7 spannende Forschungsthemen auf der Hannover Messe

Metaoberflächen aus winzigen Nanostrukturen können optische Systeme erheblich verbessern, indem sie Licht präziser steuern als herkömmliche Linsen und kompakte, multifunktionale Lösungen ermöglichen. Forschende des KIT präsentieren auf der Hannover Messe 2025 (Halle 2, Stand B35) ein optisches Beugungs-Metagitter, das Licht bei steilen Einfallswinkeln effizienter steuert als herkömmliche Systeme.

Durch die spezielle Anordnung von Metaatomen ermöglichen Metaoberflächen eine gezielte Kontrolle von Phase, Amplitude und Polarisation des Lichts. Das neue Metagitter erreicht eine vierfach höhere Effizienz als bisherige Modelle und bietet Potenzial für Anwendungen in Kameras, Sensoren, Augmented-Reality-Displays, Robotik, autonomem Fahren und Medizintechnik. Hergestellt mit Halbleitertechnologien, erlaubt die Technologie eine skalierbare Produktion und könnte klassische optische Komponenten ersetzen.

OpenEarable ist eine am KIT entwickelte Open-Source-KI-Plattform, die herkömmliche Kopfhörer in intelligente Wearables verwandelt. Mit mehreren Mikrofonen pro Ohr ermöglicht sie kristallklare Kommunikation, indem Sprache über Schädelvibrationen erfasst wird – selbst in lauten Industrieumgebungen. Bewegungssensoren erkennen Stürze und repetitive Bewegungen, während Biosensoren Gesundheitsindikatoren wie Müdigkeit oder Hitzschlag überwachen.

Entwickler können maßgeschneiderte Anwendungen direkt auf dem Gerät ausführen, unterstützt durch eine mobile App und ein Web-Dashboard. OpenEarable verbessert Kommunikation, Sicherheit und KI-gestützte Interaktion in vielfältigen Einsatzbereichen.

Das Fraunhofer IOSB-AST präsentiert auf der Hannover Messe 2025 eine Plug-and-Play-Nachrüstlösung für den autonomen Betrieb mobiler Arbeitsmaschinen. Ein Traktor mit knapp fünf Tonnen Gewicht kann über 200 Kilometer entfernt ferngesteuert werden – mit Anwendungen in Landwirtschaft, Bergbau und Krisengebieten.

Grundlage ist das Environment-Perception-Kit (EnvP-Kit), eine modulare Plattform für Navigation, Kommunikation und Sensorik, basierend auf dem Robot Operating System (ROS). Es ermöglicht die Nachrüstung bestehender Fahrzeuge mit Assistenz- und Autonomiefunktionen. Die Steuerung erfolgt über den CAN-Bus direkt an die Aktuatoren. Die Technologie wurde bereits in Großprojekten wie A-KIT und ROBDEKON erprobt und steht nun für den industriellen Einsatz bereit. Interessierte können das System auf der Hannover Messe (Halle 014, Stand H06) selbst testen.

Künstliche Intelligenz soll vom Energiefresser zum Energiesparer werden. Das Forscherteam um Professor Wolfgang Maaß an der Universität des Saarlandes und am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) will KI um bis zu 90 Prozent energieeffizienter machen. „Indem wir die KI-Modelle kleiner und effizienter machen, tragen wir zum einen zu mehr Nachhaltigkeit bei“, sagt Sabine Janzen, Doktorandin im Team von Wolfgang Maaß. „Zum anderen eröffnet dies gerade mittelständischen und kleineren Unternehmen den Zugang zu leistungsfähigen KI-Modellen. Die kleineren KI-Modelle benötigen keine große Infrastruktur mehr.“

Auf der Hannover Messe vom 31. März bis 4. April präsentieren die Forscherinnen und Forscher ihre Technologien am Stand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (Halle 2 Stand A18).

Innovative Anwendungen integrieren neue und autonome Funktionen – sie sind smart. Methoden der künstlichen Intelligenz verarbeiten Eingangsgrößen wie Kamera- oder andere Sensordaten, oft basierend auf früheren Trainings der jeweiligen Methode. Diese neuen Anwendungen führen zu Herausforderungen bei der Erprobung, Validierung und Charakterisierung von Systemen. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF entwickelt Technologien und Methoden, um diesen Herausforderungen gerecht zu werden.

Das Fraunhofer LBF (Halle 2, Stand B24) zeigt zum Beispiel eine Validierungsumgebung für KI-basierte Bilderkennung unter Vibrationseinwirkung auf die Kamera. Sind in der Realität auftretenden Effekte, wie Vibrationen der Kamera, im Training der Methode nicht berücksichtigt, so kann es bei deren Einsatz beispielsweise zu Fehlklassifizierungen kommen. Ähnliche Herausforderungen treten auf, wenn ein System für unterschiedliche Randbedingungen und Einsatzumgebungen experimentell getestet oder charakterisiert werden soll.

Roboter mit Greifern, die fast keinen Strom verbrauchen? Ein Ingenieurteam aus Saarbrücken zeigt, wie Formgedächtnislegierungen große Energieeinsparungen in der Industrie ermöglichen. Das Team um die Professoren Stefan Seelecke und Paul Motzki von der Universität des Saarlandes zeigt auf der Hannover Messe (Saarland-Stand Halle 2, B10), wie ihre Formgedächtnistechnik große wie auch miniaturisierte Greifsysteme ermöglicht, die ohne zusätzliche Sensoren auskommen. Sie halten Bauteile zuverlässig ohne Druckluft, greifen sogar flexibel - und benötigen Strom nur in Form von kurzen Impulsen.

In den voll elektrischen Saarbrücker Greifsystemen kommen Bündel haarfeiner Drähte aus der Formgedächtnislegierung Nickel-Titan zum Einsatz: Sie fungieren als kraftvolle künstliche Muskeln und zugleich Nervenfasern für die Technik. „Die Formgedächtnislegierung Nickel-Titan hat von allen bekannten Antriebsmechanismen die höchste Energiedichte. Wir bringen damit eine hohe Zugkraft in sehr kleinen Dimensionen auf“, erklärt Paul Motzki die Muskelkraft der Drähte.

Für die Herstellung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse sind Protonenaustauschmembranen (PEM) eine der vielversprechendsten Technologien. Um die Material- und Herstellungskosten für PEM-Elektrolyseure zu senken, forscht das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE an skalierbaren Produktionsverfahren.

Nun ist es erstmals gelungen, ultrafeine poröse Transportschichten aus Titan im Siebdruckverfahren herzustellen und damit die Kosten für Katalysatormaterialien zu senken. Dabei kamen industrieübliche skalierbare Anlagen zum Einsatz. Auf der Hannover Messe (31.03.-04.04., Halle 13, C41) zeigt das Institut neben weiteren Innovationen Muster der optimierten mikroporösen Transportschicht.