Trend-NEWS

Hier erfahren Sie, welche technologischen Zukunftstrends Einfluss auf den Wettbewerb nehmen und diesen grundlegend verändern können. Durch die zunehmenden Abhängigkeiten unterschiedlicher technologischer Entwicklungen kann auch Ihre Branche davon beeinflusst sein. Unser Newsletter informiert Sie über neue Trends und Entwicklungen, die aktuell in Grundlagen- und angewandter Forschung vorbereitet werden oder kurz vor der Marktreife stehen. Verschaffen Sie sich einen Informationsvorsprung und melden sich jetzt unten an!

Einige unserer Themen

 

Nanokohlenstoff-Tinten

Was haben 30.000 Jahre alte Höhlenmalereien der ersten Menschen und heutige gedruckte Elektronik gemeinsam? Die Antwort lautet, zumindest wenn man spezielle gedruckte Elektronik betrachtet, Pigmente auf Basis von Kohlenstoff. 

 

Additiv gefertigte Batterien

Die industrielle additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, hat sich in den letzten zehn Jahren in vielen Bereichen etabliert. Ein Grund dafür ist, dass die heutigen Additive Fertigungstechnologien die Herstellung besonders komplexer Geometrien ermöglichen.

 

Model Predictive Control

Die Model Predictive Control wird aktuell insbesondere für die Bereiche Energie und Mobilität in der Forschung vorangetrieben. Hierbei sind unter anderem aktuelle Dekarbonisierungsbestrebungen ein wichtiger Faktor, die beispielsweise die Elektrifizierung und damit die Nachfrage nach hocheffizienten elektrischen Komponenten weiter antreibt. 

 

Spezialhardware für künstliche Intelligenz

Unter Spezialhardware für künstliche Intelligenz wird Computerhardware verstanden, die speziell für die Nutzung von KI-Anwendungen entworfen wurde. Im Vergleich zu herkömmlicher Computerhardware kann derartige Spezialhardware nicht nur die Ausführung von KI-Verfahren beschleunigen, sondern sie ermöglicht auch kompaktere und energieeffizientere Systeme. 

 

Das Projekt KSaRo (KleinSatellitenRoadmap)

Ein wichtiger Teil der in den letzten Jahren aufgekommenen Sparte New Space ist der vermehrte Einsatz von leichten (unter 500 kg) und damit verhältnismäßig kostengünstigen „Kleinsatelliten“. Im Rahmen des Projekts KSaRo erarbeitet Fraunhofer eine Roadmap für Kleinsatellitentechnologien in Deutschland.

 

Hybridluftschiffe – innovative Perspektive für den Cargo Transport?

Hybride Luftschiffe kombinieren die Vorteile beider Luftfahrzeugtypen. Die Fortschritte der letzten Jahrzehnte, wie beispielsweise in der Triebwerksentwicklung für Luftfahrzeuge oder bei Materialien, werden genutzt und miteinander kombiniert.

 

Mikrooptiken

Mikrooptiken sind miniaturisierte (Glas-)Optiken in Millimeter-Größe und somit ein wesentlicher Bestandteil vieler Produkte – wann immer Licht geformt, fokussiert, kollimiert oder ausgerichtet werden muss.

 

Biobots

Biobots bezeichtnet man im Allgemeinen als Roboter unterschiedlichster Größenordnung, die zu einem gewissen Teil biologischer Natur sind und damit die vorteilhaften Eigenschaften mechanischer Komponenten mit den Vorzügen biologischer Systeme kombinieren und dadurch ganz neue Anwendungsmöglichkeiten erschließen.

 

Architectured Materials

Architectured Materials verknüpfen Materialien mit architektonischen Eigenschaften und eröffnen dadurch eine neue Materialklasse.

 

Quantenradar

Unter einem Quantenradar versteht man das Konzept eines radarähnlichen Detektionssystems im Mikrowellenbereich, bei welchem sender- und empfängerseitig Eigenschaften der Quantenphysik eingesetzt werden, um die grundsätzlichen Leistungsgrenzen von herkömmlichen Radarsystemen zu überwinden. 

 

Kalorische Kühlung

Die kalorische Kühlung gehört zu den festkörperbasierten Kühlverfahren und wird durch kalorische Materialeffekte erzeugt, die abhängig vom äußeren Einfluss entsprechend in die magneto-, elektro- und elastokalorische Kühlung unterteilt werden. 

 

Lebenslanges maschinelles Lernen

Das Ziel von lebenslangem maschinellen Lernen ist es, eine Künstliche Intelligenz zu erschaffen, die kontinuierlich lernt. Dadurch häuft sie Wissen aus der Vergangenheit an, um dieses später zur Problemlösung und zum weiteren Lernen zu nutzen. 

 

Femto-Satelliten

Im Hinblick auf die Kostenreduzierung von Raketenstarts werden Satelliten zunehmend kleiner. Eine Entwicklungsrichtung in der Raumfahrt zielt dabei auf die immer stärkere Einführung von ultrakleinen Satelliten im Miniaturmaßstab ab.

 

Indoor Photovoltaik

Was mit Lagerfeuern und Kerzen begann, wurde mit Glühbirnen und LEDs bis in die heutige Zeit fortgeführt – die Beleuchtung von Innenräumen.  Mit den heutigen Leuchtmitteln werden Innenräume häufig in der Gänze ausgeleuchtet und sind teilweise sogar 24 Stunden am Tag mit Licht versorgt.

 

Biomimetische UAVs

In den letzten Jahren ist das Angebot an unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs, Unmanned Aerial Vehicles) stark angestiegen, das Anwendungsgebiet für solche Systeme ist breit.

 

Bioinspirierte Oberflächen

Die Erforschung und Entwicklung bioinspirierter Oberflächen und Beschichtungen ist ein etabliertes Forschungsfeld, welches je nach Teilthemengebiet von der Grundlagenforschung bis hin zum Einsatz von marktfähigen Produkten reicht. 

 

Bioinspirierte Sensoren

Neben der Nachahmung von spezifischen Oberflächen oder Mechanismen sind auch hervorragend ausgeprägte sensorische Fähigkeiten von Tieren oft ein Vorbild für technische Nachbildungen.

 

Human-Computer Integration

Jüngste Entwicklungsansätze im Forschungsfeld Mensch-Computer-Interaktion betrachten Mensch und Computer nicht länger als zwei getrennte Einheiten, sondern als eine integrierte, ganzheitlich zu betrachtende bzw. symbiotische Partnerschaft. 

 

Transiente Elektronik

Transiente Elektronik könnte Abhilfe dabei schaffen, die enorme Zunahme an elektronischen Geräten und damit eine starke Zunahme an Elektronikabfall zu vermeiden, da sich transiente elektronische Schaltkreise und Komponenten am Ende ihrer geplanten Nutzungszeit zersetzen bzw. auflösen oder gezielt im Körper oder in der Umwelt abgebaut werden. 

 

Multi-Stakeholder Dialoge für das Waldbrand-Risikomanagement

Das Fraunhofer INT hat im Rahmen des Europäischen Green Deal das Projekt Firelogue eingeworben. Firelogue setzt sich zum Ziel, die Maßnahmen, die in verschiedenen Forschungs-Großprojekten erarbeitet werden, über die verschiedenen Interessengruppen und Phasen des Waldbrandrisikomanagements hinweg zu integrieren.

 

Elektrische Raumfahrtantriebe

Das klassische Beispiel für Hauptraumfahrtantriebe ist der chemische Antrieb, bei dem durch Verbrennung fester oder flüssiger Treibstoffe ein explosionsartiger Ausstoß der Materie erfolgt und dabei ein großer Schub entsteht. Elektrische Triebwerke besitzen jedoch die größten Ausströmgeschwindigkeiten und sind deshalb ideal als Sekundärtriebwerk für Steuermanöver im Weltraum geeignet.

 

Textiles Energy Harvesting

Die Fülle an neuartigen elektronischen Geräten zieht einen hohen Energiebedarf nach sich. Gleichzeitig erweist sich eine Energieversorgung mit klassischen Batterien häufig als unpraktisch. 

 

Robotik auf Baustellen

In der deutschen Bauwirtschaft kann heute noch nicht von einer flächendeckenden Implementierung robotischer Technologien gesprochen werden. Während in der Vorfertigung robotische Systeme bereits standardmäßig eingesetzt werden, bedarf ihre Implementierung auf Baustellen weiter intensiven Forschungsbemühungen. 

 

Living Materials

Living Materials stellen einen neuen Ansatz in der Materialsynthese dar, in dem lebende Zellen als aktive Komponenten verwendet werden, um nicht lebender Materie lebensähnliche Fähigkeiten zu verleihen, z. B. die Fähigkeit sich zu vermehren, zur Selbstheilung oder zur Anpassung an Umweltreize. 

 

2D-Magnete

Ein antiker Kompass und ein hochmoderner Synchrotron-Teilchenbeschleuniger haben mindestens eine Sache gemein – Magnete. Während bei Teilchenbeschleunigern riesige Magnete benötigt werden und bei einem Kompass ein eher handlicher, ist die moderne Elektronik auf kleinste Magnete angewiesen. Ein klassisches Beispiel hierfür sind die typischen magnetischen Festplattenspeicher in Computern. 

 

Neuigkeiten vom Mars

Der Mars ist zwar nur halb so groß wie die Erde, und damit nach Merkur der zweitkleinste Planet im Sonnensystem, zieht aber sowohl Astronom*innen als auch Raumfahrer*innen in seinen Bann. Ist er doch der Planet, der bisher am häufigsten von Raumfahrzeugen besucht worden ist. Etwa 50 unbemannte Raumsonden wurden bisher schon zur Marserkundung entsandt, von denen aber nur etwa die Hälfte unbeschadet ihre Aufgaben erledigen konnten.

 

Anwendungsthema Technologieradar

Das in diesem Beitrag vorgestellte Technologieradar kann als Instrument der strategischen Vorausschau („Strategic Foresight“) aufgefasst werden, um Veränderungen im Unternehmensumfeld zu registrieren und zu verarbeiten. 

 

Explainable Artificial Intelligence

 Im Rahmen von Explainable Artificial Intelligence beschäftigt man sich damit, die Ergebnisse von KI-Systemen in einer für Menschen verständlichen Form zu erklären. Diese Fähigkeit ist eine wichtige Voraussetzung, um das Vertrauen von Benutzer*innen in das KI-System zu steigern.

 

Funktionale Polymerbeschichtungen

In Deutschland werden für 2019 die Kosten, die allein durch Korrosion (Reaktion von Werkstoffen mit ihrer Umgebung) verursacht wurden, auf über 100 Milliarden Euro geschätzt. Daher sucht man Möglichkeiten, solchen und ähnlich gelagerten Problemen zu begegnen ‒ unter anderem mit funktionalen Polymerbeschichtungen. 

 

Predictive Maintenance

Bedingt durch einen notwendigen Eingriff in die Anlage oder Maschine zur Instandsetzung von Komponenten sind Stillstandzeiten grundsätzlich nicht vermeidbar, die sich in Kosten bemerkbar machen. Zur Vermeidung solcher unerwünschten Kosten ist daher die vorausschauende Instandhaltung, bekannt als Predictive Maintenance, ein Strategiewechsel mit sehr hohem Potenzial.  

 

Green Building Materials

Weltweit wird an der schrittweisen Weiterentwicklung von traditionellen Baumaterialien und -methoden geforscht. Dabei liegt das besondere Augenmerk auf der Entwicklung (multifunktionaler) Materialien, neuen Materialkombinationen sowie deren Eigenschaften und dem Einsatz radikal innovativer Baumaterialien und -methoden mit völlig neuen Fähigkeiten. 

 

Natural Language Processing

Natural Language Processing ist einer Unterkategorie der künstlichen Intelligenz mit der Fähigkeit natürliche Sprache maschinell zu erkennen und zu verarbeiten.

 

Digitale Technologien für den Gesundheitsbereich

Im Gesundheitsbereich werden zunehmend digitale Technologien genutzt, die insbesondere in der Pandemiesituation hilfreich sind.

 

Gradientenwerkstoffe

Gradientenwerkstoffe weisen eine Variation an unterschiedlichen Materialeigenschaften auf. Dadurch erfüllen sie Materialanforderungen, die ein Werkstoff alleine ansonsten nicht abdecken kann.

 

Adversarial Machine Learning

Adversarial Machine Learning beschäftigt sich mit dem Auffinden von potenziellen Sicherheitslücken in Verfahren des maschinellen Lernens und mit der Entwicklung von geeigneten Gegenmaßnahmen diesbezüglich. 

 

Künstliche Muskeln

Künstliche Muskeln sind technische Bauelemente, die maschinelle Steuersignale in mechanische Bewegungen umsetzen und dabei die Eigenschaften von natürlichen Muskeln imitieren.

 

Biobrennstoffzellen - Energy Harvesting aus natürlichen Substraten

Biobrennstoffzellen können die chemische Energie eines vor Ort ohnehin vorhandenen natürlichen Substrats in direkt nutzbare elektrische Energie umwandeln und sind nicht auf die Zufuhr externer „Brennstoffe“ angewiesen. 

 

Direkte solare Wasserstofferzeugung

In der letzten Zeit lässt sich eine zunehmende Forschungsaktivität im Bereich von direkten Methoden der solaren Wasserstofferzeugung beobachten.

 

Augmented Sensing

Das Thema Augmented Sensing beschäftigt sich mit einer Wiederherstellung verloren gegangener Sinne, einer Verbesserung dieser, oder auch um eine Erweiterung des menschlichen Sinnesrepertoires.

 

Bio-Additive für nachhaltige Kunststoffe

Das Interesse an bio-basierten Zuschlagstoffen nimmt beständig zu.

 

Denken mit Zukünften

Angesichts der sich rasant ändernden, unsicheren und hoch komplexen Wirklichkeit ist es heute mehr denn je notwendig, Entscheidungen vorausschauend zu reflektieren und zukunftsfähig auszurichten. Die Szenariomethode ist ein seit Jahren bewährtes und sich immer noch großer Beliebtheit erfreuendes Werkzeug der strategischen Vorausschau.

 

Künstliche Photosynthese

Seit mehr als 50 Jahren versuchen Wissenschaftler die Photosynthese künstlich nachzubilden. Mehr zum aktuellen Forschungsstand und wie der Prozess genau abläuft:

 

Lidar-on-a-Chip

Lidar wird in vielen Bereichen, unter anderem in der Robotik und beim autonomen Fahren, zur räumlichen Erfassung genutzt. Mittels Lidar-on-a-Chip funktioniert dies ohne mechanische Strahlschwenkung.

 

DNA-Datenspeicher

Es hat in letzter Zeit bemerkenswerte Entwicklungsfortschritte bei der Realisierung von technischen Datenspeichern auf Basis der Desoxyribonukleinsäure (DNS bzw. englisch DNA), die in allen Lebewesen der Träger der Erbinformationen ist, gegeben. 

 

Ocean Clean-Up

The Ocean Clean-Up ist eines der bekanntesten Beispiele für Meeressäuberungsprojekte.

 

Metalinsen

Metalinsen sind neuartige optische Bauteile, die Licht nicht wie herkömmliche Linsen fokussieren, sondern auf nanostrukturierten Oberflächen beruhen. Dadurch können sie bis zu 1000-mal flacher ausfallen und zukünftig bisher unerreicht kompakte, leichte und kostengünstige optische Systeme ermöglichen.

 

Blockchain Reallabor im Rheinischen Revier

In diesem Projekt sollen mit speziellem Fokus auf Nordrhein-Westfalen und insbesondere die im Rheinischen Revier vertretenen Branchen funktionierende und praxisrelevante Anwendungsbeispiele als Nachweis des Potenzials der Blockchain-Technologie erarbeitet werden. 

 

4D Druck angepasst

Was unterscheidet eigentlich den 3D-Druck vom 4D-Druck? Die vierte Dimension des 4D-Drucks ist eine Transformation, die fertig gedruckte Gegenstände auch noch nach dem eigentlichen Druckvorgang erfahren.

 

Capacity Crunch: Wird das World Wide Web zum World Wide Wait?

Capacity Crunch beschreibt ein Szenario, in dem der Bedarf an Übertragungskapazität das Angebot übersteigt. Technologische Fortschritte haben dafür gesorgt, dass die Kapazitätsreserven der Seekabelverbindungen zum Anfang des neuen Jahrtausends geradezu explosionsartig angewachsen sind.

 

Polymerwerkstoffe für Batterietechnologien

Polymermaterialien können einerseits zur Optimierung der Batteriekennwerte genutzt werden, andererseits könnten sie aber auch neue Batterietypen ermöglichen.

 

Bioinspirierte Unterwasserklebstoffe

Bioinspirierte Unterwasserklebstoffe ermöglichen nicht nur das Kleben unter Wasser, auch in der Medizin finden sie Anwendung. 

 

5G

Unter dem Begriff 5G (kurz für „5th Generation Mobile Communications“) wird eine Familie von Technologien zusammengefasst, die als evolutionäre Entwicklung existierender Mobilfunktechnologien zu verstehen sind.

 

IoT from Space

IoT from Space beschreibt die Nutzung von weltraum-basierten Internettechnologien und Infrastrukturen als Kommunikationsplattform.

 

Covalent Organic Frameworks

Poröse kristalline Materialien könnten in Zukunft an vielen Stellen unseres Alltags mit großer Wirkung Einzug finden.

 

KATI Projektbericht

Woher kommen eigentlich all die Themen und Informationen, die das Fraunhofer INT regelmäßig in diesem Newsletter präsentiert? 

 

Ionische Flüssigkeiten

Ionischen Flüssigkeiten und Flüssigsalzen eröffnen neue effiziente Möglichkeiten zur Speicherung und zum Transport von Energie. Aber auch in anderen Bereichen zeigen sie großes Potential. 

 

Hocheffiziente Solarzellen

Hocheffiziente Solarzellen besitzen einen Wirkungsgrad von 28% oder mehr. Welche verschiedenen Typen es gibt und wie diese funktionieren, gibt es hier:

 

Superamphiphobe Oberflächen

Superamphiphobe Oberflächen sind sowohl wasser- als auch ölabweisend. Sie bilden die Grundlage für selbstreinigende Oberflächen und viele weitere Anwendungsfelder.

 

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge

Roboterfische sollen zukünftig unbemannte Unterwasserfahrzeuge für Erkundungen von unerforschten Meeresgebieten effizienter machen.

 

Soft Robots

Roboter, welche teilweise oder vollständig aus flexiblem Material bestehen sollen die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine revolutionieren.

 

Elektrochrome Energiespeicher

Elektrochrome Bauteile können bei Belieben die Farbe wechseln. Aktuell wird zunehmend erforscht, ob sich diese Technologien zusätzlich als Energiespeicher nutzen lassen.

 

Bioprinting

In Deutschland ist die Warteliste für Spenderorgane lang – Bioprinting kann künftig eine Lösung sein.

 

Atmospheric Water Generation

Atmospheric Water Generation – Diese Technologien können der Wasserknappheit in der Welt entgegenwirken.

 

Maschinelles Lernen

Wo fängt maschinelles Lernen an? Wo liegen die Grenzen? Und was bedeutet das für Unternehmen? – Fraunhofer INT analysiert.

 

Triboelektrische Nanogeneratoren

Der Akku ist leer, und keine Steckdose ist in Sicht? Zukünftig kann Energie problemlos beim Laufen erzeugt werden.

 

Brain-Computer-Interfaces

Brain-Computer-Interfaces ermöglichen eine direkte Informationsübertragung zwischen einem organischen Gehirn und einem technischen Schaltkreis. Durch das Auslesen von Gedanken bzw. mentalen Befehlen können sie als neurotechnologische Eingabesysteme eine sprach- und bewegungsunabhängige Maschinensteuerung vermitteln. 

 

Biokunststoffe

Erste Werkstoffe aus Polymeren natürlichen Ursprungs wie Celluloid oder Casein wurden bereits vor ca. 150 Jahren als Ersatz für kostbare natürliche Materialien wie beispielsweise Elfenbein, Perlmutt oder Horn hergestellt. 

 

Industrie 4.0

Unter dem in Deutschland geprägten Begriff Industrie 4.0 (I 4.0) versteht man jenen Teil des für die Zukunft erwarteten „Internet of Everything“, der sich im Kern mit einer durchgängigen Datenvernetzung von Produktion/Fertigung und Logistik befasst und langfristig zu einer Informatisierung der gesamten Wertschöpfungskette führen soll. 

 

Genome Editing

Genome Editing beschäftigt sich mit der gezielten Veränderung von Erbinformationen. Dieses Verfahren ist gerade dabei, die Forschung zu revolutionieren, vor allem in der Medizin und in der Pflanzen- oder Tierzucht.

 

Smart Home

Im Bereich des häuslichen Wohnens ist ein zunehmender Trend zur Automatisierung von Funktionalitäten und zur internen und externen Vernetzung festzustellen. Diese werden inzwischen unter dem Begriff Smart Home subsumiert, und immer mehr diesbezügliche Technologien werden praktisch einsetzbar.

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