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8 i2b e x p r e s s 0 3 // 2 0 1 2 Dem Meer auf den Grund gehen Das MARUM kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungseinrichtungen, um Technologien zur Erkundung der Ozeane zu entwickeln. Juni 2012: Wissenschaftler des MARUM sind auf dem deutschen Forschungsschiff „Sonne“ im südchinesischen Meer unterwegs. Die Bremer Meeresforscher erkunden die natürlichen Veränderungen des ostasiatischen Sommermonsuns. Wichtigstes Arbeitsgerät ist MARUM-MeBo, das Meeresboden-Bohrgerät, mit dem im Lauf der Expedition fünf Sedimentkerne zwischen 66 und knapp 81 Metern Länge erbohrt werden. „MeBo ist eine Eigenentwicklung des MA- RUM, wobei wir bei der Bohrtechnik und Hydraulik, aber auch hinsichtlich des Versorgungskabels mit mittelständischen Firmen aus dem norddeutschen Raum sehr erfolgreich kooperiert haben“, erklärt Projektleiter Tim Freudenthal. So waren beispielsweise die Norddeutschen Seekabelwerke in Nordenham beteiligt. „Die Vorteile des knapp sieben Meter hohen und zehn Tonnen schweren Bohrturms, den die Wissenschaftler in bis zu 2000 Metern Wassertiefe einsetzen, liegen auf der Hand: lange Kerne lassen sich im Rahmen großer internationaler Titelthema MeBo auf dem Weg zum Einsatzort am Meeresboden. Das Gesamtsystem ist 90 Tonnen schwer. // Foto: V. Diekamp, MARUM Bohrprojekte nur mit kostenintensiven Spezialschiffen gewinnen“, sagt Prof. Michael Schulz, designierter neuer Direktor des MARUM. „MeBo bietet dazu eine erschwingliche Alternative. Das Bohrgerät lässt sich von großen deutschen, aber auch internationalen Forschungsschiffen einsetzen.“ MARUM Das MARUM entschlüsselt mit modernsten Methoden die Rolle der Ozeane im System Erde. Es erfasst die Wechselwirkungen zwischen geologischen und biologischen Prozessen im Meer und liefert Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane. Das MA- RUM umfasst das DFG-Forschungszentrum und den Exzellenzcluster „Der Ozean im System Erde“. Erkundung von Rohstoffen Da MeBo eine Erfolgsstory geworden ist, wird derzeit mit Mitteln des Bundesforschungsministeriums am MARUM ein neues Bohrgerät entwickelt. MeBo200 soll ab 2014 hochwertige Sediment- und Gesteinskerne von bis zu 200 Metern Länge erbohren. „Mit diesem Probenmaterial können wir dann zukunftsweisende Fragen wie die Erkundung von Rohstoffen aus dem Meer angehen, aber auch Naturkatastrophen wie Seebeben und Tsunamis besser erforschen“, sagt MARUM-Direktor Prof. Gerold Wefer. Der Direktor des MARUM war auch treibende Kraft beim Tauchroboter QUEST, der 2003 in Dienst gestellt wurde. Auch hier kooperierte das MARUM mit mittelständischen Unternehmen. So bei der Entwicklung des komplexen Versorgungskabels, über das MARUM-QUEST mit bis zu 3000 Volt Spannung versorgt wird und über das umgekehrt HD-Videosignale live aus bis zu 4000 Metern Meerestiefe an Deck des Forschungsschiffs gelangen. Tauchrobotik für die Polarregionen In eisbedeckten Polarregionen, in denen die Auswirkungen des Klimawandels besonders stark spürbar sind, bedarf es indes zusätzlicher Technologien. Bei einem Tauchgang etwa unterhalb des antarktischen Schelfeises wäre ein armdickes Versorgungskabel wie das von QUEST hinderlich. Deshalb entwickelt das MARUM derzeit ein sogenanntes Hybrid-Tauchfahrzeug. Es vereint Techniken, die für autonom operierende Fahrzeuge entwickelt wurden, mit solchen für ferngesteuerte Tauchroboter. Die dazu notwendige intelligente Steuerungssoftware entwickelt MARUM gemeinsam mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen. Beim Bau des Titan-Fahrzeugrahmens und der Lithium- Batterien bzw. der Antriebsmotoren für den 6000 Meter tief tauchenden und zweieinhalb Tonnen schweren Hybriden arbeitet MARUM erneut mit mittelständischen Firmen zusammen. Wenn alles wie geplant klappt, soll das neue Arbeitspferd des MARUM 2014 erste Tauchgänge unter dem antarktischen Meereis absolvieren. Um Kooperationen mit wissenschaftlichen Einrichtungen und industriellen Partnern zu unterstützen, hat MARUM gemeinsam mit dem DFKI und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Kompetenznetzwerk Mar- Tech-Bremen initiiert. Die Partner sind durch Professuren für Meeresgeologie, Robotik und Raumfahrtsysteme in der Universität verankert. Die Vision der Gründer: die führende Rolle bremischer Meeresforschung in Europa und international dauerhaft zu stärken. (Albert Gerdes)
Fokus auf das Unsichtbare „Cyber-physical Systems“ stehen kurz vor dem Durchbruch in alle Bereiche des Lebens. Am DFKI wird gemeinsam mit Unternehmen die Vernetzung von Objekten erforscht. Von „intelligenten“ Gegenständen wird oft gesprochen, wenn Systeme sich selbst regulieren: der intelligente Container sorgt für die richtige Temperatur seiner Ware, das intelligente Haus fährt bei Sonnenschein automatisch die Rollos herunter, das intelligente Auto minimiert den Spritverbrauch. In diesen Fällen handelt es sich meist um sogenannte „eingebettete Systeme“, also kleine Computer, die in den Gegenstand integriert sind. Bis jetzt arbeiten sie in der Regel noch isoliert vor sich hin, aber in den kommenden Jahren werden immer mehr dieser Systeme miteinander verknüpft werden. Sie liefern sich dann gegenseitig Informationen und reagieren entsprechend. „Cyber-physical Sytems“ werden diese komplexen Geflechte genannt. Ein Beispiel ist die selbststeuernde Logistik: Waren sollen ihren Weg künftig weitgehend selbstständig vom Absender zum Empfänger finden, indem sie den Umschlagsanlagen mitteilen, wohin sie wollen. Dies setzt eine Vernetzung der Objekte sowie der beteiligten Unternehmen und Behörden voraus. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen hat den „Das Thema darf nicht allein der Wissenschaft überlassen werden“ Das Thema „cyber-physical Systems“ stand im Zentrum der Veranstaltung „i2b meets Unifreunde“. Prof. Bengt Beutler, Vorsitzender der Unifreunde, erläutert im Gespräch die Bedeutung des Themas für Wissenschaft und Gesellschaft. i2b: Warum wollten Sie Aufmerksamkeit für die cyber-physical Systems schaffen? Prof. Beutler: Es handelte sich parallel zum „i2b meet-up“ auch um unsere 6. Conrad-Naber- Lecture „Visionen“. Dort wollen wir zeigen, was Wissenschaft leistet. Wir möchten unter anderem auch dazu beitragen, die Kluft zwischen Wissenschaft und Anwendung zu überwinden. Der Funken muss überspringen. In Bremen haben es Visionen manchmal schwer. Wir sind der Meinung, dass gerade Bremen besonders gut geeignet ist, Ideen zu entwickeln und cyber-physikalischen Systemen einen eigenen Forschungsbereich gewidmet. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Gewährleistung von Qualität und Sicherheit. So werden am DFKI beispielsweise selbststeuernde Rollstühle entwickelt. Sie können alte Menschen, die unter Demenz leiden, im Altenheim zurück in ihr Zimmer bringen – aller dings muss dabei sichergestellt sein, dass sie niemanden rammen und dass sie nicht die Treppe herunterfahren. In näherer Zukunft werden Einsatzbereiche der cyber-physical Systems vor allem in der Handy-Elektronik, medizinischen Geräten, Alltagselektronik, Logistik und Robotik gesehen. Bis ein Personenwagen sich komplett selbst steuern wird, dauert es noch eine Weile, denn die technischen Herausforderungen zur Gewährleistung der Sicherheit sind noch sehr hoch. Dennoch: „Wir lassen Maschinen immer dichter an uns heran“, erklärt Prof. Rolf Drechsler, Leiter des Forschungsbereichs am DFKI. „Immer mehr Arbeit wird uns abgenommen, dabei vertrauen wir den Maschinen auch immer mehr.“ Beispielsweise würden Flugzeuge bereits weitgehend über elektronische Signale gesteuert. umzusetzen. Es handelt sich um einen kleinen und überschaubaren, politisch eng vernetzten Raum. Die Cyber-Wissensgesellschaft lässt sich gerade hier gut artikulieren. Die Cyber-Wissensgesellschaft? Eigentlich ist das ja ein ganz altes Thema – Kybernetik. Selbstregulierende Systeme gibt es schon seit der Dampfmaschine. Neu ist aber die Bedeutungszunahme der Informatik. Gleichzei- Die Unifreunde fanden sich schon 1961 zusammen, um sich für die Gründung der Universität Bremen einzusetzen. Mittlerweile unterstützen sie neben der Universität auch die Jacobs University mit Aktionen, Netzwerkarbeit und Spenden. Ziel ist die Förderung der Wissenschaftskultur in und um Bremen. Weitere Informationen // www.unifreun.de i2b e x p r e s s 0 3 // 2 0 1 2 Informationstechnologie Das DFKI setzt bei seinen Entwicklungen stark auf die Kooperation mit Unternehmen. Darunter befinden sich viele internationale Konzerne, aber auch kleinere Betriebe: „Wir arbeiten mit Firmen zusammen, die fünf oder sechs Mitarbeiter haben“, so Drechsler. Der Kontakt komme oft auf Messen oder Veranstaltungen zustande, aber auch schlicht via Telefon. In einem aktuellen Projekt wird gemeinsam mit dem Bremer Unternehmen Univention an einer sogenannten Cloud-Computing-Lösung gearbeitet, bei der verschiedene Datennetzwerke sicher miteinander verbunden werden können, ohne dass Sicherheitsrisiken durch unbefugte Zugriffe entstehen. Ein weiteres aktuelles Thema ist die Elektromobilität. Parallel geht es jedoch darum, das Bewusstsein für cyber-physikalische Systeme zu schaffen. „Es handelt sich um Systeme, die man nicht wahrnimmt, wenn es gut läuft“, so Drechsler. Ihre Bedeutung wachse jedoch rasant. (ak) tig lässt sich eine Rückkopplung auf soziale Systeme beobachten: Stuttgart 21 hat zum Beispiel gezeigt, dass sich auch die Selbstregulierung der Gesellschaft verändert. Auf der gemeinsamen Veranstaltung von i2b und Unifreunden wurde deutlich, dass die informationstechnische Vernetzung manchen Menschen Angst macht. Ja, aber die Frage „Wo führt das alles hin?“ ist eine urdemokratische Frage. Die Entwicklung birgt schließlich auch Risiken. Kriege werden künftig ganz anders geführt; Drohnen können zum Beispiel auch cyber-physikalische Systeme sein. Deswegen gehören cyber-physical Systems ins Bewusstsein der Gesellschaft – wir brauchen das Wissen über das Wissen. Das Thema darf nicht allein der Wissenschaft überlassen werden. (Interview: ak) 9
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