TRUMPF ist ein Vorreiter in der Entwicklung innovativer Technologien. Projekte wie der Super-“Blitzableiter”-Laser auf dem Säntis und die Entwicklung von Lasern zur Erzeugung von extrem ultraviolettem Licht für die EUV-Lithographie haben den Innovationsgeist von TRUMPF unter Beweis gestellt. Blickend in die Zukunft legt TRUMPF einen starken Fokus auf Nachhaltigkeit und deren technologische Lösungen. Durch Investitionen in Forschung und Zusammenarbeit mit Universitäten trägt TRUMPF dazu bei, neue Lösungen zu schaffen – von fortschrittlichen Lasersystemen bis hin zu intelligenten Fabriken für die Industrie. Der Ansatz von TRUMPF zeigt, dass Innovation und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen können.

Dieser Kurzvortrag gibt einen ersten Einblick in die Integration modernster Sensortechnologie und maschinellen Lernens im Bereich Wearable Computing am Beispiel von am Ohr getragenen Geräten, sogenannten Earables. Wearables im Allgemeinen und Earables im Besonderen eröffnen neue Möglichkeiten im Bereich des Gesundheitsmonitorings und können sowohl im Bereich des persönlichen Gesundheitsmonitorings als auch im medizinischen Kontext eingesetzt werden. Der Vortrag zeigt auf, welche Gesundheitsdaten mit welchen Sensoren erfasst werden können und stellt das am TECO des KIT initiierte Projekt OpenEarable vor. Ein weiteres zentrales Thema ist die Rolle von Datenspeicherung, Vorverarbeitung und maschinellem Lernen bei der Interpretation der erfassten Datenströme. Hier liegt der Fokus auf ressourcenschonenden Algorithmen, die speziell für den Einsatz in eingebetteten Systemen optimiert sind. In diesem Zusammenhang wird das Entwicklungsframework EdgeML vorgestellt, das speziell für diesen Anwendungsbereich konzipiert wurde und in der Lage ist, sehr kleine ML-Modelle mit sehr hoher Erkennungsrate zu generieren.

In den letzten Jahren gab es im Gesundheitswesen einen enormen Impuls, vom alten Paradigma „One size fits all“ zum neuen Paradigma „maßgeschneiderte Behandlung“ zu wechseln. Der Ansatz basiert auf wissenschaftlichen Durchbrüchen in der radiologischen Bildverarbeitung und dem besseren Verständnis des molekularen und genetischen Profils des Patienten. Diese Verbesserungen gehen einher mit einer erhöhten Verfügbarkeit von Rechenressourcen und verbesserten intelligenten Verfahren auf Basis künstlicher Intelligenz (KI).

Die Strahlentherapie, in all ihren Varianten, war schon immer von Natur aus eine patientengeprägte Behandlung. Dabei werden vielfältige Informationen, vor allem aus medizinischen Bildern, mit dem Ziel integriert, die nominale Strahlendosis an das Krebsgewebe abzugeben und gleichzeitig die umliegenden gesunden Organe zu schonen.

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die neuesten Entwicklungen in der Strahlentherapie zur Krebsbekämpfung und über die Rolle der Bildverarbeitung und KI bei der Verbesserung der Dosisabgabe.

Die KI birgt einige ernsthafte Risiken, die umfassende Bewertungen und Tests erfordern. Auf dieser Grundlage führt die Europäische Union die weltweit erste Verordnung über KI ein, um die Risiken zu bändigen und den Nutzen zu maximieren. In diesem Vortrag gibt Yunus einen Überblick über die KI-Risiken und den Umgang mit ihnen vor dem Hintergrund der KI-Gesetzgebung der Europäischen Union, dem sogenannten KI-Gesetz.

Virtualisierung und digitale Zwillinge gewinnen in Bereichen wie Design- und Produktionstechnologien sowie in der Unterhaltungsbranche und den sozialen Medien immer mehr an Bedeutung. Ein wichtiger Baustein ist das Metaverse - ein immersiver, virtueller 3D-Raum, der in Zukunft nicht nur unsere zwischenmenschlichen Interaktionen verändern wird, sondern auch die Art und Weise, wie wir zukünftige Produkte, Systeme und Dienstleistungen entwickeln.

Der Impulsvortrag gibt eine kurze Einführung ins Thema und diskutiert verschiedene Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Produktentwicklung.

In der heutigen dynamischen Fertigungsumgebung revolutioniert der XIRCON-Ansatz die Rekonfigurationsprozesse durch die Integration von Digital Twins (DT) und Extended Reality (XR). Traditionelle Methoden beinhalten oft komplexe und fehleranfällige Operationen, denen es an intuitiver Unterstützung für die Bediener fehlt. XIRCON geht diese Probleme an, indem es natürlichere und effizientere Rekonfigurationsvorgänge ermöglicht und so Ausfallzeiten, Komplexität und Fehler deutlich reduziert. Mit Blick auf die Zukunft verspricht die Einbindung von Künstlicher Intelligenz (KI) eine weitere Verbesserung der Anpassungsfähigkeit und Effizienz von Fertigungssystemen. Dieses Konzept zielt nicht nur auf die Verbesserung der derzeitigen Praktiken ab, sondern setzt auch einen neuen Standard für die künftige Integration von Cyber-Physical-Human-Systems.

Steigende Produktkomplexität, zunehmende Regulatorik und Fachkräftemangel stellen die Menschen in der deutschen Industrie vor enorme Herausforderungen. Angesichts aktueller Marktdynamiken ist es essenziell, jetzt Ingenieuren mehr Freiheit und Entlastung zu verschaffen. Künstliche Intelligenz verspricht Arbeitserleichterungen und Zeitersparnis. Doch kann die Technologie wirklich halten, was sich so viele von ihr erhoffen? Hat sie ihre Berechtigung, in fast jedem Strategieplan 2024 zu sein? Mit Fokus auf die Welt des Engineerings werden diese Fragen beantwortet.

Die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) in Elektrofahrzeugen, tragbarer Elektronik und stationären Energiespeichern erfordert einen nachhaltigen Einsatz aller eingesetzten Ressourcen. Grundlage hierfür ist eine funktionierende Kreislaufwirtschaft und eine kostengünstige Verwertung nicht mehr einsetzbarer Zellen und folgt entsprechenden Vorgaben der EU bzgl. kritischer Materialien und rezyklierter Mengenanteile. In der kommenden Dekade wird mit einem massiven Anstieg nicht mehr verwertbarer LIB gerechnet.

Herkömmliche LIB-Recyclingmethoden, wie Pyrometallurgie und Hydrometallurgie, haben ihre Grenzen, darunter hoher Energieverbrauch, Umweltverschmutzung und geringe Rückgewinnungseffizienz. Daher müssen effizientere Recyclingstrategien entwickelt werden, die Umweltauswirkungen minimieren und die Ressourcenrückgewinnung maximieren. Bei der Rückgewinnung wertvoller Materialien stehen hierbei nicht nur Cobalt, Mangan und Nickel im Mittelpunkt, sondern zunehmend Lithium, Graphit und letztlich alle eingesetzten Materialien.

Kugelmahlen ist ein mechanisches Verfahren, das beim Recycling eingesetzt wird, um die Batteriekomponenten in kleinere Partikel zu zerlegen, die dann nach Größe, Dichte oder magnetischen Eigenschaften getrennt werden können. Aus dieser Technik hat sich das Hochenergie-Kugelmahlen (HEM) entwickelt, bei dem die hohe lokale Kollisionsenergie für chemische Reaktionen genutzt wird. Ein solcher mechanochemischer Prozess ist besonders effektiv für das Recycling von Kathodenkomponenten, die in der Regel aus Lithium-Kobalt-Oxid (LCO), Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC) oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) bestehen. Die Reaktionsprodukte der HEM werden schließlich über mehrere Zwischenschritte in wasserlösliches Lithiumcarbonat und wasserunlösliche Übergangsmetallverbindungen umgewandelt und auf einfache Weise getrennt. Die bei der mechanochemischen Wechselwirkung reduzierten Übergangsmetalle können weiterhin mit verdünnten Mineralsäuren von den wasserunlöslichen Produkten getrennt werden (Hydrometallurgie).

In einem nächsten Schritt muss das Hochskalieren des Mahlprozesses weiter untersucht und optimiert werden und der Einfluss von Verunreinigungen auf die Qualität der Produkte.

Eine Herausforderung der Kreislaufwirtschaft ist die Tatsache, dass Kundinnen und Kunden in ihrer Kaufentscheidung neue Produkte aufgrund des Umfangs und der Qualität ihrer Funktionserfüllung bevorzugen. Aktuell werden diese Produkte „linear“, d.h. aus neuen Rohstoffen, produziert. Kreislaufwirtschaft spielt hier nur im Sinne des Recycling von Rohstoffen eine Rolle.  Kreislaufwirtschaft, in der die Wertschöpfung der Produkte erhalten bleibt, geschieht lediglich im Remanufacturing, in dem Produkte nach einem Lebenszyklus aufgearbeitet (generalüberholt) werden. Diese Produkte müssen allerdings unter erheblichen Preisabschlägen verkauft werden und erreichen nur geringe Marktanteile.

Gibt es eine Möglichkeit, Produkte in der Kreislaufwirtschaft so aufzuarbeiten, dass ihre Wertschöpfung erhalten bleibt und sie als „ewig innovative“ Produkte der aktuellen Produktgeneration verkauft werden können?

Dazu ist es notwendig, die Qualität der Funktionserfüllung auch über Generationen hinweg vorhersagen zu können. Das ist nur möglich, wenn in der Fabrik, die diese Produkte herstellt, ein Modell der Zusammenhänge von Produktgestalt und Funktion vorliegt, das nicht auf eine Generation beschränkt ist.

Eine solche Kreislauffabrik muss eine funktionsbezogene Diagnose der Rückläuferprodukte vom Markt ermöglichen, da diese ihr Eingangsmaterial darstellen und im Gegensatz zu den Eingangsmaterialien einer linearen Fabrik unbekannt sind. Weiter muss sie eine Prädiktion der zu erwartenden Qualität der Funktionserfüllung bei Aufarbeitung und Kombination verschiedener Teilsysteme und Komponenten so beherrschen, dass sich ihre Produkte in der Qualität der Funktionserfüllung nicht von linear erzeugten Neuprodukten unterscheiden. Die Entwicklung und Konstruktion für diese Kreislauffabrik müssen auf die veränderten Randbedingungen angepasst werden.

Um diese drei Anforderungen zu erfüllen, sind fünf Produktmodelle notwendig: Ein Funktionsmodell für die Diagnose, ein Zuverlässigkeitsmodell für die Aufarbeitung und ein Referenzarchitekturmodell für die generationsübergreifende Betrachtung. Diese Modelle sind für die übergeordnete Produktmodellierung notwendig. Dazu kommt noch der instanzindividuelle digitale Zwilling sowie das ebenfalls instanzindividuelle Toleranzschema, welche individuelle Teilsysteme des Produkts durch die Fabrik begleiten. In diesem Vortrag werden Anforderungen und Modelle am Beispiel einer Kreislauffabrik für Winkelschleifer erläutert.

Die Zementproduktion ist einer der Hauptverursacher von CO2-Emissionen und Bauschutt der global größte Abfallstrom.

Mit unserem Betonrecycling-Verfahren möchten wir CO2 langfristig speichern, Abbruchbeton sortenrein auftrennen und dabei gleichzeitig Recycling-Rohstoffe gewinnen, die natürliche Ressourcen schonen. Unsere unternehmerische Reise begann mit dem 1.Platz beim Ideenwettbewerb „GROW“ der Pioniergarage. Aus der Idee wurde ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt am IFG. In unserem Vortrag möchten wir berichten, wie wir mit unserem Verfahren im nächsten Schritt für mehr Kreislaufwirtschaft in der Praxis sorgen möchten.

LiftWise

Wer regelmäßig Sport treibt, will Fortschritte sehen und motiviert bleiben. Liftwise entwickelt eine digitale Infrastruktur für Fitnessstudios. Sie zeichnet das gesamte Training auf und macht Fortschritte dadurch sichtbar. Künstliche Intelligenz hilft uns dabei, ein auf die Nutzer individuell zugeschnittenes Feedback zu erstellen.

Weitere Informationen: http://liftwise.de/

Litona

Litona entwickelt und produziert Energiespeichermaterialien für Akkus auf Basis des Metalls Natrium. Diese bieten die Möglichkeit, Europa unabhängiger von kritischen Rohstoffen aus Drittländern zu machen, sowie die Preise von stationären Energiespeichern zur Speicherung von Wind- und Solar-Energie und von Batterien für Elektroautos drastisch zu reduzieren. Litona verkauft die Energiespeichermaterialien dieser Akkus derzeit an Forschungsinstitute von Universitäten und der Industrie und skaliert deren Produktion hoch, um mittelfristig ganz Europa mit ihrem Material zu beliefern.

Weitere Informationen: https://www.litona-batteries.de/

PHABIOC

PHABIOC entwickelt hochdurchsatzfähige Screening-Werkzeuge für die pharmazeutische und biotechnologische Industrie, um komplexe Laborherausforderungen zu lösen. Unsere Produkte bieten fortschrittliche analytische Fähigkeiten. Mit den Produktmarken "PermeaPad" und "SpecPlate" adressieren wir die steigenden Anforderungen in der Medikamentenentwicklung, indem wir die Bioverfügbarkeit in vitro vorhersagen, oder Medikamentenkonzentrationen schneller und zuverlässiger messen können.

Weitere Informationen: www.phabioc.com

Prio Optics

Prio Optics hat ein innovatives Verfahren zur Herstellung von optischen Interferenzfiltern entwickelt. Wir drucken optische Filter erstmals mit einem Tintenstrahldrucker anstelle der bisher üblichen Herstellung in Vakuumkammern. Das Verfahren bietet mehr Freiheit bezüglich Filtergröße, Filterstruktur, Substratmaterial und optischen Eigenschaften, was neue Anwendungsbereiche wie Advanced Microscopy, Hyperspectral Imaging und Gebäudeintegration eröffnet. Gleichzeitig ermöglicht es einen geringeren Energie- und Materialverbrauch.

Spotium

Spotium ist die spezifischsten Market und Sales Intelligence Software für den Maschinenbau und dessen Zulieferer. Das Ziel von Spotium ist es, unseren Kunden relevanten Vertriebsinformationen ohne eigenen Aufwand zur Verfügung zu stellen. Und sie somit dabei zu unterstützen, wieder mehr zu verkaufen. Ganz in dem Sinne „Search less. Sell more“.

Weitere Informationen: www.spotium.de

Valoon​​​​​​​

Die Akzeptanz von Software in der Bau-, Immobilien- und Instandhaltungsbranche ist vor allem bei Arbeitern die vor Ort tätig sind sehr gering. Die Gründe dafür sind letztlich banal. Die Beteiligten wollen bauen und nicht Software bedienen. Auf Seiten des Koordinierenden (z.B. Bauleiter) führt dies zu erzwungenen spontanen und unkoordinierten Anfragen über Chats, E-Mails und Telefon und damit zu einer absolut chaotischen Kommunikation. Valoon setzt an diesem Punkt an und verbindet die Vorteile einer Projektmanagement-Software wie Struktur und Übersichtlichkeit, mit der Akzeptanz und Einfachheit von Messengern. Dies wird erreicht, indem der Koordinierende mit den Beteiligten künftig über Valoon kommuniziert, die Arbeiter aber weiterhin mit den ihnen vertrauten Messengern, wie z.B. WhatsApp, arbeiten.

Weitere Informationen: www.valoon.chat

In diesem Vortrag wird Alistair Hudson die alternative Geschichte der Museen als Stätten des gemeinschaftlichen Lernens und des Wissensfortschritts im Bereich der neuen Technologien erzählen, beginnend mit der industriellen Revolution um 1800 bis hin zur neuen Welle öffentlicher Einrichtungen von heute, als Begegnungsstätten für Kunst, Wissenschaft und Gesellschaft.