro für den Bau eines Prototyps erhielten. Neben Alexander Puzicha stellten drei weitere Wissenschaftler*innen ihre Prototypen beim Forum Junge Spitzenforschung aus: Johannes Otto (Werkstoffprüftechnik) zeigte seine instrumentierte Prüfzelle für Korrosionsermüdung bei erhöhten Temperaturen, Kirsten Hollmann-Schröter (Baukonstruktion) ihre nachhaltige Wohnungsbaukonstruktion, um eine hohe Nutzer*innenakzeptanz zu erreichen und Vasilii Belykh (Experimentelle Physik 2) sein kompaktes ODMR-Spektrometer für Quanteninformationstechnologie. „Der Prototyp ist ein wichtiger Schritt für Forschende in der Weiterentwicklung ihrer theoretischen Idee, denn dadurch entsteht ein erstes greifbares Modell, das getestet und verbessert werden kann“, ordnet Ronald Kriedel ein. „Mit der Integration der Ausstellung in das Forum Junge Spitzenforschung fördern wir die Vernetzung unter den Wissenschaftler*innen.“
