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Mitglieder des Forschungsteams: Bernhard Egger, Matthias Stock, Philip Stoll, Valentin Bräutigam (vlnr) (Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Informatik, Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung, e.solutions GmbH)

Automatische Qualitätssicherung von 3D Visualisierungen im Automobil – 3D AutoQVis

3D-Visualisierungen in Automobilen generieren ihre dynamischen Inhalte über Umfeldsensoren in Kombination mit Kartendaten und Kamerabildern. Kostspielig manuell vordefinierte Testfälle überprüfen diese Benutzeroberflächen. Im Projekt soll ein Werkzeug erstellt werden, das darauf zielt, solche Visualisierungen mittels aktuellster Forschung in den Bereichen Computer Vision und maschinelles Lernen automatisiert zu testen.

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Bereich eines typischen Werkzeugbaus bei einem Automobilhersteller, in dem die manuelle, schleifende Nachbearbeitung von Werkzeugformen stattfindet (Quelle: Copyright: BMW Group)

Automatisierte Finish-Bearbeitung komplexer Geometrien im Maschinen- und Werkzeugbau auf Grundlage eines KI- und Roboter-basierten Ansatzes – AutoFIN

Werkzeugformen für die Herstellung von Karosserieblechen müssen nach ihrer maschinellen Herstellung durch manuelles Schleifen nachbearbeitet werden. Da diese Arbeit kostenintensiv ist und wertvolles Fachpersonal bindet, soll ein Verfahren entwickelt werden, das einen signifikanten Anteil der Bearbeitungsfläche automatisiert schleifen kann.

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rechts: Aus standardisiert in der Verwaltungsschale abgelegten Engineeringdaten werden automatisiert modulare Simulationsmodelle und Steuerungscodes abgeleitet; rechts: Auf der Anlagenebene werden die Simulations- und Steuerungsmodule miteinander verschaltet (Quelle: Technische Universität München, Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie)

Automatisiertes, modellgestütztes virtuelles Engineering in der Lebensmittelindustrie 4.0 auf Grundlage modularer Anlagenplanungsdaten – virtASI

Steigende Energiekosten, Personalmangel und eine hohe Anlagenkomplexität stellen das Engineering in der Lebensmittelindustrie vor enorme Herausforderungen. Ziel des Forschungsvorhabens virtASI ist es, durch neuartige Simulations- und Automatisierungslösungen das Engineering zu digitalisieren, zu vereinfachen und insgesamt zu verbessern.

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Labormuster für die automatische Inspektionseinheit zur Überprüfung von Maßhaltigkeit und Oberflä-chengüte an den Axialkolben ( Quelle: Hochschule Kempten)

Datengetriebene Qualitätsermittlung und Prozesssteuerung in der Bauteilfertigung – Q-Process

Das Projekt Q-Process entwickelte eine datenbasierte Prozesskontrolle und Ergebnisprognose für die spanende Bearbeitung zylindrischer Bauteile. Ziel war eine optimierte Prozessüberwachung, die sowohl Qualität als auch Effizienz verbessert. Im Fokus stand die Einhaltung enger Toleranzgrenzen bei Maßhaltigkeit und Oberflächengüte.

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Antiviraler Wirkmechanismus des DHODH-Inhibitors IMU-838. Die Virusinfektion führt zu einem erhöhten zellulären Sto6wechsel. Dieser kann nicht mehr allein durch Pyrimidin-Recycling gedeckt werden, wodurch das Enzym Dihydroorotatdehydrogenase (DHODH) aktiv wird. Eine Inhibition dieses Enzyms durch IMU-838 führt zu einer Reduktion des zellulären Nukleotidpools, wodurch nicht mehr genügend Bausteine für die Bildung viraler Genome und Transkripte verfügbar sind. Zusätzlich führt die DHODH-Inhibition zu metabolischem Stress, wodurch die angeborene Immunantwort aktiviert wird und so die antivirale Aktivität von IMU-838 unterstützt. Zusätzlich kann die Wirkung durch eine Kombination mit Nukleosidanaloga erhöht werden, welche bei reduziertem Nukleotidpool vermutlich bevorzugt in virale Nukleinsäuren eingebaut werden. (Quelle: Immunic Therapeutics, Immunic AG)

DHODH-Inhibitoren in Kombinationstherapien gegen COVID-19 und weitere klinisch relevante Virusinfektionen – IMU-COVID

Trotz verfügbarer Impfstoffe und zwischenzeitlich zugelassener Therapeutika ist die Entwicklung und Zulassung weiterer Medikamente unerlässlich, um auf etwaige zukünftige Coronavirus-Infektionswellen vorbereitet zu sein. Das Ziel des Kooperationsprojektes IMU-COVID war die Entwicklung potenzieller Medikamente für die Therapie und Prävention der SARS-CoV-2-Infektion.

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3D-Halbleiterstruktur des Micro-Ring-Resonators auf dem Mikrochip (Quelle: Ranovus GmbH)

Energy-Efficient Electro-Photonic Integrated Circuits for High-Performance Computing – EPIC4HPC

Das Projekt EPIC4HPC treibt die Beschleunigung der Datenübertragung innerhalb von KI-Servern erheblich voran: Es wird ein Transceiver als Electro-Photonic Integrated Circuit (EPIC) mit reduziertem Energieverbrauch und erhöhter Packungsdichte entwickelt, der Datenraten bis zu 224 Gbit/s bei einem Energiebedarf unter 2 pJ/bit erreichen soll.

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Lichtmikroskopische Aufnahme von plasmageblähten Hohlglaskugeln Glaspulvern (Quelle: Sebastian Lehmann, Sigmund Lindner GmbH)

Entwicklung eines Mikrowellenplasma-Verfahrens für das Blähen von Glaspulvern zu Mikrohohlglaskugeln zur Substitution fossiler Energieträger – PlasmaGlassBead

Bislang werden Mikrohohlglaskugeln überwiegend in einer Erdgasflamme erzeugt. Dazu wird ein Rohglaspulver in die Flamme gedüst, wo das Glaspulver im Flug aufschmilzt und durch eine dabei einsetzende Gasentwicklung ab ca. 1100 °C aufgebläht wird. So entstehen winzige Hohlkugeln. Anstatt die Energie durch Gasfeuerung oder in selteneren Fällen durch Widerstandsheizung zuzuführen, können Hohlglaskugeln auch in einer Plasmaflamme erzeugt werden. Plasmen sind neben den Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig der vierte Aggregatszustand und enthalten teilweise oder vollständig ionisierte Gase. Die Plasmaanregung erfolgt elektrisch, d. h. Plasmen können mit grünem Strom generiert werden.

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Das optimierte Applikator-Design zur Mikrowellen-basierten Maushyperthermie besteht aus mehreren 3D-druckbaren Teilen, deren Renderings hier gezeigt sind (A-E). (Quelle: Uniklinikum Erlangen, Ben Kahlert)

Entwicklung praxisrelevanter Hyperthermiesysteme zur Verbesserung multimodaler klinischer Konzepte für die Induktion von Antitumor-Immunantworten – MikroHyperTumImmun

Die lokale Erwärmung eines Tumors mit Mikrowellen (Hyperthermie) wird seit Jahrzehnten klinisch eingesetzt. Es fehlten jedoch praxisrelevante präklinische Hyperthermiesysteme, um Kenngrößen zur Optimierung patientenspezifischer Behandlungskonzepte und Mikrowellen-Applikatoren zu definieren und Empfehlungen für die Entwicklung von innovativen Konzepten für klinische Studien zu geben.

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Virtuelle Sensormodelle werden aus Sensordaten von Testfahren gelernt (links) und dann in der Fahrsimulation angewendet (rechts). (Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)

Entwicklung von Sensormodellen für virtuelle Testumgebungen anhand von Realdaten und 3D-Rekonstruktionen

Für die Entwicklung und das Testen autonomer Fahrzeugfunktionen ist die virtuelle Fahrsimulation wesentlicher Bestandteil. Die Simulation der Sensorik eines (autonomen) Fahrzeuges spielt dabei eine besondere Rolle. Benötigt wird eine virtuelle Sensorsimulation, die auch die typischen Grenzen und Fehler des Sensors realitätsnah abbildet.

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