Angewandte Forschung im Auftrag der Zukunft

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1 Sonderveröffentlichung I Angewandte Forschung im Auftrag der Zukunft Informationstechnik, Mathematik, Sicherheitsforschung und Sensorik bilden Schwerpunkte Spitzenforschung zum unmittelbaren Nutzen für Industrie- und Dienstleistungsunternehmen und zum Vorteil der Gesellschaft das ist das Markenzeichen der Fraunhofer-Gesellschaft, der führenden Organisation für angewandte Forschung in Europa. Die Wissenschaftsregion Bonn hat sich mit inzwischen sechs Instituten und über 1000 Wissenschaftlern zu einem wichtigen Fraunhofer- Standort mit einer einzigartigen Konzentration von Kompetenzen in der Informationstechnik, Mathematik, Sicherheitsforschung und Sensorik entwickelt. Das Fraunhofer-Instituts zentrum Schloss Birlinghoven IZB ist seit Jahren einer der großen Informatik- Forschungsstandorte in Deutschland: Rund 500 Wissenschaftler Informatiker, Mathematiker, Naturwissenschaftler, Sozial- und Wirtschaftswissenschaftler, Psychologen und Ingenieure erforschen und entwickeln heute auf dem Campus in interdisziplinären Teams in drei Instituten und zwei Forschungseinheiten anwendungsnahe Lösungen für Wirtschaft und Gesellschaft. Im vergangenen Jahr wurde die Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften (FGAN) in Wachtberg mit ihren beiden Instituten sowie der Großradaranlage TIRA in die Fraunhofer-Gesellschaft integriert. Mit ihrer Spezialisierung auf die Entwicklung innovativer Technologien für die wehrtechnischen Systeme stärkt die Fraunhofer- Gesellschaft ihren Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung. Außerdem kommt das Know-how Blick ins Innere der Großradaranlage TIRA (Tracking and Imaging Radar) in Wachtberg. der ehemaligen FGAN-Institute in Radar- und Hochfrequenztechnik sowie wichtiger Aspekte der Informationsverarbeitung, der Kommunikationsnetze und der Sensordatenfusion nun einer Vielzahl ziviler Anwendungen zugute. In Euskirchen, dem dritten Fraunhofer- Standort der Region, liegt der Schwerpunkt auf naturwissenschaftlich-technischen Trendanalysen hauptsächlich mit Blick auf die innere und äußere Sicherheit, um frühzeitig technologische Tendenzen zu erkennen und auf ihre Anwendungspotenziale hin zu untersuchen. Die Fraunhofer-Institute der Wis- senschaftsregion Bonn sind mit den Universitäten Bonn, Köln und der RWTH Aachen über Lehrstühle der Institutsleiter eng verbunden. Mit den Hochschulen und Forschungseinrichtungen der Region Foto: Fraunhofer FHR / David Ertl gibt es langjährige Kooperationen. Ein Beispiel ist das Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it), bei dem Fraunhofer-Institute mit der RWTH Aachen, der Universität Bonn und der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg internationale Master-Studiengänge anbieten. Außerdem gibt es viele gemeinsame Projekte mit dem Forschungszentrum Jülich und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln-Porz. Vertragspartner und Auftraggeber der Fraunhofer-Institute sind Industrie- und Dienstleistungsunternehmen sowie Bund und Länder. Durch die Beteiligung an EU-Forschungsprogrammen sind sie zudem mit deutschen und internationalen Wirtschafts- und Forschungsunternehmen der Informations- und Kommunikationstechnik verbunden. Vom hohen Niveau der Forschung und der starken Vernetzung der Fraunhofer-Institute profitieren auch die Unternehmen in der Region, in deren Auftrag gemäß dem Motto Forschen für die Praxis maßgeschneiderte innovative Lösungen erarbeitet werden. Jungen Talenten aus Natur- und Ingenieurwissenschaften schließlich bietet sich bei Fraunhofer ein Sprungbrett in eine erfolgreiche berufliche Zukunft. Die Fraunhofer-Institute präsentieren sich der Öffentlichkeit bei der 7. Bonner Wissenschaftsnacht im Wissenschaftszelt auf dem Bonner Münsterplatz am 24. und 25. Juni und bei der Nacht der Technik am 9. Juli in Köln. Die Fraunhofer-Institute in der Wissenschaftsregion Bonn Sechs Institute mit über 1100 Wissenschaftlern bieten eine große thematische Vielfalt und umfangreiche Angebote für Partner und Kunden Standort Euskirchen Standort Sankt Augustin Fraunhofer IAIS Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS Leitung: Prof. Dr. Stefan Wrobel Mitarbeiter: 270, Haushalt: 20 Mio Schwerpunkte: Das Fraunhofer IAIS erforscht und entwickelt innovative Systeme, um Daten zu analysieren und Informationen zu erschließen. Von Sensordaten bis Business Intelligence, von Medienanalyse bis zu visuellen Informationssystemen: Die Entwicklungslösungen des IAIS versetzen Unternehmen in die Lage, mehr aus Daten zu machen. Die Kernkompetenzen des Instituts umfassen maschinelles Lernen und adaptive Systeme, Data Mining und Business Intelligence, automatische Medienanalyse, interaktive Erschließung und Exploration sowie autonome Systeme. Fraunhofer FIT Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT Leitung: Prof. Dr. Matthias Jarke Mitarbeiter: 130, Haushalt: 10 Mio Schwerpunkte: Fraunhofer FIT erforscht und entwickelt Informations- und Kooperationssysteme sowie Anwendungen im Bereich Life Science und Bioinformatik. Im Fokus steht dabei die optimale Gebrauchs- und Anwendungstauglichkeit der Geräte oder Anwendungen im Wechselspiel von Handlungspraxis, Organisation und Prozess. Fraunhofer SCAI Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI Leitung: Prof. Dr. Michael Griebel, Prof. Dr. Ulrich Trottenberg Mitarbeiter: 140, Haushalt: 10 Mio Schwerpunkte: Fraunhofer SCAI ist Partner der Wirtschaft für Computersimulation und Optimierung in Produktion, Logistik und Planung sowie für die Extraktion von Informationen aus großen chemischen und biologischen Datenbeständen. Fraunhofer-Institutszentrum Schloss Birlinghoven, Sankt Augustin Außenstellen in Sankt Augustin Fraunhofer FOKUS.NET Außenstelle des Fraunhofer-Instituts für Offene Kommunikationssysteme FOKUS in Berlin (Leitung: Prof. Dr. Radu Popescu-Zeletin) Das FOKUS Kompetenzzentrum NETwork Research befasst sich mit Kommunikationsnetzen und -diensten, insbesondere mit zuverlässigen Funknetzen für wenig erschlossene Gebiete, z.b. in Entwicklungsländern. Fraunhofer SIT.APS Außenstelle des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informationstechnologie SIT in Darmstadt (Leitung: Prof. Dr. Claudia Eckert) Fraunhofer SIT unterstützt seine Partner bei der Absicherung von Prozessen und der Entwicklung innovativer Geschäftsmöglichkeiten. SIT entwickelt Spitzentechnologie zum Schutz von IT-basierten Geräten, Diensten und Netzen. Fraunhofer INT Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT Leitung: Prof. Dr. Uwe Wiemken Mitarbeiter: 100 Haushalt: 7,5 Mio Schwerpunkte: Das Fraunhofer- Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT erstellt einen umfassenden Überblick über die allgemeine Forschungs- und Technologielandschaft und das gesamte Spektrum technologischer Entwicklungen sowohl national als auch international, der laufend aktualisiert wird. Auftraggeber sind Institutionen aus Staat und Wirtschaft. Vertieft wird der allgemeine Überblick durch eigene Fachanalysen und -prognosen auf ausgewählten Technologiegebieten. Außerdem führt das Institut theoretische und expe- Standort Wachtberg Fraunhofer FHR Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR Leitung: Prof. Dr. Joachim Ender Mitarbeiter: 220 Haushalt: 20 Mio Schwerpunkte: Das Fraunhofer FHR entwickelt Konzepte, Verfahren und Systeme für elektromagnetische Sensorik, insbesondere im Bereich Radar, verbunden mit neuartigen Methoden der Signalverarbeitung und innovativen Technologien vom Mikrowellen- bis zum unteren Terahertzbereich. Seine Kompetenz erstreckt sich über nahezu alle Teilgebiete moderner Radarverfahren. Fraunhofer FKIE Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE Leitung: Prof. Dr. Jürgen Grosche, Prof. Dr. Christopher Schlick Mitarbeiter: 270 Haushalt: 20 Mio Schwerpunkte: Fraunhofer FKIE betreibt Forschung für Verteidigung und Sicherheit. Es entwickelt Konzepte und realisiert moderne Informationssysteme. Kommunikation in heterogenen Netzwerken, wissensbasierte Informationsanalyse, komplexe Sensordarimentelle Arbeiten auf dem Gebiet elektromagnetischer und nuklearer Effekte durch und greift dazu auf eigene hochmoderne Fraunhofer INT, Euskirchen Fraunhofer-Institute in Wachtberg und vielseitige Mess-Infrastruktur zurück. tenfusion und der Einsatz von teilautonomen Robotersystemen sind weitere Schwerpunkte der Institutsarbeit. Mensch- Maschine-Systemtechnik bildet die Klammer über alle Bereiche und rundet das Kompetenzspektrum des Instituts ab.

2 II Sonderveröffentlichung Einzigartige Konzentration von Kompetenzen Gerade in wirtschaftlich schwierigen Zeiten suchen Unternehmen nach Möglichkeiten, ihre Position zu verbessern. Wie können Innovationen aus der Forschung dazu beitragen? Stefan Wrobel: Viele Unternehmen beweisen gerade in solchen Phasen den Weitblick, sich neu aufzustellen und neue Technologien zu entwickeln. Fraunhofer-Institute sind in diesem Fall ideale Partner für Innovation und eine nachhaltige Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit. Jürgen Grosche: Das kann ich bestätigen, auch wenn die ehemaligen FGAN-Institute in Wachtberg erst seit August 2009 Fraunhofer- Institute sind. Das Fraunhofer FKIE befasste sich bisher mit Wehrtechnik. Die dabei entwickelten Technologien sind für die zivile Sicherheit von ebenso großer Bedeutung. Ein Beispiel sind Multi-Sensoren- Anwendungen, mit denen man Sprengstoffe auf Bahnhöfen und Flughäfen aufspüren kann. Diese Technologien entwickeln wir auch mit regionalen Unternehmen zu Produkten, die die Marktchancen erheblich steigern. Kleine und mittelgroße Unternehmen werden sich fragen, ob die Fraunhofer-Institute Lösungen anbieten, die ihnen gerecht werden. Wie sehen Sie das? Grosche: Besonders für diese Unternehmen, die meistens keine eigene Abteilung für Forschung und Entwicklung unterhalten, sind Fraunhofer-Institute ein wichtiger Lieferant für innovatives Know-how. Durch die Integration der FGAN-Institute in die Fraunhofer-Gesellschaft ist im Raum Bonn eine einzigartige Konzentration von Kompetenzen in der Mathematik, der Informations- und Kommunikationsstechnik und der Sensorik für eine Vielzahl von Anwendungen entstanden. Davon können Firmen ganz entscheidend profitieren: Sie wenden sich mit ihrem Anliegen an eines der Institute und können sicher sein, dass Professor Stefan Wrobel (Fraunhofer IAIS) und Professor Jürgen Grosche (FKIE) betonen die gute Vernetzung der Forschung in der Region Bonn. sie von der engen Vernetzung der Fraunhofer-Institute miteinander profitieren und eine maßgeschneiderte Lösung erhalten. Wrobel: Gerade für kleinere Unternehmen bieten wir die Möglichkeit an, zunächst mit einer Studie in die gemeinsame Arbeit einzusteigen. Durch eine solche beratende Studie kann mit relativ kleinem Budget ein Plan entwickelt werden, in welchen Schritten und mit welchen Investitionen die gewünschten Ziele erreicht werden können. Hierbei beraten und begleiten wir nicht nur Vorhaben, die wir selbst umsetzen, sondern unterstützen Unternehmen auch dabei, Projekte mit anderen Auftragnehmern zu steuern. Gerade für kleinere Unternehmen kennen wir auch die Möglichkeiten, die sich durch zusätzliche öffentliche Förderung bieten könnten. Wo immer sinnvoll beziehen wir auch unser Netzwerk aus Partnern an Hochschulen und anderen Forschungseinrichtungen ein. Wie sind die Fraunhofer-Institute denn in die Wissenschaftsregion Bonn-Rhein-Sieg eingebettet? Wrobel: Die Fraunhofer-Institutsleiter sind immer zugleich Professoren an einer Universität. Daher sind die Institute in der Region eng mit den Universitäten in Bonn, Köln und Aachen verbunden. Intensive Kooperationen über Personen und gemeinsame Projekte bestehen außerdem zur Hochschule Bonn- Rhein-Sieg in Sankt Augustin, dem Rhein-Ahr-Campus der FH Koblenz in Remagen und dem Bonn-Aachen International Center for Information Technology (B-IT) in Bonn. Fraunhofer ist nicht nur Partner der Wirtschaft, sondern mit über Mitarbeitern auch ein großer Arbeitgeber in der Region. Welche Fähigkeiten erwarten Sie von Ihren Mitarbeitern? Wrobel: Mein Anspruch ist es, die besten Absolventen für uns zu gewinnen. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören eine hervorragende akademische Qualifikation, eine interdisziplinäre Arbeitsweise im Team und die Fähigkeit, auf Kunden aus der Wirtschaft zuzugehen und für deren Anforderungen Lösungen zu entwickeln. Grosche: In der Tat muss man sich bei uns auf den Spagat zwischen Anwendungsnähe und hohem akademischen Niveau einlassen. Ich sehe für Fraunhofer auch einen Bildungsauftrag: Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erwerben etwa in Industrieprojekten vertiefende Erfahrungen oder arbeiten an ihrer Promotion. Sie setzen dann häufig ihre Karriere in Wirtschaft oder Hochschule fort. Die Fraunhofer-Institute in Wachtberg werden aber auch die Ausgründung von Technologie-Firmen gezielt fördern. Und welche Entwicklungsmöglichkeiten bieten Sie Ihren Mitarbeitern? Wrobel: Die Fraunhofer-Gesellschaft schneidet in Absolventen- Befragungen regelmäßig als einer der besten deutschen Arbeitgeber ab. Dies liegt vielleicht auch an den exzellenten Entwicklungschancen, die wir bieten können. Ein Fraunhofer-Institut ist flexibel organisiert, und wir haben große Freiräume bei der Realisierung unserer Ziele. So besteht bei entsprechender Kompetenz und Leistungsfähigkeit bei uns relativ schnell die Möglichkeit, Verantwortung zu übernehmen, zum Beispiel als Projektleiter. Außerdem profitieren die Mitarbeiter von der Arbeit mit den modernsten Technologien in einem hervorragend ausgestatteten Hightech-Umfeld. Wer nicht am Institut bleibt, ist nach seiner Fraunhofer-Zeit aufgrund der kombinierten Erfahrung aus Forschung und praktischem Einsatz in Unternehmen äußerst gefragt. Fraunhofer ist so die Basis für eine sehr viel versprechende weitere Karriere. Zu den Personen Professor Jürgen Grosche ist Leiter des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE und Honorarprofessor der Bergischen Universität Wuppertal. Er studierte Mathematik und Physik in Münster, Heidelberg und Göttingen. Nach Promotion und Habilitation arbeitete er von 1978 bis 1987 bei Krupp-Atlas-Elektronik in Bremen trat er als Direktor des Forschungsinstituts für Funk und Mathematik (FFM) in die FGAN in Wachtberg ein und leitet seit 1999 das durch Umorganisation der FGAN entstandene Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE), seit August 2009 Fraunhofer FKIE. Er ist nationaler Vertreter in Forschungsorganisationen der NATO und Chairman des Information Systems Technology (IST) Panels der NATO RTO. Professor Stefan Wrobel, M.S., ist Leiter des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und Professor für Informatik an der Universität Bonn. Er studierte Informatik in Bonn und Atlanta, Georgia, USA und promovierte an der Universität Dortmund. Nach Stationen in Berlin und Sankt Augustin wurde er Professor für Informatik an der Universität Magdeburg, bevor er im Jahr 2002 den Ruf auf seine aktuelle Position annahm. Professor Wrobel ist Autor und Herausgeber zahlreicher Publikationen in den Gebieten des Data Mining und des Maschinellen Lernens. Er ist Sprecher der Fachgruppe Knowledge Discovery, Data Mining und Machine Learning der Gesellschaft für Informatik. Solarzellen und Wind liefern den Strom Die Technik zum Internet-Zugang im ländlichen Sambia kommt aus Sankt Augustin Forscher des Fraunhofer-Instituts FOKUS auf Schloss Birlinghoven entwickeln Technologien, um Menschen in Entwicklungsländern Zugang zum Internet zu bieten. Seit Jahresbeginn arbeiten sie am Projekt Networks for Developing Countries, kurz Net4DC. Professor Karl Jonas, Leiter des Kompetenzzentrums Network Research, und seine Kollegen wissen seit ihrem Besuch im kleinen sambischen Dorf Macha, wie sehnsüchtig viele Menschen im ländlichen Afrika auf einen Zugang zum Internet warten. Das Malaria-Krankenhaus in Macha ist per Satellitenverbindung ans Internet angeschlossen. Mit kostengünstigen Routern haben die FOKUS-Forscher von dort kürzlich eine WLAN-Funkstrecke bis ins drei Kilometer entfernte Dorf Ubuntu aufgebaut. Installiert wurden die Router auf einfachen Masten. Für die Stromversorgung sorgen Solarzellen oder Windräder. Das bringt für das Krankenhaus entscheidende Vorteile: Satellitenverbindungen kosten drei- bis fünftausend Euro pro Megabit und Monat, sagt Jonas. Allein das Krankenhaus gibt deshalb Zigtausend Euro im Jahr für den Internetzugang aus. Eine terrestrische Verbindung könnte die Hälfte der Kosten sparen, die dann in die Gesundheitsversorgung gesteckt werden können, beschreibt Mit dem Anwachsen des Informationstechnik-Sektors wird die Informationssicherheit immer wichtiger. Damit IT-Sicherheitsexperten ihre Qualifikation glaubhaft nachweisen können, bietet die Fraunhofer Academy die Zertifizierung zum TeleTrusT Information Security Professional (TISP) an. TISP ist das einzige IT-Sicherheitszertifikat, das auf die europäischen Rechtsvor- Im Gemeinschaftshaus von Chikanta wird schon an PCs gearbeitet. er die Idee. Karl Jonas Engagement für Afrika begann 2009 in Holland bei einem Workshop der Global Research Alliance (GRA), einem weltweiten Zusammenschluss führender Forschungsorganisationen, die sich der Umsetzung der Millenniums ziele der Vereinten Nationen verschrieben haben und zu denen auch die Fraunhofer-Gesellschaft gehört. Die Verbesserung der medizinischen Versorgung in Entwicklungsländern gehört ebenso wie der Aufbau der Internetkommunikation in Ländern der Dritten Welt zu den wichtigen Zielen der GRA. In dem Workshop lernte Karl Jonas Gertjan van Stam kennen, Zertifikat für IT-Sicherheitsexperten gaben abgestimmt ist. Teilnehmer müssen mindestens drei Jahre Berufserfahrung auf dem Gebiet der Informationssicherheit nachweisen. In einem fünftägigen Vorbereitungskurs werden die Kenntnisse in 18 Teilgebieten wie Netzwerksicherheit, Sicherheitsmanagement und Verschlüsselung aufgefrischt und vertieft. Nach Bestehen einer vierstündigen Prüfung erhalten die einen ehemaligen Mitarbeiter der holländischen Telekom, dessen Frau in dem kleinen sambischen Ort Macha als Ärztin in einem Malariakrankenhaus arbeitet. Van Stam hat begonnen, in Macha ein Telekommunikationsnetz zu installieren für Karl Jonas die ideale Grundlage, um erste Erfahrungen mit dem Aufbau einer Internetversorgung für abgelegene Landstriche zu sammeln. Viele Netzbetreiber und Komponentenhersteller sind an einer Zusammenarbeit mit dem Projekt Net- 4DC interessiert, da die im Projekt weiterentwickelten Technologien wichtige Impulse für die Weiterentwicklung ihrer Produkte geben. Teilnehmer das TISP-Zertifikat, das ihre besondere Qualifikation belegt. Das Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT führt Vorbereitungskurse für die TISP-Prüfung durch. Weitere Informationen: zertifikatsprogramme/informationssicherheit Konzepte für den Fall des Falles Business Continuity Management verhindert, dass Notfälle zur Existenzbedrohung werden Für talentierte und technisch interessierte Schülerinnen und Schüler der zehnten bis dreizehnten Jahrgangsstufe bietet das Fraunhofer- Institutszentrum Schloss Birlinghoven IZB vom 14. bis 16. Oktober 2010 wieder eine Fraunhofer-Talent-School an. Dort können sie, angeleitet durch erfahrene Wissenschaftler, mit Gleichaltrigen auf Entdeckungstour gehen und sich mit aktuellen Forschungsfragen auseinandersetzen. Drei Workshops stehen zur Wahl: Beim Social Media und Surface Computing geht es unter Leitung von Wolfgang Gräther und Nils Jeners vom Fraunhofer FIT um Methoden der Informatik aus dem Bereich der Social Software, also Systemen wie SchülerVZ. Was passiert, wenn im Call Center der Strom ausfällt? Hunderte Kunden wählen die Hotline, doch ihr Hilferuf verhallt. Eine klare Notsituation nicht nur für die Anrufer. Dem Call-Center-Betreiber drohen Vertragsstrafen und ein Verlust von Reputation. Die Existenz des Unternehmens steht auf dem Spiel. Für solche Fälle bedarf es eines Notfallvorsorge-Konzepts. Fachleute sprechen hier von Business Continuity Management (BCM), weil Wege definiert werden müssen, um die Geschäfte auch in Ausnahmesituationen fortzuführen. Mechthild Stöwer bezeichnet BCM gern als Überlebensversicherung. Die Leiterin des Forschungsbereichs Anwendungs- und Prozesssicherheit am Fraunhofer-Institut für Sicherheit in der Informationstechnik (SIT) berät Unternehmen und Behörden in Fragen der Notfallvorsorge. Dazu analysiert sie mit ihren Kollegen, welche Infrastrukturen und Prozesse besonders kritisch sind, weil ihr Ausfall gravierende finanzielle und organisatorische Folgen hätte. Anschließend entwickeln die Fraunhofer-Experten gemeinsam mit dem Kunden einen Notfallplan. Der kann organisatorische Regelungen, aber auch den Aufbau einer Ersatzinfrastruktur vorsehen. Wir diskutieren genau, wie viel Aufwand für den Notfall betrieben werden muss, erklärt Stöwer. So sei es für den Ausfall eines Call Centers denkbar, ein Telefonzentrum redundant für den Notfall zu betreiben. Das muss aber nicht die ökonomisch beste Lösung sein. Auch die Nutzung einer Zentrale eines anderen Dienstleisters und die ausschließliche Bedienung bestimmter wichtiger Kundengruppen könnten angemessene Notfallmaßnahmen sein. Möglich ist aber auch, sich technisch so auszurüsten, dass Mitarbeiter die Anrufe zu Hause entgegennehmen können. Bei vielen BCM-Konzepten bildet Informationstechnologie einen wesentlichen Baustein. IT ist eine wesentliche Infrastruktur, aber unsere BCM-Beratung geht weit darüber hinaus, betont Hubert Große-Onnebrink, Projektleiter am Fraunhofer SIT. Fraunhofer Talent School Web Intelligence bezeichnet die Möglichkeit, im Internet neue Zusammenhänge automatisch zu erschließen und somit ganz neues Wissen zu gewinnen. Im gleichnamigen Workshop wird Professor Christian Bauckhage von Fraunhofer IAIS mit den Schülern einige Web Intelligence Produkte umsetzen. Große Gleichungen lösen lautet die Aufgabe im dritten Workshop, den Anton Schüller von Fraunhofer SCAI anbietet: Zum Einsatz kommen spezielle effiziente Verfahren, die das Team programmiert und zur Lösung eines Modellprojekts einsetzt. Grundkenntnisse der Informatik und praktische Programmiererfahrung werden vorausgesetzt. So werden auch Stand-by-Verträge mit Dienstleitern entworfen, über die im Falle des Falles rasch Ersatzkapazitäten angeboten werden. Die entworfenen Maßnahmen müssen umgesetzt und geübt werden. Auch hierauf achtet Große-Onnebrink. Nicht nur für große Unternehmen, sondern gerade auch für den Mittelstand sieht Mechthild Stöwer einen Bedarf an Notfallvorsorge-Konzepten. Denn schnell kann die Rechnungslegung ausfallen oder muss ein großer Teil der Belegschaft wegen einer Grippewelle zu Hause bleiben. Die Folge: Aufträge können nicht erledigt werden. In Krisenzeiten kann so ein bedrohliches Loch in der Firmenkasse entstehen. Bei ihrer Beratung arbeiten Stöwer und ihre Kollegen mit bewährten Standards, etwa solchen vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik. BCM-Berater Große-Onnebrink sieht in diesen Standards eine gute Hilfestellung für pragmatische Notfall-Lösungen. Denn die Überlebensversicherung soll nicht zu kompliziert und zu teuer werden. Interessenten können sich bis zum 2. September mit einem Motivationsschreiben und ihrem Lebenslauf bewerben. 30 Teilnehmer werden ausgewählt. Fragen beantwortet Frau Nicole Hoffmann. Tel.: / Weitere Informationen: Impressum Verantwortlich für den Inhalt sind die Fraunhofer-Institute FHR, FIT, FKIE, IAIS, INT, SCAI, SIT.APS, FOKUS.NET.

3 Sonderveröffentlichung III RotRad entdeckt die Pistole unter der Jacke Der passive Personenscanner registriert Temperaturunterschiede und erzeugt daraus ein Radiometriebild Der Angriff eines Selbstmordattentäters, der den Sprengstoffgürtel unter seiner Kleidung verborgen hat, ist eine reale Bedrohung in den Feldlagern der Bundeswehr in Afghanistan wie auf deutschen Flughäfen. Die Eigenschaft von Radarwellen, Stoff zu durchdringen, macht sich Fraunhofer FHR nutzbar zur Entwicklung von Personenscannern, die gefährliche Gegenstände unter der Kleidung einer Person entdecken. Die Herausforderung dabei: Das System soll nicht direkt sichtbar sein und aus der Entfernung funktionieren, selbst wenn sich die Person bewegt. Dazu ist ein Sensornetzwerk nötig, erläutert Denis Nötel aus der Abteilung Millimeterwellenradar und Höchstfrequenzsensorik. Wir arbeiten mit Hochdruck an Systemkonzepten und Sensorbauteilen für die neue Sicherheitstechnik im Millimeterwellen-, Submillimeterwellenund Terahertzbereich. Mit dem passiven Personenscanner RotRad hat Fraunhofer FHR einen Demonstrator entwickelt, der Gegenstände aufgrund von Temperaturdifferenzen erkennt. Nötel: Der menschliche Körper sowie jeder Gegenstand strahlt entsprechend seiner Temperatur elektromagnetische Wellen ab und reflektiert oder absorbiert Strahlung aus der Umwelt. Da diese Charakteristik für jedes Material unterschiedlich ist, kann daraus ein Bild der Temperaturverteilung erstellt werden, ähnlich einem Foto im visuellen Bereich. Da die meisten Textilien im Millimeterwellenbereich transparent sind, während Keramik, Metalle oder auch Sprengstoff sich durch einen je unterschiedlichen Absorptions- bzw. Reflexionsgrad voneinander unterscheiden, werde dies zur abtastenden Bildgebung genutzt. Die Radiometriebilder verschiedener Personen, über eine Entfernung von 20 Metern aufgenommen, zeigen deutlich die verdeckt getragenen Gegenstände: ein Mobiltelefon, eine Pistole und einen Sprengstoffgürtel. Laut Nötel ist eine Bilderzeugung grundsätzlich auch über größere Entfernungen, etwa aus 100 Metern, möglich. Die Abtastzeit für eine Person beträgt etwa 10 Sekunden, sie darf sich also nicht bewegen. Zurzeit wird aber schon an einer Weiterentwicklung des Systems gearbeitet, die eine wesentlich schnellere Bildgebung erlaubt. Da der passive Personenscanner keine Strahlung aussendet, ist er gesundheitlich unbedenklich. Außerdem wahren die Radiometriebilder den Schutz der Privatsphäre, da sie die Person nicht entblößen. Der Nachteil: Da RotRad unter anderem die kosmische Strahlung nutzt, funktioniert er nur im Freien. Damit eröffnet sich die prinzipielle Möglichkeit, potenzielle Attentäter bereits vor dem Betreten von Gebäuden zu erkennen und einer Kontrolle zu unterziehen, sofern die gesetzlichen Regeln dies zulassen. Die Bewegung von Fahrzeugen vom Weltall aus verfolgen Eines ihrer Forschungsgebiete ist die Entdeckung von Fahrzeugbewegungen aus dem All mit Hilfe von Radar-Satellitensystemen. Delphine Cerutti-Maori studierte Elektrotechnik in Lyon und an der RWTH Aachen. Nach ihrem Abschluss begann sie beim Fraunhofer FHR ihre wissenschaftliche Tätigkeit und promovierte an der Universität Siegen. Inzwischen ist sie Teamleiterin und wird im Fast Track Programm der Robert Bosch Stiftung für Frauen in der Spitzenforschung gefördert. Von September 2008 bis Juni 2009 war sie im Rahmen der Kooperation des FHR mit dem Defence Research and Development Canada (DRDC) zu einem Forschungsaufenthalt in Ottawa. Die deutsch-kanadische Kooperation zwischen dem FHR und DRDC Delphine Cerutti-Maori bringt mit kanadischen Kollegen die Entwicklung satellitengestützter Radare voran Radarforschung im kanadischen Ottawa: Delphine Cerutti-Maori Mit RotRad erzeugte Abbildungen von Personen mit verborgenen Gegenständen (von links nach rechts): ohne Gegenstände, mit Handy, mit Pistole, mit Sprengstoffgürtel, nur mit Jacke, mit Jacke und Sprengstoffgürtel. Ottawa besteht bereits seit 25 Jahren als Regierungsvereinbarung zwischen dem kanadischen und deutschen Verteidigungsministerium. Basis für den aktuellen Wissenschaftleraustausch im Bereich der luft- und raumgestützten Aufklärung ist die langjährige Erfahrung beider Institute in der Radarforschung. Ein wesentliches Ziel der Kooperation ist es, neue Verfahren und Methoden zu finden, um die Fähigkeiten des kanadischen RADARSAT-2-Satelliten, bewegte Fahrzeuge auf der Erde zu entdecken und zu orten, zu steigern. Dieses Thema gewinnt in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung, sowohl für die zivile Verkehrsüberwachung als auch in der militärischen Aufklärung. Zur Entdeckung und Verfolgung bewegter Objekte am Boden und in der Luft werden Radarsysteme mit mehreren Empfangskanälen eingesetzt. Jedoch ist die Anzahl der Kanäle an Bord eines Satelliten aufgrund von Gewichts- und Volumenbegrenzungen limitiert. Zur Lösung des Problems haben Fraunhofer FHR und DRDC Ottawa als erstes eine innovative Technik vorgeschlagen, um die Anzahl der Empfangskanäle virtuell zu erhöhen, ohne die Systemkosten zu steigern. Diese Technik wurde mit RADARSAT-2 experimentell geprüft. Das hat hervorragend funktioniert, freut sich Delphine Cerutti-Maori. Ergebnisse zeigen, dass Fahrzeuge aus 1000 km Entfernung entdeckt und genau lokalisiert werden können. Antennen wie eine zweite Haut Antennen für Radar- oder Kommunikationssysteme auf Flugzeugen gehören zu den größten Herausforderungen der Fraunhofer-Ingenieure, denn der militärische Einsatz verlangt eine Vielzahl von Systemeigenschaften, die schwer in Einklang zu bringen sind: höchste Leistungsfähigkeit, geringes Gewicht und Volumen, größtmögliche Zuverlässigkeit. Der Forschungsbereich Antennen und elektromagnetische Modellierung des Fraunhofer FHR befasst sich mit Technologien zum Aufbau moderner Radarantennen, die aus einzelnen Antennen oder bis zu hunderten von Strahlerelementen hochminiaturisierten Sende- und Empfangsmodulen bestehen können. Die Zukunft gehört laut Abteilungsleiter Peter Knott den strukturintegrierten Antennen, die wie eine zweite Haut an die gegebene Geometrie des Flugzeugs angepasst sind. Die Vorteile gegenüber den klassischen Stab- oder Finnenantennen am Rumpf oder in der Flugzeug nase sind signifikante Gewichts- und Volumeneinsparungen sowie ein vergrößerter Sichtbereich für Radaranwendungen. Aerodynamische Nachteile treten nicht auf, da die Form der Außenhaut des Flugzeugs unverändert erhalten bleibt. Zur Realisierung solcher Antennensysteme hat das FHR eine leistungsfähige Software entwickelt, mit der numerische Antennenberechnungen auch für komplexe Körper durchgeführt werden können. Nicht nur Kampfflugzeuge profitieren von der Entwicklung: Die Technologie des FHR wird seit einiger Zeit auch in Segelflugzeugen eingesetzt, wo die Antennen schon beim Bau in das Flugzeugs integriert werden. Anwendung finden strukturintegrierte Antennen auch auf Fahrzeugen, z.b. im Automobilbereich, wo Antikollisions- und Abstandsradar zur Erhöhung der Fahrsicherheit eingesetzt wird, denn sie bieten ästhetische und aerodynamische Vorteile. 8. Europäische SAR-Konferenz (EUSAR) in Aachen Das FHR gehörte 1996 zu den Initiatoren der Europäischen Konferenz für Synthetic-Aperture- Radar-Technik (EUSAR), die dem abbildenden Radarverfahren gewidmet ist, mit dem bei Tag und Nacht fotoähnliche Bilder erzeugt werden können. Seitdem begleitet die EUSAR im Zweijahresrhythmus die weltweite Entwicklung von hochauflösenden, sowohl luft- als auch weltraumgestützten Radarbildtechniken. Zum 8. Mal findet die weiterhin einzige internationale SAR-Fachkonferenz vom 7. bis 10. Juni in Aachen statt mit FHR-Institutsleiter Professor Joachim Ender als Konferenzleiter. 500 Wissenschaftler aus über 30 Ländern werden zentrale Themen und neueste SAR-Entwicklungen vorstellen. Internationale Summer School zum Thema Radar am Rhein Die Premiere 2009 war ein Erfolg: 30 junge Wissenschaftler aus acht Nationen, die im Bereich Radartechnik arbeiten oder promovieren, trafen sich zur 1st International Summer School on Radar / SAR des Fraunhofer FHR in Rolandseck, um von international anerkannten Experten zu lernen. Eine Neuauflage findet vom 17. bis 23. Juli 2010 statt. Vor Unterrichtsbeginn gibt das Wochenende Gelegenheit, die Umgebung und die anderen Teilnehmer kennenzulernen. In den Vorlesungen erhalten die Teilnehmer Einblicke in die Radarforschung, etwa Bildgebendes Radar, Antennendesign und Ultra-Breitband-Techniken, in den Workshops wenden sie ihr Wissen an. fraunhofer.de Blick durch den Nebel Bistatische Forschung mit TerraSAR-X und dem Radarsystem PAMIR Den fliegenden Müll im Visier TIRA und das Radioteleskop durchmustern das All nach Weltraumschrott Die besondere Eigenschaft von Radar, unabhängig vom Tageslicht, durch dicke Wolken oder Nebel hindurchzuleuchten, wird von bildgebenden Radar-Systemen (SAR) aus Flugzeugen oder Satelliten heraus genutzt, welche die Erdoberfläche mit elektromagnetischen Wellen abtasten und einen Geländeausschnitt fotoähnlich abbilden. Während bei herkömmlichen SAR- Systemen Sender und Empfänger auf einem Flugzeug vereint sind, forscht und entwickelt Fraunhofer FHR an bistatischem bildgebendem Radar, bei dem der Sender räumlich getrennt vom Empfänger betrieben wird. Hierdurch kann der Informationsgehalt der Bilder entscheidend erhöht werden und ganz neue Anwendungen lassen sich erschließen. Da wir ausnutzen können, dass Radarwellen je nach Beleuchtungsrichtung unterschiedlich reflektiert werden, lassen sich die Informationsgehalte erheblich steigern, erläutert Jens Klare, Teamleiter im FHR- Forschungsfeld Bildgebendes Radar. Zum bistatischen SAR experimentierte das FHR zunächst mit Sender und Empfänger auf verschiedenen Flugzeugen, dann mit einem stationären Sender und dem vom Institut entwickelten Multifunktionsradar PAMIR an Bord der Transall und jetzt im Rahmen des Projektes Bistatic Exploration, zusammen mit der Universität Siegen und finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), mit dem deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt als Beleuchter und PAMIR als Empfänger. Der Satellit als Beleuchter und Empfänger PAMIR auf einer Transall. Im DFG-Projekt bearbeiten die Wissenschaftler den gesamten Komplex der bistatischen SAR-Bildgebung: insbesondere die zeitliche Synchronisation der Teilsysteme, die Positions- und Lagebestimmung, die Flugkoordination, die genaue Messung der Flugtrajektorien, neuartige Algorithmen zur Bildrekonstruktion und richtungweisende Experimente. Vorteile des bistatischen Systems sind seine Wirtschaftlichkeit zur Beleuchtung einer Szene wird nur ein einzelner Sender benötigt, während die Nutzer mit kostengünstigen Empfängern ausgestattet sind sowie die Gewichtsersparnis, so dass das System auch auf kleinen unbemannten Trägern eingesetzt werden kann. Eine mögliche Anwendung in der Landwirtschaft: Riesige Felder könnten von einem kleinen unbemannten Flugzeug aus betrachtet werden, um etwa herauszufinden, wie hoch die Pflan- zen schon gewachsen sind, oder wo bewässert werden muss. Der nächste Schritt ist die Ausweitung des Systems auf mehrere Empfänger (multistatisches SAR): Dann könnten Aufklärungsflugzeuge im Schwarm aus unterschiedlichen Winkeln die reflektierten Signale aufnehmen und den Informationsgehalt nochmals steigern. Bistatisches SAR bietet auch in der Verteidigungstechnik ein interessantes Potenzial: Ein Flugzeug, das nur mit einem rein passiv arbeitenden Empfänger ausgestattet ist, kann deutlich schlechter entdeckt werden kann als eines mit einem üblichen aktiven monostatischen Radar. Denn der Beleuchter operiert in diesem Szenario aus sicherer Entfernung von einem Satelliten oder einem hoch fliegenden Flugzeug aus. Zudem können Flugzeuge, Fahrzeuge und Schiffe die durch die Tarnkappen-Technik (Stealth) für monostatisches Radar unsichtbar sind, mit bistatischem SAR sichtbar gemacht werden. Wie u.a. der tragische Flugzeugabsturz in Smolensk gezeigt hat, wäre für die Piloten ein Radar zur Abbildung von Landebahnen ein großer Fortschritt. Während monostatische SAR-Systeme bei der Bildgebung in Flugrichtung an ihre Grenzen stoßen, zeigen erste Experimente bereits, dass es mit dem bistatischen Radar möglich ist, nach vorn zu sehen. Klare: Unsere Vision ist, dass Flugzeuge künftig mit einem Empfänger ausgerüstet sind, so dass der Pilot beim Landeanflug auf einem Display die Landebahn und potentiell gefährliche Gegenstände auf dieser durch den Nebel hindurch sehen kann. Seit Beginn der Raumfahrt mit dem sowjetischen Satelliten Sputnik 1957 haben die Menschen das All in eine Müllhalde verwandelt: Ausgediente Satelliten, Raketenoberstufen, aber auch kleine Objekte wie Haltebolzen, Treibstoffrückstände oder Trümmerteile von Explosionen gehören zu diesem Weltraumschrott, der mit etwa Metern pro Sekunde um die Erde rast und eine stets wachsende Gefahr für die Raumfahrt darstellt. Aufgrund ihrer hohen Bahngeschwindigkeiten können bereits wenige Millimeter kleine Trümmerteile bei einer Kollision einen Satelliten beschädigen oder gar zerstören. Bei einer Anzahl von derzeit ca. zehn Milliarden solcher Objekte ab 0,1 Millimeter Größe müssen zur Abschätzung des Kollisionsrisikos statistische Modelle (z.b. das MAS- TER-Modell der ESA) herangezogen werden. Damit sie mit aktuellen Daten überprüft werden können, wird der erdnahe Weltraum regelmäßig durchforstet. Dies leistet in Europa die Großradaranlage TIRA (Tracking and Imaging Radar) des Fraunhofer FHR mit jährlichen Beampark-Experimenten: Dabei wird die Antenne über 24 Stunden auf eine vorgegebene Blickrichtung fixiert und das Radar auf einen Entfernungsbereich von 300 bis 2000 Kilometern eingestellt. Klemens Letsch, Teamleiter der Abteilung Radarverfahren für Weltraumaufklärung des FHR: So können fliegende Objekte ab einer Größe von zwei Zentimetern noch in 1000 Kilometern Entfernung aufgespürt werden. Um noch kleinere Objekte zu erfassen, werden bistatische Beam- Verteilung der Weltraumobjekte bis zu zehn Zentimetern Größe park-experimente von TIRA in Kombination mit dem Radioteleskop Effelsberg des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn durchgeführt: Dabei fungiert TIRA weiter als Beleuchter, während die 100-Meter-Antenne des Radioteleskops die Empfangsstation bildet. Letsch: Damit können nun Trümmerteile ab einer Größe von neun Millimetern in 1000 Kilometern Entfernung entdeckt und damit die erreichbare Empfindlichkeit verdoppelt werden. Der Multi-Beam- Empfänger erfasst mit 14 Empfangskanälen gleichzeitig die Radarechos durchfliegender Objekte, so dass auch die Flugspur des Trümmerteils bestimmt und die Objektgröße genauer geschätzt werden kann. Die enormen Datenmengen, die bei einem solchen Multi-Beampark- Experiment anfallen etwa drei Terabyte Rohdaten durchlaufen einen multi-dimensionalen Optimierungsalgorithmus. In der Auswertephase wird auch ermittelt, wie viel Weltraumschrott sich in einer bestimmten Bahnhöhe befindet. So wurden bei der Messung 2008 im Entfernungsbereich von 600 bis 1400 Kilometern in dieser Bahnhöhe fliegt besonders viel Müll herum, denn hier liegen die Umlaufbahnen der meisten aktiven Satelliten 830 Objekte identifiziert, im letzten Jahr waren es bereits 960. Letsch: Die Resultate zeigen, wie wichtig die regelmäßige Durchführung von Beam park-experimenten ist.

Matrikelnummer 9304339. Michael Meier (EFIB #09)

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