Deutscher Zukunftspreis 2024 ams Osram und Fraunhofer erhalten den Deutschen Zukunftspreis für „Digitales Licht“

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Eine LED-Matrix, die den Auto-Scheinwerfer zum Projektor werden lässt – für dieses Projekt erhielt ein Expertenteam von ams OSRAM und des Fraunhofer-Instituts den Preis für Technik und Innovation. Die LED-Technologie ermöglicht durch ihre hohe Auflösung der Lichtverteilung und der Energieeffizienz verschiedenste Designmöglichkeiten.

Mit dem „Digitalen Licht“ gelang es den Forschern und ihren Teams um Dr. Norwin von Malm und Stefan Grötsch von ams OSRAM und Dr. Hermann Oppermann vom Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, intelligente LED-Technologie völlig neu zu denken und eine Basis-Technologie zu etablieren, die über den Auto-Scheinwerfer hinaus zahlreiche neue Anwendungen ermöglicht.

Durch die innovative Entwicklung haben Dr. Norwin von Malm und Stefan Grötsch von ams OSRAM und Dr. Hermann Oppermann vom Fraunhofer IZM eine Scheinwerfer-Lichtquelle entwickelt, die kleiner, leichter, effizienter, intelligenter und präziser in ihrer Lichtabstrahlung ist als herkömmliche Lichtquellen. Mit dem neuen System können beispielsweise Auto-Scheinwerfer die Straße präzise und hell ausleuchten, ohne Gegenverkehr oder Fußgänger zu stören oder durch Blenden zu gefährden. Mit einer herkömmlichen Abblend-Fernlichtkombination lässt sich das nicht realisieren, denn das Licht muss sich in seiner räumlichen Verteilung steuern und auf die jeweilige Situation optimal anpassen lassen. Um dies zu erreichen, verfügt der neue Scheinwerfer nicht, wie herkömmliche Scheinwerfer, über zwei Lichtquellen, sondern über 25 600 LEDs in einer Matrix aus 320 x 80 Lichtpunkten. Dabei lässt sich jede einzelne LED durch ein digitales Signal ansteuern. Zusammen mit einer Optik entsteht so ein Scheinwerfer, der ähnlich wie ein Videoprojektor funktioniert.

Kompakte Bauweise und hohe Effizienz

Das neue System kommt mit minimalem Bauraum aus und arbeitet hoch effizient, denn nur die für die jeweils gewünschte Lichtverteilung wirklich benötigten LEDs werden eingeschaltet. Systeme mit passiver Lichtmodulation hingegen arbeiten mit Abschattung. Das bedeutet, dass die Lichtquelle stets mit voller Leistung betrieben und das unerwünschte Licht wieder weggefiltert wird. Dies ist jedoch zum einen nicht effizient, da Licht erzeugt wird, das nicht benötigt wird, zum anderen muss die so entstehende Verlustleistung abgeführt werden, was wiederum große und teure Kühlsysteme bedingt. Bei dem neuen System entstehen diese Verluste gar nicht erst.

Mehr Sicherheit durch projizierte Piktogramme

Als zusätzliche Sicherheitskomponente haben sich ams OSRAM und Fraunhofer noch etwas Besonderes einfallen lassen: So bringt der Scheinwerfer nicht nur präzise und effizient Licht auf die Fahrbahn. Die Lichtquelle fungiert als Projektor und kann Piktogramme auf die Straße projizieren, z. B. eine Schneeflocke bei Frostgefahr. Oder sie warnt mit einem Symbol vor Geisterfahrten.

Digitales Licht – die intelligente LED-Technologie für die Welt von morgen

Informationen aus Licht – hieraus ergeben sich viele neue Anwendungsgebiete der digital steuerbaren LED-Matrix. Neben der optischen Datenkommunikation zwischen Computerchips, etwa in Datenzentren für Anwendungen der Künstlichen Intelligenz, ist das beispielsweise die Augmented Reality (AR), die erweiterte Realität. Mit einer AR-Brille, die neben der realen Umgebung zusätzlich digitale Informationen ins Gesichtsfeld einspiegelt, wird die Lichtmatrix zum virtuellen Monitor. Hier sind im besonderen Maße Kompaktheit und Energieeffizienz gefragt, denn eine AR-Brille muss leicht sein und ihr Akku lange halten. Diese Anwendungsbereiche zeigen das enorme Potenzial des digitalen Lichts, um die Schnittstelle von Menschen und Elektronik zu revolutionieren.

Zwei weitere Nominierungen: Infineons energiesparender Steuerungschip und die Bildgenerierungssoftware „Stable Diffusion“ der LMU München

Für den deutschen Zukunftspreis gab es zwei weitere Nominierungen: Ein Team von Infineon präsentierte einen energiesparenden Steuerungschip, der Schaltverluste um 90 Prozent reduzieren soll. Einsatzgebiete sind insbesondere Antriebe mit hohen Leistungsanforderungen wie Baumaschinen, Flugzeuge und Schiffe.

Mit seiner Software „Stable Diffusion“ trat ein Team der Ludwig-Maximilians-Universität München an. „Stable Diffusion“ nutzt eine besonders effiziente generative künstliche Intelligenz und bringt so Computern quasi das Sehen und Malen bei: In dem dabei verfolgten Ansatz, einem „umgekehrten Diffusionsprozess“, lernen Netzwerke zuerst, Bilder zu verrauschen, um sie anschließend dazu zu bringen, aus verrauschten Bildern weniger verrauschte Versionen zu erstellen, also Strukturen im Nebel zu finden, die schließlich wieder zu immer plausibleren, detailreicheren Bildern führen.

Deutscher Zukunftspreis – Ehrung für innovative ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen

Der Deutsche Zukunftspreis wird seit 1997 jährlich vergeben, gehört zu den wichtigsten Wissenschaftsauszeichnungen in Deutschland und ist mit 250 000 Euro dotiert. Er ehrt herausragende technische, ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen, die zu anwendungsreifen Produkten führen. Die hochkarätige Jury wählt in einem mehrstufigen Prozess aus einer Vielzahl an Projekten jedes Jahr drei Forschungsteams und ihre Innovation in die Endrunde des Preises, den »Kreis der Besten«. Neben der Innovationsleistung bewertet die Jury dabei auch das wirtschaftliche und gesellschaftliche Potenzial der Entwicklung. Für Fraunhofer ist es die 10. Auszeichnung mit dem Deutschen Zukunftspreis. Davon ging der Preis zum ersten Mal an das Fraunhofer IZM. (mk)

Wer macht das Rennen?

Diese Innovationen kämpfen um den deutschen Zukunftspreis

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