Europäischen Erfinderpreises 2024

12 Erfindungen, die die Welt verändert haben

Sind als Finalisten für den Europäischen Erfinderpreis nominiert: Der Italiener Fiorenzo Dioni und der Deutsche Richard Oberle vom Ingenieur-Team “Idra Italia
Sind als Finalisten für den Europäischen Erfinderpreis nominiert: Der Italiener Fiorenzo Dioni und der Deutsche Richard Oberle vom Ingenieur-Team “Idra Italia" schufen die weltweit größte Druckgussmaschine.

Vom stärksten Permanentmagneten über Molekulardiagnostik bis zur Offshore-Energiespeicherung. 12 Geistesblitze sind im Rennen für den Europäischen Erfinderpreis 2024. Unter den Nominierten sind auch zwei Deutsche.

Mit dem Europäischen Erfinderpreis werden jedes Jahr kluge Köpfe ausgezeichnet, deren Forschungen und Entwicklungen sich nicht nur durch wissenschaftliche und technologische Brillianz auszeichnen, sondern auch durch tiefgreifende gesellschaftliche Auswirkungen. Die Finalisten werden von einer renommierten internationalen Jury nach strengen Kriterien ausgewählt und sind in ganz unterschiedlichen Bereichen wie der Energiespeicherung, dem Gesundheitsweser oder der industriellen Produktion tätig.

Diese 12 Erfinder beziehungsweise Teams stehen in diesem Jahr auf der Shortlist:

  • Der Isländer Fertram Sigurjonsson für die Entwicklung eines auf Fischhaut basierenden Wundheilungsprodukts.
  • Fiorenzo Dioni aus Italien und Richard Oberle aus Deutschland für ihre Fortschritte in der Aluminiumguss-Technologie, die den CO2-Ausstoß in der Automobilproduktion reduziert.
  • Ulf Landegren und Simon Fredriksson aus Schweden für ihre Arbeit in der Molekulardiagnostik zur verbesserten Erkennung und Behandlung von Krankheiten.
  • Die finnischen Erfinder Sirpa und Markku Jalkanen für ihre Arbeit an einer gezielten Immuntherapie zur Behandlung von Krebs.
  • Die Franzosen Bruno Mottet und Lydéric Bocquet für ihre Technologie zur osmotischen Stromerzeugung mittels nanostrukturierter Materialien.
  • Olga Malinkiewicz für ihre innovative Drucktechnologie für Dünnschicht-Perowskit-Solarzellen.
  • Die Deutsche Cordelia Schmid für ihre KI-Lösungen, die eine erweiterte maschinelle Wahrnehmung ermöglichen, die der menschlichen sehr ähnlich ist.
  • Die Malteser Tonio Sant und Daniel Buhagiar für ihre nachhaltige Offshore-Energiespeicherlösung.
  • David Devos und Caroline Moreau für innovative Parkinson-Behandlungen.
  • Fernando Catalano und Micael Carmo aus Brasilien für Innovationen zur Verringerung von Lärm- und CO2-Emissionen im Flugverkehr.
  • David Fattal aus den USA für seine Fortschritte im Bereich der Display-Optik und Software für die 3D-Darstellung ohne Brille.
  • Masato Sagawa aus Japan für seine Beiträge zur Entwicklung überlegener Dauermagnete für den Einsatz in verschiedenen High-Tech-Anwendungen.

Mehr zu den Nominierten und ihren Erfindungen in der folgenden Bildergalerie:

Die Professoren David Devos und Caroline Moreau haben mit ihrem Team eine Möglichkeit gefunden, Parkinson-Symptome wie Tremor, verlangsamte Bewegungen, Steifigkeit, Schmerzen sowie Schwierigkeiten beim Gehen und Sprechen zu lindern.
Die Professoren David Devos und Caroline Moreau haben mit ihrem Team eine Möglichkeit gefunden, Parkinson-Symptome wie Tremor, verlangsamte Bewegungen, Steifigkeit, Schmerzen sowie Schwierigkeiten beim Gehen und Sprechen zu lindern. Ihre Erfindung gleicht den Dopamin-Mangel im Gehirn aus und verhindert so dessen Oxidierung.
Devos und Moreau entdeckten eine Möglichkeit, so genanntes A-Dopamin zu produzieren, zu speichern und schmerzfrei ohne Oxidation abzugeben.
Devos und Moreau entdeckten eine Möglichkeit, so genanntes A-Dopamin zu produzieren, zu speichern und schmerzfrei ohne Oxidation abzugeben. "Wir gleichen diesen Verlust durch eine sichere und kontinuierliche Zufuhr nicht oxidierenden Dopamins über eine im Bauchraum unter die Haut implantierte Dosierpumpe aus, die per Roboterchirurgie mit einem extrem feinen Katheter im Gehirn verbunden wird. Die Pumpe kann alle 7 bis 15 Tage über eine Bauchspritze wieder aufgefüllt werden", erklärt David Devos.
Devos und Moreau sind nicht nur Forschungs- und Geschäftspartner, sondern auch privat ein Paar: Sie sind verheiratet und haben es sich zur Lebensaufgabe gemacht, kranken Menschen zu helfen.
Devos und Moreau sind nicht nur Forschungs- und Geschäftspartner, sondern auch privat ein Paar: Sie sind verheiratet und haben es sich zur Lebensaufgabe gemacht, kranken Menschen zu helfen.
Cordelia Schmids Arbeit hat es der KI ermöglicht, zu
Cordelia Schmids Arbeit hat es der KI ermöglicht, zu "sehen". Ihre Innovationen schließen die Lücke zwischen theoretischer KI-Forschung und praktischen Anwendungen, mit wichtigen Auswirkungen auf Robotik, autonome Systeme, das Gesundheitswesen und viele andere Bereiche. Die Deutsche arbeitet als Forschungsdirektorin am französischen Nationalen Institut für Forschung in digitaler Wissenschaft und Technologie (INRIA) sowie für Google Research, so dass in ihrer Forschung akademische Theorien und industrielle Praxis verschmelzen.
Schmids innovative Herangehensweise an maschinelles Lernen und Computervision hat zur Entwicklung von Algorithmen geführt, mit denen die KI
Schmids innovative Herangehensweise an maschinelles Lernen und Computervision hat zur Entwicklung von Algorithmen geführt, mit denen die KI "sehen" kann, indem sie große Mengen von Bilddaten gleichzeitig interpretiert. Diese Technologie ist unverzichtbar für Anwendungen, die eine schnelle und exakte Reaktion erfordern, wie autonome Fahrzeuge und interaktive Roboter. "Ein Algorithmus ist eine Folge von Anweisungen an eine Maschine, die mit bestimmten Bedingungen der Reihe nach ausgeführt werden", erklärt Schmid. "Bis jetzt wurden die Extrahierung der Merkmale und die anzuwendenden Bedingungen für die Reaktion der Maschine manuell festgelegt, doch das ist nun nicht mehr der Fall", womit sie auf den Wechsel hin zu dynamischen, selbstregulierenden Modellen für maschinelles Lernen verweist.
Schmids Arbeit bereitet außerdem den Weg für intelligente kognitive Roboter und KI-Systeme, die für sinnvolle Interaktion mit dem Menschen maßgeschneidert sind, was Dienstleistungen und Lebensqualität verbessert. Mögliche Anwendungen hierfür sind zum Assistenzroboter für die Altenpflege und andere Bereiche. Cordelia Schmid hat eine klare Mission: die maschinelle Wahrnehmung so weit zu verbessern, dass die KI uns das Leben erleichtert.
Schmids Arbeit bereitet außerdem den Weg für intelligente kognitive Roboter und KI-Systeme, die für sinnvolle Interaktion mit dem Menschen maßgeschneidert sind, was Dienstleistungen und Lebensqualität verbessert. Mögliche Anwendungen hierfür sind zum Assistenzroboter für die Altenpflege und andere Bereiche. Cordelia Schmid hat eine klare Mission: die maschinelle Wahrnehmung so weit zu verbessern, dass die KI uns das Leben erleichtert.
Tonio Sant (r.) und Daniel Buhagiar haben ein mechanisches Energiespeichersystem entwickelt, das Offshore-Windkraft zuverlässiger und planbarer machen könnte. Ihre Erfindung nutzt das Meer zur Wärmeableitung, womit sie die Mechanik des Speichers vereinfachen konnten, so dass dieser Energie schneller speichern und wieder abgeben kann.
Tonio Sant (r.) und Daniel Buhagiar aus Malta haben ein mechanisches Energiespeichersystem namens FLASC entwickelt, das Offshore-Windkraft zuverlässiger und planbarer machen könnte. Ihre Erfindung nutzt das Meer zur Wärmeableitung, womit sie die Mechanik des Speichers vereinfachen konnten, so dass dieser Energie schneller speichern und wieder abgeben kann.
Das FLASC-System kann große Energiemengen sicher und nachhaltig speichern. Die meisten Komponenten sind direkt im Windpark unter Wasser angeordnet. Der von der Windkraftanlage erzeugte überschüssige Strom wird in Form von Druckluft gespeichert, wobei unter Druck stehendes Meerwasser als hydraulischer Kolben in Hochdruckbehältern fungiert. Das System nutzt das Meer selbst als Kühlkörper, wodurch eines der größten Probleme von Speichervorrichtungen dieser Art wegfällt.
Das FLASC-System kann große Energiemengen sicher und nachhaltig speichern. Die meisten Komponenten sind direkt im Windpark unter Wasser angeordnet. Der von der Windkraftanlage erzeugte überschüssige Strom wird in Form von Druckluft gespeichert, wobei unter Druck stehendes Meerwasser als hydraulischer Kolben in Hochdruckbehältern fungiert. Das System nutzt das Meer selbst als Kühlkörper, wodurch eines der größten Probleme von Speichervorrichtungen dieser Art wegfällt. "Bei der Komprimierung der Luft in den Druckbehältern nimmt das Meerwasser die entstehende Wärme auf und verteilt sie effektiv, ohne messbare Temperaturzunahme. Wenn wir das sich ausdehnende Gas zur Stromerzeugung nutzen, stabilisiert das Meer die Temperatur unserer Luft, so dass sie sich gleichmäßig ausdehnen und die benötigte Menge Strom erzeugen kann", erklärt Sant.
Das System wurde im Rahmen von Buhagiars Promotion an der Universität Malta entwickelt, betreut von Professor Tonio Sant vom Fachbereich Maschinenbau. Das anfängliche akademische Problem wurde zu etwas viel Größerem, als das Wissenstransfer-büro der Universität die Idee für gut genug befand, um sie patentieren zu lassen.
Das System wurde im Rahmen von Buhagiars Promotion an der Universität Malta entwickelt, betreut von Professor Tonio Sant vom Fachbereich Maschinenbau. Das anfängliche akademische Problem wurde zu etwas viel Größerem, als das Wissenstransfer-Büro der Universität die Idee für gut genug befand, um sie patentieren zu lassen. "Als kleine Insel betrachten wir das Meer immer als Ressource. Die Idee war also einfach: Wie wäre es, ein Energiespeichersystem zu entwickeln, das in einem bereits bestehenden Offshore-Windpark installiert wird?", erläutert Buhagiar die Inspiration.
Der in den USA ansässige Erfinder David Fattal und sein Team haben ein
Der in den USA ansässige Erfinder David Fattal und sein Team haben ein "brillenloses 3D" entwickelt, das eine dreidimensionale Ansicht auf und aus den Displays von Handys, Tablets und PC-Monitoren vermittelt. Dabei kann nahtlos zwischen 3D- und 2D-Ansicht gewechselt werden, ohne irgendein zusätzliches Gerät zu benötigen.
Fattals System 3D Lightfield besteht aus einer dünnen Glas- oder Kunststoffplatte, die direkt unter dem normalen LCD-Display angebracht ist. Mithilfe des eingefangenen Lichts, ähnlich wie bei Glasfaser und zielgerichteter Reflexion, erstellt das Lightfield 3D System ein Spektrum leicht unterschiedlicher Versionen des Bildschirmbilds, das es von vorn auf das Display projiziert. Eine Eye-Tracking-Kamera stellt sicher, dass das Auge zwei verschiedene Versionen des Bildschirmbilds einfängt, wodurch dem Gehirn die Illusion von Tiefe vermittelt wird, genau wie in der Realität.
Fattals System 3D Lightfield besteht aus einer dünnen Glas- oder Kunststoffplatte, die direkt unter dem normalen LCD-Display angebracht ist. Mithilfe des eingefangenen Lichts, ähnlich wie bei Glasfaser und zielgerichteter Reflexion, erstellt das Lightfield 3D System ein Spektrum leicht unterschiedlicher Versionen des Bildschirmbilds, das es von vorn auf das Display projiziert. Eine Eye-Tracking-Kamera stellt sicher, dass das Auge zwei verschiedene Versionen des Bildschirmbilds einfängt, wodurch dem Gehirn die Illusion von Tiefe vermittelt wird, genau wie in der Realität.
Inspiriert wurde Fattal zu seiner Entwicklung nach eigener Aussage durch das Hologram von Prinzessin Leia in den Star Wars Filmen. Sein Unternehmen Leia Inc. produziert seit 2021 die Lume Pad Tablets mit der 3D Lightfield Technologie. Der Automobilzulieferer Continental AG hat aber bereits bekannt gegeben, die Technologie bald in ihren
Inspiriert wurde Fattal zu seiner Entwicklung nach eigener Aussage durch das Hologram von Prinzessin Leia in den Star Wars Filmen. Sein Unternehmen Leia Inc. produziert seit 2021 die Lume Pad Tablets mit der 3D Lightfield Technologie. Der Automobilzulieferer Continental AG hat aber bereits bekannt gegeben, die Technologie bald in ihren "Continental 3D Display"-Instrumententafeln in Fahrzeugen einsetzen zu wollen.
Die Erfinder Ulf Landegren und Simon Fredriksson haben mit ihrem Team die Proteomik revolutioniert und eine umfassende, detailliertere und genauere Proteinanalyse möglich gemacht. Diese Tests verbessern das Screening auf zahlreiche Krankheiten und eröffnen neue Wege für deren frühzeitige Behandlung.
Die Erfinder Ulf Landegren (r.) und Simon Fredriksson haben mit ihrem Team die Proteomik revolutioniert und eine umfassende, detailliertere und genauere Proteinanalyse möglich gemacht. Diese Tests verbessern das Screening auf zahlreiche Krankheiten und eröffnen neue Wege für deren frühzeitige Behandlung.
Inspiriert durch die PCR-Technologie der 80er Jahre begannen Ulf Landegren und Simon Fredriksson mit ihrem Team an der Universität Uppsala, Paare von Antikörpern gegen bestimmte Proteine in Proben mit eindeutigen, leicht identifizierbaren synthetischen DNA-Markern zu versehen. Dieses Verfahren führte direkt zu ihrem innovativen Proximity Ligation Assay (PLA) und dessen späterer Verfeinerung Proximity Extension Assay (PEA).
Inspiriert durch die PCR-Technologie der 80er Jahre begannen Ulf Landegren und Simon Fredriksson mit ihrem Team an der Universität Uppsala, Paare von Antikörpern gegen bestimmte Proteine in Proben mit eindeutigen, leicht identifizierbaren synthetischen DNA-Markern zu versehen. Dieses Verfahren führte direkt zu ihrem innovativen Proximity Ligation Assay (PLA) und dessen späterer Verfeinerung Proximity Extension Assay (PEA).
Die verbesserten Screening-, Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten verbessern die Chancen für eine effektive Behandlung von Krankheiten wie Krebs, Malaria, Tuberkulose und Multiple Sklerose.
Die verbesserten Screening-, Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten verbessern die Chancen für eine effektive Behandlung von Krankheiten wie Krebs, Malaria, Tuberkulose und Multiple Sklerose. "Die Genetik kann vorausschauend bereits vor unserer Geburt eine Veranlagung für bestimme Krankheiten aufzeigen, aber sie bietet keine Möglichkeit, einen Krankheitsverlauf zu verfolgen. Proteine hingegen können in vielen Fällen den Ausbruch und unterschiedliche Verläufe einer Krankheit sowie Reaktionen auf eine Therapie aufzeigen", betont Landegren.
Der Isländer G. Fertram Sigurjonsson und sein Team haben ein ausgeklügeltes Transplantat aus azellulärer Fischhaut entwickelt, das sich die einzigartigen Eigenschaften von Kabeljau-Haut zunutze macht, um die Wundheilung zu beschleunigen. Die alternde Bevölkerung, die Ausbreitung von Diabetes und traumatische Verletzungen begünstigen die Entstehung komplexer oder chronischer Wunden, für die die Amputation oft der einzige Ausweg ist. Biologische Gewebeprodukte wie die Transplantate aus Fischhaut könnten das Amputationsrisiko nachhaltig senken.
Der Isländer G. Fertram Sigurjonsson und sein Team haben ein ausgeklügeltes Transplantat aus azellulärer Fischhaut entwickelt, das sich die einzigartigen Eigenschaften von Kabeljau-Haut zunutze macht, um die Wundheilung zu beschleunigen. Die alternde Bevölkerung, die Ausbreitung von Diabetes und traumatische Verletzungen begünstigen die Entstehung komplexer oder chronischer Wunden, für die die Amputation oft der einzige Ausweg ist. Biologische Gewebeprodukte wie die Transplantate aus Fischhaut könnten das Amputationsrisiko nachhaltig senken.
Fertram Sigurjonsson hat einen Universitätsabschluss in Chemie und Maschinenbau. Das von ihm entwickelte Gerüstmaterial unterstützt die natürlichen Heilungsprozesse des menschlichen Körpers und fördert die Bildung neuer Blutgefäße. Das Fischhauttransplantat von Kerecis zeichnet sich durch mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Schweine- oder Rinderhautersatzstoffen aus, die einer intensiven chemischen Verarbeitung zur Sicherheit bedürfen. Zu diesen Vorteilen gehören eine verbesserte Biokompatibilität, geringere immunologische Risiken und eine höhere Kosteneffizienz.
Fertram Sigurjonsson hat einen Universitätsabschluss in Chemie und Maschinenbau. Das von ihm entwickelte Gerüstmaterial unterstützt die natürlichen Heilungsprozesse des menschlichen Körpers und fördert die Bildung neuer Blutgefäße. Das Fischhauttransplantat von Kerecis zeichnet sich durch mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Schweine- oder Rinderhautersatzstoffen aus, die einer intensiven chemischen Verarbeitung zur Sicherheit bedürfen. Zu diesen Vorteilen gehören eine verbesserte Biokompatibilität, geringere immunologische Risiken und eine höhere Kosteneffizienz.
Während der Herstellung des Transplantats werden die Fischzellen aus der Haut entfernt, um zu verhindern, dass der menschliche Körper fremde DNA erkennt und diese abstößt. Die verbleibende Gewebestruktur zeichnet sich durch herausragende physische und chemische Eigenschaften aus – wie beispielsweise ein hoher Kollagengehalt und eine hohe mechanische Festigkeit. Sie schafft auf diese Weise optimale Voraussetzungen für das Wachstum menschlicher Zellen und die Geweberegeneration.
Während der Herstellung des Transplantats werden die Fischzellen aus der Haut entfernt, um zu verhindern, dass der menschliche Körper fremde DNA erkennt und diese abstößt. Die verbleibende Gewebestruktur zeichnet sich durch herausragende physische und chemische Eigenschaften aus – wie beispielsweise ein hoher Kollagengehalt und eine hohe mechanische Festigkeit. Sie schafft auf diese Weise optimale Voraussetzungen für das Wachstum menschlicher Zellen und die Geweberegeneration.
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Das finnische Ehepaar Sirpa und Markku Jalkanen hat eine klinische Behandlung entwickelt, die das Immunsystem zur Bekämpfung von Krebszellen aktiviert. Diese neue Therapieform könnte einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Lebensumstände von Krebspatienten leisten, die bereits alle anderen Behandlungsoptionen ausgeschöpft haben. "Krebs ist eine komplexe Erkrankung, die wir nicht zu 100 % heilen können, aber wir können sie zu einer kontrollierbaren chronischen Erkrankung machen", so Sirpa.
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Das von den beiden entwickelte Medikament Bexmarilimab blockiert CLEVER-1, ein Protein, das in bestimmten weißen Blutkörperchen zu finden ist. Durch die Ausschaltung der CLEVER-1-Rezeptoren werden immunsupprimierende Zellen zu Immunaktivatoren, die andere Zellen aktivieren und gemeinsam mit ihnen Tumore und Malignome angreifen. Durch diesen einzigartigen Ansatz hebt sich Bexmarilimab von anderen Behandlungsmethoden ab.
Olga Malinkiewicz aus Polen hat eine umweltfreundlichere und flexiblere Technologie für die Erzeugung von Solarstrom entwickelt. Sie erfand eine neue Technologie zum Drucken flexibler Solarzellen, die so leicht sind, dass ein Quadratmeter bequem zwischen zwei Fingern gehalten werden kann. Basis dafür ist das Mineral Perowskit, das in riesigen Mengen in der Erdrinde vorkommt. In Tests erreichten die neuartigen Zellen einen Wirkungsgrad von 25,8 Prozent und damit mehr als gängige Siliziumvarianten (21 %).
Olga Malinkiewicz aus Polen hat eine umweltfreundlichere und flexiblere Technologie für die Erzeugung von Solarstrom entwickelt. Sie erfand eine neue Technologie zum Drucken flexibler Solarzellen, die so leicht sind, dass ein Quadratmeter bequem zwischen zwei Fingern gehalten werden kann. Basis dafür ist das Mineral Perowskit, das in riesigen Mengen in der Erdrinde vorkommt. In Tests erreichten die neuartigen Zellen einen Wirkungsgrad von 25,8 Prozent und damit mehr als gängige Siliziumvarianten (21 %).
Der Aufbau der gedruckten Perowskit-Zellen entspricht im Wesentlichen dem von organischen Leuchtdioden (OLED), also ultradünnen Schichten eines organischen Films, der zwischen zwei ebenfalls sehr dünnen Elektrodenschichten aufgebracht wird. Malinkiewicz sieht die niedrigeren Herstellungskosten als wesentlichen Vorteil ihrer Erfindung, da die Perowskit-Kristalle in einem Lösungsmittel aufgelöst und anschließend im Inkjet-Verfahren auf das Substrat gedruckt werden.
Der Aufbau der gedruckten Perowskit-Zellen entspricht im Wesentlichen dem von organischen Leuchtdioden (OLED), also ultradünnen Schichten eines organischen Films, der zwischen zwei ebenfalls sehr dünnen Elektrodenschichten aufgebracht wird. Malinkiewicz sieht die niedrigeren Herstellungskosten als wesentlichen Vorteil ihrer Erfindung, da die Perowskit-Kristalle in einem Lösungsmittel aufgelöst und anschließend im Inkjet-Verfahren auf das Substrat gedruckt werden.
Ein weiterer Pluspunkt ist die deutlich geringere statische Gebäudelast durch das flexible und leichtgewichtige Perowskit-beschichtete Polymer. So lässt sich ein Quadratmeter der neuartigen Solarzellen bequem mit zwei Fingern halten, während ungefähr gleich große Siliziummodule 20 bis 30 Kilogramm auf die Waage bringen.
Ein weiterer Pluspunkt ist die deutlich geringere statische Gebäudelast durch das flexible und leichtgewichtige Perowskit-beschichtete Polymer. So lässt sich ein Quadratmeter der neuartigen Solarzellen bequem mit zwei Fingern halten, während ungefähr gleich große Siliziummodule 20 bis 30 Kilogramm auf die Waage bringen.
Als Doktorandin in organischer Elektronik an der Universität zu Valencia befasste sich Olga Malinkiewicz ursprünglich mit der kommerziellen Nutzung lichterzeugender Technologien. Bei einer Technologiekonferenz wurde sie auf das Potenzial von Perowskit aufmerksam und konzentrierte sich bald voll und ganz auf Verfahren für die Produktion von Solarzellen mit dem neuartigen Material. Im Zuge dieser engagierten Arbeit gründete Malinkiewicz gemeinsam mit zwei Kollegen Saule Technologies, wo sie heute ein 60-köpfiges Wissenschafts- und Ingenieursteam leitet
Als Doktorandin in organischer Elektronik an der Universität zu Valencia befasste sich Olga Malinkiewicz ursprünglich mit der kommerziellen Nutzung lichterzeugender Technologien. Bei einer Technologiekonferenz wurde sie auf das Potenzial von Perowskit aufmerksam und konzentrierte sich bald voll und ganz auf Verfahren für die Produktion von Solarzellen mit dem neuartigen Material. Im Zuge dieser Arbeit gründete Malinkiewicz gemeinsam mit zwei Kollegen Saule Technologies, wo sie heute ein 60-köpfiges Wissenschafts- und Ingenieursteam leitet.
Neodym-Magnete sind Teil unseres Alltags. Sie treiben verschiedenste moderne Technologien an und sind in der ein oder anderen Art fast überall zu finden - von Mobiltelefonen über Elektromotoren bis zu Kernspintomographen. Entwickelt wurden sie von dem Japaner Masato Sagawa.
Neodym-Eisen-Bor-Magnete (NdFeB-Magnete) sind Teil unseres Alltags. Sie treiben verschiedenste moderne Technologien an und sind in der ein oder anderen Form fast überall zu finden - von Mobiltelefonen über Elektromotoren bis zu Kernspintomographen. Ihre stärksten Vertreter, gesinterte NdFeB-Magnete, wurden von dem japanischen Erfinder und Materialwissenschaftler Masato Sagawa entwickelt.
Motiviert durch die damaligen Kobaltpreise und inspiriert durch die geringeren Kosten von Eisen, nahm sich Sagawa zum Ende der 70er und Anfang der 80er Jahre vor, einen Ersatz für Magnete auf Kobaltbasis zu finden. Er experimentierte mit vielen unterschiedlichen intermetallischen Verbindungen und Phasen, bevor es ihm mit einem Sinter-Verfahren gelang, einen besonders starken Magneten herzustellen.
Motiviert durch die damaligen Kobaltpreise und inspiriert durch die geringeren Kosten von Eisen, nahm sich Sagawa zum Ende der 70er und Anfang der 80er Jahre vor, einen Ersatz für Magnete auf Kobaltbasis zu finden. Er experimentierte mit vielen unterschiedlichen intermetallischen Verbindungen und Phasen, bevor es ihm mit einem Sinter-Verfahren gelang, aus Neodym, Eisen und Bor in Pulverform einen besonders starken Magneten herzustellen.
Sagawa entwickelte den NdFeB-Magneten in seiner Freizeit, während er von 1972 bis 1982 als Wissenschaftler für Fujitsu tätig war. Mit seinen inzwischen 80 Jahren arbeitet Sagawa immer noch an seinen Magneten. Er verbessert seinen Neodym-Magneten und das Sinterverfahren laufend weiter und lässt sich seine Entwicklungen patentieren.
Sagawa entwickelte den NdFeB-Magneten in seiner Freizeit, während er von 1972 bis 1982 als Wissenschaftler für Fujitsu tätig war. Mit seinen inzwischen 80 Jahren arbeitet Sagawa immer noch an seinen Magneten. Er verbessert seinen Neodym-Magneten und das Sinterverfahren laufend weiter und lässt sich seine Entwicklungen patentieren.
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Die von dem italienischen Ingenieur Fiorenzo Dioni (l.) und seinem deutschen Kollegen Richard Oberle entwickelte Giga Press mit 5S-Einspritzsystem ist auf die Produktion von Teilen für Elektrofahrzeuge in großem Maßstab ausgelegt, damit diese Fahrzeuge besser verfügbar und günstiger werden. Die Giga Press ist eine Maschine, die speziell für die optimierte Produktion großer, einfacher Unterbodenkomponenten für Fahrzeuge entwickelt wurde. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei denen der Unterboden eines Fahrzeugs aus bis zu 70 separaten Gussteilen besteht, produziert die Giga Press dafür lediglich zwei bis drei große Gussteile.
Bei der Produktion wird eine Aluminiumlegierung mithilfe von Erdgas eingeschmolzen. Das flüssige Aluminium wird von der 5S (
Bei der Produktion wird eine Aluminiumlegierung mithilfe von Erdgas eingeschmolzen. Das flüssige Aluminium wird von der 5S ("Strong, Simple, Stable, Smooth, Sustainable" (stark, simpel, stabil, glatt, nachhaltig) in eine ölbeschichtete Form gegossen. Danach wird das Gussteil entnommen, abgekühlt und mit Röntgenstrahlen auf Fehler untersucht. Im nächsten Schritt wird das Gussteil mit einem Laser zugeschnitten und computergesteuert gebohrt. Die Giga Press verfügt über eine Metallaufbereitungsvorrichtung, die Aluminiumverschnitte sammelt und für den nächsten Gusszyklus wiederverwendet, was die Abfallmenge reduziert.
Nach Angaben der IDRA Group senkt die Giga Press die Kosten für Automobilhersteller um 40 %.
Nach Angaben der IDRA Group senkt die Giga Press die Kosten für Automobilhersteller um 40 %. "Große Marken der Branche haben unsere Idee begrüßt. Wir haben genau zur rechten Zeit einen neuen Industriezweig geschaffen, der ihnen einige Probleme erspart", so Dioni. "Der Verbrennungsmotor ist ein Auslaufmodell, und die Anforderungen an Druckgussteile sinken. Daher ist dies eine innovative Ersatztechnologie, die ihnen das Bestehen sichert", erklärt er.
Bruno Mottet und Lyderic Bocquet haben ein Verfahren perfektioniert, bei dem kostengünstige und umweltfreundliche Elektrizität mittels Osmose erzeugt wird und das wie eine umgekehrte Wasserentsalzung funktioniert.
Bruno Mottet (r.) und Lyderic Bocquet aus Frankreich haben ein Verfahren perfektioniert, bei dem kostengünstige und umweltfreundliche Elektrizität mittels Osmose erzeugt wird und das wie eine umgekehrte Wasserentsalzung funktioniert.
Die INOD-Technologie des Duos setzt eine spezielle Membran aus einem kostengünstigen Material ein, um die Energie aufzufangen, die an der Schnittstelle zwischen Salzwasser aus dem Meer und Süßwasser aus einem Fluss entsteht. Während der Osmose bewegen sich die Ionen durch die Membran von der hohen Salzkonzentration des Meerwassers zur niedrigeren Konzentration des Flusswassers. Dadurch entsteht eine Ladungsdifferenz, die elektrische Spannung erzeugt.
Die INOD-Technologie des Duos setzt eine spezielle Membran aus einem kostengünstigen Material ein, um die Energie aufzufangen, die an der Schnittstelle zwischen Salzwasser aus dem Meer und Süßwasser aus einem Fluss entsteht. Während der Osmose bewegen sich die Ionen durch die Membran von der hohen Salzkonzentration des Meerwassers zur niedrigeren Konzentration des Flusswassers. Dadurch entsteht eine Ladungsdifferenz, die elektrische Spannung erzeugt.
Um ihre Technologie zu skalieren, gründeten die Erfinder das Unternehmen Sweetch Energy. Innerhalb von 10 Jahren schafften sie es, ihre wissenschaftliche Entdeckung auf Basis von Nanoröhrchen in eine industrielle Lösung umzuwandeln. Heute arbeitet das Unternehmen zusammen mit der Compagnie Nationale du Rhône an der Entwicklung eines Osmosekraftwerks, das noch 2024 fertiggestellt werden soll. Die Pilotanlage wird osmotische Energie aus der Rhone gewinnen, mit einer möglichen installierten Leistung von 500 Megawatt (MW), womit mehr als 1,5 Millionen Menschen mit sauberem Strom versorgt werden könnten.
Um ihre Technologie zu skalieren, gründeten die Erfinder das Unternehmen Sweetch Energy. Innerhalb von 10 Jahren schafften sie es, ihre wissenschaftliche Entdeckung auf Basis von Nanoröhrchen in eine industrielle Lösung umzuwandeln. Heute arbeitet das Unternehmen zusammen mit der Compagnie Nationale du Rhône an der Entwicklung eines Osmosekraftwerks, das noch 2024 fertiggestellt werden soll. Die Pilotanlage wird osmotische Energie aus der Rhone gewinnen, mit einer möglichen installierten Leistung von 500 Megawatt (MW), womit mehr als 1,5 Millionen Menschen mit sauberem Strom versorgt werden könnten.
Fernando Catalano und Micael Carmo ist es zu verdanken, dass nun leisere und grünere Jets in der Luft sind. Den Erfindern ist im Rahmen einer Kollaboration zwischen Industrie und Forschung die Entwicklung eines neuen Passagierflugzeugs gelungen, dessen Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum Vorgängermodell um bis zu 9 % und dessen Lärmschleppe um 65 % geringer ausfällt.
Fernando Catalano (r.) und Micael Carmo ist es zu verdanken, dass nun leisere und grünere Jets in der Luft sind. Den Erfindern ist im Rahmen einer Kollaboration zwischen Industrie und Forschung die Entwicklung eines neuen Passagierflugzeugs gelungen, dessen Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum Vorgängermodell um bis zu 9 % und dessen Lärmschleppe um 65 % geringer ausfällt.
Catalano, ein Professor für Luftfahrttechnik, und Carmo, Lärmspezialist beim brasilianischen Flugzeughersteller Embraer, waren federführend an der Entwicklung von bahnbrechenden Funktionen beteiligt, die das Geräuschaufkommen und den Kraftstoffverbrauch der E2-Jets von Embraer deutlich herabsetzen. Das Duo bewirkte eine Verbesserung der Lamellenbahnen des Flugzeugs: Diese werden zur Steuerung des Flugzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten benötigt, dabei kommt eine einzigartige Dichtung zum Einsatz, die den aerodynamischen Lärm während Start und Landung eliminiert. Darüber hinaus optimierten die Erfinder die Aerodynamik des Rumpfs und steigerten damit auch Leistungsfähigkeit und Rentabilität des Flugzeugs.
Catalano, ein Professor für Luftfahrttechnik, und Carmo, Lärmspezialist beim brasilianischen Flugzeughersteller Embraer, waren federführend an der Entwicklung von bahnbrechenden Funktionen beteiligt, die das Geräuschaufkommen und den Kraftstoffverbrauch der E2-Jets von Embraer deutlich herabsetzen. Das Duo bewirkte eine Verbesserung der Lamellenbahnen des Flugzeugs: Diese werden zur Steuerung des Flugzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten benötigt, dabei kommt eine einzigartige Dichtung zum Einsatz, die den aerodynamischen Lärm während Start und Landung eliminiert. Darüber hinaus optimierten die Erfinder die Aerodynamik des Rumpfs und steigerten damit auch Leistungsfähigkeit und Rentabilität des Flugzeugs.
"Bei der Suche nach optimierten Lösungen für leisere Flugzeuge war eine unserer größten Herausforderungen, Geräuschspezialisten und Aerodynamikspezialisten unter einen Hut zu bringen, da sie unterschiedliche Ziele haben", erklärt Carmo.

Die Gewinner in den vier Kategorien Industrie, KMU, Forschung und Nicht-EPO Staaten werden am 9. Juli 2024 in Zeremonie vor der Kulisse Maltas bekannt gegeben, die per Livestream übertragen wird.

Mensch-Maschine-Schnittstelle im Finale des Young Inventors Prize

Die vier Erfinderinnen aus Tunesien mit Komponenten ihrer Lösung.
Die vier Erfinderinnen aus Tunesien mit Komponenten ihrer Lösung.

Khaoula Ben Ahmed (28), Ghofrane Ayari (27), Souleima Ben Temime (28) und Sirine Ayari (28) aus Tunesien haben das System MOOVOBRAIN entwickelt, das Rollstühle über Signale des Gehirns, Sprachbefehle, das Mienenspiel oder per Touchpad steuern kann. Sie treten am 9. Juli im Young Inventors Prize gegen ein niederländisches und ein ukrainisches Team an.

MOOVOBRAIN arbeitet mit einem neuen Verfahren für die Rollstuhlsteuerung, das für die Bedürfnisse des jeweiligen Benutzers maßgeschneidert ist. Es verfügt über vier intuitive Antriebsarten:

  • Der Voice Driving Mode wird per Sprachbefehl bedient,
  • der Brain Driving Mode über ein spezielles Headset, das Signale des Gehirns erkennen kann,
  • der Grimace Driving Mode über das Mienenspiel und
  • der Manual Driving Mode über ein Touchpad oder eine Smartphone-App-Schnittstelle für Personen, die noch ihre Hände bewegen können.

Für Assistenten und Pflegekräfte verfügt das MOOVOBRAIN-System außerdem über eine spezielle Schnittstelle mit Funktionen wie Rollstuhl-Tracking und Überprüfung des Benutzer-Handyakkus in Echtzeit. Dieser umfassende Ansatz soll bei einem breiten Spektrum an Behinderungen unterstützen und legt besonderen Wert auf Unabhängigkeit, Sicherheit und Konnektivität der betroffenen Personen.

Der Autor: Peter Koller

Peter Koller

Gelernter Politik-Journalist, heute News-Junkie, Robotik-Afficionado und Nerd-Versteher. Chefredakteur des Automatisierungsmagazins Automation NEXT. Peter Koller liebt den Technik-Journalismus, weil es das einzige Themengebiet ist, wo wirklich ständig neue Dinge passieren. Treibstoff: Milchschaum mit Koffein.

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