Wer macht das Rennen? Diese Innovationen kämpfen um den deutschen Zukunftspreis

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„Intelligente“ Scheinwerfer, eine bildgebende KI und Energiespar-Chips heißen die Entwicklungen, die sich um den Deutschen Zukunftspreis bewerben ...

Die drei Forscherteams, die sich mit den oben genannten Projekte um den Deutschen Zukunftspreis zu gewinnen, haben im Deutschen Museum in München ihre Ideen vorgestellt, die alle – und das ist eine Voraussetzung – bereits marktfähig sind, wie man betont. Die Vertreter der Teams kommen aus Bayern, Berlin, Nordrhein-Westfalen und Sachsen. Alle Projekte haben über beteiligte Universitäten oder Unternehmen einen Bezug zum Freistaat. Welches Team den Preis aber im November erhält, bleibt bis zuletzt geheim. Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier wird die mit 250.000 Euro dotierte Auszeichnung dann am 27. November in Berlin verleihen. Bereits die Nominierung gelte aber als hohe Auszeichnung.

Eine Generative KI ist demokratisiert worden

Mit „Stable Diffusion“ ist an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) eine bildgebende künstliche Intelligenz (KI) entwickelt worden, wie es zum ersten Projekt heißt. Sie verwandelt Sprache in Bilder. Die Kontrolle über die generative KI liege aber (auch) wegen der nötigen großen Rechenleistung in den Händen nur weniger Unternehmen. Sehr wichtig ist es deshalb gewesen, das Ganze zu demokratisieren und die Modelle kompakt genug für üblich Nutzer-Hardware sowie einfach bedienbar zu machen, so der Team-Sprecher Björn Ommer von der LMU. Die KI funktioniere auf Deutsch, Englisch und natürlich auf Bayerisch. Um die Demokratisierung weiter zu fördern, wurde die Software Open-Source gestellt. Sie ist auch nicht patentiert. In den ersten zwei Monaten hätten viele Millionen die KI bereits genutzt, die eine Grundlage für weitere Projekte, Firmengründungen und Weiterentwicklungen bilde. Ommers Lehrstuhl arbeitet dazu der Nyris GmbH zusammen, die eine visuelle Suchfunktion anbietet. Mithilfe von Stable Diffusion lassen sich etwa aus Konstruktionsdatensätzen (CAD-Daten) dreidimensionale und fotorealistische Bilder erzeugen. Eine der Anwendungen ist, dass beim Ausfall technischer Anlagen defekte Teile schnell erkannt und ersetzt werden können.

Das Licht hat jetzt mehr Grips in der Birne

Um „intelligente“ Scheinwerfer geht es im Rahmen des Projekts der Osram International GmbH aus Regensburg und des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin. Das Team entwickelte ein digitales Licht in Form winziger, einzeln bedienbarer LED-Pixel, das neue, ressourcenschonende Anwendungen ermöglichen soll. Team-Sprecher Norwin von Malm sprach von einem echten Lichtblick, der in die Zukunft leuchtet. Eine Anwendung ist ein Autoscheinwerfer, der durch smarte Lichtverteilung auf der Fahrbahn ein deutliches Plus an Sicherheit bietet. So etwa werde der Gegenverkehr nicht mehr geblendet. Aber Bereiche, die hell sein sollen, würden ausgeleuchtet. Anderes, wie etwa ein entgegenkommendes Fahrzeug, werden quas nicht behelligt. Im Scheinwerfer sind nicht weniger als 25.600 Lichtquellen auf einer LED-Lichtmatrix aus 320 mal 80 Lichtpunkten implementiert. Jede LED ist einzeln digital ansteuerbar. Nur wirklich benötigtes Licht kann so eingeschaltet werden. Weil Licht auch zur Information genutzt wird, projiziert der Scheinwerfer zusätzlich Piktogramme auf die Straße. Dazu gehört etwa eine Schneeflocke, wenn Glatteis droht. Die Entwicklung ist aber weit mehr als ein neuer Autoscheinwerfer, betonte von Malm. Sie biete schließlich die Basis für viele neue Anwendungen, etwa im Bereich der Augmented Reality (AR), also der erweiterten Realität. Mit einer AR-Brille, die außer der realen Umgebung zusätzlich digitale Informationen ins Gesichtsfeld einspielt, könne die Lichtmatrix zum virtuellen Monitor werden. Nötig sei aber die Entwicklung leichter Brillen mit langer Akku-Laufzeit.

Neuer Chip spart Energie in Zug und Windkraftanlage

Die Infineon Technologies AG aus München entwickelte mit der Technischen Universität Chemnitz ein, wie es heißt, hocheffizientes Leistungshalbleiter-Modul, das Strom zuverlässiger, schneller und leistungsstärker in hohen Spannungsklassen schalten kann. So könne es zur Energiewende beitragen. Der 3.300-Volt-Energiespar-Chip aus Siliziumkarbid trägt eine neue Kupferkontaktierung und könne etwa in Zügen, Windkraftanlagen und überall dort den Energiebedarf drosseln, wo in Sekundenbruchteilen viel Strom geregelt werden müsse. Die Schaltverluste seien im Vergleich zu bisherigen Chips aus Silizium um 90 Prozent geringer. Zugleich konnte die Zuverlässigkeit um das 10-fache gesteigert werden. Das Modul bedeutet eine extreme Energieersparnis, erläutert der Team-Sprecher Konrad Schraml. Damit könnten auch Systeme elektrifiziert werden, die bisher auf fossile Brennstoffe angewiesen seien.

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