Ausgabe UNTERNEHMEN REGION. Naturgefahren und Klimawandel. SPITZENFORSCHUNG & INNOVATION in Potsdam

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1 Ausgabe UNTERNEHMEN REGION Naturgefahren und Klimawandel SPITZENFORSCHUNG & INNOVATION in Potsdam

2 Inhalt Rundblick Seite 6 Wir finden euch schnell und überall Thüringer Forscher entwickeln neue Analysemethoden für Lebensmittel. Impressum Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Regionale Innovationsinitiativen; Neue Länder Berlin Bestellungen Publikationsversand der Bundesregierung Postfach Rostock publikationen@bundesregierung.de Tel.: Fax: (14 Cent/Min. aus dem deutschen Festnetz, Mobilfunk max. 42 Cent/Min.) Internet: Redaktion und Gestaltung PRpetuum GmbH, München redaktion@unternehmen-region.de Bildnachweis Satellite image by RapidEye (Titel, S. 3, 32), Bauhaus- Universität Weimar, Foto: Thomas Müller (S. 2, 20 21), Privat (S. 3, 4, 35, 47, 48), Universität Leipzig (S. 4), Joachim Opelka Fotolia (S. 4), neoplas tools GmbH (S. 5), Bauhaus-Universität Weimar, Foto: Candy Welz (S. 20), Studio Laura Straßer (S. 24), VG Bild-Kunst, Bonn 2013 (S. 25), PIK/Kriewald, 2013 (S. 34), Thilo Schoch, Berlin (S. 34), Henry Wichura / Universität Potsdam (S. 35), GFZ (S. 36, 37), BARCO / Universität Potsdam (S. 38), Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (S. 39), National and Re - gional Resource Corridor Program, supported by AusAID, World Bank and GIZ international services; Executive Production: PROGRESS and Climate Media Factory UG (S. 39), Hasso-Plattner-Institut. Die zugrunde liegenden Flugdaten wurden von der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH zur Verfügung gestellt (S. 41), rafal_olechowski istockphoto (S. 44), Haus der Wissen schaft Braunschweig GmbH/Michael Setzpfandt (S. 45), alle anderen Fotos: BMBF/Unternehmen Region Thilo Schoch, Berlin Druckerei Grafisches Centrum Cuno GmbH und Co. KG, Calbe Bonn, Berlin 2013 Unternehmen Region erscheint 3-mal im Jahr und wird unentgeltlich abgegeben. Seite 10 Kurz und schmerzlos Leipziger Wissenschaftler wollen Lungenkrebs künftig am Patientenatem erkennen. Einblick Seite 14 Wo Müllabfuhr und Forscher Hand in Hand arbeiten Drei Jungunternehmer halten der Berliner Müllabfuhr den Rücken frei. Seite 18 Das Experiment Die Bauhaus-Universität Weimar will kein Museum sein. Seite 26 Ohne Star Trek hätte ich vielleicht nie Physik studiert Ein Tag im Leben von Dr. Alexander Szameit Durchblick Seite 44 Wissenschaft muss keinen Spaß machen darf es aber... Eine Außenansicht von Science-Slam- Champion Martin Buchholz Seite 48 Was ist kaltes Plasma? Der Greifswalder Plasmaforscher Dr. Stephan Reuter hat die Antwort.

3 Editorial Rubriken Seite 2 Impressum Grußwort von Johanna Wanka Liebe Leserinnen und Leser, Seite 3 Editorial Seite 4 Panorama Seite 13 eingeortnet Seite 46 Mein Schreibtisch + ich Sandra von Sachsen Seite 50 Ansprechpartner Schwerpunkt Seite 32 Excellent Work in PROGRESS Wo Naturgefahren und Klima wan del die Menschen bedrohen, ist der Potsdamer Forschungsverbund PROGRESS nicht weit. Seite 36 Vom System Erde zum System Erde Mensch Der Leiter des Deutschen GeoForschungsZentrums Prof. Reinhard Hüttl im Interview Seite Jahre Geowissenschaften in Potsdam Von der zufälligen Erdbeben - auf zeichnung in die Top Ten der Erdsystemforschung herausragende Forschung, exzellente Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit internationaler Ausstrahlung sowie die Sicherung des akademischen Nachwuchses mit diesen und weiteren Zielen startete vor sechs Jahren das BMBF-Programm Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern. Heute verfolgen 17 Initiativen in allen Neuen Ländern diese Ziele und stärken dadurch die Innovationsfähigkeit der jeweiligen Region. Die vorliegende Ausgabe des Magazins Unternehmen Region enthält viele interessante Themen. Am Beispiel des Potsdamer Forschungsverbunds PROGRESS wird deutlich, wie ein Förderprogramm einen Standort prägen kann und welche wichtigen Erkenntnisse zu Naturgefahren und Klimawandel daraus erwachsen sind. In einem anderen Beitrag geht es um ein intelligentes Rückfahrassistenzsystem, das drei entschlossene Gründer in Zu - sammenarbeit mit der Berliner Stadtreinigung entwickelt haben. Und der Überblick über die Projektkonsortien des neuen BMBF- Förderprogramms Zwanzig20 Partnerschaft für Innovation verspricht spannende und visionäre Projekte. Klar ist: Die ostdeutschen Regionen weisen besondere Kompetenzen in Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft auf. Das macht die vorliegende Ausgabe des Magazins Unternehmen Region wieder einmal eindrucksvoll deutlich. Prof. Dr. Johanna Wanka Bundesministerin für Bildung und Forschung Seite 43 Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern Die 17 vom BMBF geförderten Initiativen im Überblick 3

4 Panorama Lebendige Logistik in Leipzig Mit Beifuß gegen Malaria Mit einer Kreativlounge (oben rechts) sowie einem Demound Werkstattbereich zieht das Logistics Living Lab Forscher und Logistiker an. Der Beifuß gilt hierzulande eher als Un kraut. Dabei behandeln Ärzte mit seinem Inhaltsstoff Artemisinin Krankhei ten wie Malaria, AIDS oder auch Atem wegsund Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Doch der Wirkstoff ist teuer. Um ihn welt weit zu vertreiben, muss er effizienter gewonnen werden. Cooles, futuristisches Design, verbunden mit modernster Technik so präsentiert sich am Institut für Wirtschaftsinformatik der Universität Leipzig das brandneue Logis tics Living Lab. Es ist das erste in Deutschland. Hier können Logistik-Fach leute gemeinsam mit Wirtschafts infor ma ti kern entwickeln, entdecken und expe rimentieren. Juniorprofessor Dr. André Lud wig und sein Kollege Professor Bogdan Franczyk sind die Initiatoren des lebendigen Labors. Es ist ein wichtiger Bestandteil der Inno Pro file-transfer-initiative Logistik Ser vi ce Engineering und Management. Hier sind alle Stationen der logistischen Kette dargestellt vom Hersteller über den Spediteur bis zum Endkunden. Die verschiedenen IT-Infrastrukturen aller Akteu re zu integrieren ist die große Her ausforderung des Logistics Living Lab. Nur so können Flexibilität und Transparenz logistischer Prozesse sowie ein reibungsloser Warenfluss ermöglicht werden. Magnesium kommt! Der Wachstumskern TeMaKplus entwickelt spezielle Magnesiumlegierungen, die be - sonders für die Automobilindustrie immer interessanter werden. Magnesium hat ein großes Potenzial zur Gewichtsredu zierung: 20 Prozent gegenüber Aluminium und sogar bis zu 60 Prozent gegenüber Stahl. Um das von der EU verordnete Ziel zu erreichen, den CO 2 -Ausstoß bis 2020 auf maximal 95 Gramm pro gefahrenen Kilo meter zu reduzieren, sind leichte Karosse rien gefragt. Bisher sind Magnesiumbauteile noch zu teuer. TeMaKplus will den Preis des Materials jedoch so stark senken, dass es auch für die Serienproduktion interessant wird. Kosten - ziel sind 6 Euro pro Kilogramm. Durch die Verarbeitung vom Coil, also vom aufgewickelten Metallband, ist die Pro duktivität im Türöffner: Auf Basis solcher Prototypen will der Wachstumskern TeMaKplus in drei bis vier Jahren marktreife Produkte entwickeln. Vergleich zu anderen Her stellungsverfahren sehr hoch. Das reduziert die Kosten. Bereits in drei bis vier Jahren sollen die ersten Audi A8 mit speziellen Magnesiumbauteilen ausgestattet werden. Schon jetzt wurden von den Partnern des Wachstumskerns Autotüren und Sitzrück wände als Prototypen entwickelt. Gärtner bekämpfen den Beifuß oft als Unkraut; Mediziner setzen hingegen große Hoffnungen auf ihn. Deshalb haben Wissenschaftler des Max- Planck-Instituts für Kolloid- und Grenz - flächenforschung (MPIKG) in Potsdam ein photochemisches Verfahren sowie ei nen neuen Reaktor entwickelt. Damit können sie Artemisinin energieeffizient und ohne Verunreinigung produzieren. Gemeinsam mit den Wirtschaftsförderern des Landkreises Wittenberg wollen die Potsdamer Forscher die Kom pe tenzen bündeln, die in Sachsen-Anhalt auf dem Gebiet der Pflanzenforschung und -züchtung zu Hause sind. Das Inno vationsforum Artemisinin, das im Juni in Dessau stattfand, war der Beginn für den Aufbau einer Wertschöpfungskette von der Saatgut ent wicklung über die Ernte bis zur Weiterverarbeitung von Artemisinin. 4

5 Panorama Die 10 Zwanzig20- Projektkonsortien 1 3 Dsensation 2 Additiv-Generative Fertigung Die 3-D-Revolution zur Produktherstellung im Digitalzeitalter 3 Advanced UV for Life 4 C³ Carbon Concrete Composite 5 fast fast actuators sensors and transceivers echtzeitfähige vernetzte Sensor- und Aktorsysteme futuretex Zukunftsmodell für Traditionsbranchen in der vierten industriellen Revolution HYPOS Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany InfectControl 2020 Neue Antiinfektionsstrategien RESPONSE Partnerschaft für Inno vation in der Implantattechnologie smart³ materials solutions growth Unter dem Vorsitz von Matthias Kleiner (vorne links) wählte die Expertenjury aus 59 Bewerbern die zehn überzeugendsten aus = Zwanzig20 Die zehn Gewinner des Wettbewerbs Zwanzig20 Partnerschaft für Innovation stehen fest. Am 18. Juni stellten Bundes for - schungs ministerin Johanna Wanka und der Vor sitzen de der Expertenjury, Professor Mat thias Klei ner, die erfolgreichen Projektkonsortien vor. Für das Programm stellt das BMBF bis 2019 bis zu 500 Millionen Euro bereit. Die Zwanzig20-Konsortien nehmen entscheidende Zukunftsprobleme in Angriff, sag te Wanka. Hierdurch wird nicht nur die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Ost deutschlands gestärkt, sondern die wissenschaftliche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklung in ganz Deutschland. Der Jury-Vorsitzende und ehemalige Präsi dent der Deutschen Forschungsgemein schaft Kleiner lobte das hohe Niveau der Bewer bungen: Wir sind vom Ergebnis dieses Wett be werbs überzeugt und haben unsere Entschei dung einvernehmlich getroffen. Den noch ist uns die Auswahl angesichts des ho hen Potenzials der Vorschläge nicht leicht gefallen. Aus diesem Grund stellt das BMBF zusätzlich jeweils eine Million Euro für die neun weiteren Initiativen der zweiten Auswahlrunde bereit, die nun als Zwanzig20 Foren gefördert werden. Da mit können sie weiter in die begonnene Vernetzung investieren. Eine Übersicht über die zehn Zwan zig20-projektkonsortien finden Sie in der Übersicht links und ausführlicher unter Pflaster? Plasma! Zugegeben: Für die Durchschnittswunde reichen ein Pflaster und etwas Geduld nach wie vor aus. Doch chronische Wunden wie das offene Bein bedürfen einer besonderen Behandlung. Dafür haben Forscher und Unternehmen aus Greifswald und Berlin gemeinsam den kinpen MED (Bild links) entwickelt den ersten in Deutschland zugelassenen Plasmastift. In der klinischen Zulassungsstudie zeigten sich bereits nach 14 Tagen gute Erfolge bei der Behandlung chronischer oder infizierter Wunden. Wie der kinpen MED funktioniert und was sich hinter dem Begriff kaltes Plasma verbirgt, erkärt Ihnen Plasmaforscher Dr. Stephan Reuter auf Seite 48. 5

6 6 Winzige Magnetpartikel sind mit Antikörpern versetzt. Damit fangen sie alle häufig vorkommenden Salmonellen arten ein.

7 Lebensmittelanalysen Rundblick Wir finden euch schnell und überall Lebensmittelskandale schaden der Gesundheit und dem Geschäft. Stich- und Routineproben geben Sicherheit, doch Ergeb nisse sind erst nach drei bis fünf Tagen zu erwarten. Das dauert den Verbrau chern wie auch Herstellern und Händlern von Futter- und Nahrungs mitteln zu lange. Wissenschaftler aus Erfurt und Jena forschen derzeit nach Analysemethoden, die sowohl Zeit als auch Kosten sparen. Ihr großes Ziel ist die Diagnostik innerhalb eines Tages. Was geht einer Salmonellen-Jägerin durch den Kopf, wenn sie an der Einkaufstheke mit Fleisch- und Wurstwaren steht? Etwa Wimmelbilder von mikroskopisch vergrößerten Bakterien? Sabine Platz muss lachen. Sie sei da relativ entspannt, meint sie. Wohl weil sie weiß, dass in den meisten Lebensmittelproben nicht mehr drin ist als das sprichwörtlich gesunde Maß an Bakterien, das unsere Abwehrkräfte stärkt. Sie weiß auch, dass die Lebensmitteldiagnostik über sehr sichere Testmethoden verfügt. Die promovierte Biologin arbeitet am Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie (fzmb GmbH) in Erfurt. Was ihr die Arbeit hier so interessant macht, ist die Nähe zur Praxis, meint die Forscherin. Aus ebendieser Praxis wird ein dringendes Bedürfnis immer lauter: Die Hersteller und Händler von verderblichen Lebensmitteln fordern, dass ihre Proben schneller ausgewertet werden. Wenn ein Fleischer erst nach drei bis vier Tagen weiß, dass seine Hackfleisch-Probe frei von Salmonellen war, nützt ihm das gar nichts mehr, sagt die Wissenschaftlerin. Ihr Forschungsgebiet ist die Entwicklung von Antikörper-beschichteten Magnetpartikeln zur Aufkonzentration von Bakterien aus Lebensmittelproben, ein vom BMBF gefördertes Projekt. Als Laie versteht man wohl noch die einzelnen Wörter. Welchen Sinn sie allerdings in dieser Aneinanderreihung ergeben, wird einem nicht so schnell klar. Um den Inhalt des Forschungsprojekts anschaulich zu demonstrieren, hat Sabine Platz eine Hackfleisch-Probe mit Salmonellen versetzt und in den Brutschrank gestellt. Es gibt Momente, da ist sie froh, nicht im Lebensmittellabor zu arbeiten. Die Kollegen dort versichern mir zwar immer wieder, man gewöhne sich an den Geruch, sagt sie, schüttelt aber etwas ungläubig den Kopf. Als sie aus dem Brutschrank den Beutel mit trübem Inhalt holt und öffnet, wird klar, was sie meint. Lebensmittel proben haben nach der Bebrütung einen äußerst unangenehmen Geruch. Um festzustellen, ob tatsächlich Salmonellen in der Probe sind, muss ich die Bakterien erst einmal aus der stinkenden Brühe herausfischen die Biologin erklärt, dass sie deren DNA mit der PCR-Methode (englisch Polymerase Chain Reaction) nachweisen kann. Bei dieser Technik werden DNA-Stücke wieder und wieder kopiert, bis so viel DNA vorhanden ist, dass man sie sehen kann. 7

8 Rundblick Lebensmittelanalysen Bei einer Wohlfühltemperatur von 37 Grad Celsius sind schon nach vier bis sieben Stunden in einer 250-Milliliter- Lebensmittelprobe so viele Salmonellen gewachsen, dass sie nachgewiesen werden können. Verkuppelung von Antikörper und Salmonelle Sie versetzt jetzt den Beutelinhalt mit Magnetpartikeln, die in diesem Fall mit Antikörpern gegen alle häufig vorkommenden Salmonellenarten behaftet sind. Antikörper und Salmonellen können sich nun binden, kommentiert die Forscherin ihr Verkuppelungsgeschäft. Nach einer gewissen Zeit des Sichfindens taucht sie einen Stabmagneten in die Flüssigkeit und fängt mit ihm die Dreier-Gespanne aus Magnetpartikel, Antikörper und (wenn vorhanden) Salmonelle ein. Immuno mag netische Sepa ra tion heißt die Methode. Die sei nicht neu, wurde aber aus Kostengründen in der Lebensmittel diagnostik bisher nicht eingesetzt, erklärt die Wissenschaftlerin: Die herkömmlichen Magnetpartikel sind sehr teuer und lassen sich außerdem aus fetthaltigen Massen, wie es Fleischwaren nun mal sind, schwer wieder separieren. Diese beiden Stolpersteine auf dem ansonsten schnellen Weg zur Erkenntnis konnten Sabine Platz und ihre Kollegen offensichtlich aus dem Weg räumen. Sie entwickelten ein spezielles Beschichtungsverfahren, mit dem die magnetischen Partikel preisgünstiger hergestellt werden. Unsere Projektpartner haben auch einen tollen Antikörper gefunden, sagt Sabine Platz und dass sich durch diese gelungene Kombination die für den Test nötige Vorbereitungszeit der Lebensmittelprobe enorm verkürze. Bei einer Wohlfühltemperatur von 37 Grad Celsius sind schon nach vier bis sieben Stunden in einer 250-Milliliter- Lebensmittelprobe so viele Salmonellen gewachsen, dass sie nachgewiesen werden können. Und aller guten Dinge sind drei: Das Fett lässt sich von diesen Partikeln leicht entfernen. Somit könne das Ergebnis des Testes schon am Ende eines Arbeitstages vorliegen. Aufschlagen, trennen, quirlen dem Dioxin auf der Spur Schnelligkeit vor ebendieser Herausforderung stehen auch Dienstleistungslabore für Lebensmittel- und Futteruntersuchun gen wie die Food GmbH Jena Analytik-Consulting. Unsere größte Aufmerksamkeit, sagt Food-Geschäftsführer Lebensmittelproben haben nach der Bebrütung einen unangenehmen Geruch. Da macht diese Tüte mit salmo - nellenversetztem Hackfleisch keine Aus nahme. Dr. Bernd Giese, erfordert der Nachweis von Dioxinen. Es gibt 210 verschiedene Verbindungen, die 17 giftigsten werden zu einem so genannten Toxizitätsäquivalent aufsummiert, das gesetzlich geregelt ist. Dessen zulässiger Höchstwert beträgt je nach Lebens- oder Futtermittel teilweise nur 0,75 Nanogramm pro Kilogramm. Nur eine winzige Spur also, die im Labor gefunden werden muss. Routinetests sind gesetzlich vorgeschrieben. Gibt es Vorfälle wie den Futtermittelskandal Anfang 2011, kommt mehr als die übliche Arbeit auf die Lebens- und Futtermitteldiagnostik zu. Der Verbraucher hat allgemein die Vorstellung, wir nehmen eine Probe, untersuchen sie, und schon ist das Ergebnis da. Doch die Analysen erfordern derzeit noch längere Vorbereitungszeiten, erklärt Giese und öffnet die Tür zu seinem Dioxinlabor. Ein Kunde hat einige Packungen Eier zur Routineuntersuchung geschickt. Aufschlagen, trennen, quirlen die Eier werden zunächst für die Gefriertrocknung vorbereitet. Wasser in der Matrix würde stören, weil das Pulver zur Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel versetzt wird, erklärt Bernd Giese und zeigt auf das Extrahiergerät. Die Flüssigkeit ist letztendlich durchsichtig klar, enthält aber Fette, Kohlenhydrate, Proteine und andere Rückstände. Alle diese organischen Substanzen müssen abgetrennt werden, weil sie die Messung beeinflussen würden. Dazu dienen die Chromatographie-Säulen Glasrohre, 8

9 Lebensmittelanalysen Rundblick Das vom Eiweiß getrennte Eigelb wird gequirlt und dann gefriergetrocknet, damit es auf Dioxin untersucht werden kann. In Erfurt haben Sabine Platz und ihre Kollegen ein Beschichtungsverfahren entwickelt, mit dem sich magnetische Partikel preisgünstiger herstellen lassen. die mit weißem Aluminiumoxid-Pulver gefüllt sind. Am Ende der drei bis fünf Tage langen Vorbereitung stehen winzige Fläschchen. Deren Inhalt wird nun mittels hochauflösender Gaschromatographie-Massenspektrometrie, kurz GC/MS, auf Dioxin geprüft. Kürzere und kostengünstigere Analysezeiten Auf ihrer Webseite verspricht die Food GmbH ihren Kunden qualitäts- und fristgerechte Arbeit unter Einbeziehung neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse. Da liegt eine enge Zusammenarbeit mit der Friedrich-Schiller-Universität nahe. Food-Chef Bernd Giese und Dana Cialla von der Chemisch-Geowissenschaftlichen Fakultät wissen gar nicht mehr so genau, wer auf wen zugegangen ist. Möglicherweise haben sich beide auf halbem Wege getroffen bei ihrer jeweiligen Suche nach schnellen und trotzdem kostengünstigen Analysemethoden. Die Wissenschaft, sprich eine junge Forschergruppe, ist seit über einem Jahr mit der Entwicklung einer Technologie beschäftigt, mit der sich im Routinenachweis auch geringste Spuren von Substanzen im wahren Wortsinne sehen lassen. An dieser Stelle steigt auch das Institut für Photonische Technologien mit ins Boot. QuantiSERS Miniaturisierte Raman-Technologie heißt die InnoProfile-Transfer-Initiative, die ebenfalls vom BMBF gefördert wird. Bisher werde die so genannte oberflächenverstärkte Raman- Spektroskopie (englisch surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS) zur Untersuchung von Flüssigkeiten genutzt, erklärt die promovierte Chemikerin Dana Cialla; aber die Forschungsgruppe sehe auch im Lebensmittelbereich viele Anwen dungsmöglich keiten. In QuantiSERS entwickelt die wissenschaftliche Arbeits gruppe eine berührungsfreie, molekularspezifische und sensitive Methode, die die GC/MS ersetzen und die Analysezeiten von Proben, wie sie die Food GmbH untersucht, erheblich verkürzen könnte. Die für den Futter- und Leben s mittelbereich zu entwickelnde Methode basiert auf einer enzymatischen Silberab scheidung zur Herstellung eines SERS-Substrates. Das besteht aus Silbernanopartikeln. Vereinfacht ausgedrückt: Würde auf diese metallischen Nanopartikel das zu prüfende Extrakt aufgetropft und mit einem Laser bestrahlt, könnte das von der Probe gestreute Licht gemessen und ausgewertet werden. Potenziell toleriert diese Methode weniger saubere Messlösungen. Sie könnte die Probenvorbereitungs zeiten somit deutlich verkürzen, freut sich Bernd Giese. QuantiSERS soll nun bis zu seiner Marktreife weiterentwickelt werden. Der Chef des Diagnostiklabors hat eine Vision vor Augen: Analyse-Ergebnisse schon nach einem Tag! Er ist optimistisch. Die Wissenschaft beweist ja immer wieder: Von der Utopie zur Wirklichkeit werden die Wege immer kürzer. 9

10 Rundblick Lungenkrebs-Diagnostik KURZ UND SCHMERZLOS Ist es ein chronischer Husten? Eine Lungenentzündung? Lungen krebs? Fragen, die mit konventionellen Untersuchungsmethoden erst sehr spät eindeutig zu beant worten sind. Oft zu spät. Das Bronchialkarzinom steht, was die Zahl der Todesfälle bei den Krebserkrankungen betrifft, auf Platz eins. In Leipzig entwickeln Wissenschaftler derzeit den Prototyp eines Gerätes, das die Erkrankung früh, schnell und für den Patienten schmerzfrei erkennen soll. Wenn die Lunge mit einer Salzlösung ausgespült wird, lösen sich aus den Bronchien auch Zellen, die auf den Verdacht eines Bronchialkarzinoms hin untersucht werden können, beschreibt Dr. Jörg Lehmann eine der konventionellen Untersuchungsmethoden und muss nicht explizit erwähnen, dass diese keine angenehme ist. Auch Spiegelung der Atemwege klingt nicht nach entspanntem Spaziergang. Kein Wunder, dass sich nur wenige Patienten freiwillig einer solchen Prozedur unterziehen, nur weil etwa ein chronischer Husten abgeklärt werden soll. Jörg Lehmann ist Biologe und Spezialist für Immunologie am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI) Leipzig. Er meint, er selbst sei keine Ausnahme, wenn es um menschliche Verdrängungstaktiken gehe: Wird schon nicht so schlimm sein... Allerdings könnte es schon im Husten-Stadium zu spät sein. Ein Bronchialkarzinom zeigt zunächst keine typischen Symptome. Es schmerzt nicht und ist beim Röntgen nicht zweifelsfrei zu identifizieren. Eine Frühdiagnose ist nicht möglich, sagt Lehmann, drückt sich aber gleich präziser aus: Eine Frühdia gnose ist derzeit noch nicht möglich. Seine Arbeitsgruppe entwickelt innerhalb der vom BMBF geförderten WK Potenzial -Initiative Bronchialkarzinom gerade den Prototyp eines Gerätes, das zur routinemäßigen Anwendung in Arztpraxen kommen soll. Zugegeben: Die Aussicht, beim Arzt in ein Röhrchen zu pusten und das Atemkondensat eben mal nebenbei messen zu lassen, klingt doch sehr viel sympathischer als die herkömmlichen Diagnostikverfahren. Und es birgt ein großes Potenzial an freiwilliger Untersuchungsbereitschaft in sich. Biomarker sind Sensoren für gefährliche Krankheiten Jörg Lehmann und sein Team setzen technisch um, was er und seine Forscherkollegen in vorangegangenen Projektphasen erfasst und entwickelt haben. Lehmann spricht von den so genannten Proteinbiomarkern; von Eiweißen, deren Vorhandensein das Entstehen eines Tumors anzeigt. Im Atem kon densat könne man solche Biomarker finden und messen, sagt Lehmann und stellt den Vergleich zur Atemgasanalyse her. Im Gas sind keine Proteine enthalten. Hier werden Ionen und kleine flüchtige organische Moleküle gemessen, erklärt der Immunologe. Bei der Atemgas- ebenso wie bei der Atemkondensat diagnostik, werde anhand des gemessenen Profils von Merkmalen letztlich in gesund und krank unterschieden. Jörg Lehmann (oben links) und sein Team (unten rechts) entwickeln am Fraunhofer- Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI ein neuartiges Gerät, das Lungenkrebs schnell und schmerzfrei erkennen soll. Dafür züchten sie im Labor hochspezifische Antikörper, die als Fängermoleküle fungieren (oben rechts) und später einmal zuverlässig Biomarker aus dem Atemkondensat des Patienten filtern sollen. Bis dahin sind noch eine Reihe von Funktionstests nötig; hier wird ein Röhrchen mit Atemkondensat an der Stelle platziert, an der das gebrauchsfähige Gerät später das Atemkondensat des Patienten misst (unten links). 10

11 Lungenkrebs-Diagnostik Rundblick 11

12 Rundblick Lungenkrebs-Diagnostik Die Forschung hat ein Interesse daran, herauszufinden, welche Methode uns näher ans Ziel der Frühdiagnose bringt. Wir vergleichen die Methoden und schauen, wo es Synergien gibt, wo sie sich ergänzen, sagt der Wissenschaftler und lenkt die Aufmerksamkeit wieder auf sein Forschungsprojekt, das sich mit der Analyse des Atemkondensats befasst. In der Kondensflüssigkeit also schwimmen die Biomarker. Muss man das Kondensat nur sammeln und herausfinden, ob die Proteine darin krankmachende Botschaften tragen? Natürlich solle man sich das nicht so einfach vorstellen, meint Lehmann. Erst durch viele vergleichende Versuche mit unzähligen Proben könnten verlässliche Merkmale erfasst werden, die etwa auf ein Bronchialkarzinom hinweisen. Über 400 Patienten mit unterschiedlichen Typen von Bronchialkarzinomen und Entzündungen der Lunge mussten als Probenspender gefunden werden, um sichere Unterscheidungsmerkmale zwischen einer Krebserkrankung und einer chronischen Lungenentzündung zu finden. Das ist eine große Herausforderung, betont der Biologe. Und: Wir untersuchen ebenso die Risikogruppe der Raucher, um frühzeitig die Krebsmarker zu finden! Wenn das Atemkondensat-Messgerät einmal zuverlässig funktioniert und der Arzt mit ihm Routineuntersuchungen durchführt, könnte schon nach zirka zehn Minuten ein aussagekräftiger Befund vorliegen. Dann wüsste zum Beispiel ein Raucher, ob sein Raucherhusten von einer chronischen Entzündung der Lunge herrührt oder ob möglicherweise schon das Frühstadium von Lungenkrebs die Ursache ist. Fängermoleküle nehmen Proteine in die Klemme Doch bis dahin liegen noch einige Wege der Erkenntnis vor den Wissenschaftlern. Ein Weg führt sie immer wieder in einen fenster losen Raum. Mehrere Versuche gab es hier schon, um zu testen, ob der Prototyp in der Lage ist zu messen, was gemessen werden soll, sagt Lehmann. Auf dem Tisch liegen drei Geräteteile, die über Kabel miteinander verbunden sind und sich später im Inneren eines Gehäuses befinden werden. Und was genau sollen sie messen? Projektleiter Lehmann erklärt das so: Zwei Antikörper, die als Fängermoleküle fungieren, nehmen ein Proteinbiomarkermolekül, wie wir es suchen, in die Klemme. Das Protein zwischen den Antikörpern bildet eine Art Brücke, die von einem Laser gemessen wird. Das Lichtsignal wird dann ausgewertet. Intelligente Antikörper, die genau wissen, was sie fangen sollen? Unser Immunsystem stellt seine Werkzeuge ja selber her, um Krankheiten abzuwehren. Für unsere Forschung aber haben wir ganz bestimmte hochspezifische Antikörper entwickelt und produzieren sie in unserem Labor, sagt Jörg Leh mann. In das wir sind die Partner des Fraunhofer-Instituts für Zell therapie und Immunologie eingeschlossen, das Universitäts klinikum Leipzig und die Medizinische Fakultät der Universität Leipzig. In persona bringen die Biotechnologin Dr. Franka Kahlenberg und Professor Ulrich Sack, Facharzt für Immunologie und Teilprojektleiter des Verbund projekts, ihre Erfahrungen in das Forschungsprojekt ein. Gerät erkennt und misst Lichtsignale Ulrich Sack und ich kennen uns schon seit über 20 Jahren, freut sich Jörg Lehmann, denn nicht zuletzt darum funktioniert die Zusammenarbeit so gut. Seine beiden Kollegen warten schon auf ihn im besagten fensterlosen Raum. Mit dabei ist Silvio Geue, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei einem der Industriepartner des Projekts. Der Systemtechnikhersteller GESA Automation in Teuchern hat für den Prototyp die elektronischen Bauteile und die Software zur Erfassung und Verarbeitung der Lichtsignale entwickelt. Im Ergebnis des letzten Ver suchs, sagt Silvio Geue, haben wir einen anderen Laser eingebaut und einen zusätzlichen Lichtfilter. Nun heißt es Tür zu und Licht aus. In der Versuchsumgebung muss es so dunkel sein wie später im Inneren des Gerätes. Da braucht es im wahren Wortsinne Fingerspitzengefühl, um das mit einem präparierten Kondensat gefüllte Röhrchen an die richtige Stelle im Geräteteil zu bugsieren. Ein schwaches hellgrünes Leuchten ist zu sehen. Die Antikörper haben also die Biomarker eingefangen. Die spannende Frage der Wissen schaftler ist nun: Hat das Gerät diesen Vorgang auch gemessen? Licht wieder an: Auf dem Laptop von Silvio Geue zeigen sich Zahlenkolonnen. Aus den Gesichtern der Forscher weicht die Anspannung. Der Messvorgang scheint geglückt. Zu mehr Euphorie lässt sich Projektleiter Lehmann nicht hinreißen, bevor er die Übersetzung der Zahlen in auswertbare Kurven gesehen hat. An solchen Kurven könnte auch später der Arzt den Befund ablesen ohne viel Aufwand für ihn und den Patien ten. 12

13 eingeortnet Die Unternehmen-Region-Initiativen in dieser Ausgabe Greifswald plasmatis S. 48 Campus PlasmaMed S. 5, 48 MECKLENBURG-VORPOMMERN Wachstumskern WK Potenzial Zentrum für Innovationskompetenz InnoProfile Transfer InnoProfile ForMaT Spitzenforschung und Innovation Innovationsforum BERLIN AutoNOMOS GmbH S SACHSEN-ANHALT Potsdam PROGRESS S BRANDENBURG Dessau Artemisinin S. 4 THÜRINGEN Leipzig Bronchialkarzinom S Logistik Service Engineering und Management S. 4 ICCAS S SACHSEN Intelligentes Lernen S Weimar ultra optics S Jena QuantiSERS Miniaturisierte Raman-Technologie S. 6 9 Chemnitz TeMaKplus S. 4 13

14 Einblick AutoNOMOS GmbH Wo Müllabfuhr So sollte man sich einem Müllfahrzeug nur nähern, wenn oben zwei Metallkästen angebracht sind. Sie sind Teil des intelligenten Rückfahr Assistenz- Systems RAS, das Patrick Vogel, Tinosch Ganjineh und Michael Schnürmacher (rechte Seite, v. l. n. r.) entwickelt haben. 14

15 AutoNOMOS GmbH Einblick und Forscher Hand in Hand arbeiten Noch immer haben sie schlaflose Nächte, wenn sie an die Verantwortung und die Trag weite denken, die ihre Ausgrün dung mit sich gebracht hat. Aber Patrick Vogel, Tinosch Ganjineh und Michael Schnürmacher sind sich sicher, das Richtige getan zu haben. Das Richtige, das ist in dem Fall, mit ihrer AutoNOMOS GmbH und den aktuellsten Methoden der Robotikforschung das neuartige RückfahrAssistenzSystem (RAS) für die Berliner Stadt reinigungs betriebe (BSR) zu entwickeln, das Unfälle beim Rückwärtsfahren verhindern soll. Vogel, Ganjineh und Schnürmacher haben Teamgeist, Lust auf Neues, Selbstbewusstsein, verlässliche Partner und ein Projekt, das die Phantasie anregt, denn es geht um Autos. Ich wollte einen Job, der mir Spaß macht und der Ge stal tungs - möglichkeiten bietet, er zählt Patrick Vo gel, Gründungsgesell schafter und kaufmännischer Geschäftsführer der Auto NOMOS GmbH. Selbst als BWLer, mit viel Theorie im Hinter kopf, glaubt er, könne man die praktische Gründungserfahrung durch nichts ersetzen. Meine Praktika habe ich in der IT-Industrie ge - macht, und das technische Interesse war sowieso schon immer da. Auch Gründer Tinosch Ganjineh legte bereits während seines Studiums an der Freien Universität Berlin seinen Schwerpunkt auf autonome Fahrzeuge und Robotik und vertiefte sein Wissen als technischer Projektleiter der Auto- NOMOS Labs, die durch das BMBF- Programm ForMaT gefördert wurden. Als Wissen schaftler befasse ich mich mit der Vision des autonomen Fahrens; nun geht es mir aber zunehmend darum, die Kernaussagen aus der For schung zu extrahieren und in der Wirtschaft anzuwenden. 15

16 Einblick AutoNOMOS GmbH Der Dritte im Bunde Michael Schnürmacher ist wie Ganjineh Informatiker und hat ebenfalls an der FU studiert. Ich war im Innovationslabor AutoNOMOS zuständig für die Umfelderkennung mittels 3-D-Sensorik. Da ging es um alle Sensoren, die Abstands- bzw. Tiefeninformationen verarbeiten. Während des BMBF-Projekts hat er sich mit der Evaluation der Sensoren beschäftigt. Er ist darin der absolute technische Experte, erklärt Ganjineh, und gemeinsam bereiten wir diese Sensor- Informationen für den Fahrer auf. Die AutoNOMOS GmbH haben die drei jungen Männer zusammen mit ihrem Mentor, Professor Raúl Rojas, der die Arbeitsgruppe Intelligente Systeme und Robotik am Fachbereich Mathematik und Informatik der Freien Universität leitet, im Frühjahr 2012 gegründet. Von Robotern zu Müllfahrzeugen Ein bisschen Glück muss man beim Ausgründen auch haben, zum Beispiel beim Kontaktemachen. Als wir den Antrag für das ForMaT-Projekt geschrieben haben, bin ich auf die BSR zugegangen, denn wir wollten eine selbstfahrende Kehrmaschine bauen, die autonom die Straßen fegt, erinnert sich der 33-jährige Ganjineh. Die Berliner Stadtreinigung fand das zwar gut, gab uns aber zu verstehen, dass der Schuh ganz woanders drückt. Nämlich da, wo die Unfälle beim Rückwärtsfahren passieren. Tatsächlich vergeht kein Jahr, in dem nicht irgendwo in Deutschland Müllwerker oder Passanten von den 26 Tonnen schweren Abfallsammelfahrzeugen überrollt werden. Warum gibt es also nicht schon längst, ähnlich wie für Pkw, ein Assistenzsystem, das beim Rückwärtsfahren hilft? Das ist nicht so einfach, erklärt Vogel. Die Herausforderung liegt darin, ein System zu schaffen, das dem Fahrer hilft, sofort zu erkennen, wo die Gefahr liegt, aber bei einer Fehlwarnung den straffen Arbeitsablauf auch nicht weiter aufhält. Bei Müllfahrzeugen geht es ja gerade darum, dass Menschen hinter dem Fahrzeug arbeiten müssen! Doch im Endeffekt geht es auch um eine breite Lösung für den Logistikbereich und andere große Nutzfahrzeuge. Für Pkw haben die jungen Unternehmer bereits eine weitere Idee, wie Vogel erklärt: Wir wollen ein günstiges Abstandswarnsystem- Nachrüst-Kit bauen und damit den Gebrauchtwagenmarkt ansprechen. Bisher sind solche frontalen Warnsysteme nur in Neuwagen und der Oberklasse erhältlich, bei Klein- und Gebrauchtwagen aber meist gar nicht vorhanden. Das EXIST Forschungstransfer -Projekt VisKOS arbeitet bereits an der Entwicklung eines solchen Kits und soll mittelfristig zu einer weiteren Ausgründung aus der Freien Universität führen. Wir übernehmen selbst das Steuer Ausgründen ist ja schön und gut, aber warum? Ganz einfach: der absolute Wille, Dinge bewegen zu können, sagt Vogel. Gedacht, gesagt, getan. Innerhalb der Förderungs-Laufzeit haben wir uns stark auf wissenschaftliche Themen konzent- Die aufbereiteten Bildinformationen werden auf einen Monitor in der Fahrerkabine übertragen (links). Farben und Töne warnen den Fahrer, wenn sich Personen in einem gefährlichen Bereich hinter dem Müllfahrzeug befinden (rechts). 16

17 AutoNOMOS GmbH Einblick riert, die visionärer Art waren, erinnert er sich. Uns war aber klar, dass das selbstfahrende Auto, an dem wir im Rahmen des ForMaT-Projekts geforscht haben, nicht unser Produkt ist und auch heute der Markt noch nicht dafür bereit ist, lächelt er. Wir sind uns sicher, dass solche Dinge irgendwann möglich sind. Aber für eine Ausgründung ist es nicht genug, nur eine Vision zu haben, sagt Ganjineh. Da müssen Fahrzeughersteller und große Unternehmen ran, glaubt Vogel, und die werden natürlich mit Wissenschaftlern zusammenarbeiten. Ich denke, die deutschen Unternehmen sind offen für unseren Input. Der 31-jährige Michael Schnürmacher ergänzt: In der Lehre wird es spezielle Angebote für Studierende und spezielle Forschungsthemen geben. Für uns als Unternehmer ist es wichtig, dass wir etwas zurückgeben das heißt, praxisorientierte Abschlussarbeiten anbieten und geeigneten Leuten direkt nach dem Stu - di um eine Perspektive eröffnen. Einer für alle, alle für einen Nach der Projekt-Laufzeit war erst mal das Geld weg, viele Mitarbeiter mussten sich entscheiden, ob sie eine wissenschaftliche Karriere einschlagen oder in ein Unternehmen gehen wollen. Unsere Entwickler sind sehr gefragt, denn in dem aufstrebenden Gebiet der Automotive-Software gibt es nicht allzu viele Informatiker, die mit so viel Praxiserfahrung von der Uni kommen, erklärt Vogel. Und weiter: Nach dem ForMaT-Projekt mussten wir auf einige gute Programmierer verzichten, hatten dann aber doch einen Teamspirit zu bieten, der viele überzeugt hat, die Ideen mit uns weiterzutragen. Wir haben uns während der ForMaT -Zeit ja schon damit beschäftigt, welche Sensoren denn grundsätzlich dazu fähig sind, konkrete Probleme zu lösen. Und so funktioniert RAS: Aus den Daten zweier versetzter Kameras können ähnlich wie beim räumlichen Sehen des Menschen Abstände zu Objekten berechnet werden. Dieses Verfahren nennt sich Stereo-Vision. Nachdem eine komplexe Software die Bilder Bit für Bit in Echtzeit ausgewertet hat, stellt das System dem Fahrer die aufgearbeiteten Bildinformationen zur Verfügung: Warnsignale und deutliche Rotfärbung auf einem Monitor in der Fahrerkabine weisen ihn dann eindeutig auf Objekte in der definierten Gefahrenzone hin. Und da unsere Computer-Vision-Abteilung damals viele Erfahrungen in diesem Bereich gesammelt hatte, war es wichtig, einige erprobte Mitarbeiter aus dem ehemaligen ForMaT-Projekt zu gewinnen, erinnert Vogel sich erleichtert. Es wurde überlegt, wie man eine Idee zum Produkt machen kann, und die BSR hat das Vorhaben in einer achtmonatigen Konzeptphase finanziert. Mit dem Ergebnis, dass wir nach etwa einem Jahr ein demonstrationsfähiges Muster vorstellen konnten, erzählt der 34-Jährige. Team-Spirit und schlaflose Nächte Doppelte Stereo-Vision: Zwei Kameras überwachen zwei Gründer und umgekehrt. Die drei Männer sind gleichberechtigte Partner, und der Professor ist unser unverzichtbarer Mentor. Und ein wichtiger Kontakter, betont Vogel. Ja, schlaflose Nächte habe er nach wie vor: Das ist momentan ein sehr spannender Prozess; gerade weil die Verantwortung für die Mitarbeiter da ist. Wir haben jetzt fünf Festangestellte leider keine weiblichen Mitarbeiter, das würden wir gerne ändern. Wir sind sehr froh, dass wir die Finanzierung der Infrastruktur für das nächste Jahr mit der Investitionsbank Berlin und einem Business Angel gesichert haben. Das Team wächst, und der Zusammenhalt bleibt mit das Wichtigste, denn bei aller Herausforderung macht es täglich wieder Spaß. Und die Strategie, sich auf Nischenmärkte zu konzentrieren, scheint die richtige zu sein. Man muss es dann eben auch machen, fasst Vogel zusammen. 17

18 18 Karl Beucke fühlt sich wohl in den Dachateliers, wo die Studenten ihre Modelle bauen und es immer so unordentlich ist. Das lebt!, findet der Rektor der Bauhaus-Universität Weimar.

19 Bauhaus-Universität Weimar Einblick Das Experiment Ganze sechs Jahre ertrugen sich das Bauhaus und seine Geburtsstadt Weimar. Erst danach stieg das Bauhaus zur wichtigsten Architektur- und Designschule des 20. Jahrhunderts auf. Kann es funktionieren, wenn sich die Bauhaus-Universität Weimar heute auf diese Episode beruft? Walter Gropius ist erleichtert. Morgen ist der 1. April 1925, sein erster Arbeitstag als Direktor des Staatlichen Bauhauses in Dessau. Unvermeidlich schien der Umzug aus Weimar zuletzt. Schon seit der Gründung im Jahr 1919 gärte es in der konservativen Bevölkerung Weimars: Die als links geltende Gesinnung der Bauhäusler, ihre Verbindungen zur esoterischen Mazdaznan-Lehre, der obligatorische Vegetarismus, das Abschneiden aller historischen Zöpfe und ihr radikal experimenteller Ansatz taten ihr Übriges. Nein, es ging nicht mehr weiter in Weimar, da ist sich Gropius sicher. Den Ausschlag gab letztendlich die Entscheidung der seit 1924 regierenden DVP, den Bauhaus-Etat um die Hälfte zusammenzukürzen. In Dessau lockten hingegen eine stabile sozialdemokratische Mehrheit und die Förderung des Flugzeug bauers Junkers. So geht Walter Gropius voller Vorfreude nach Dessau. Doch eine kleine aber folgenschwere Gemeinheit will er sich nicht verkneifen: Den klangvollen Namen Bauhaus nimmt er mit und untersagt Weimar gerichtlich jede Nutzung 150 Jahre 12 Namenswechsel Die Umbenennung in Bauhaus-Universität Weimar war eine folgerichtige Entscheidung, sagt Rektor Karl Beucke. 71 Jahre nachdem Gropius und seine Mitstreiter den Namen nach Dessau entführt hatten, kehrte er 1996 wieder zurück an seine Geburtsstätte. Geht es nach Karl Beucke, dann war es das jetzt endlich mit den Umbenennungen: Nicht weniger als zwölf Mal hat die Einrichtung in ihrer 150-jährigen, turbulenten Geschichte ihren Namen geändert und mindestens ebenso oft ihre Ausrichtung: mal Kunstschule, mal Bauhochschule, mal Hochschule für Architektur und Bauwesen. Seit 1996 haben wir nicht nur einen Namen, der zu uns passt, sondern endlich auch ein zukunftsfähiges fachliches Profil, ist Beucke sich sicher. Wir sind eine zeitgemäße, themenbezogene Hochschule. Als Bauhaus-Universität Weimar bauen und gestalten wir die Räume, in denen wir leben. Einer dieser modernen Baumeister ist Bernd Rudolf, Dekan der Fakultät Architektur. Das historische Bauhaus ist ja nun Geschichte, sagt er, da ist nichts Neues mehr zu erwarten. Doch welche Rolle spielt das Bauhaus-Erbe heute für die Forschung und Lehre? Wichtig ist es, das magische Moment des Bauhauses wachzuhalten, ist Rudolf überzeugt, und das bedeutet in erster Linie, kreativ und am Puls der Zeit zu operieren. Am Puls der Zeit sieht Rudolf die Hochschule auch als Mitinitiator und Impulsgeber der Internationalen Bauausstellung IBA-Thüringen. Unter dem Arbeitstitel Wandel wird Kulturlandschaft will die IBA-Thüringen bis 2023 u. a. Konzepte für den nachhaltigen Umgang mit demographischen und energetischen Wandlungsprozessen anbieten. Das Experiment und seine Evaluierung sind das methodische Rückgrat in diesem Prozess, erklärt Rudolf. Gepresstes Stroh für Addis Abeba Das Experiment: Es ist eine Methode, die das Staatliche Bauhaus in Weimar prägte und auf die man an der Bauhaus-Universität fast an jeder Ecke stößt zum Beispiel in Form des 27 Tonnen schweren Experimentalbaus x.stahl, den auch Studenten als Forschungsplattform für innovative Bauteile nutzen; oder auch Kilometer Luftlinie südöstlich von Weimar. Mitten auf dem Campus der Universität Addis Abeba steht eine silbrig 19

20 Einblick Rubrik Ob in den Werkstätten (unten links), in den Dachateliers (Mitte links) oder im Freien (oben links): An der Bauhaus-Universität Weimar wird entworfen, gesägt und gebastelt. Davon überzeugt man sich am besten bei der jährlichen summaery, die vier Tage lang die besten Arbeiten des Studienjahres zeigt. glänzende, zweistöckige Hütte, die es in sich hat: Die Wandele mente bestehen aus Strohtafeln, die ohne Klebemittel gepresst werden, erläutert Rudolf das Projekt, das der Deutsche Akademi sche Austauschdienst (DAAD) im Rahmen des Programms Welcome to Africa fördert. Für die wasserdichte Außenhülle experimentieren die Studierenden mit verschiedenen recycelten Materialien. Während sich Gäste der Hochschule über die zentral gelegene Herberge freuen, richten die Weimarer ihren Blick auf die Brennpunkte der äthiopischen Hauptstadt die Armen siedlungen: Die Mehrparteienhäuser eines staatlichen Baupro grammes ignorieren weitgehend die gewachsenen Sozialstruk turen, erläutert Rudolf. Deshalb tüfteln Weimarer Wissen schaftler und Studen ten gemeinsam mit ihren äthiopischen Kollegen an intelligenten modularen Systemen für zweistöckige Familienhäuser, die die späteren Bewohner einmal selbst errichten sollen. Bernd Rudolf freut sich über die engen Beziehungen nach Äthiopien. Die ständige Präsenz von Weimarer Wissenschaftlern und Studierenden in Addis Abeba; äthiopische Studenten, die für Workshops nach Thüringen kommen; das Institut für experimentelle Architektur, das als grenzüberschreitendes Projekt gerade in Weimar und Addis Abeba zeitgleich entsteht; dazu die guten Kontakte in viele EU-Staaten, nach Ostasien und Südamerika: All dies nährt den internationalen Ruf der Fakultät Architektur, der für eine weltweit ungebrochene Nachfrage bei den Studierenden nach diesem experimentellen Denkraum sorgt. Auf allen Ebenen zur Internationalen Hochschule 2011 Jeder vierte Architekturstudent in Weimar hat einen ausländischen Pass. An der gesamten Bauhaus-Universität liegt der Ausländeranteil bei 18 Prozent und damit weit über dem Bundes- und Landesschnitt von 12 bzw. 7 Prozent. 180 Hochschulen zählt die Bauhaus-Universität weltweit zu ihren Partnern. Aber Internationalität geht bei uns noch weit über die Statistiken hinaus, sagt Dr. Muriel Helbig. Der Dezernentin für internationale Beziehungen ist wichtig, dass all diese internationalen Partnerschaften mit Leben erfüllt werden und wenn sich pro Partnerhochschule nur ein einziger Student im 20

21 Bauhaus-Universität Weimar Einblick Eine dieser Arbeiten ist die Schlemmerschaukel TAKE.LAGE.TAPAS.. Die von Architektur-Dekan Bernd Rudolf (rechts) betreute Projektgruppe hat sie in den 27 Tonnen schweren Experimentalbau x.stahl integriert (Mitte). Jahr entscheidet. Die meisten Beziehungen sind freilich deutlich enger, etwa zur Universität im amerikanischen San Diego, der staatlichen Bauuniversität in Moskau und der Tongji Universität in Shanghai. Bis 2016 fördert der Deutsche Akade mische Austauschdienst (DAAD) mit rund einer Million Euro strategische Partnerschaften zwischen Weimar und diesen drei Hochschulen im Spannungsfeld von Kunst, Design und Wissen schaft; etwa für gemeinsame Studiengänge oder Forschungs vorhaben. Vor zwei Jahren kürten der DAAD und der Stifterverband der Deutschen Wissenschaft die Bauhaus-Universität Weimar zur Internationalen Hochschule Auszeichnungswürdig sei die internationale Dimension der Weimarer Lehre, die neben den Partnerschaften etwa Austauschprogramme, Sprachan - ge bote oder die Einbindung internationaler Gastdozenten umfasst. Alles Argumente, die auch die 27 Mitbewerber anführten mit einem Unterschied: Bei uns gibt es auf allen Ebenen engagierte und begeisterte Mitstreiter, sagt Helbig, von der Leitung über die Professoren bis zu den Studierenden. Und das macht unsere Universität in Deutschland so besonders! Delikatessen und diebische Elstern Sogar weltweit einzigartig ist der Name, den sich die Gründerwerk statt der Bauhaus-Universität gegeben hat. Das neudeli ging 2001 aus einem Projekt hervor, in dem Studenten einen ehemaligen Feinkostladen mit neuen Delikatessen wiederbeleben wollten. Seitdem hat sich das neudeli zu einer experimentellen Werkstatt entwickelt, die ehemalige Schützlinge mit einem Brutkasten, dem guten Onkel oder einem Wasserhahn, der unter zu hohem Druck steht, assoziieren. Wir ermutigen jeden, der mit einer neuen Idee zu uns kommt, erst einmal einen Prototyp zu bauen oder zumindest zu zeichnen, erklärt die neudeli-leiterin Christiane Kilian. Entwerfen, verwerfen, Neues einfließen lassen das mache das neudeli aus. Diese ganz eigene Dynamik provozieren Kilian und ihre zwei Kolleginnen unter anderem, indem erfolgreiche Gründer an Beratungsgesprächen teilnehmen oder auch Teile von Lehr veranstaltungen halten. Denn als eines von wenigen Gründer zentren ist das neudeli an eine Professur (für Medienmanagement) 21

22 Einblick Bauhaus-Universität Weimar angedockt und neben der Beratung auch in Forschung und Lehre eingebunden. Im Wintersemester 2013/2014 wird dann sogar eine eigene Professur für Innovations- und Kreativmana ge ment eingerichtet, die betriebswirtschaftliche und künst lerisch-kreative Prozesse verschmelzen soll. Denn trotz aller Ex pe ri mentierfreudigkeit gilt auch in Weimar: Wenn es an den Businessplan geht, gibt es bei uns klassisches Coaching, sagt Kilian. 17 Ausgründungen entstanden auf diese Weise im vergangenen Jahr. Bei der Einwerbung von EXIST-Gründerstipendien haben wir bislang sogar eine Erfolgsquote von 100 Prozent, freut sich Kilian. Es ist ein Erfolg, an dem seit April auch Martin Potthast teilhat. Mit Unterstützung des neudeli, eines EXIST-Stipendiums und von vier Studenten will der promovierte Informatiker Picapica bis zur Marktreife entwickeln. Für ihre Software zur Plagiatserkennung haben sich die Programmierer den ornithologischen Namen der diebischen Elster geborgt; doch der Rest ist Eigenleistung: Wir entwickeln Algorithmen, die dem Menschen gleich und kostengünstig Anfragen an Suchmaschinen formulieren, erläutert Potthast und auf diese Weise nach semantisch ähnlichen Dokumenten suchen. Nach erfolgreicher Dokumentensuche visualisiert das Programm Auffälligkeiten, zum Beispiel durch farblich markierte Übereinstimmungen und Diagramme. Damit unterstützt Picapica den Anwender bei der Einschätzung kritischer Stellen, sagt Potthast, und ermöglicht es so, schnelle und zuverlässige Entscheidungen über Plagia te zu treffen. Fantastische 3-D-Welten Picapica ging aus der InnoProfile-Initiative Intelligentes Lernen hervor, die an der Fakultät für Medien angesiedelt ist. Wer die Mitarbeiter der von Dr. Matthias Hagen geleiteten Nachwuchsforschungsgruppe sucht, findet sich bisweilen im Virtual-Reality-Labor wieder und die Nachwuchsforscher gestikulierend vor einer 15 Quadratmeter großen Leinwand. Schauen Sie mal hier in den Zylinder!, fordern Andre Kunert und Alexander Kulik den Besucher auf. Wer eine der eigens entwickelten Shutterbrillen aufsetzt, taucht ein in eine virtuelle dreidimensionale Welt: Mitten im Raum schwebt ein FIAT- Motor samt Getriebe, den man umrunden oder mit virtuellen Werkzeugen bearbeiten kann. Mit einer Art Handkamera kann man das Triebwerk an jeder beliebigen Stelle auseinanderschneiden; etwa auf Höhe der Zylinder. Den zweidimensionalen Ausschnitt, der über der Kamera schwebt, kann man dann zu einem dreidimensional drehbaren Würfel verwandeln oder auch bis in kleinste Strukturen hinein vergrößern. Beindruckend, doch das eigentliche Highlight kommt erst noch: Wir sind zurzeit die weltweit Einzigen, die sechs Nutzern gleichzeitig stereoskopisches Sehen mit einer individuellen Perspektive ermöglichen können. Sechs Personen können den dreidimensionalen Motor also gemeinsam und von einer jeweils anderen Position erleben ohne jede Verzerrung oder Überlagerung. Diese fantastischen 3-D-Welten basieren auf Infrarotsensoren, die jede Bewegung der Personen und virtuellen Werkzeuge im Raum erfassen, sowie zwölf Projektoren hinter der Leinwand. Kommen noch 3-D-Tiefen kameras und eine zweite Lein wand ins Spiel, wird sogar Teleprä senz möglich. Was nach esoterischer Spielerei klingt, könnte in Zukunft etwa Archi tektur bespre chungen re vo lutionie ren: Acht Leute an zwei verschiedenen Orten schlendern gemeinsam durch virtuelle Räume, sehen dabei dieselben Dinge oder stehen sich lebensgroß im Ge spräch gegenüber. Noch ist das Gegen über etwas pixelig, doch bessere Sensoren werden schon bald mehr Tiefenschärfe bringen. In fünf Jahren könnte die Techno logie marktreif sein, prognostiziert Nachwuchsforscher Kulik. Der leicht pixelige Herr im roten Hemd steht in Wirklichkeit vor einer zweiten Leinwand im Weimarer Virtual- Reality-Labor. In Zukunft soll Telepräsenz aber gemeinsame virtuelle Architekturbegehungen über Tausende von Kilometern ermöglichen. 22

23 Spitzenforschung mit Studenten Ob Plagiate, für deren Verständnis die Weimarer schon mal eine eigene Suchmaschine mit 500 Millionen Dokumenten programmieren, oder die Telepräsenz, bei der rund 600 Megabyte Daten in der Sekunde übertragen werden müssen: Bei uns geht es immer um die Analyse von Big Data, sagt Benno Stein, der zusammen mit Bernd Fröhlich zu den Visionären hinter der InnoProfile- Initiative Intelligentes Lernen zählt. Ihre Lehr stühle für Web Technology and Information Systems sowie Systeme der Virtuellen Realität bestätigen den zweiten Teil des inoffiziellen Mottos, das Rektor Karl Beucke für die Bauhaus-Universität ausgegeben hat: Experiment und Exzellenz. Was wir hier tun, machen wir so gut wie die Besten der Welt, sagt Stein. Deshalb mussten sie auch nicht lange nach Firmen suchen, die die neue Stiftungsprofessur unterstützen wollen: Wenn die Förderung als InnoProfile-Transfer klappt, sagt Stein zuversichtlich, werden wir im Wintersemester 2013/2014 deutschlandweit die erste Professur für Big Data Analytics haben. Fast zeitgleich soll auch das Digital Bauhaus Lab fertig werden, das wir ohne InnoProfile vielleicht gar nicht geschafft hätten, wie Benno Stein sagt. Beim Blick aus seinem Bürofenster auf die Großbaustelle gerät er ins Schwärmen: Doppelböden, ein eigenes Rechenzentrum, extra hohe Decken Rund ein Drittel der 7,5-Millionen-Euro-Investition fließt in die Computer- und Displaytechnik, die Informatiker, Bauingenieure, Gestalter und Architekten gemeinsam nutzen werden: um intelligente Eingabegeräte zu entwickeln oder virtuelle Baustellen zu entwerfen. Doch profitiert davon auch der einfache Student? Wir binden vor allem die Master-Studenten sehr stark in Forschung ein, erklärt Stein. Der 3-D-Lernraum etwa wäre ohne die intensive, langjährige Mitarbeit von guten Studierenden nicht möglich gewesen. Die wiederum können sich über die hervorragende Ausbildung freuen genauso wie die Region: Mehr als die Hälfte unserer Absolventen bleibt hier in Mitteldeutschland, sagt Matthias Hagen. Da sind wir schon ein bisschen stolz drauf. Der Visionär und seine Vision: Benno Stein auf der Baustelle des Digital Bauhaus Lab. Das interdisziplinäre Forschungszentrum wurde u. a. vom MIT Media Lab in Cambridge/Massachusetts inspiriert. Zwischen Mikrowellen und Betonbooten Wer mit dem Auto zu ihm fährt, überrollt womöglich eines von Horst-Michael Ludwigs Forschungsthemen: Rund 15 Prozent der Betonoberflächen auf deutschen Autobahnen ist AKR-geschädigt, erläutert der Direktor des F. A. Finger-Instituts für Baustoffkunde. AKR steht für die unter Verkehrspolitikern wie Auto fah rern gleichermaßen gefürchtete Alkali-Kieselsäure- Reaktion. Weil die daraus entstehenden Fahrbahnrisse gefährlich und teuer sind, lässt das Bundesverkehrs ministerium jeden Beton analysieren, der auf öffentlichen Straßen verbaut werden soll; in vier von fünf Fällen passiert das in den Klimasimula tions kam mern und Laboren der Bauhaus-Universität Weimar. 23

24 Einblick Bauhaus-Universität Weimar Es sind die beiden Megatrends der Baustoff forschung, auf die sich die stark materialtechnisch ausgerichteten Wei ma rer konzentrieren: grüne sowie hochspezialisierte Hightech-Bau stoffe. Dazu gehört auch das Gebäude-Recycling: Heute bestehen Wände aus vielen verschiedenen Schichten, erklärt Ludwig, etwa Ziegelsteinen, Mineralwolleplatten, Putzsys temen, Fliesenkleber, Fliesen wenn Sie die zertrümmern, haben Sie einen Brei. Deshalb gehen die Weimarer Baustoffingenieure gemein sam mit Forschungseinrichtungen und regionalen Unter neh men einen neuen Weg: In die Verbundschichten platzieren sie Stoffe, die unter Mikrowellenbestrahlung die Wandschichten trennen und so das Recycling ermöglichen. Alle meine Produkte erzählen eine Geschichte, sagt Laura Straßer. Mit diesem Anspruch hat die Absolventin der Bauhaus-Universität auch die birnenförmige Leseleuchte Von Ribbeck entworfen, die in Thüringen produziert wird. Was ist das Bauhaus? Das Staatliche Bauhaus wurde 1919 von Walter Gropius als Kunstschule in Weimar gegründet zog es nach Dessau, bevor es schließlich 1933 in Berlin unter dem Druck der Nationalsozialisten aufgelöst wurde. Das Gropius-Manifest postulierte im Jahr 1919 die Wiedervereinigung aller werkkünstlerischen Disziplinen Bildhauerei, Malerei, Kunstgewerbe und Handwerk. Weitere zentrale Bauhaus-Ideen wie die Abkehr von historischen Vorbildern, eine experimentelle Herangehensweise oder die Mitarbeit von Studenten an den Werken der Meister wirkten anziehend und irritierend zugleich. Heute wird das Bauhaus mit Attributen wie schnörkellos, funktional oder geradlinig belegt und als Stilrichtung empfunden. Neben dem Möbeldesign prägt die Bauhaus-Ästhetik bis heute die Architektur mit Flachdächern, Fensterflächen oder dem Verzicht auf jegliche Ornamentik. Noch immer gilt das Bauhaus als wichtigste Design- und Architekturschule des 20. Jahrhun derts und als Avantgarde der klassischen Moderne. Die summaery ist die gemeinsame Jahresschau der vier Fakul täten und zeigt die besten Arbeiten des aktuellen Studien jahrs. Doch wo zeigt sich hier, am größten Institut der Hochschule, der stark handwerkliche, experimentelle und interdisziplinäre Bauhaus-Charakter? Im Alltag merkt man das nicht, gibt Ludwig offen zu, dafür aber bei der Deutschen Betonkanu-Regatta. Bei der 14. Ausgabe, die im Juni 2013 in Nürnberg stattfand, waren rund 70 Betonboote aus über 50 Hochschulen am Start und die Weimarer belegten wieder einmal einen hervorragenden zweiten Platz. Während die Bauingenieure die Materialauswahl und Konstruk tion übernahmen, stemmten Medienmanagement-Studenten das Marketing und die Pro dukt gestalter entwarfen die Sportbekleidung. Es ist genau dieser Weimarer Studententypus, den auch Rektor Beucke so schätzt: Bei uns finden Sie den Karriere studenten im feinen Anzug nicht. Unsere Studierenden können anpacken, aufbauen, und machen sich auch mal die Hände schmutzig ob sie nun Hütten in Addis Abeba oder Beton boote in Weimar bauen... Geschichten aus Porzellan Auch Laura Straßer scheut sich nicht davor, sich die Hände schmutzig zu machen, wenn auch mit dem sehr sinnlichen Material Porzellan. Die Arbeiten der 31-jährigen selbstständigen Produktdesignerin entspringen genau dem fließenden Übergang vom Handwerk zur Kunst, den die Bauhäusler bereits vor fast 100 Jahren anvisierten. Meine Arbeit ist sehr konzeptlastig, erklärt Straßer. Alle meine Produkte erzählen eine Geschich te. So auch die birnenförmige Leseleuchte Von Rib beck, hinter der die berühmte Ballade Theodor Fontanes steckt, der wiederum aus derselben Region wie Straßers Großmutter stammt. Das Studium an der Bauhaus-Uni setzt sehr stark auf selbstbestimmtes und spielerisches Herangehen, erinnert sie sich. Und auch die oft zitierte Interdisziplinarität habe sie erlebt, allerdings fast ausschließlich auf studentischer Ebene, etwa in gemeinsamen WGs oder Ateliers. Die gebürtige Frankfurterin ist das, was man sich an der Bau haus-universität noch viel öfter wünscht: Diplom an der Bauhaus-Universität, eigenes Atelier in Weimar, eine zumindest vorübergehende Hochschulstelle als künstlerische Mitarbeiterin 24

25 Bauhaus-Universität Weimar Einblick und hervorragende Verbindungen zu den traditionsreichen Thüringer Porzellanherstellern. Die Von Ribbeck etwa lässt das dänische Designlabel Karakter bei KAHLA produzieren. Leider verlassen nach meiner Erfahrung 90 Prozent der Absol venten aus kreativen Studiengängen Weimar, bedauert Straßer, weil die Region auf den ersten Blick nicht so viel zu bieten hat. Das zu ändern, hat sich die Stiftung für Technologie, Innovation und Forschung Thüringen STIFT auf die Fahnen geschrieben. So entsteht am Rande des Campus bis Ende 2013 das neue Gewerbezentrum für Kreativwirtschaft, das mit bezahlbaren Räumlichkeiten und vielen Synergieeffekten die besten Köpfe am Standort halten will der ja mindestens in kulturellem Sinne eine ganze Menge zu bieten hat. Von wegen Museum: Das originalgetreu rekon struierte Gropiuszimmer nutzen Gastprofessoren als Büro. Lebendig statt museal Weimar ist gesegnet mit einem tollen Kulturangebot, freut sich Rektor Karl Beucke. Wir haben ja auch eine Hochschule für Musik, die Klassik Stiftung Weimar, das Deutsche Nationaltheater und ein Kunstfest die sich noch dazu gegenseitig unterstützen. Als im vergangenen Jahr das international renommierte US-Multitalent Robert Wilson die Via Crucis für das Kunstfest inszenierte, lernten Weimarer Studenten in New York Wilsons Arbeitsweise kennen und schufen anschließend einen spektakulären und 400 Quadratmeter großen Zugangspavillon zu Wilsons Inszenierung. Auch wegen solcher Projekte sieht Beucke die Bauhaus-Universität als Ort unmöglicher Begegnungen. Bob Wilson wurde übrigens im historischen Gropiuszimmer einquartiert vielleicht auch ein passender Ort, um einen Rektor in Szene zu setzen? Beucke winkt ab. Das ist mir zu museal. Stattdessen schlägt er eines der Dachateliers vor, wo die Studenten ihre Modelle bauen und es immer so unordentlich ist. Das lebt! Und zwar rund um die Uhr. Denn seit Neuestem bekommt jeder Student einen eigenen Schlüssel, um die Ateliers Tag und Nacht nutzen zu können. Es ist noch so ein Experiment, das in Weimar zu funktionieren scheint. Die Bauhaus-Universität Weimar im Überblick Seit dem Abschluss ihrer Neuausrichtung im Jahr 1996 trägt die Hochschule den Namen Bauhaus-Universität Weimar. Die Bauhaus-Universität Weimar verfügt über die vier Fakul täten Architektur, Bauingenieurwesen, Gestal tung und Medien. Rund 100 Professoren betreuen Studierende. Der Anteil der internationalen Studierenden liegt bei 18 Pro zent; nur 11 Prozent der Studierenden kommen aus Thüringen. Seit 1996 gehören das Bauhaus und seine Stätten in Weimar und Dessau zum Welterbe der UNESCO. Die summaery ist die gemeinsame Jahresschau der vier Fakul täten und zeigt die besten Arbeiten des aktuellen Studien jahrs. 25

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27 Ein Tag im Leben Einblick Ohne Star Trek hätte ich vielleicht nie Physik studiert Er ist erstaunlich munter. Dafür dass ihn sein Sohn nachts auf Trab gehalten hat. Alexander Szameit ist gerade zum ersten Mal Vater geworden. Der Schlafentzug sei schnell vergessen, wenn ihn der Kleine morgens anstrahlt, meint er. Dann startet der Juniorprofessor zu Fuß oder mit dem Rad in sein Büro am Institut für Angewandte Physik auf dem Jenaer Beutenberg- Campus und einmal in der Woche auch zur Vorlesung so wie heute. Wir waren ihm einen Tag lang auf den Fersen Uhr 8.15 Uhr Es ist keine Pflichtvorlesung und noch recht früh am Morgen. Deshalb haben nur wenige Studenten auf den Holzklappstühlen Platz genommen. Es geht um Optik in Wellenleiterarrays. Alexander Szameit hat nach einer halben Stunde schon zwei der großen grünen Tafeln mit kryptischen Formeln vollgeschrieben. Er macht das am liebsten so, auch wenn nach zwei Stunden Vorlesung die Hand schmerzt von der Kreidekritzelei. Die Studenten würden dann besser verstehen können, worüber er redet, meint der 34-Jährige. Mehr als wenn er alles im Eiltempo auf Folien präsentieren würde. Der Physiker liebt es, seinen Studenten etwas näherbringen zu können. Am Anfang gucken sie oft noch ein bisschen verständnislos an die Tafel, erzählt er. Und irgendwann sieht man dieses Leuch ten in ihren Augen. Das ist toll! Wenn er Glück hat, kann er das jeden Dienstag sehen, zumindest während des Semesters. Dann hält der Juniorprofessor im Saal 2 des schönen alten Physik gebäudes der Friedrich-Schiller-Universität seine Vorlesung. Äußerlich unterscheidet sich der 1,90-Meter-Mann kaum von den jungen Leuten, die vor ihm sitzen. Schlips und Anzug sind nicht sein Ding. Darin könnte er nicht denken, meint er. In T-Shirt und Bermudashorts klappt das besser. Außerdem kann er Sandalen dazu tragen, darin läuft es sich gut. Szameit läuft viel. Nach der Vorlesung macht er sich auf den Weg durch die Jenaer Altstadt, Richtung Beutenberg-Campus, zu seinem Büro. Das dauert zwar eine Weile, aber die Zeit nimmt er sich normalerweise. Heute steigt er ausnahmsweise bei uns ins Auto und erzählt, wie er nach Jena gekommen ist. Die Liebe war schuld. Eigentlich wollte er gerade von Halle nach Heidelberg wechseln, denn das Astronomie-Studium in der Saalestadt hat ihn zu wenig gefordert. Er saß schon auf gepackten Koffern, als ihm seine jetzige Frau über den Weg lief. Statt solo nach Heidelberg zog Alexander Szameit frisch verliebt nach Jena. Und er hat es nicht bereut, privat wie beruflich. Schließlich seien die Forschungs bedingungen hier ideal, sagt er; gerade für jemanden, der sich auf Optik spezialisiert hat. Hier gibt es nicht nur namhafte Firmen wie Carl Zeiss und Jenoptik, sondern auch ein Spezial- Gymnasium für Physiker sowie Optik- Studiengänge an der Uni und der Fachhochschule. Der einzige Nachteil ist, dass Jena international noch relativ unbekannt ist, räumt er ein. Da muss man noch viel dran arbeiten. 27

28 Einblick Ein Tag im Leben Uhr Schreibtischarbeit neben der Enterprise, Meeting im Großraumbüro und eine Stunde im Paradies ein Tag im Leben von Alexander Szameit. Ankunft auf dem Beutenberg in Jena. Hier haben sich mittlerweile so viele Institute und Start-up-Unternehmen angesiedelt, dass der einst recht übersichtliche Campus jetzt in Ost und West eingeteilt ist, um den Überblick zu bewahren. Und immer noch wird gebaut so auch das neue Optik-Forschungsgebäude. Bis es fertig sein wird, ist das Büro von Alexander Szameit in einem grauen Container untergebracht. Von außen sieht es zwar nicht so aus, aber innen ist es recht gemütlich bei ihm mit Sitzecke und Bücherregal. An den Wänden hängen Star-Trek-Plakate, auf dem Schreibtisch steht ein Modell der Enterprise. Der Physi ker ist zweifellos ein Fan. Ja, schon seit meiner Jugend, sagt er und schmunzelt. Ohne Star Trek hätte ich vielleicht nie Physik studiert. Aus Science-Fiction ist bei Alexander Szameit inzwischen Real- Science geworden. Wir haben uns inspirieren lassen von den iso-linearen optischen Computerchips, die es bei Star Trek gibt, erzählt er. Davon haben wir eine sehr einfache Version nachgebaut und damit jetzt die ersten optischen Computer chips entwickelt, die mit Licht arbeiten. Diese Chips sind um ein Vielfaches leistungsfähiger als solche, die heute für Computer genutzt werden. Die Arbeit ist gerade im renommierten Journal Nature Photonics veröffentlicht worden. Eine von drei Nature -Veröffentlichungen in nur einem Jahr Uhr Szameit entschuldigt sich. Er muss s checken eine zeitaufwendige Angelegenheit, findet er. Aber schließlich hat er zu mehr als 30 Forschungsgruppen weltweit Kontakt, da ist der schnelle virtuelle Austausch schon ganz praktisch. Und der Physi ker ist dabei recht effizient. Inzwi schen könne er sogar einhändig schreiben, meint er. Das hat er nach der Geburt seines Sohnes gelernt. Wenn er den schlafenden Kleinen im Arm hält, beantwortet er mit der freien Hand schnell ein paar Mails. Aber eigentlich sind ihm die Wissenschaft und seine Mitarbeiter viel wichtiger als der Schreibkram Uhr Immer mal wieder lugt jemand durch die Tür. Alexander Szameit hat jederzeit ein offenes Ohr für seine Leute. Er leitet ein Team von mittlerweile 10 Nachwuchswissen schaftlern, die Physik studieren oder promovieren. Diamant- und Kohlen stoffbasierte optische Systeme nennt sich seine Gruppe, die zum Jenaer Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) ultra optics gehört. Was kann man sich darunter vorstellen? Im weitesten Sinne beschäftige er sich mit der Ausbreitung von Licht in verschiedenen Medien wie bei spielsweise Flüssigkeiten, so der Physiker. Außerdem versucht er, mithilfe quantenmechanischer Gesetzmäßigkeiten Com puter zu verbessern. Momentan findet er Graphen besonders spannend. Graphen ist ein modifizierter Kohlenstoff eines der Zukunftsmaterialien schlechthin, in dessen Erforschung europaweit Millionen fließen. Szameit und seiner Gruppe ist es gelungen, eine optische Version von Graphen herzustellen, eine Art Supraleiter für Licht. Na, wenn das nicht nach Star Trek klingt! 28

29 Ein Tag im Leben Einblick Uhr Inspirationen und Ideen bekommt er aber nicht nur aus Hollywood, sondern vor allem im Paradies einem ganz irdischen Paradies. Denn so heißt der größte Park in Jena, direkt an der Saale. Seine Decke hat er immer im Rucksack dabei, eine ganz dünne, leichte, wie man sie auf Langstreckenflügen bekommt. Alexander Szameit sitzt öfter mal in Flugzeugen auf dem Weg zu internationalen Konferenzen. Jetzt liegt die Decke auf dem paradiesischen Rasen unter rauschenden Bäumen, und der Physiker breitet ein paar Papiere darauf aus. Artikel, Gutachten, irgendetwas gibt es immer zu lesen und vor allem nachzudenken, mal ganz in Ruhe, ohne und Telefon. Wenn man auf die Vögel hört, dann fließen die Ideen, sagt er. Ruhepausen und freie Arbeitseinteilung sind für ihn die Voraussetzung für Krea tivi tät. Das bezieht er nicht nur auf sich selbst, sondern auch auf sein Team. Wenn ich einen Doktoranden zwinge, um 7 Uhr im Büro zu sein und frühestens um 8 Uhr abends nach Hause zu gehen, kann der nicht produktiv sein, dessen ist sich Szameit sicher. Die Motivation geht flöten und ein unmotivierter Doktorand ist das Schlimmste, was einer Gruppe passieren kann. Deshalb lässt er ihnen Freiheiten. Für den Juniorprofessor ist es sehr wichtig, seine Leute zu motivieren. Das macht er nicht, indem er Gummi bärchen verteilt, wie er es ausdrückt, sondern mit spannenden Themen, an denen die jungen Forscher Spaß haben Uhr Spontanes Gruppenmeeting im Großraum büro von Szameits Team. Einer der Postdocs schreibt Zahlen und Formeln an die Tafel. Er hat ein Problem. Die Ergebnis se von optischen Experimenten eines russischen Kollegen kann er mathematisch nicht nachvollziehen. Deshalb fragt er die anderen um Rat. Es wird diskutiert, Fakten werden hin und her geworfen. Das verstehe ich nicht, ruft Alexander Szameit zwischendurch. Er ist keiner, der sich allwissend gibt, bleibt mit seinen Leuten immer auf Augenhöhe. Es ist mir sehr wichtig, dass ich mit den Studenten ein kollegiales Verhältnis habe, sagt er. Das sind Kolle gen, auf deren Meinung und Sichtweise ich sehr viel Wert lege. Soziale Kompetenz spielt für ihn eine große Rolle. Die könne man nicht von der Forschung trennen, meint der junge Professor, denn Wissen schaft ler, die unfähig sind, mit anderen zusammenzuarbeiten, seien in den meisten Fällen erfolglos. 29

30 Einblick Ein Tag im Leben Uhr Der Boden vor dem Labor ist klebrig, und im Regal liegen kleine blaue Plastikklümp chen aus Füßlingen. Wir fummeln ein paar heraus und ziehen sie uns über die Schuhe. Die empfindliche und teure Technik im Optiklabor soll so vor dem Straßenschmutz geschützt werden. Auf schwarzen Tischen sind optische Instrumente aufgebaut, durch die Laserlicht dringt, das man mit bloßem Auge nicht sehen kann. Ulrike Blumröder erwartet ihren Chef schon. Die Doktorandin will wissen, wie einer der ganz neuen Laser funktioniert und wie man Licht in den Glas-Chip einkoppelt in den Star-Trek- Chip, den Szameit entwickelt hat. Auch wenn er mittlerweile nur noch selten im Labor steht, ist er hier in seinem Element. Für mich ist das ein Traumjob, sagt er. Stellen Sie sich mal vor: Man geht ins Labor und sieht einen Effekt, den noch nie jemand zuvor gesehen hat. Das ist ein neues Stück Wissen, das man in die Welt bringt. Das ist wahnsinnig toll! Seine sonst so ruhige Stimme ist etwas aufgeregter geworden, als er das sagt, und seine Augen leuchten Uhr Sein Tag endet im Büro. Ein bis zwei Stunden wird Alexander Szameit noch am Schreibtisch sitzen. Die Unter schriften mappe muss er noch durchgehen, Mails beantworten und sich um organisatorische Dinge kümmern, bevor er nach Hause geht. Seit sein Sohn auf der Welt ist, hält es ihn nicht mehr so lange im Büro. Nur manchmal, wenn er gerade neue Ideen entwickelt und mit seinen Leuten diskutiert, vergisst er schon mal die Zeit. Wenn er weiter so gute Ergebnisse be - kommt, die hochrangig veröffentlicht werden, wird er eine tolle Habilitation abgeben können. An der arbeitet er momen tan. Und was dann? Dann schaue ich, wo es mich hinverschlägt, sagt er und zuckt mit den Schultern. Ich möchte schon sehr gerne in Deutschland bleiben, aber ich muss halt eine Stelle finden, das ist nicht ganz einfach. Wir drücken jeden falls die Daumen. Vielleicht klappt es ja sogar in Jena für den Wissenschaftsstandort wäre er sicher ein Gewinn! Ich möchte schon sehr gerne in Deutschland bleiben, aber ich muss halt eine Stelle finden, das ist nicht ganz einfach. 30

31 Alexander Szameit wurde in Halle geboren. Er studierte und promovierte in Physik an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. Während und nach seiner Promotion war er als Gastwissenschaftler an der Universität der Mongolei in Ulan-Bator, im australischen Canberra und in der israelischen Hafenstadt Haifa, wo er als bester Postdoc ausgezeichnet wurde. Am Institut für Astronomie in Hilo auf Hawaii arbeitete er ein halbes Jahr mit an der Entwicklung des James-Webb-Space-Teleskops und baute sogar ein Teil des supermodernen Instruments: das Scharnier am Gehäuse des Infrarot-Detektors. Er hat bereits diverse Auszeichnungen bekommen, u. a. den Promotionspreis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und den Preis der Deutschen Wissenschaftsgemeinschaft für Lasertechnologie. Seit 2011 leitet er als Juniorprofessor eine Nachwuchs forschungs gruppe am Institut für Angewandte Physik in Jena, die zum ZIK ultra optics gehört. Er beschäftigt sich mit der Ausbrei tung von Licht und quantenmechanischen Gesetzmäßigkeiten. Alexander Szameit ist verheiratet und hat einen Sohn

32 Auf hochaufgelösten Satellitenbildern wie diesem aus kirgisisch-usbekischem Grenzgebiet können Potsdamer For scher Hangrutschungen entdecken und so detaillierte Gefährdungskarten erstellen. Erdbeben in Bischkek, Bergstürze in Indien oder ein steigender Meeresspiegel in Lübeck wo Naturgefahren und Klimawandel die Menschen bedrohen, ist der Potsdamer Forschungsverbund PROGRESS nicht weit. Zugleich zeigt PROGRESS exemplarisch die Wirkungen, die das BMBF-Programm Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern in den vergangenen fünf Jahren entfacht hat. 32

33 PROGRESS Schwerpunkt Sie erinnert an die Packungsbeilage eines rezeptpflichtigen Vitamin präparats abstrakt, sperrig, ein literarischer Leckerbissen allenfalls für Anhänger des präzisen, von Komposita durchsetzten Nominalstils. Dennoch ist eine Auseinandersetzung mit ihr unverzichtbar, um in den Genuss der gewünschten Wirkung zu kommen: die Förderrichtlinie. Im Falle des BMBF-Programms Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern gibt die Förderrichtlinie etwa das Gesamtziel aus, über eine weiträumige, organisationsübergreifende, themenorientierte Kompetenzbündelung die Inno vations fähigkeit in den Neuen Ländern zu stärken, bevor sie eine Reihe von Einzelzielen auflistet. Dass sich aber hinter trockenen Formulierungen durchaus spannende Forschungsprojekte verstecken können, beweist die Initiative PROGRESS. Seit vier Jahren wird der Potsdam Research Cluster for Georisk Analysis, Environmental Change and Sustainability vom BMBF gefördert. Excellent Work in PROGRESS 33

34 Schwerpunkt PROGRESS Spitzenforschung 50 lat 0 50 Popula on in millions >0.1 >1 >5 > long Carrying capacity % Rund zwei Milliarden Städter auf der Welt könnten sich zu einem hohen Anteil mit Le bensmitteln versorgen, die in der Nähe produziert werden (links) und so einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Für diese Erkenntnisse haben Jürgen Kropp (rechts) und seine Kol legen vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) weltweit mehr als Großstädte analysiert. Hungrige Städte und rutschende Hänge Spitzenforschung aus Potsdam Es ist irgendein unbekannter Tag im Jahr 2008, und doch markiert er einen Wendepunkt in der Geschichte der Menschheit: Zum ersten Mal leben weltweit mehr Menschen in Städten als auf dem Land, und ihre Zahl wächst: Statt 3,4 Milliarden im Jahr 2008 werden es bis 2030 schon 5 Milliarden sein, rechnet der UN-Bevölkerungsfonds vor. Und sie alle haben Hunger, fügt Professor Jürgen Kropp vom Potsdam-Institut für Klima folgenforschung (PIK) hinzu. Weil der Transport der Lebensmittel zum Verbraucher Treibhausgase verursacht, gehen Kropp und seine Kollegen der Frage nach: Ist es möglich, dass sich Städte mit in der Nähe produzierten Nahrungsmitteln selbst versorgen? Dafür haben wir uns auf die Hauptnahrungsmittel darunter sieben Getreidearten konzentriert und mit einem eigens entwickelten Modell mehr als Städte weltweit analysiert, erklärt Kropp, der die PIK-Abteilung Klimawandel und Nachhaltigkeit leitet. 34 Rund zwei Milliarden Städter könnten heute auf diese Weise versorgt werden; das würde einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten, sagt Kropp. Gleichzeitig könnte auch der anfallende organische Abfall in der dann lokalen Landwirtschaft als Dünger Verwendung finden. Erwärmt sich die Erde allerdings weiter, bestehen diese Optionen vielerorts nicht mehr. Im Gegensatz zur Klimaerwärmung können wir Menschen eine Naturgefahr nicht beeinflussen, die immer wieder Gebäude, Straßen und Menschenleben zerstört: schwere Erdbeben. Die Erschütterungen entstehen meistens an den Bruchfugen der Erdkruste und geben der Wissenschaft bis heute Rätsel auf. Wir können Erdbeben nicht präzise vorhersagen, sagt Professor Jochen Zschau vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) der Helmholtz-Gemeinschaft in Potsdam. Ein wichtiges Hilfs - mittel sind noch immer die klassischen Gefährdungskarten. Für Istanbul weisen sie zum Beispiel ein Risiko von 25 Prozent aus, mit dem sich in den nächsten 30 Jahren ein schweres Beben der (Fortsetzung auf S. 37)

35 PROGRESS Schwerpunkt Besonders starke Monsun-Jahre machen den trockenen Bergregionen in Nord - westindien (oben) zu schaffen: Die Wahrscheinlichkeit für Bergstürze steigt (unten links). Auf der Basis von Satellitenbildern können Manfred Strecker (unten rechts) und seine Kollegen von der Universität Potsdam erstmals die Wahrscheinlichkeit für künftige Bergstürze bewerten. 35

36 Schwerpunkt PROGRESS Vernetzung Vom System Erde zum System Erde Mensch Mit PROGRESS und GeoEn ist das Deutsche GeoForschungs - Zen trum (GFZ) der Helmholtz-Gemeinschaft gleich an zwei Spitzen forschung und Innovation -Initiativen vertreten. Unternehmen Region hat mit dem GFZ-Leiter Professor Reinhard Hüttl gesprochen. Herr Professor Hüttl, was macht das GFZ aus? Wir erforschen auf der ganzen Welt das System Erde und die Prozesse, die im Erdinneren und an der Oberfläche ablaufen. Das umfasst sämtliche Arten von Naturkatastrophen wie Hochwasser, Erdbeben oder Tsunami. Im Indischen Ozean haben wir federführend das Tsunami-Frühwarnsystem aufgebaut. Daneben beobachten und analysieren wir unsere Erde auf der Basis von Satellitenbildern, stellen Tiefenbohrungen an und befassen uns mit der Nutzung des unterirdischen Raumes. Dazu gehören die Forschung zur Geothermie, zur Speicherung von Kohlendioxid oder zum Fracking. Ihre Themen sind sehr aktuell. Werden die Geound Klima wissen schaften immer wichtiger? Die Entwicklung führt uns vom System Erde hin zum System Erde Mensch. Die Bedeutung unseres Lebens- und Gestaltungs - raums wird immer klarer. Wir Menschen leben auf und von der Erde; von Wasser, Luft, der Biomasse und den Rohstoffen. Gleichzeitig sind immer mehr Menschen von Naturgefahren wie Erdbeben oder Überschwemmungen bedroht. Deswegen müssen wir aus der Erdgeschichte Schlüsse für unsere Zukunft ziehen. Zugleich spielen die Anpassung an veränderte Bedingungen und generell gesellschaftliche Aspekte eine zunehmend wichtige Rolle. Aus diesem Grund arbeiten wir am GFZ fächerübergreifend und im Systemkontext. Welche Rolle spielt dabei das Programm Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern? PROGRESS und GeoEn haben die Interaktion mit den Sozialwissenschaften enorm vorangebracht. An der Universität Potsdam sind auf diese Weise u. a. die Studiengänge GeoGover nance und Geoenergie entstanden. Insgesamt bringen die beiden Initiativen dem GFZ einen deutlichen Erkenntnisgewinn und haben die Region Potsdam als exzellenten Forschungsstandort gestärkt gemeinsam übrigens mit anderen Netzwerken wie etwa PEARLS, in dem sich 19 führende Forschungseinrichtungen der Region Potsdam zusammengeschlossen haben. W as haben Sie als Nächstes vor? Mit PEARLS konzentrieren wir uns gerade darauf, geologische und biologische Prozesse in neuer Form zusammenzuführen. Das Stichwort ist tiefe Biosphäre, in der wie wir heute schon wissen mindestens ebenso viel Biomasse lagert wie an der Erdoberfläche. Parallel dazu wollen wir die Entwicklungen von PROGRESS und GeoEn weiterführen denn die beiden Projekte werden nachhaltig sein. 36

37 PROGRESS Schwerpunkt Wir kombinieren Satellitenbilder mit 360-Grad-Aufnahmen, die wir mit unserem eigenen Fahrzeug auf den Straßen machen. (Fortsetzung von S. 34) Stärke 7,0 oder größer ereignet. Solche Karten berechnen allerdings wichtige Faktoren nicht mit ein etwa die Zeit oder Spannungsverlagerungen durch weiter entfernte Beben, erklärt Zschau. Deshalb hat das GFZ eine Methode entwickelt, die physische Spannungsberechnung, Statistiken und eine andere als die heute oft angenommene Zufallsverteilung von Erdbeben einbezieht. So kommen wir für Istanbul auf eine Wahrscheinlichkeit von 60 statt 25 Prozent, sagt Zschau. Diese Wahrscheinlichkeit sagt allerdings nichts über mögliche Folgen eines Bebens für Menschen, Gebäude oder die wirtschaftliche Entwicklung aus in der Fachsprache Vulnerabilität genannt. Im Rahmen von PROGRESS und bei anderen Projekten haben die GFZ-Forscher deshalb einen innovativen Ansatz entwickelt, um die Gebäudevulnerabilität in der kirgisischen Hauptstadt Bischkek zu quantifizieren: Wir kombinieren Satellitenbilder mit 360-Grad-Aufnah men, die wir mit unserem eigenen Fahrzeug auf den Straßen machen, erklärt Zschau. Auf dieser Basis können wir in Kombination mit Gefährdungsanalysen für jedes Gebäude das Risiko für Erdbebenschäden angeben. Die Identifikation von Risiken spielt auch in Manfred Streckers Arbeit eine entscheidende Rolle. Der Inhaber des Lehrstuhls Allgemeine Geologie an der Universität Potsdam (UP) untersucht, wie sich die Bewegungen der Erdkruste, das Klima und Erosionsprozesse gegenseitig beeinflussen. Im Rahmen von PROGRESS haben Strecker und seine Kollegen u. a. Satellitenbilder der vergangenen zwölf Jahre analysiert, die den Niederschlag in Nordwestindien tagesgenau ausweisen und die Erdoberfläche darstellen. In Jahren mit einem besonders starken Monsun kommt es zu Starkregen in sonst sehr trockenen Bergregionen, erklärt Strecker. Die Folge sind Oberflächenerosion, Fluss einschneidungen und Bergstürze. Wir haben nun also präzise Erkennt nisse über die Antwort der Erdoberfläche auf die Änderungen in den Luftströmungen und Niederschlägen. Auf diese Weise können die UP-Forscher erstmals auch das Risiko für zukünftige Hangrutschungen und Bergstürze bewerten. PROGRESS ist eine großartige Initiative, fasst Strecker zusammen, die sehr viele neue Ideen hervorgebracht und viele exzellente Leute mobilisiert hat. Das Erdbeben nahe der türkischen Großstadt Izmit im Jahr 1999 (unten) hat die Erdbebengefährdung der Metropole Istanbul drastisch gesteigert. Das haben Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) herausgefunden. Um das Erdbebenrisiko für Gebäude präzise angeben zu können, haben GFZ- Forscher in der kirgisischen Hauptstadt Bischkek einen neuartigen Ansatz erprobt: Aus 360-Grad-Kamerabildern (a) und Detailkarten (b) können sie Gebäudefassaden digital rekonstruieren (c). Auf dieser Basis kann das Schadens risiko für jedes einzelne Bauwerk angegeben werden. 37

38 Schwerpunkt PROGRESS Profilbildung Das 3-D-Labor an der Universität Potsdam hat die Hochschule 2011 gemeinsam mit zwei PROGRESS-Partnern eingerichtet. Neben Potsdamer Wissenschaftlern hat auch schon die Ölindustrie an die Tür geklopft. Die 3-D-Lasagne strukturbildende Kooperationen Eine dieser PROGRESS-Ideen ist das 3-D-Labor, das seit 2011 völlig neue Einblicke in geophysikalische Themen liefert. Wer sich bisher etwa für Sedimente im Nordatlantik interessierte, musste sich durch eine wahre Flut von Infografiken wühlen. Heute tauchen Wissenschaftler in eine interaktive, virtuelle Welt ein. Von drei Seiten umgibt sie eine wellenförmige Landschaft aus gelben, braunen und grauen Schichten, die einen Betrachter einmal an eine verunglückte Lasagne erinnerte. Dabei ist das 3-D-Labor am Profilbereich Erdwissenschaften der Universität Potsdam ein besonders geglücktes Beispiel einer langfristigen, strukturbildenden Kooperation: Die Universität Potsdam, das GFZ und das Hasso-Plattner-Instiftut für Softwaresystemtechnik (HPI) haben es 2011 eingerichtet und nutzen es seither gemeinsam. Zugleich ist das 3-D-Labor in GeoX integriert ein Netzwerk der großen geowissenschaftlichen Einrichtungen in der Region Berlin-Potsdam, mit dem PROGRESS kooperiert. Die Beziehungen der neun PROGRESS-Akteure sind vielfältig. Wenn Manfred Strecker und seine Kollegen von der Universität Potsdam die Auswirkungen von Wetterereignissen auf die Erdoberfläche untersuchen, arbeiten sie eng mit dem PIK zusammen, das die meteorologischen Datensätzen bereitstellt und auswertet; wenn die Erdbebenforscher des GFZ Gesteinsschichten mit selbst verursachten Bodenwellen untersuchen, dann tun sie das in Koopera tion mit einer UP-Forscherin. Die Paläoseismologin gräbt in Kirgisistan nach Erdbeben und bestimmt anhand des Versatzes der Gesteins schichten ihre Entstehungszeit sowie Stärke. Diese und weitere Projekte stoßen auch international immer wieder auf ein breites Echo und ermöglichen neue Koopera tionen. So wie bei dem durch die Europäische Kommission geförderten und durch das PIK koordinierten Projekt RAMSES, das auf Forschungsarbeiten im Rahmen von PROGRESS beruht, wie Jürgen Kropp vom PIK feststellt. Gemeinsam mit zwölf europäischen Partnern erforscht das Konsortium unter anderem, wie Klimaschäden vergleichbar in Städten bewertet werden können und welche Optionen bestehen, Klimaschutz konzertiert umzusetzen. 38

39 PROGRESS Schwerpunkt Interdisziplinarität Wären 2 Grad für dich ok?, postet der Mensch. Für den Anfang ;), postet die Erde. Netzartige Strukturen aus Eiskeilpolygonen prägen die sibirische Permafrostlandschaft. Der Klimawandel lässt die Böden im Sommer tauen und führt zu massiven Veränderungen der Erdoberfläche. Im Rahmen von PROGRESS und im Auftrag der Weltbank entstand eine Videoanimation über afghanische Georessourcen. Der Film wurde zur Entscheidungsgrundlage für die internationale Geberkonferenz im Juli Erde trifft Mensch Forschungseinrichtungen mit neuen Schwerpunkten Wären 2 Grad für dich ok?, postet der Mensch. Für den An - fang ;), postet die Erde. Die Sequenz entstammt der Video- Produktion Earthbook, in der die mehrfach preisgekrönte Climate Media Factory GmbH den Klimawandel im Stil sozialer Netzwerke thematisiert. Die Ausgründung der Hochschule für Film und Fern sehen in Potsdam (HFF) und des PIK basiert auf der gleichnamigen ForMaT -Initiative. Gleichzeitig sind in die Climate Media Factory auch viele Ideen aus PROGRESS eingeflossen, sagt Jürgen Kropp, einer der beiden Geschäftsführer. Das neugegründete Unternehmen hat so zum guten Ruf der HFF als Klima- und Geokommunikator beigetragen ebenso wie ein viel beachtetes PROGRESS-Projekt: Im Auftrag der Weltbank schuf die HFF gemeinsam mit der UP und der UP Transfer GmbH eine Video animation über Georessourcen in Afghanistan. Der zehnminütige Clip lieferte der Afghanistan-Geberkonferenz im Juli 2012 wichtige Impulse. Vom System Erde hin zum System Erde-Mensch nennt GFZ- Vorstand Hüttl die Entwicklung, die viele der PROGRESS-Partner in den vergangenen Jahren vollzogen haben (siehe Interview auf Seite 36). Besonders die Universität Potsdam konnte sich durch die Verschmelzung von geo- und sozialwissenschaftlicher Perspektive profilieren. Mit 9 Lehrstühlen, 22 Mitarbeitern und 13 Dok tor an den allein in den geförderten Projekten ist die UP das Gravitationszentrum von PROGRESS. Knapp junge Leute studieren an der UP im Themenfeld der Initiative und profitieren von einer ganzen Reihe neuer Professuren. Dazu gehören etwa Jürgen Kropps außerplanmäßige Professur für Klimawandel und nachhaltige Entwicklung, auf die er vom PIK und der UP gemeinsam berufen wurde; dazu gehört aber genauso die Pro fessur für Governance of Urban Infrastructures and Global Change von Kristine Kern, eine gemeinsame Berufung der UP und des IRS. 39

40 Schwerpunkt PROGRESS Nachwuchssicherung Das IRS ist das Leibniz-Institut für Regionalentwicklung und Strukturplanung, das 50 Kilometer östlich von Potsdam in Erkner sitzt. Im Rahmen von PROGRESS haben wir uns auf die soziale Konstruktion von Klimawandel konzentriert, sagt Projektleiterin Gabriela Christmann. Dabei richteten die habilitierte Soziologin und ihre Kollegen den Blick auf die deutschen Küstenregionen, die langfristig alle von globaler Erwärmung und dem steigendem Meeresspiegel betroffen sind. Uns hat aber überrascht, dass Städte wie Lübeck und Rostock den Klimawandel völlig unterschiedlich wahrnehmen, erklärt Christmann, obwohl sie eine ähnliche Historie als Hansestädte haben und gerade einmal 100 Kilometer auseinanderliegen. Die Lübecker fühlten sich und vor allem ihre Altstadt vom Meer bedroht, wollten den Gefahren aber selbstbewusst trotzen, berichtet Christmann. Dagegen sehen die Rostocker den Klimawandel primär als Chance für ihre Tourismusangebote. Die Analysen und Empfehlungen des IRS stießen auf breites Interesse: bei Politikern, Raumplanern und Umweltschutz verbänden; an der Ostsee, in Island und beim Umweltbundesamt, das Gabriela Christmann in seine Expertenkommission für Klimaschutz berufen hat. Gleichzeitig habe das IRS Vulnerabilität und Resilienz (Widerstandsfähigkeit) als neues Querschnittthema verankert, sagt Christmann, und fügt hinzu: PROGRESS hat sich also unmittelbar auf die strategische Ausrichtung unseres Institutes ausgewirkt. GeoGovernance die Universität Potsdam bekommt Nachwuchs Strategischen Wert haben auch die beiden Professuren Geohazards und Geographie und Naturrisikenforschung. Wie die beiden Gemeinschaftsberufungen mit dem PIK bzw. der IRS sind sie an der Universität Potsdam und im Themenfeld von PROGRESS entstanden. Mit Professor Oliver Korup konnte auf diese Weise ein hochkarätiger Nachwuchsforscher in Brandenburg gehalten werden; Professorin Annegret Thieken wechselte aus Hamburg nach Potsdam. Beide stehen zugleich für den interdisziplinären Ansatz von PROGRESS, indem sie teilweise neue, sozialwissenschaftliche Perspektiven auf erdwissenschaftliche Themen einnehmen. Diese neuen Perspektiven finden UP-Studierende auch innerhalb der seit dem Wintersemester 2011 angebotenen GeoGovernance. Das einjährige Master-Modul vertieft den internationalen, englischsprachigen Masterstudiengang Public Management und soll berufserfahrene Fachkräfte und angehende Entscheidungsträger auf zukünftige Aufgaben vorbereiten etwa in der Verwaltung ihrer Heimatländer oder für internationale Umweltschutzorganisationen. Wir möchten das Wissen, das wir in den Erdwissenschaften generieren, auch für die Gesellschaft besser greifbar machen, erklärt Manfred Strecker, der den geowissenschaftlichen Kursblock leitet. Schon an der ersten Auflage des international ausgerichteten Programms nahmen 26 Studierende aus 20 Ländern teil, etwa aus Polen und Italien, vor allem aber aus Schwellenländern wie Vietnam und China. Schon jetzt promovieren 13 junge Forscher innerhalb von PROGRESS-Projekten. Dass sie das auch noch erfolgreich tun, belegt etwa die Veröffentlichung über den Klimawandel und die Himalaya-Gletscher in der Nature Geoscience der weltweit einflussreichsten geowissenschaftlichen Zeitschrift. Von Siegen bis Bischkek aus Potsdam in die Welt Die Geo- und Klimarisiken für Potsdam sind glücklicherweise überschaubar. Es ist die logische Konsequenz, dass viele PROGRESS-Partner ihren geografischen Fokus auf die geologischen und klimatischen Brennpunkte dieser Erde richten. Dazu gehören etwa das kirgisische Bischkek, das in Zentralasien und damit in einer der erdbebenträchtigsten Regionen der Welt liegt, oder auch die vom Klimawandel stark betroffenen Himalaya- Gletscher. Doch es sind nicht allein die wissenschaftlichen Themen, die sich von der brandenburgischen Landesgrenze nicht einengen lassen wollen. So hat PROGRESS eine ganze Reihe von Partnerschaften mit deutschen Forschungseinrichtungen verstetigt oder aufgebaut. Seit 2012 kooperieren PROGRESS-Partner mit der Universität Siegen beim Thema Schadensbewertung und entwickeln gemeinsam mit der Universität Halle-Wittenberg neue Ansätze zur Projektion von Klimaextremen. Parallel zu den Forschungskooperationen hat PROGRESS ein mittlerweile dichtes Netz aus Praxispartnern aufgespannt. Dazu gehört schon seit Jahren die öffentlich getragene Hochwasser- Vorhersage-Zentrale Baden-Württemberg, die neue PROGRESS- Forschungsergebnisse anwendet. Schneller fliegen, sicherer wohnen Transfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft Ein Großteil der universitären Forschung beschäftigt sich mit wissenschaftlichen Grundlagen. Das ist auch im Alltag von Stefan Buschmann nicht anders. Trotzdem haben wir hier immer das Ziel, am Ende eine Software zu schreiben, sagt der 40

41 PROGRESS Schwerpunkt Diplom-Informatiker und wissenschaftliche Mitarbeiter am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik. An dem An-Institut der Universität Potsdam entwickelt Buschmann im Rahmen von PROGRESS Algorithmen, die Datenberge mit geografischem Bezug in Echtzeit visualisieren. Was derart kompliziert klingt, kann selbst für den Laien durchaus schön anzuschauen sein. Aus einer Landkarte sprießt ein Strauß grüner, gelber und roter wurmartiger Röhren Trajektorien, wie sie Stefan Buschmann nennt. Das ist eine interaktive Visualisierung von Flugzeugen, die von einem Flughafen starten oder dort landen, erklärt er. Die Trajektorien zeigen die Flugwege an, ihre Farben die Geschwindigkeit und die Pfeile in den Röhren die Richtung. Gleichzeitig ist die Visualisierung echtzeitfähig; Buschmann kann also per Mausklick sämtliche Flugbewegungen zu jedem Zeitpunkt des vergangenen halben Jahres darstellen und das innerhalb von Millisekunden. Dabei ist der Software-Prototyp kein Selbst - zweck. Als interaktives Analysewerkzeug will es die Sicherheit und zugleich die Auslastung von Flughäfen erhöhen. Deshalb interessiert sich dafür auch die Deutsche Flugsicherung GmbH, mit der wir eng zusammenarbeiten, freut sich Buschmann. Doch oft sind es gerade die regionalen Unternehmen, die eine Zusammenarbeit mit den PROGRESS-Partnern anstreben. Dazu gehört auch die RapidEye AG in Berlin, die mit fünf eigenen Internationale Internationale Ausstrahlung Die interaktive Visualisierung des Hasso-Plattner-Instituts für Softwaresystemtechnik soll dazu beitragen, die Sicherheit und Auslastung im Flugverkehr zu erhöhen. Jede Röhre kennzeichnet ein startendes oder landendes Flugzeug. 41

42 Schwerpunkt PROGRESS Wir hatten zum Beispiel schon Leute aus der Ölindustrie hier... Satelliten hochaufgelöste Geodaten der Erdoberfläche sammelt und aufbereitet. Jeden Tag nehmen wir rund fünf Millionen Quadratkilometer auf; im Durchschnitt haben wir jeden Punkt der Landmasse der Erde, im Bereich von +/-85 geografischer Breite, 30-mal in unserem Archiv, sagt Dr. Marcus Apel, der bei RapidEye verantwortlich ist für Kooperationen mit Regierungseinrichtungen. Damit verbunden sind auch Kontakte zu staatlichen Stellen in Kirgisistan, die sich für ein Gemein schaftsprojekt des Mittelständlers mit dem GFZ interessieren. Wir liefern hochaufgelöste Vorher- Nachher-Bilder, auf denen GFZ-Forscher anhand geologischer Strukturen Hang rutschun gen entdecken können, erklärt Apel. Auf dieser Basis entstehen dann detaillierte Gefährdungskarten. Sie geben z. B. entscheidende Hinweise, wo sichere Wohngebiete entstehen können und wo nicht. Die Liste der Kooperationen und Transferaktivitäten ließe sich fortsetzen, etwa mit dem geplanten Earth Service Center. Schon bald soll die Informa tionsplattform schnell und Jahre Geowissenschaften in Potsdam Ernst von Rebeur-Paschwitz traut seinen Augen nicht. Immer wieder betrachtet der 27-jährige Astronom die Aufzeichnungen der beiden Horizontalpendel, die er auf dem Potsdamer Telegrafenberg und in Wilhelmshaven angebracht hatte. Kein Zweifel: Beide hatten zur gleichen Zeit ausgeschlagen. Doch warum bloß? Rebeur- Paschwitz kann sich keinen Reim darauf machen bis er acht Wochen später in der Nature über einen Bericht stolpert: Am 18. April 1889 erschütterte ein schweres Erdbeben Japan. Dem jungen Wissenschaftler war zufällig die erste seismologische Fernaufzeichnung eines Erdbebens gelungen. Seitdem hat sich der Potsdamer Telegrafenberg zum Traditionsstandort der Erdwissenschaften entwickelt: Im 1892 errichteten Königlich Geodätischen Institut Potsdam maß man die Erdanziehungs kraft mit solcher Präzision, dass der Potsdamer Schwerewert bis 1971 als weltweiter Referenzwert für die Erdanziehung galt. Ab 1889 wurde im Magnetischen Observatorium Potsdam das Erdmagnetfeld beobachtet und untersucht, es gilt deshalb als eine der Wiegen der wissenschaftlichen Meteorologie in Deutschland. Und auch der Michelson-Versuch wurde bereits 1881 erstmals auf dem Telegrafenberg durchgeführt er gilt als eines der berühmtesten Experimente in der Geschichte der Physik und Grundlage für Einsteins Relativitätstheorie. Heute setzen in Potsdam international renommierte Forschungsein richtungen diese lange Tradition fort. Dazu gehören das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ), das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und das Alfred-Wegener-Institut (AWI), verbunden mit dem Institut für Erd- und Umweltwissenschaften der Universität Potsdam. Der Standort gilt weltweit als einer der Top Ten der Erdsystemforschung. Als Katalysator dieser dynamischen Entwicklung wirken groß und langfristig angelegte Förderprogramme wie Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern. In diesem Rahmen fördert das BMBF in Potsdam die beiden Initiativen PROGRESS und GeoEn. Innovationen flexibel auf Kundenan fragen reagieren können und wirtschaftliche Absichten verfolgen. Auch das an der UP installierte 3-D-Labor weckt Begehrlichkeiten, wie PROGRESS-Sprecher Strecker verrät: Wir hatten zum Beispiel schon Leute aus der Ölindustrie hier, die gerne dreidimensionale Einblicke in die Gesteinsschichten und ihre Eigenschaften haben wollten. 17-mal Spitzenforschung und Innovationen Die beiden Spitzenforschung und Innovation -Initiativen PROGRESS und GeoEn haben die Region Potsdam als exzellenten Forschungsstandort ge - stärkt, fasst GFZ-Vorstand Reinhard Hüttl zusammen. Ein Jahr wird PROGRESS noch vom BMBF gefördert, doch bei den beteiligten Partnern besteht der Wunsch, die angestoßenen Entwick lungen auch danach fortzuführen, sagt Manfred Strecker. Es sind Entwicklungen, wie sie in den vergangenen fünf Jahren ähnlich in insgesamt 17 Spitzenforschung und Innovation - Initiativen in allen Neuen Ländern entstanden sind (siehe Übersichtskarte auf Seite 43).

43 PROGRESS Schwerpunkt Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern Die 17 vom BMBF geförderten Initiativen im Überblick Taschentuchlabor Impulszentrum für Integrierte Bioanalytik Potsdam REMEDIS Höhere Lebensqualität durch neuartige Mikroimplantate Rostock Light2Hydrogen Energie für die Zukunft Rostock GANI_MED Greifswald Approach to Individualized Medicine Greifswald PVcomB Ausbau des Kompetenzzentrums Dünnschichtund Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin PROGRESS Potsdamer Forschungs- und Technologieverbund zu Naturgefahren, Klimawandel und Nachhaltigkeit Potsdam ProNet-T3 Protein- Kompetenznetzwerk-Halle: tools, targets therapeutics Halle Rostock Greifswald Light2Hydrogen Campus PlasmaMed REMEDIS GANI_MED MECKLENBURG- VORPOMMERN Deutsches Energierohstoffzentrum (DER) Freiberg Technologien für das Nach-Erdölzeitalter Freiberg BRANDENBURG PhoNa Photonische Nanomaterialien Jena INFLUINS Integrierte Fluiddynamik in Sedimentbecken: Prozesse, Potenziale, Risiken Jena Institut für Medizinische Systembiologie PVcomB Berlin Potsdam GeoEn PROGRESS ViERforES Taschentuchlabor Magdeburg nanett Kompetenznetzwerk für Nanosystemintegration: Anwendung von Nanotechnologien für energieeffiziente Sensorsysteme Chemnitz THÜRINGEN SACHSEN-ANHALT Jena KD OptiMi PhoNa INFLUINS Halle Leipzig ProNet-T3 IWAS SACHSEN Freiberg Technologien für das nanett Nach-Erdölzeitalter Chemnitz Campus PlasmaMed Entwicklung von medizinischen Plasmaanwendungen Greifswald Berlin Institut für Medizinische Systembiologie Systematische und genomweite Erforschung von molekularen Regulationsmechanismen, Krankheitsursachen und Therapien Berlin Initiativen der 1. Förderrunde Initiativen der 2. Förderrunde GeoEn Spitzenforschung zu Geothermie, Abscheidung und Speicherung von CO 2 sowie zu unkonventionellen Energieressourcen Potsdam KD OptiMi Kompetenzdreieck Optische Mikrosysteme Jena IWAS Internationale WasserforschungsAllianz Sachsen Leipzig ViERforES Virtuelle und Erweiterte Realität für höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit von Embedded Systems Magdeburg 43

44 Durchblick Außenansicht Wissenschaft muss keinen Spaß machen darf es aber Eine Außenansicht von Martin Buchholz Die Vermittlung von Wissenschaft ist schwierig. Und insbesondere wenn es sich um Mathematik, Physik und verwandte Fächer handelt, ist es auch noch todlangweilig. Wer diese Position vertritt, bewegt sich im Mainstream und erntet im Regelfall breite Zustimmung. Aber ist es deshalb richtig? Das Gegenteil beweisen seit ein paar Jahren Science Slams. Diese Kurzvortragswettbewerbe mit wissenschaftlichem Vorzeichen finden überall in Deutschland an immer mehr Orten und immer häufiger statt. Obwohl der Name, der sich an den aus den USA stammenden Poetry Slams anlehnt, anderes vermuten lässt, wurde der Science Slam 2006 in Darmstadt vom Psychologen und Verständlichkeitsforscher Alex Dreppec erfunden und als Erstes am Haus der Wissenschaft in Braunschweig seit 2008 regelmäßig durchgeführt. Heute treten an über 40 Standorten in Deutschland regelmäßig Studenten, Doktoranden und Dozenten auf, um den Zuhörern von ihrer Forschung zu berichten. Dabei treten sie nicht nur auf, sondern auch gegeneinander an. Das Publikum bewertet die Leistungen und kürt am Ende des Abends einen Slam Champion. Entscheidend dafür ist es, möglichst viel Wissen zu vermitteln und gleichzeitig gut zu unterhalten. Es muss also verständlich sein und es soll Spaß machen zuzuhören. Genau an dieser Stelle befindet sich der wesentliche Unterschied zu vielen anderen Formen der Wissensvermittlung, die von Wissenschaftlern betrieben werden. Aber warum sind viele Vorlesungen so trocken? Und darf Vermittlung von wissenschaftlichen Inhalten überhaupt unterhalten oder würde sich die Wissenschaft damit selbst diskreditieren? Vielleicht aus Angst davor stellen viele Hochschulangehörige die Verständlichkeit nicht an die erste Stelle. Wer zu verständlich erklärt, befürchtet, vielleicht den Eindruck zu erwecken, dünne Bretter zu bohren. Es gibt Professoren, die ihre Vorlesung eher an einem alle Jubeljahre einmal anwesenden Kollegen orientieren als an den anwesenden Erstsemestern; wissenschaftliche Mit arbeiter, die sich lieber hinter unverständlichen Erklärun gen verstecken, als eine Wissenslücke zu offenbaren; und Stu denten, die schon nach wenigen Semestern komplizierte und teilweise von falsch gebrauchtem Fachvokabular strotzende Arbeiten schreiben weil sie glauben, das sei nun mal wissenschaftlich. Das ist bedauerlich. Denn was ist bei Kommunikation wichtiger, als verstanden zu werden? Schiller und Goethe als Komponisten Dabei zu glauben, dass MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) besonders kompliziert in der Vermittlung seien, während die anderen Disziplinen leichtverständliche Kost servierten, wird beiden Seiten nicht gerecht. Denn für Geistes- und Sozialwissenschaftler ist die Sprache ein Werkzeug, dessen souveräne Nutzung von allen Beteiligten ebenso erwartet wird wie der Gebrauch der Mathematik in den MINT- Fächern. Dabei übersehen Angehörige der letztgenannten Gruppe aber leider oft, dass zur Vermittlung ihres Wissens Sprache eben auch gebraucht wird und mehr ist als nur Dekora tion zwischen den Formeln. Daneben wäre was die MINT-Fächer angeht auch ein gesellschaftliches Umdenken erfreulich: Warum wirkt es auf einer Party eher lässig, seine Unkenntnis der Mathematik zur Schau zu stellen, aber peinlich, Schiller und Goethe für Komponisten zu halten? Wo demonstratives Desinteresse an Naturwissen schaften auf maulfaule Ingenieure trifft, wird es sicherlich 44

45 Außenansicht Durchblick Wo demonstratives Desinteresse an Naturwissenschaften auf maulfaule Ingenieure trifft, wird es zu keinem interessanten Gespräch kommen. zu keinem interessanten Gespräch kommen. Doch damit zurück zur allgemeinen Frage: Wie funktioniert sie denn nun, die erfolgreiche Vermittlung von Wissen? Ein erstes wichtiges Schlagwort ist die Adressatenbezogenheit. Es gibt Vorträge, die sind unabhängig vom Publikum immer schlechte Vorträge. Aber es gibt keinen Vortrag, der unabhängig vom Publikum immer gut ist. Nur unter Berücksichtigung des Wissens und der vorhandenen Fähigkeiten der Zuhörer kann ein Vortrag wirklich gut sein. Ein gelungener Einstieg zum Beispiel egal ob Kurzvortrag oder Vorlesung erfordert eine Fragestellung, die zwei Kriterien erfüllt. Erstens: Die Antwort auf die Frage muss dem Publikum unbekannt sein. Zweitens: Die Frage selbst sollten sich die Zu hörer im besten Fall schon einmal selbst gestellt haben. Mindes tens sollte sie aber verständlich sein und auf Grundlagen beruhen, die den Zuhörern vertraut sind. Genau das geht aber nur, wenn man sich auf sein Publikum einlässt und dessen Vorwissen einzuschätzen vermag. Eine zweite wichtige Fähigkeit ist die Bereitschaft zur didaktischen Reduktion; also dem Kürzen einer Aussage im Extremfall auf Kosten der vollständigen Richtigkeit, mindestens aber auf Kosten der Vollständigkeit und zugunsten besserer Verständlichkeit. Auch hier ist die Zusammensetzung des Publikums Über den Autor Martin Buchholz, geboren 1976 in Bochum, studierte Maschinenbau an der TU Braunschweig und der University of Glasgow (UK). Seit 2002 lehrt und forscht der diplomierte Energietechniker am Institut für Thermodynamik der TU Braunschweig. Buchholz ist zugleich geschäftsführender Gesell schaf ter einer auf digitale Lern- und Lehrmedien spezialisierten Firma mit Sitz in Braunschweig. Seine Science-Slam-Karriere startete Buchholz im Jahr 2009; schon ein Jahr später wurde er deutscher Meister. Seinen Siegerbeitrag Entro pie: Ein Vor trag über Kühl türme und die Unumkehr barkeit der Dinge haben bisher allein bei YouTube rund Menschen gesehen. Auch über den Slam hinaus ist er als Redner mit populärwissen schaftli chen Vorträgen im gesamten deutsch sprachigen Raum tätig. wieder ausschlaggebend für die Frage, wo ein Vortrag im Spannungsfeld von vollständiger Richtigkeit auf der einen und Verständlichkeit auf der anderen Seite positioniert wird. Während auf einer wissenschaftlichen Konferenz mit anderen Fachleuten absolute Präzision und die Nutzung der dafür notwendigen Fachtermino logie sinnvoll ist, ist es in einer Anfänger vor lesung zum gleichen Thema durchaus akzeptabel, ein paar Spezialfälle unerwähnt zu lassen und die gesparte Zeit lieber in die Erklärung der für den Hörer neuen Fachwörter zu investieren. Keine Zeit für humorige Unterhaltung Science Slams sind dabei keine Blaupause für eine gelungene Vorlesung oder einen gelungenen Fachvortrag. Die Slams sind im Grenzbereich zwischen Wissensvermittlung und Unterhaltung angesiedelt zwei Ziele, die beide bedient werden müssen während eine Vorlesung nur ein Ziel hat: Wissen zu vermitteln. Das bedeutet aber nicht, dass sie nicht auch unterhalten darf. Im Gegensatz zum Slam ist die Unterhaltung hier allerdings kein Selbstzweck, sondern nur ein Mittel, um das Ziel der Wissensvermittlung zu erreichen. Wer an dieser Stelle darauf hinweist, dass seine Vorlesung bereits so voll mit Informationen sei, dass keine Zeit für humorige Unterhaltung jeglicher Art bliebe, der sei davor gewarnt, gesendete Informationen mit empfangenen Informationen zu verwechseln! Das Ziel ist es, dass möglichst viele Zuhörer möglichst viel verstehen; nicht aber, möglichst viel zu reden. Es lohnt sich daher für einen Vortragenden, jeden geplanten Satz und jede Folie bereits im Vorfeld zu hinterfragen. Gerade für unerfahrene Zuhörer ist es oft schwierig zu erkennen, was wesentlich ist und was nur ein paar ergänzende Informationen sind, die eigentlich nichts mit dem Thema zu tun haben. Der Vortragende sollte also schon beim Konzipieren seines Vortrags seinen roten Faden nie aus den Augen verlieren. Aber auch wenn der Referent einen perfekten Vortrag abliefert, braucht er selbstverständlich Zuhörer, die etwas wissen und verstehen wollen. Ein erneuter Blick auf den Science Slam macht hier allerdings Mut: Die meisten Veranstalter von Slams haben lediglich das Problem, gute Slammer zu finden. Das Publikum kommt fast von alleine und füllt auch große Räume mit teilweise über Plätzen. Interesse an gut vermittelter Wissenschaft ist also reichlich vorhanden. 45

46 Mein Schreibtisch + ich Mobiler Softwaredemonstrator Mein Schreibtisch + ich Sandra von Sachsen Diese mobile Entwicklungsplattform ist für uns enorm wichtig. Mit dem Gerät habe ich bereits 17 Kliniken in ganz Deutschland besucht, um mit Gefäßchirurgen vor Ort eine simulationsbasierte Methode zur Auswahl von Gefäß prothesen zu diskutieren. Damit sollen die Chirurgen Simulationsergebnisse besser nutzen können. Die konstruktiven Diskussionen mit den Medizinern helfen mir sehr bei meiner Entwicklungsarbeit. Komponenten von Gefäßprothesen In einem interdisziplinären Projekt ist es wichtig, Anschauungsobjekte auf dem Schreibtisch zu haben, damit ich mir als Informatikerin ein genaues Bild machen kann. Ich habe die Komponenten schon oft in die Hand genommen und genau inspiziert. Auch im Gespräch mit den Gefäßchirurgen sind solche Objekte sehr hilfreich. Sandra von Sachsen ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Innovationszentrum für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Universität Leipzig. Die Diplominformatikerin arbeitet derzeit schwerpunktmäßig an einem interdisziplinären Forschungsprojekt im Bereich der Wirbelsäulenchirurgie. In diesem Projekt soll ein präoperatives Planungsmodell der Halswirbelsäule entwickelt werden, um die Ergebnisse von Operationen und den Einsatz von Wirbelimplantaten zu verbessern. Ein weiterer Schwerpunkt ihrer Arbeit ist die Integration numerischer Simulationsmodelle in eine chirurgische Planungssoftware in der Gefäßchirurgie. Analyse klinischer MRT-Daten Im Fokus unseres neurochirurgischen Forschungsprojekts steht die Behandlung eines zu engen Spinalkanals als Folge degenerativ veränderter Wirbelsäulen. Dabei überprüfen wir bis zu 200 klinische MRT- Datensätze, um eine Vielzahl von Daten für das Modell zu erhalten. 46

47 Buch: Modellbasierte Therapie" Tablet-PC Auf dem großen Display des Tablet-PC kann ich bestimmte Bestandteile der Halswirbel säule präzise segmentieren und bearbeiten. Aus diesen bearbeiteten MRT-Schichten werden dann 3-D-Modelle erstellt. Je mehr ein Chirurg über seinen Patienten weiß, umso besser kann er sich auf eine Opera tion vorbereiten und die Implantat auswahl optimieren. Der Chirurg braucht vielfältige und aktuelle Informationen und Daten. Bei der modellbasierten Therapie geht es um die Bereitstellung und Verknüpfung dieser relevanten Daten in Form eines digitalen Patien ten modells. Dazu gehören bildbasierte Patien tendaten ebenso wie sensorbasierte Messdaten oder Erkenntnisse aus der evidenzbasierten Medizin. Mein persönlicher Arbeitsschwer punkt liegt in der Erweiterung des Patienten modells um simulationsbasierte Daten zur Optimierung der Implantatauswahl. 47

48 Durchblick Kaltes Plasma Herr Dr. Reuter, was ist... kaltes Plasma? Dr. Stephan Reuter arbeitet am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.v. in Greifswald (INP). Dort leitet er am ZIK plasmatis eine von zwei Nachwuchsgruppen, die sich auf Extrazelluläre Effekte konzentriert. Der Grundlagenforscher untersucht mit seinem Team die Wirkungen von kaltem Plasma auf die menschliche Zelle. In den meisten Fällen heilen Wunden von ganz allein. Meist hilft eine Desinfektion, ein Pflaster, die Luft, und nach ein paar Tagen ist die Wunde geheilt. Doch manchmal funktioniert es nicht so gut: Die Wunden bleiben und schmerzen ständig, sie sind chronisch. Dazu gehören das offene Bein oder Geschwüre, deren Ursache oft Durchblutungsstörungen oder Infektionen sind. Herkömmliche Methoden wie flüssige Desinfektionen und häufige Verbandswechsel sind meist schmerzhaft und bringen oft trotzdem keine Heilung. In unserem Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) plasmatis beschäftigen sich Physiker und Biologen gemeinsam mit der Erzeugung von kaltem Plasma und seinen Wechselwirkungen, insbesondere mit der menschlichen Hautzelle. Denn erste Untersuchungen vor zehn bis fünfzehn Jahren in den Niederlanden haben gezeigt, dass kaltes Plasma Prozesse in Zellen beeinflussen kann. Was ist nun kaltes Plasma? Durch Energiezufuhr wird eine Flüssigkeit zum Gas. Ebenso wird Gas zum Plasma, wenn durch weitere Energiezufuhr Elektronen aus den Atomen herausgelöst werden (Ionisierung). Deshalb bezeichnen wir Physiker Plasma auch als den vierten Aggregatzustand. Plasma ist ein ionisiertes, meist leuch tendes Gas, das wir in der Natur als Nordlicht, Sonne oder Blitze beobachten. Heute können wir Plasmen erzeugen, die so kalt sind, dass man sie anfassen kann. Diese kalten Plasmen werden meist mit Edelgasen wie Argon oder Helium betrieben und erzeugen neben Licht (von UV bis Infrarot) auch geladene sowie andere Teilchen, die chemische Reaktionen eingehen können. Am ZIK plasmatis untersuchen und modellieren wir Plasmaquellen, die ein solches kaltes Plasma erzeugen. Eine dieser Plasmaquellen sieht aus wie ein dicker Stift, aus dem leuchtendes Gas ausströmt, das man gezielt auf Wunden aufbringen kann. Man verspürt dabei lediglich ein leichtes Kribbeln, während das Plasma in die Wundheilung eingreift. Eine solche Plasmabehandlung beseitigt Bakterien auf der Haut effizienter als herkömmliche Desinfektionsmittel. Der Strahl gleitet dabei auch entlang der feinen Härchen, die aus der Haut wachsen, und tötet sogar dort die Bakterien ab, wo manche flüssige Desinfektionsmittel gar nicht hinkommen. Studien, die dazu im Rahmen des vom BMBF geförderten Campus PlasmaMed in Kliniken durchgeführt wurden, waren ausgesprochen erfolgreich. Deshalb haben wir hier am INP gemeinsam mit der neoplas GmbH, der Neoplas Tools GmbH, der Charité Berlin und der Universitätsmedizin Greifswald eine Plasmaquelle entwickelt, die gerade als kinpen MED zur Be - hand lung von Patienten zugelassen wurde und jetzt erstmalig zur Heilung von Wunden eingesetzt wird. Gleichzeitig kann Plasma aber auch die Selbstheilungskräfte des Körpers anregen, denn es kann die gleichen Moleküle erzeugen, wie unser Körper es zu diesem Zweck tut. Wir im ZIK plasmatis wollen ganz genau verstehen, welches die entscheidenden Pro - zesse bei der Plasmawirkung auf Zellen sind. Nur so kann man eine Plasmabehandlung steuern; um beispielsweise Bakterien zu entfernen und menschliche Zellen zur Vermehrung anzuregen und so Wunden besser heilen zu lassen. Wir hoffen, für die unterschiedlichen Stadien der Wundheilung wissenschaftlich fundierte Er - kennt nisse bereitstellen zu können. 48

49 Weiterführende Informationen zur BMBF-Innovationsinitiative Neue Länder im Internet unter Porträts und Profile der regionalen Initiativen Aktuelle Nachrichten rund um Unternehmen Region Publikationen zum Downloaden und Bestellen Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unentgeltlich abge geben. Sie ist nicht zum gewerblichen Vertrieb bestimmt. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerberinnen/Wahlwerbern oder Wahlhelferinnen/Wahlhelfern während eines Wahlkampfes zum Zweck der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Bundestags-, Landtags- und Kom mu nal wahlen sowie für Wahlen zum Europäischen Parlament. Missbräuchlich ist insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstaltungen und an Informationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben parteipolitischer Informationen oder Werbemittel. Unter sagt ist gleichfalls die Weitergabe an Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung. Unabhängig davon, wann, auf welchem Weg und in welcher Anzahl diese Schrift der Empfängerin/dem Empfänger zugegangen ist, darf sie auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Bundesregierung zugunsten einzel ner politischer Gruppen verstanden werden könnte. 49