Informationen zum Forschungspreis 2023
Nominierungen für den Forschungspreis 2023
SEWIA - Selective Electro-physical Weeding in Agriculture
Prof. Stephan Kallweit und Team
Im Projekt SEWIA wird Maschinelles Lernen (ML) – eine Methode aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz - angewendet, um Nutzpflanzen von Unkraut zu unterscheiden und zu lokalisieren. Dadurch kann die Nutzpflanze mit den Applikatoren für die Unkrautbeseitigung zuverlässig, auch unter wechselnden Umgebungsbedingungen, umfahren werden. Dies ermöglicht eine inter- und intrareihige Unkrautregulierung. Diese Technologie kann ebenfalls zur gezielten Applikation von Dünger oder zur Wasserversorgung eingesetzt werden, um Resourcen zu schonen.
Im Rahmen des Projektes wurde die Präzision der ML-Algorithmen mithilfe multispektraler Bildverarbeitung gesteigert und ermöglicht als Nebeneffekt eine einfache Einschätzung des gesundheitlichen Zustands der Nutzpflanzen durch Bildung des „Normalized Difference Vegetation Index“ (NDVI). Der geringe Absorptionskoeffizient im Nahinfrarotbereich organischer Materialien erhöht die Sichtbarkeit der Pflanzen und ermöglicht eine deutliche Abgrenzung zum Hintergrund. Klassifizierungsalgorithmen auf Basis von Deep-Convolutional-Neural-Networks (DCNN) unterscheiden zwischen Nutzpflanze und Unkraut.
LaVa - Laserstrahlschweißen im Vakuum als ein wichtiger Enabler für die Energiewende
Prof. Dr. Markus Schleser
Die Energiewende ist eine der zentralen globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Um die ökologischen, gesellschaftlichen und gesundheitlichen Probleme, die durch die konventionelle Energiewirtschaft verursacht werden, zu minimieren, wird derzeit der Ausbau von Solarenergie, Windkraft, Elektromobilität u. Wasserstofftechnologien stark vorangetrieben. Die Umsetzung aktuell im Labor erarbeiteter innovativer Lösungen, scheitert häufig an unzureichend vorhandenen robusten, skalierbaren Produktionsprozessen. Ein wesentlicher Schlüssel, um aktuelle Innovationen marktfähig zu machen, besteht daher in der Bereitstellung energieeffizienter, industrietauglicher Fertigungsverfahren, bei denen Ökonomie und Ökologie nicht im Widerspruch stehen dürfen.
Genau hierfür wird an der FH Aachen der innovative Prozess Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) seit 2016 konsequent bis zur Industriereife entwickelt. Die aktuellen Forschungsarbeiten sind auf das Thema Nachhaltigkeit ausgerichtet und qualifizieren den Prozess für Anwendungen im Bereich der Windkraft, der Elektromobilität und der Brennstoffzelle (Schweißen von Bipolarplatten, hier derzeit Geheimhaltung).
Mit der entwickelten LaVa-Technologie werden Qualität und Produktivität beim Laserstrahlschweißen signifikant gesteigert. Gleichzeitig werden Investitions-, Energie- und Betriebskosten erheblich gesenkt.
eBioH2 - Elektrisch verstärkte mikrobielle Wasserstoffproduktion
Prof. Dr. Nils Tippkötter
Wasserstoff ist ein zukunftsweisender Energieträger für mobile Systeme (PKW, Busse, LKW, Flugapparate), Rohstoff der chemischen Industrie und Speicherstoff von Überschussenergie. Seine Vorteile liegen in einer unbegrenzten Verfügbarkeit des Ausgangsstoffs Wasser und seiner Eigenschaft, emissionslos zu verbrennen. Zurzeit wird Wasserstoff überwiegend aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Nach Ausbau der Wind- und Solarenergiegewinnung sollen mittel- und langfristig große Mengen über Elektrolyse produziert werden.
Das laufende Vorhaben eBioH2 verfolgt einen neuen, nachhaltigen Weg, der kurzfristig realisiert werden kann: die kostengünstige Herstellung von Wasserstoff durch adaptierte Biogasreaktoren unter Einsatz pflanzlicher Reststoffe. Hierfür werden fortschrittliche technische Enzyme zusammen mit einem extremophilen Mikroorganismus verwendet, der in der Umgebung eines Tiefseeschlots entdeckt wurde. Als weiterführender erkenntnisorientierter Ansatz werden die Mikroorganismen zusätzlich über Elektroden mit elektrischer Energie versorgt, was zu einer erhöhten Wasserstoffproduktion der Mikroorganismen führen kann. Als Koppelprodukt der Technologie fällt kompostierte, pasteurisierte Biomasse an, die als Bio-Wirtschaftsdünger genutzt werden kann.
Jury des Forschungspreises 2023
Die Entscheidung über die Vergabe des Forschungspreis 2023 traf eine Jury, die aus den folgenden sechs Mitgliedern bestand:
- Prof. Dr.-Ing. Klaus Becker, Vizepräsident TH Köln, Sprecher der Vizepräsidenten für Forschung NRW
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, Inhaber des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen, Direktoriumsmitglied des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT
- Prof. Dr. rer. nat. Dr. h. c. Gisela Engeln-Müllges, Vorsitzende des Hochschulrats FH Münster, stellvertretende Vorsitzende des Hochschulrats FH Aachen
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Ritz, Prorektor für Forschung, Innovation und Transfer, FH Aachen
- Prof. Dr. rer. nat. Doris Samm, ehemalige Prorektorin für Forschung und Innovation, FH Aachen
- Prof. Dr.-Ing. Johannes Henrich Schleifenbaum, Inhaber des Lehrstuhls für Digitale Additive Produktion der RWTH Aachen, Leiter des Kompetenzfeldes Generative Verfahren und funktionale Schichten am Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT
FH Aachen / Nina Schreyer
Preisgeldstifter des Forschungspreises 2023
Der Forschungspreis in Höhe von 10.000 Euro wird von der Bürgerstiftung der Sparkasse Aachen gestiftet und bei herausragender Erfüllung der Nachhaltigkeitskriterien zusätzlich mit weiteren 10.000 Euro aus dem Nachhaltigkeitsfonds der FH Aachen unterstützt.
