Künstliche Intelligenz unterstützt bei Darmkrebsvorsorge
KI bringt Expertise von Jungärzten auf Niveau von erfahrenen Mediziner:innen, so aktuelle Studie von Uni-Klinik St. Pölten und Karl Landsteiner Uni Krems.
Darmkrebs gehört zu den häufigsten Krebsarten in Europa, er lässt sich aber durch rechtzeitige Vorsorgeuntersuchungen effektiv verhindern. Die sogenannte Koloskopie erlaubt es, potenziell gefährliche Darmpolypen frühzeitig zu erkennen und zu entfernen. Die Einschätzung dieser Polypen, ob harmlos oder bösartig, erfordert allerdings große Erfahrung. Diese Art der Beurteilung wird auch als „optische Diagnose“ bezeichnet.
Sichere und effiziente und kostengünstigere Darmkrebsvorsorge
Bislang galt, dass nur langjährig erfahrene Internisten diese Einschätzung mit der nötigen Sicherheit treffen können und genau hier setzt nun eine neue Studie der Klinischen Abteilung für Innere Medizin 2 des Universitätsklinikums St. Pölten an, zudem ein Lehr- und Forschungsstandort der Karl Landsteiner Privatuni Krems (KL Krems). Untersucht wurde die Qualität der sogenannten „optischen Diagnose“ durch Endoskopie-Trainees, wenn diese von einem bestimmten KI-System (Anm. das sogenannte GI Genius®) unterstützt werden.Die Ergebnisse zeigen : Die diagnostische Treffsicherheit des medizinischen Nachwuchses kann auf dem Niveau langjährig erfahrener Kollegen liegen. Junge Ärzte können bei der Darmspiegelung also ebenso zuverlässig harmlose von gefährlichen Darmpolypen unterscheiden wie erfahrene Spezialisten – vorausgesetzt, sie nutzen Künstliche Intelligenz (KI). „Die Studienergebnisse betonen nun das Potenzial, die Darmkrebsvorsorge sicherer, effizienter und kostengünstiger zu machen und dabei auch die medizinische Ausbildung zu verbessern“, so die Karl Landsteiner Uni.
Kollege Künstliche Intelligenz teilweise besser als Arztkollege Mensch
„Das Ergebnis ist eine seltene Win-Win-Situation – für die Ausbildung und für die Betroffenen“, betont Andreas Maieron, Facharzt für Gastroenterologie und Hepatologie und Studienleiter. Das verwendete System „GI Genius®“ analysiert während der Koloskopie in Echtzeit die aufgenommenen Bilder und unterstützt mit Hinweisen zur Einschätzung der Polypenart. In der Studie wurden 225 Personen von Nachwuchsärzten untersucht, die dabei vom KI-System unterstützt wurden.Ihre Einschätzungen wurden danach mit den Ergebnissen der histologischen Untersuchung der entfernten Polypen sowie mit den Beurteilungen erfahrener Fachkollegen ohne KI-Unterstützung verglichen. Ergebnis : Bei kleinen Polypen im Enddarm (≤ 5 mm) lagen die Nachwuchsärzte in über 90 Prozent der Fälle richtig, wenn sie einen Polypen als harmlos einstuften – und waren damit genauso treffsicher wie erfahrene Kollegen. Auch das KI-System allein erreichte mit über 93 Prozent ein exzellentes Ergebnis.
Studie aus Niederösterreich hat auch große internationale Bedeutung
Das bedeutet, KI-gestützte Koloskopien können auch bei weniger erfahrenen Ärzten zu einer sicheren und qualitativ hochwertigen Vorsorge führen. Harmlos eingeschätzte Polypen müssen unter bestimmten Voraussetzungen nicht entfernt werden. Das spart Risiken, Zeit und Kosten. Damit wird die Vorsorge nicht nur effizienter, sondern möglicherweise auch zugänglicher. „Für Patienten heißt das : mehr Sicherheit, weniger unnötige Eingriffe – und langfristig ein noch wirksamerer Schutz vor Darmkrebs“, so die KL Krems. Die Studie wurde von der KL Krems gemeinsam mit dem Universitätsklinikum St. Pölten realisiert und vom Land Niederösterreich unterstützt. „Die Veröffentlichung im renommierten American Journal of Gastroenterology unterstreicht die internationale Bedeutung dieser Forschungsaktivitäten“, unterstreichen die Medizinexperten aus Krems und St. Pölten.Der erotische Moment
Die Alfred Kornberger Foundation eröffnet in Wiener Bäckerstrasse 9 museale Schauräume mit Schwerpunkt auf Expressionismus und Akt. Museum, Art-Shop & Galerie haben geöffnet von Di bis Fr : 11 – 18 und Sa : 10 – 13 Uhr.
Die Eröffnungsausstellung „Der erotische Moment“ mit retrospektiver Werkschau von Aktmotiven aus dem Bestand von Alfred Kornberger-Foundation und Familie.
Die Alfred Kornberger Foundation eröffnet in der Wiener Bäckerstrasse museale Schauräume mit dem Schwerpunkt auf Expressionismus und Akt in der zeitgenössischen und modernen Kunst. Im Zentrum stehen KünstlerInnen und Werke aus Österreich, in regelmäßigen Abständen werden auch internationale Positionen gezeigt.Alfred Kornberger (Wien 1933 bis 2002 Wien) war Meisterschüler an der Akademie der bildenden Künste in Wien und gilt als einer der bedeutendsten Expressionisten in der österreichischen Kunst nach 1945. Ob seiner obsessiven Auseinandersetzung mit dem weiblichen Akt und seiner zeichnerischen Qualität wird Kornberger von Kunsthistorikern und Kuratoren immer wieder auf eine Ebene mit Egon Schiele gesetzt.
Alfred Kornberger verstarb 2002 und 2016 folgte ihm seine Frau Nevenka. Der Nachlass regelte die Gründung der Alfred Kornberger Foundation und damit die weitere Aufarbeitung des in Summe rund 4.000 Werke umfassenden Œvres. Die neuen musealen Schauräume zeigen in regelmäßigen Abständen Auszüge aus Kornbergers-Werk und dazu passende Positionen anderer KünstlerInnen im Bereich Expressionismus und Akt.
Museum, Art-Shop & Galerie haben geöffnet von Di bis Fr : 11 — 18 Uhr und Sa von 10 — 13 Uhr. Alfred Kornberger Foundation ; Bäckerstrasse 9 in 1010 Wien.
Vom giftigen Kohlenmonoxid zum nützlichen Kohlenmonoxid
In einem Forschungsprojekt der TU Wien konnte ein bestimmter bakterieller Mikroorganismus genetisch so manipuliert werden, dass er Kohlenmonoxid verstoffwechseln kann.
Genetische Veränderungen können natürlich via Evolution entstehen oder sie können mithilfe von Gentechnik initiiert werden. Nun wurde das Bakterium Thermoanaerobacter kivui (Anm. T. kivui) von einem Forschungsteam um Stefan Pflügl vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften an der TU Wien so manipuliert, dass es Kohlenmonoxid verstoffwechseln kann. Eingesetzt in Bioreaktoren kann es so einen Beitrag dazu leisten, Synthesegas, welches aus Kohlenmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserstoff (H2) besteht, in wertvolle Produkte umzuwandeln.
Erhöhte Wertschöpfung
Grundsätzlich wächst T. kivui bei hohen Temperaturen und ist in der Lage, aus einfachen Molekülen wie Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff organische Stoffe zu produzieren. Diese Eigenschaften können genutzt werden, um das Bakterium etwa in Verbindung mit Biomassevergasungsanlagen einzusetzen, um die Wertschöpfung des dort aus Abfallbiomasse wie Agrarrestoffen oder Holzabfällen erzeugten Synthesegases zu steigern.Mittels T. kivui und mit Gasfermentation Essigsäure sowie nach entsprechender gentechnischer Veränderung kann beispielsweise Ethanol oder Isopropanol nachhaltig hergestellt werden – Rohstoffe, die dann als Biokraftstoffe oder Chemierohstoffe Einsatz finden. Somit kann diese Technologie genutzt werden, um eine Kohlenstoffkreislaufwirtschaft basierend auf nachwachsenden Rohstoffen zu etablieren. Kohlenmonoxid ist für viele Mikroorganismen, darunter auch T. kivui, von Natur aus giftig und hemmt das Wachstum.
Evolution durch Gentechnik beschleunigen
„Uns ist es jedoch gelungen, das Bakterium langsam an Kohlenmonoxid zu gewöhnen und später hat es Kohlenmonoxid sogar als alleinige Energie- und Kohlenstoffquelle nutzen können“, erklärt Stefan Pflügl. Diese Fähigkeit erwarb T. kivui innerhalb nur weniger Generationen auf natürliche Weise. Ein Blick auf das Genom verriet den Forschenden, dass ein Transposon (Anm. bestimmter mobiler DNA-Abschnitt), für die neuen Eigenschaften verantwortlich ist.Diese Erkenntnis liefert nicht nur ein tieferes Verständnis dafür, wie sich Mikroorganismen an ihre Umwelt anpassen, sondern zeigt auch, wie sich natürliche evolutionäre Mechanismen für biotechnologische Zwecke nutzen lassen. Viele Bakterien verfügen über einen natürlichen Abwehrmechanismus, um virale DNA zu erkennen und unschädlich zu machen.
Schneller als etablierte Methoden und eine 100%-ige Erfolgsquote
„Diesen auch als Genschere CRISPR/Cas bekannten Mechanismus kann man nutzen, um DNA gezielt zu verändern. Mit unserer Methode, Hi-TARGET, lassen sich Gene entfernen, verändern oder neue hinzufügen“, so Pflügl. So gelang es dem Forschungsteam einen Bakterienstamm zu entwickeln, der sehr ähnliche Eigenschaften aufweist wie jener, der durch natürliche Evolution entstanden ist. Die neue Methode ist nicht nur deutlich schneller als etablierte Methoden der Gentechnik, auch erzielten die Forschenden eine Erfolgsquote von 100 Prozent.Die gezielte genetische Manipulation durch Hi-TARGET eröffnet den Forschenden zudem eine Art Spielwiese : Wie verändern sich die Eigenschaften von T. kivui, wenn Gene, die im Transposon enthalten sind, überexprimiert werden ? Und lässt sich T. kivui so verändern, dass der Organismus aus Substraten wie CO2, H2 und CO, die nur wenig Energie liefern, anspruchsvollere Produkte herstellen kann ? „Das Wissen, das wir durch T. kivui gewonnen haben, lässt sich auch auf andere Mikroorganismen übertragen, die gasförmige Substrate verstoffwechseln“, ergänzt Stefan Pflügl vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften an der TU Wien.
Optimale Positionen für Schraubeneinsatz bei Brüchen
Neues Modell der Karl Landsteiner Privatuni für Gesundheitswissenschaften liefert Grundlagen zur optimierten Positionierung orthopädischer Schrauben. Fokus liegt auf Messungen der Knochenstruktur.
Metallische Schrauben sind in der Knochenchirurgie unverzichtbar, doch sie können unter alltäglicher Belastung versagen. Eine neue Studie zeigt nun, dass sich das Risiko eines Versagens bereits vor der Implantation anhand detaillierter Messungen der Knochenstruktur vorhersagen lässt. Mithilfe hochauflösender Mikro-CT-Aufnahmen analysierte ein Forschungsteam Angaben zufolge 100 Knochenproben unter zehn verschiedenen Belastungsszenarien und fand zwei entscheidende Faktoren, die bis zu 90 Prozent der Stabilitätsunterschiede erklären.
Kombination von moderner Bildgebung mit mechanischen Belastungstests
Die Studie unter Leitung der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems) schafft damit ein Modell für zahlreiche orthopädische Eingriffe, um die Implantation von Schrauben sicherer zu planen und spätere Komplikationen zu vermeiden. Die Experten kombinierten dabei modernste Bildgebung mit mechanischen Belastungstests, um das Zusammenspiel zwischen Knochenstruktur und Schraubenstabilität zu entschlüsseln.„Wir wollten Folgendes wissen : Kann man noch vor der Implantation einer Schraube allein anhand der umliegenden Knochenstruktur vorhersagen, ob die Schraube unter den später zu erwartenden Kräften versagen wird?“, erklärt Andreas Reisinger, Leiter des Fachbereichs Biomechanik an der KL Krems. „Und unsere Antwort lautet : Ja – und zwar erstaunlich präzise.“
Tests mit menschenähnlichen Schweineknochen
Mithilfe eines Mikro-Computertomographen (CT) im Knochenlabor der KL Krems wurden zunächst die Knochenstrukturen in der Umgebung jener Stellen analysiert, wo dann die Schrauben implantiert wurden. Danach wurden diese Schrauben Belastungstests ausgesetzt, die alltägliche Bewegungen wie Gehen oder Heben simulierten. Das Ergebnis : Knochen mit höherem Volumen und dichterer Struktur bieten den Schrauben deutlich mehr Halt – unabhängig von der Art der Belastung. Getestet wurde mit Schweineknochenproben, die der menschlichen Knochenstruktur stark ähneln.Die Ergebnisse der Studie an der KL Krems sollen nun neue Perspektiven für eine personalisierte Orthopädie eröffnen. Besonders bei älteren Menschen oder Patienten mit Osteoporose lassen sich durch präzisere Planung sicherere und effektivere Fixierungen geschädigter Knochen erreichen. „Die Arbeit der KL Krems unterstreicht, wie wertvoll die Verbindung von Ingenieurwissenschaft und Medizin ist – und wie moderne Vorhersagemodelle helfen können, Behandlungsergebnisse zu verbessern“, so die KL Krems in einer Aussendung.
Ein Chip mit natürlichen Blutgefäßen
TU Wien und Universität Keio (Japan) entwickeln neue Methode, um Blutgefäße in winzigen Organmodellen auf Chip zu erzeugen. Verfahren adressiert zuverlässigere Modelle von Blutgefäßen und Lebergewebe.
Wie kann man die Wirkung eines neuen Medikaments erforschen ? Wie kann man das Zusammenspiel verschiedener Organe besser verstehen ? In der medizinischen Forschung spielen sogenannte „Organ-on-a-chip“-Anwendungen (auch mikrophysiologische Systeme genannt) eine wachsende Rolle : Wenn es gelingt, Gewebestrukturen im Labor auf präzise kontrollierbare Chips wachsen zu lassen, dann kann viel präziser geforscht werden, als das mit Versuchen an lebenden Menschen oder Tieren möglich wäre.
Solche Mini-Organe sind jedoch unvollständig ohne Blutgefäße. Um eine echte Vergleichbarkeit mit lebenden Organismen sicherzustellen, braucht es ein lebensnahes Netz winziger durchflussfähiger Blutgefäße und Kapillaren – und zwar auf genau kontrollierbare, reproduzierbare Weise. Das ist der TU Wien nun gelungen, mit einem neuen Verfahren, wo mittels ultrakurzer Laserpulse auf reproduzierbare Weise winzige Blutgefäße entstehen. Versuche zeigen, dass diese Gefäße sich tatsächlich so wie Gefäße im lebenden Gewebe verhalten. Leber-Gewebe wurde mit großem Erfolg auf einem Chip hergestellt.
Echte Zellen in künstlichen Kanälchen
„Will man etwa untersuchen, wie bestimmte Medikamente in unterschiedlichen Geweben transportiert und absorbiert werden, dann braucht es feinste Netze aus Blutgefäßen“, sagt Alice Salvadori, vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. Idealerweise werden solche Blutgefäße in speziellen Materialien hergestellt, sogenannte Hydrogelen. Diese Materialien bieten den lebenden Zellen Halt, sind aber durchlässig, ähnlich wie natürliche Gewebe. Wenn in solchen Hydrogelen kleine Kanälchen erzeugt werden, kann erreicht werden, dass sich im Inneren dieser Kanälchen sogenannte Endothelzellen anlagern – Zellen, die im menschlichen Körper das Innere von Blutgefäßen auskleiden.Damit gibt es ein künstliches Modell, das einem lebenden Blutgefäß sehr ähnlich ist. Form und Größe solcher Blutgefäß-Netzwerke sind aber sehr schwer zu kontrollieren. Wenn die Netzwerke sich frei entwickeln, variiert die Geometrie der Blutgefäße immer stark von einer Probe zur anderen. Damit lassen sich keine reproduzierbaren, exakten Experimente durchführen – doch gerade das ist für präzise medizinische Forschung wichtig. Besseres Hydrogel und Laser-Präzision An der TU Wien setzte man daher auf eine hochentwickelte Lasertechnik : Mit Hilfe ultrakurzer Laserpulse mit einer Dauer im Femtosekunden-Bereich kann man in Hydrogelen sehr schnell und sehr effizient hochpräzise 3D-Strukturen in das Material hineinschreiben. Doch nicht nur die exakte Herstellung der gewünschten Blutgefäß-Geometrie ist wichtig, die Blutgefäß-Netzwerke müssen vor allem stabil bleiben, wenn sie von Zellen besiedelt werden. Anstelle des üblichen einstufigen Gelierungsverfahrens verwendete das Team einen zweistufigen thermischen Härtungsprozess.
Das Hydrogel wird in zwei Phasen mit unterschiedlichen Temperaturen erwärmt, nicht nur in einer. Dadurch verändert sich seine Netzwerkstruktur, und ein stabileres Material entsteht. Die Gefäße bleiben offen und behalten ihre Form über einen längeren Zeitraum bei. „Wir haben nicht nur gezeigt, dass wir künstliche Blutgefäße herstellen können, die tatsächlich durchflossen werden können. Wir haben zudem eine skalierbare Technologie entwickelt, die im industriellen Maßstab eingesetzt werden kann“, sagt Aleksandr Ovsianikov. „Die Strukturierung von 30 Kanälen dauert nur 10 Minuten, was mindestens 60-mal schneller ist als andere Techniken.“ Ein Lebermodell mit Blutgefäßen ausstatten Wenn biologische Prozesse mit solchen Chips nachgestellt werden sollen, muss man zunächst sicherstellen, dass sie sich tatsächlich so verhalten wie natürliches Gewebe. „Wir haben gezeigt, dass diese künstlichen Blutgefäße tatsächlich mit Endothelzellen besiedelt werden, die genauso reagieren wie Endothelzellen im Körper“, sagt Alice Salvadori. „Sie reagieren beispielsweise auf dieselbe Weise auf Entzündungen – sie werden dabei durchlässiger, genau wie Blutgefäße im Körper.“ Damit ist nun ein wichtiger Schritt getan, die Lab-on-a-Chip-Technologie zum industriellen Standard in vielen Bereichen der medizinischen Forschung zu machen. „Mit diesem Ansatz konnten wir ein Lebermodell mit Blutgefäßen ausstatten. In Zusammenarbeit mit der Keio-Universität (Japan) haben wir ein Leberläppchen auf einem Chip entwickelt, das ein kontrolliertes 3D-Gefäßnetzwerk enthält, das die Anordnung der Zentralvene und Sinusoide in vivo genau nachahmt“, sagt Aleksandr Ovsianikov von der TU Wien.
Integration der Organ-on-a-Chip-Technologie in die präklinische Arzneimittelforschung “Die Nachbildung der dichten und komplexen Mikrogefäße der Leber war lange Zeit eine Herausforderung in der Organ-on-Chip-Forschung. Durch den Aufbau mehrerer Schichten von Mikrogefäßen, die das gesamte Gewebevolumen durchziehen, konnten wir eine ausreichende Nährstoff- und Sauerstoffversorgung sicherstellen – was wiederum zu einer verbesserten Stoffwechselaktivität im Lebermodell führte. Wir glauben, dass diese Fortschritte uns einen Schritt näher an die Integration der Organ-on-a-Chip-Technologie in die präklinische Arzneimittelforschung bringen”, sagt Masafumi Watanabe von der Keio-Universität. “Die Organ-on-a-Chip-Technologie und fortschrittliche Lasertechnologie lassen sich gut kombinieren, um zuverlässigere Modelle von Blutgefäßen und Lebergewebe zu erstellen. Ein wichtiger Durchbruch ist die Möglichkeit, winzige Gewebe auf einem Chip zu bauen, durch die Flüssigkeit fließen kann, ähnlich wie Blut im Körper. Dies hilft Forschern, besser zu verstehen, wie der Blutfluss die Zellen beeinflusst. Die Organ-on-a-Chip-Technologie ermöglicht es auch, die Reaktionen der Zellen unter dem Mikroskop genau zu beobachten. Diese Modelle werden Wissenschaftlern helfen, die Funktionsweise des Körpers zu untersuchen, und könnten in Zukunft zu besseren Behandlungen und einer besseren Gesundheitsversorgung führen“, ergänzt Ryo Sudo von der Keio-Universität. (red/czaak)
Forschung mit Wirkung und Investitionen mit Zukunft
AIT präsentiert solides Jahresergebnis, hohe Investitionen und starken Impact. Starke Nachfrage nach anwendungsorientierter Forschung und EU-Projekten.
Das Austrian Institute of Technology (AIT) blickt auf ein wirtschaftlich erfolgreiches Jahr 2024 zurück. Mit einem Ergebnis nach Steuern von 5,4 Mio. Euro (Vorjahr : 4,9 Mio. Euro) konnte das Ergebnis auf einem Niveau gehalten werden, das weitere Investitionen in strategische Zukunftsfelder ermöglicht. Die Summe der betrieblichen Erträge erreichte 218 Millionen Euro – ein Plus von neun Prozent gegenüber dem Vorjahr.
Wesentlichen Anteil daran hatten die externen Erlöse aus Auftrags- und kofinanzierter Forschung, die um rund 11 Prozent auf insgesamt 131 Millionen Euro anwuchsen. Trotz eines erwartbaren Rückgangs beim Auftragseingang, bedingt durch hohe Einmaleffekte im Vorjahr, konnte der Auftragsstand des AIT zum Jahresende um sechs Prozent auf 276 Millionen Euro gesteigert werden. Auch personell wuchs das Institut : Das AIT zählt aktuell 1.653 Mitarbeitende aus über 50 Nationen.
Fokus auf die Wettbewerbsfähigkeit Europas
„Am AIT verfolgen wir eine klare Vision : We make innovation a driving force in Europe“, betont Brigitte Bach, Managing Director am AIT. „Angesichts des zunehmenden globalen Wettbewerbs braucht Europa gezielte Investitionen in Forschung und Innovation sowie eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Industrie und öffentlicher Hand. Innovation heißt, dass Forschung am Markt ankommt. Und darum geht es letztlich beim AIT“, so Bach.Die Wettbewerbsfähigkeit Österreichs und Europas stehe daher auch „im Zentrum der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten des AIT“. Beim EU-Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe ist das AIT bisher in 127 Projekten aktiv, in 26 davon in leitender Rolle als Koordinator. Mit einer Gesamtfördersumme von über 77 Millionen Euro mit Ende 2024 zählt das AIT zu den Top drei Forschungseinrichtungen in Österreich.
AI Factory Austria und Aufbau eines Supercomputer-Hubs
Betonung bei der Präsentation der aktuellen Zahlen lag auch auf der Tatsache, dass die AIT-Forschung konkrete Lösungen für reale Herausforderungen liefert, technologiegetrieben, anwendungsnah und messbar. „Der Impact Report zeigt anhand zahlreicher Beispiele, wie AIT-Technologien direkt in Wirtschaft und Gesellschaft wirken“, erläutert Andreas Kugi, Scientific Director des AIT. Künstliche Intelligenz (AI) kommt etwa beim Schutz vor Onlinebetrug durch den Fake-Shop Detector (ausgezeichnet mit dem Staatspreis Digitalisierung) sowie in der Stahlindustrie zur Qualitätskontrolle und beim autonomen Betrieb von Maschinen zum Einsatz.Mit der AI Factory Austria beteiligt sich das AIT maßgeblich am Aufbau eines Supercomputer-Hubs mit einem AI One-Stop-Shop für Unternehmen. Im Bereich nachhaltiger und resilienter Infrastrukturen reicht die Bandbreite von führender Quantenkommunikationstechnologie bis hin zu optimierten Energiekonzepten mit Hochtemperatur-Wärmepumpen für die CO₂-neutrale Ziegelproduktion und innovativen Mixed-Reality-Lösungen für das Training von Einsatzkräften.
Impact der AIT-Forschung
Der Impact des AIT ist entsprechend auch mit Kennzahlen belegbar : 601 Peer-Review-Publikationen, 296 eingeladene Vorträge, 20 Patente, rund 160 PhD-Studierende, fast 60 Prozent davon in Kooperation mit Industrie und Praxispartnern, und zahlreiche internationale Auszeichnungen belegen die Qualität der Arbeit.Andreas Kugi hebt bei der Bilanzpressekonferenz mehrere strategische Zukunftsfelder des AIT hervor : „In den kommenden Jahren bauen wir unsere nationale und internationale Vernetzung weiter aus und stärken gezielt jene Felder, in denen wir bereits führend sind.“ Kugi nennt Bereiche wie Applied AI Engineering, Digitalisierung und Dateninfrastrukturen, weiters Sicherheitsforschung und Quantentechnologien sowie die Optimierung industrieller Prozesse durch AI, Automatisierung, Energie- und Ressourceneffizienz und neue innovative Mensch-Maschine-Konzepte.
Entsprechend kluge Investitionen in die Zukunft
„Mit einem Investitionsvolumen von 13 Millionen Euro wurden zentrale Projekte angestoßen und fortgeführt“, erläutert Alexander Svejkovsky, Managing Director vom AIT. In Wien nahm ein neues Feststoff-Batterielabor den Betrieb auf. In Seibersdorf wurde der Aufbau des AIT H2Lab als nationale Testumgebung für Wasserstofftechnologien gestartet. Ergänzt wurde dies durch den Baubeginn eines Großprüfstands für Wärmepumpen bis 100 kW. „Eine Investition in die Praxisrelevanz klimafreundlicher Energiesysteme“, betont Kugi.Ein besonders dynamisches Feld ist auch der Technologietransfer über universitäre Spin-Offs und zusätzliche Entrepreneurship-Initiativen. „2024 haben wir drei neue Spin-off-Projekte in der Vorgründungsphase begleitet. Ziel ist ein marktnaher und erfolgreicher Einstieg“, sagt Alexander Svejkovsky. „Wir gestalten ein Ökosystem für Spin-offs in Österreich und Europa mit“.
Mehr Gewicht und das Austrian Institute of Technology (AIT)
Dieses Ökosystem soll stark getragen sein von Kooperation mit Universitäten, Inkubatoren, Förderagenturen und anderen etablierten Akteuren der Start-Up Welt in Österreich. „Österreich muss in diesem Bereich mehr Gewicht auf die Waage bringen, um europäisches Kapital anzuziehen“, unterstreicht Svejkovsky. Das AIT Austrian Institute of Technology ist Österreichs größte Forschungs- und Technologieorganisation mit aktuell 1.653 Mitarbeiter:innen, das sich mit den zentralen Infrastrukturthemen der Zukunft beschäftigt.Fokussiert werden insbesondere die beiden miteinander verflochtenen Forschungsschwerpunkte „Nachhaltige und resiliente Infrastrukturen“, und das primär in den Bereichen Energie, Transport und Gesundheit, sowie „Digitale Transformation von Industrie und Gesellschaft“. Das AIT arbeitet dabei eng mit Wissenschaftsorganisationen, der Industrie und mit öffentlichen Institutionen zusammen.
Energiespeicherung neu gedacht
Mit Sauerstoffionenbatterien als neuartige Energiespeicher in eine nachhaltige Zukunft als Thema eines neuen CD-Labors an der TU Wien. Der Verbund ist dabei Industriepartner.
Die Herausforderung bei erneuerbaren Energien ist, dass ihre Verfügbarkeit stark von der Tageszeit oder Witterungsbedingungen abhängt. Strom wird dann produziert, wenn die Sonne scheint oder Wind weht. Wird der Strom aber nicht direkt zu diesem Zeitpunkt benötigt, bleibt er ungenutzt oder wird bestenfalls gespeichert. Aber auch durch Produktions- oder Nutzungsspitzen bedingte Schwankungen stellen Stromproduzenten und Netzbetreiber immer wieder vor Herausforderungen.
Programmlinie CD-Labors als Erfolgsgeschichte des Wirtschaftsministeriums Im Rahmen des neuen Christian Doppler (CD) Labors für Sauerstoffionenbatterien arbeitet unter der Leitung von Alexander Opitz (TU Wien) nun ein interdisziplinäres Team gemeinsam mit dem Energieunternehmen Verbund an innovativen Speicherlösungen. Sauerstoffionenbatterien zeichnen sich dabei durch eine ressourcenschonende Herstellung, geringe Produktionskosten und eine hohe Anwendungssicherheit aus. „Die Herausforderungen der Zukunft lassen sich nur mit neuem Wissen und frischen Ideen meistern. Innovative Stromspeicher spielen dabei eine zentrale Rolle. Das neue CD-Labor liefert einen wichtigen Beitrag dazu“, so Wolfgang Hattmannsdorfer, Wirtschaftminister. Das Bundesministerium für Wirtschaft, Energie und Tourismus (BMWET) ist wichtigster Fördergeber für die erfolgreiche Programmlinie der CD-Labors.
Keramik statt Lithium oder Kobalt
Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien kommen Sauerstoffionenbatterien ohne die kritischen Elemente Lithium oder Kobalt aus. Stattdessen werden hier reichlich vorkommende, keramische Materialien verwendet, was geopolitische Abhängigkeiten reduziert. Hinzu kommt, dass Sauerstoffionenbatterien weder brennbar noch giftig sind. Gerade die Brennbarkeit von aktuell verfügbaren Batterietypen (wie Natrium-Schwefel- oder auch Lithiumionenbatterien) ist für Großspeicher ein Knackpunkt.Während Lithiumbatterien gezielt für den mobilen Einsatz entwickelt wurden und entsprechende Anforderungen wie ein geringes Gewicht erfüllen müssen, können sich Speichersysteme für den stationären Einsatz von diesen Anforderungen lösen. Dies ist insbesondere für Energieversorger wie Verbund relevant, die einen Großteil der Energie aus erneuerbaren Quellen bereitstellen und mit stationären Großbatterien elektrische Energie von Zeiten hoher Produktion zu Zeiten hoher Nachfrage verschieben wollen.
Energietransformation als große Herausforderungen unserer Zeit Die Idee, keramische Materialien für Batterien zu verwenden, ist dabei eher durch Zufall entstanden. „Erst indem wir den Blickwinkel auf das von uns eigentlich für Brennstoff- und Elektrolysezellenanwendungen untersuchte Material geändert haben, haben wir gesehen, dass unsere Keramiken unter bestimmten Voraussetzungen eine ähnliche Kapazität wie herkömmliche Lithiumionenbatterie-Materialien aufweisen können. Das heißt, sie können eine ähnliche Menge Energie speichern“, erläutert Alexander Opitz.
„Die Energietransformation ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Sie erfordert nicht nur neue Technologien, sondern vor allem eine kontinuierliche, intensive Forschung. Durch die Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, wie etwa im Rahmen des Christian Doppler Labors, können wir dazu beitragen, dass Innovationen wie die Sauerstoffionenbatterie rascher marktfähig werden und so zur Lösung der Energiespeicherproblematik beitragen“, so Michael Strugl, CEO von Verbund, zum Engagement als Industriepartner.
Weltweit größter Datensatz zur Baumstammerkennung
Das Austrian Institute of Technology veröffentlicht den weltweit größten Bilddatensatz zur Erkennung von Baumstämmen. KI-gestütztes System erkennt und vermisst Baumstämme. TimberVsion soll insbesondere der Forstwirtschaft dienen und Einsatz autonomer Forstmaschinen ermöglichen.
In der Forstwirtschaft sind viele manuelle Tätigkeiten wie Inventurarbeiten, Holzernte und Rundholzvermessung nicht nur zeitaufwändig, sondern erfordern auch Einsätze in schwer zugänglichen oder gefährlichen Arbeitsumgebungen. Automatisierte Arbeitsmaschinen und ‑prozesse können hier Abhilfe schaffen und die Arbeitskräfte unterstützten, aber auch vor Risiken schützen. Dazu ist eine robuste Technologie erforderlich, die Baumstämme zuverlässig erkennt, vermisst und die erfassten Daten für weitere Arbeitsprozesse bereitstellt.
2.000 Farbbilder und über 51.000 erfasste Baumstamm-Komponenten
Bislang fehlte es an ausreichenden Trainings- und Referenzdaten, die für die Entwicklung und Validierung KI-basierter Modelle unerlässlich sind. Hier setzte das Center for Vision, Automation & Control des Austrian Institute of Technolgy (AIT) an. „Mit TimberVision schafft das AIT durch ein leicht zugängliches System und einen einzigartigen Bilddatensatz die Basis für die nächste Generation autonomer Maschinen in der Forstwirtschaft,“ erläutert Markus Murschitz, Projektleiter am AIT. Die neue Anwendung umfasst 2.000 Farbbilder und über 51.000 erfasste Baumstamm-Komponenten, inklusive Schnitt- und Mantelflächen.Datensatz und Algorithmen steht für Nutzung und Weiterentwicklung öffentlich zur Verfügung
„Das Besondere ist, dass unser System selbst unter herausfordernden Bedingungen wie beispielsweise schwierigen Witterungsverhältnissen oder teilweisen Verdeckungen verlässlich funktioniert und die Baumstämme präzise über Bildsequenzen hinweg verfolgt, das heißt sie auch immer wieder erkennt,“ ergänzt ihr Kollege Daniel Steininger. Das AIT-Team stellt den gesamten TimberVision-Datensatz sowie die entwickelten Algorithmen für akademische Zwecke öffentlich zur Verfügung. „Wissenschafter:innen weltweit sind eingeladen, das System zu nutzen und weiterzuentwickeln“, so das AIT in einer Aussendung.AIT gewinnt bedeutsame Forschungspreise
Nachhaltiges Schnellladen im Kontext mit E‑Mobility im Schwerverkehr und die Früherkennung einer Sepsis sind die Themen für aktuelle AIT-Auszeichnungen beim Houskapreis und beim Mariella-Schurz-Preis.
Das Austrian Institute of Technology (AIT) gewinnt mit dem Projekt MEDUSA (Nachhaltiges Multi-Megawatt Schnellladen am Mittelspannungsnetz) den ersten Platz des renommierten Houskapreises in der Kategorie Außeruniversitäre Forschung. Ebenfalls ausgezeichnet wurde ein zweites AIT-Projekt. Der Mariella-Schurz-Preis würdigt die „Elektrische Zelllyse für schnelle Antibiotikaresistenztests“. Beide Preise honorieren grundsätzlich praxisnahe Forschung mit hoher wirtschaftlicher Relevanz.
Neue Technologie verkürzt Ladezeiten drastisch
Das Projekt MEDUSA, das vom Center for Energy des AIT Austrian Institute of Technology koordiniert wird, beschäftigt sich mit der Entwicklung von Multi-Megawatt- Schnellladestationen mit direktem Anschluss an das Mittelspannungsnetz in Kombination mit einer effizienten und nachhaltigen Energieversorgung. Diese Technologie ist entscheidend, um Elektromobilität, insbesondere im Schwerverkehr, wirtschaftlich zukunftsfähig zu machen.Bisherige Ladestationen benötigen rund 4,5 Stunden, um eine typische 400-kWh-Bus-Batterie aufzuladen. MEDUSA reduziert diese Zeit Angaben zufolge auf nur acht Minuten. Durch die Kombination von Batteriespeichersystemen und Photovoltaik werden dabei Emissionen auf ein Minimum reduziert. Die Mittelspannungstechnologie ist ein Schlüssel für die weltweite Elektrifizierung des Schwerverkehrs.
Innovation mit praktischer Wirksamkeit
„Diese Auszeichnung unterstreicht, wie entscheidend angewandte Spitzenforschung für die Wettbewerbsfähigkeit unseres Wirtschafts- und Technologiestandorts ist. MEDUSA steht für innovative Lösungen mit unmittelbarer Marktrelevanz – genau das braucht es, um neue Technologien erfolgreich in die Anwendung zu bringen“, betont Brigitte Bach, Managing Directrice und Sprecherin der Geschäftsführung beim AIT.„Wir fokussieren uns auf smarte, wirtschaftliche Lösungen, Leistungsfähigkeit, Effizienz und Marktrelevanz. Nur dann werden unsere Multi-Megawatt-Schnellladestationen auch wirklich in der Praxis wirksam sein“, ergänzt Markus Makoschitz, Projektleiter und Principal Scientist am AIT Austrian Institute of Technology und Professor an der Montanuniversität Leoben.
Vom Konzept zur Anwendung
Das Projekt MEDUSA, 2021 gestartet und aktuell in der zweiten Umsetzungsphase (2024 – 2027), konzentriert sich auf den Bau eines groß angelegten Demonstrators und auf Analysen geografischer Gegebenheiten und Verkehrsströme in Verbindung mit Netzsimulationen. Finanziert wird MEDUSA im Rahmen des Programms Zero Emission Mobility 2023 des Klima- und Energiefonds.Neben dem koordinierenden AIT Austrian Institute of Technology sind folgende Partner am Projekt beteiligt : AVL List, Infineon Technologies Austria, EnerCharge, Lotus Wireless Technologies India, Virtual Vehicle Research, Miba Cooling Austria, Technische Universität Wien sowie die Montanuniversität Leoben.
Elektrische Zelllyse für schnelle Antibiotikaresistenztests
Eine weitere Auszeichnung gibt es für das AIT für das Projekt „Elektrische Zelllyse für schnelle Antibiotikaresistenztests“ beim Mariella-Schurz-Preis. Unter der Leitung von Johannes Peham und Ivan Barisic vom AIT-Center for Health & Bioresources entwickelten die Forscher gemeinsam mit dem AIT-Spin-off Cellectric Biosciences eine Methode zur raschen Erkennung antibiotikaresistenter Keime. Dies ist insbesondere für eine frühzeitige Therapie von Sepsis (Blutvergiftung) wesentlich. Traditionelle Diagnoseverfahren zur Bestimmung antibiotikaresistenter Keime benötigen oft 24 bis 72 Stunden.Die neu entwickelte Technologie setzt auf elektrische Zelllyse, die menschliche Zellen selektiv innerhalb von Sekunden aufschließt, ohne die bakteriellen Pathogene zu zerstören. Damit sollen die Behandlungskosten nachweislich um 50 bis 70 Prozent gesenkt werden, so das AIT in einer Aussendung. Erste klinische Forschungspartner konnten dafür auch schon gewonnen werden und eine grundlegende Technologiekomponente ist bereits kommerziell durch das AIT-Spin-off Cellectric Biosciences in Verwertung.
Saugroboter als Ersthelfer
Im Projekt „Smart Companion“ entwickelten Forschende der FH St. Pölten einen smarten Staubsaugerroboter, der älteren Menschen in Notsituationen helfen soll. Der Samariterbund in Linz testete nun einen Prototypen auf Funktionalität und Akzeptanz.
Laut Statistik stürzt ein Drittel aller Personen über 65 Jahren einmal jährlich. Je älter Menschen werden, desto höher ist auch die Gefahr von Stürzen und Verletzungen. Gleichzeitig wollen Menschen bis ins hohe Alter selbstbestimmt zu Hause wohnen. Forschende der FH St. Pölten am Institut für Creative\Media/Technologies haben einen handelsüblichen Staubsaugerroboter intelligenter gemacht, um älteren Menschen im Alltag und in Notsituationen zu helfen.
Der sogenannte „Smart Companion“ kann Stürze erkennen und im Notfall die Rettung rufen. „Wir wollen nicht, dass alleinstehende Menschen stundenlang hilflos am Boden liegen. Also haben wir an der Entwicklung eines Alltagsgeräts geforscht, das hier zeitnah helfen kann“, sagt Projektleiter Andreas Jakl vom Department Medien und Digitale Technologien an der FH St. Pölten.
Prototyp entwickelt und getestet
Das Projektteam rund um Jakl fertigte einen einsatzbereiten Prototypen. Die inzwischen weit verbreiteten und mit vielen Sensoren ausgestatteten Staubsaugerroboter übernehmen dabei die Erkennung gestürzter Personen und mit einem Sprachassistenten wie Alexa kann die gestürzte Person kommunizieren und etwaig auch Hilfe holen. „Beide Anwendungen gelten in der Bevölkerung als akzeptiert“, so Jakl.Der smarte Saugroboter fuhr in einer Testung über sechs Monate auf sich allein gestellt in Wohnungen von Senior*innen im betreuten Wohneinheiten des Samariterbunds in Linz. „Das System hat sich im Alltag bewährt. Der Roboter hielt die Wohnungen sauber – was die Akzeptanz förderte – und die Menschen schätzten ihn, da er in Notfällen helfen konnte. Datenschutz und Privatsphäre waren dabei besonders wichtig : Das System wurde von einer unabhängigen Ethik-Kommission freigegeben“, unterstreicht Jakl.
Erfahrene und technisch kompetente Projektpartner
Ein maßgeblicher Partner bei der Mitentwicklung der KI war und ist die Robert Bosch AG. Als europäischer Hersteller von Haushaltsgeräten und Smart Home Systemen sind praxisbezogene Einsatzprojekte entsprechend wichtig. Der Arbeiter Samariter Bund (ASB), Gruppe Linz, betreibt ein Heimnotrufsystem mit bewährten Armbändern und ist ebenso an innovativen Neuerungen interessiert, die die Akzeptanz bei den Nutzer*innen weiter steigern können.Weiterer Partner war die Akademie für Altersforschung am Haus der Barmherzigkeit, erfahrene Experten in der Betreuung und Pflege von älteren Menschen sowie den ethischen Dimensionen. Das Projekt Smart Companion wurde im Programm „IKT der Zukunft“ vom Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) gefördert.
Österreich bleibt bei Drogenkonsum im EU-Mittelfeld
Cannabis abermals das am häufigsten konsumierte Suchtgift und Verbrauch von Kokain steigt weiter an, so Ergebnisse des abwasserbasierten Drogenmonitorings der Drogenagentur der Europäischen Union (EUDA).
Die Drogenagentur der Europäischen Union (EUDA) mit Sitz in Lissabon veröffentlicht jährlich im März die Ergebnisse des abwasserbasierten Drogenmonitorings. Die Analyse für Österreich wird seit 2016 durch das Abwasserlabor am Institut für Gerichtliche Medizin (GMI) der Medizin Uni Innsbruck durchgeführt und sie zeigt auch für 2024 gleichbleibende Trends. Cannabis bleibt die am häufigsten konsumierte verbotene Substanz, der Verbrauch von Kokain steigt weiter an.
Um Vergleichswerte und Trends des Drogenkonsums über Ländergrenzen hinweg feststellen zu können, wird das abwasserbasierte Drogenmonitoring in europäischen Städten schon seit Jahren erfolgreich eingesetzt. Die Abwasseranalysen liefern wichtige Informationen für die Lagebeurteilung, auf Basis derer gesundheitspolitische Strategien erarbeitet, evaluiert und angepasst werden können.
Wichtige Informationen für gesundheitspolitische Lagebeurteilung
Für den Drogenbericht der EUDA wurden im Jahr 2024 europaweit die Abwässer von insgesamt 135 Städten und Regionen untersucht, darunter 17 Kläranlagen in Österreich von rund 190 Gemeinden, sowie einer Südtiroler Kläranlage. „Österreich liefert damit dreizehn Prozent aller europäischen Datensätze“, berichtet Herbert Oberacher, Leiter des Abwasserlabors am GMI der Med Uni Innsbruck. Die Untersuchungen lassen Rückschlüsse auf den Drogenkonsum von rund 3,5 Millionen Menschen in Österreich und Südtirol zu.Für die jährliche SCORE-Studie wurden im Frühjahr und Frühsommer 2024 über einen Zeitraum von einer Woche täglich Proben vom Zufluss der Kläranlagen entnommen und von den ExpertInnen des GMI mithilfe modernster analytisch-chemischer Verfahren ausgewertet. Untersucht wurden die Konsummarker (Drogen bzw. deren Stoffwechselprodukte) der Suchtgifte Tetrahydrocannabinol (THC, Wirkstoff in Cannabis), Kokain, Amphetamin (Wirkstoff in Speed), Methylamphetamin (MDMA, Wirkstoff in Ecstasy) und Methamphetamin (Wirkstoff in Crystal Meth), sowie Alkohol und Nikotin.
Das Konsumverhalten im Detail
„Eine Einwohnerin bzw. ein Einwohner aus einer der 17 untersuchten Regionen in Österreich trinkt im Schnitt täglich etwas mehr als ein Glas Wein, raucht 3 bis 4 Zigaretten und konsumiert 0,07 Joints sowie rund 1,5 Milligramm an aufputschenden Drogen“, veranschaulicht Chemiker Herbert Oberacher den Durchschnitt der Ergebnisse der Abwasseranalyse für Österreich. Auch 2024 findet sich keine einzige der in Österreich und Südtirol überwachten Regionen unter den zehn umsatzstärksten Regionen Europas.Eine besondere Stärke des abwasserbasierten Drogenmonitorings ist die Möglichkeit des Vergleichs unterschiedlicher Regionen. So ergab die Analyse, dass der Pro-Kopf-Konsum an Alkohol und Nikotin innerhalb Österreichs relativ einheitlich ist. Bei den verbotenen Drogen bietet sich ein weniger homogenes Bild : In allen Regionen war Cannabis die dominierende Droge, wobei der THC-Konsum im urbanen Raum höher ist, als in ländlichen Gegenden.
Wien führt bei Cannabis und Crystal Meth und Kufstein bei Kokain
Die mittlere tägliche Konsummenge an THC lag bei 11 Gramm pro 1.000 EinwohnerInnen. Den höchsten Pro-Kopf-Verbrauch an THC verzeichnete im Jahr 2024 Wien. Unter den Stimulanzien ist Kokain die umsatzstärkste Droge, hier lag die mittlere tägliche Konsummenge bei 1,4 Gramm pro 1.000 EinwohnerInnen. In Westösterreich und Südtirol wird Kokain pro Kopf in größeren Mengen konsumiert, als in Ostösterreich ; den höchsten Pro-Kopf-Verbrauch an Kokain verzeichnete Kufstein.Die größten Pro-Kopf-Konsummengen des Wirkstoffs Amphetamin (Speed) ließen sich in Ried im Innkreis nachweisen, beim Konsum von Metamphetamin (Crystal Meth) führt Wien. Der MDMA (Ecstasy) Konsum scheint in urbanen Regionen höher zu sein, als in ländlichen, der Spitzenwert wurde dennoch mit der Region Purgstall in einer eher ländlichen Region beobachtet. Die West-Ost-Verteilung von Stimulanzien und synthetischen Drogen ist nicht auf Österreich beschränkt, sondern spiegelt sich in Europa wider.
Am Wochenende höherer Drogenkonsum als an Wochentagen
In Südtirol scheint der Pro-Kopf-Konsum der untersuchten Genuss- und Suchtmittel niedriger als in Österreich zu sein. Ein Vergleich von Süd- und Nordtirol lässt sich anhand der Daten aus den Landeshauptstädten anstellen : In Bozen war der Pro-Kopf-Verbrauch von allen untersuchten Substanzen geringer als in Innsbruck.Anhand der Abwasseranalyse lassen sich auch Konsummuster erkennen : So wurden in vielen Regionen am Wochenende höhere Alkohol‑, Kokain und MDMA-Umsätze als an Wochentagen festgestellt, was für deren Verwendung als „Partydrogen“ spricht. Regelmäßige Abwasseranalysen ermöglichen das Erkennen von zeitlichen Trends am Drogenmarkt. „Eine Entwicklung, die wir seit Jahren in Österreichs Abwässern beobachten, ist die Zunahme der Menge an Kokainrückständen“, erklärt Herbert Oberacher, Leiter des Abwasserlabors am GMI der Med Uni Innsbruck, der auch die aktuelle Studie leitete.
Energiespeicher als strategischer Forschungsschwerpunkt
Am zukünftigen Campus Hainburg wird das Thema Energiespeicher ein zentraler Forschungsschwerpunkt. Der neue Campus wird international bereits jetzt als Leuchtturmprojekt wahrgenommen und erhält nun weiteren prominenten Zugang in der Lehre.
In Niederösterreich schreitet das Projekt „Bildungscampus Hainburg“ zügig voran. Erst im vergangenen Dezember wurde bekanntgegeben, dass sich nicht nur die Fachhochschulen Krems und Wiener Neustadt am Standort mit Studiengängen ansiedeln wollen, sondern auch die Technische Universität Wien mindestens acht Forschungsgruppen in Hainburg etablieren möchte. Sie wird den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeitsthemen und regionale angewandte industrienahe Forschungsfelder, wie GreenTech, Energieforschung und nachhaltige Chemie legen.
Nun folgt der nächste Meilenstein. Der renommierte Chemiker Franz Renz wird in Hainburg einen Forschungsschwerpunkt zum Thema „Nachhaltige und zukunftsfähige Energiespeicherlösungen und deren technische Anwendung“ aufbauen. „Nachhaltige und zukunftsfähige Energiespeicherlösungen und deren technische Anwendung“ aufbauen. „Dass sich neben der TU Wien nun auch Prof. Renz in Hainburg ansiedeln will, zeigt, dass der Campus Hainburg jetzt schon national und international als zukünftiger Leuchtturm der Forschung und Bildung wahrgenommen wird“, freut sich Johanna Mikl-Leitner, Landeschefin (ÖVP) von Niederösterreich.
Praxisnahe Entwicklungen zur Vernetzung von Wissenschaft und Wirtschaft
„Durch die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Industrie und Start-ups können wir hier einen neuen Forschungsschwerpunkt zu einem der Zukunftsthemen unserer Zeit etablieren“, unterstreicht Mikl-Leitner. Ein entsprechender Letter of Intent wurde dazu unterzeichnet. Franz Renz forscht derzeit an der Leibniz Universität Hannover, wuchs allerdings in Wilhelmsburg auf. Ein Fokus seiner Forschungsarbeit ist das Thema Wasserstoff, der eine zentrale Rolle in der zukünftigen Energieversorgung spielen wird.„Forschung im Energiebereich ist entscheidend, um die Herausforderungen der Zukunft zu bewältigen. Mit der neuen Stiftungsprofessur an der TU Wien und einem Forschungsteam von bis zu 15 Spitzenkräften unterstützen wir gezielt Innovationen und neue Technologien. Gerade im Bereich nachhaltiger Energiespeicherlösungen braucht es praxisnahe Entwicklungen, die Wissenschaft und Wirtschaft enger zusammenbringen“, betont auch Stephan Pernkopf (ÖVP), der für die Wissenschaft in Niederösterreich zuständige LH-Stellvertreter.
Dringend nötige Technologieführerschaft in Europa
Es sollen innovative Energiespeichermaterialien entwickelt und optimiert werden. Die Anwendungsorientierung steht dabei im Fokus, daher sollen passgenaue Materiallösungen mit anschließenden Prototypen entstehen. „Der Standort Hainburg bietet durch seine Lage ideale Bedingungen zur Etablierung von Laboren, welche die Neu- und Weiterentwicklung vielversprechender Ansätze für Energiespeichertechnologien ermöglichen. Damit kann ein Innovationsraum für nachhaltige und zukunftssichere Technologien geschaffen werden“, so Franz Renz.„Die Stiftungsprofessur für nachhaltige Energiespeicherlösungen stärkt unseren Forschungsschwerpunkt in einer zukunftsweisenden Schlüsseltechnologie. Es freut mich besonders, dass wir mit Franz Renz von der Leibniz-Universität Hannover einen herausragenden TU Wien-Absolventen gewinnen konnten, der zukünftig für Österreich und Deutschland tätig sein wird. Durch enge Zusammenarbeit mit der LU Hannover und der STU Bratislava im Rahmen der EULIST-Universitätsallianz entstehen neue Synergien für die dringend erforderliche Technologieführerschaft durch Kooperation in Europa“, sagt Jens Schneider, Rektor der TU Wien.
Die Wirkung des Klimawandels auf Regen und Hochwasser
Regen- und Hochwasserereignisse finden auf unterschiedlichen Zeitskalen statt und das erstreckt sich von Stunden bis zu Tagen. Erstmals gelang es nun, den Einfluss des Klimawandels auf beiden Skalen zu erklären.
Der Klimawandel kann für mehr Niederschlag und stärkere Hochwasserereignisse sorgen. Um die Details dieses Zusammenhangs verstehen zu können, muss zwischen unterschiedlichen Arten von Niederschlags- und Hochwasserereignissen unterschieden werden – nämlich zwischen kurzfristigen Ereignissen, die auf einer Zeitskala von Stunden stattfinden, und längerfristigen, die mehrere Tage lang dauern. Der Klimawandel wirkt sich in diesen beiden Fällen jeweils unterschiedlich aus.
Ein österreichisches Forschungsteam konnte nun erstmals nachweisen, dass die kurzfristigen Niederschläge und Hochwasserereignisse auf Skala weniger Stunden besonders stark von der klimawandelbedingten Temperaturerhöhung beeinflusst werden. Bei Ereignissen auf längerer Zeitskala ist der Zusammenhang komplizierter. Diese Erkenntnis gelang mit Hilfe detaillierter Daten, die in Österreich über mehr als ein Jahrhundert gesammelt wurden, und die sind auch auf andere Regionen übertragbar. Das bringt dann auch Erkenntnisse, in welchen Regionen sich die Hochwasserwahrscheinlichkeit auf welche Weise ändern wird.
Erstklassiges Datenmaterial
Auf der ganzen Welt hat der Klimawandel einen Einfluss auf die Wasserkreisläufe. Ein Blick auf Österreich ist allerdings besonders aussagekräftig : „Wir sind hier in der besonders glücklichen Situation, exzellentes Datenmaterial zur Verfügung zu haben“, sagt Günter Blöschl von der TU Wien, Leiter des Forschungsprojekts. „Bereits seit dem Jahr 1900 werden in Österreich die Niederschläge doppelt aufgezeichnet : Vom meteorologischen Dienst, heute Geosphere Austria, und von der Hydrographie Österreich, verwaltet vom Landwirtschaftsministerium. Das erlaubt aus den österreichischen Daten besonders verlässliche Schlussfolgerungen, die dann auch Prognosen für andere Länder ermöglichen.“In Zusammenarbeit zwischen der TU Wien, dem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (BML), der GeoSphere Austria und der Universität Graz wurden diese Datensammlungen wurden nun im Rahmen des Forschungsprojekts „Wasser im Klimawandel – Unsere Wasserwirtschaft 2050+“ analysiert.
Deutlich häufigere Niederschlagsereignisse auf kurzer Zeitskala
Besonders die kurzfristigen Niederschlagsereignisse, mit einer Dauer von wenigen Stunden, haben in den letzten 30– 40 Jahren mit plus 15 Prozent deutlich zugenommen. Die Zunahme war auf beiden Seiten der Alpen gleich stark – das ist ein wichtiges Ergebnis, weil es sich hier um zwei klimatologisch unterschiedliche Regionen handelt. „Das zeigt klar, dass bei diesen kurzfristigen Niederschlägen keine großräumigen Wettersysteme ausschlaggebend sind, denn die wären in Mittelmeernähe anders als nördlich des Alpenhauptkamms“, sagt Blöschl.„Stattdessen führt die klimawandelbedingte Temperaturerhöhung lokal zu stärkerem Niederschlag. Erstens, weil wärmere Luft auch mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, zweitens aber auch, weil mehr Energie im System ist und eine stärkere Erwärmung in Bodennähe zu einer stärkeren Aufwärtsbewegung der Luftmassen führt. Sie kühlen somit auch schneller wieder ab, und das führt zu mehr Regen“, erklärt der TU-Experte.
Komplizierteres Bild auf längerer Zeitskala
Von diesem Mechanismus sind andere Regionen genauso betroffen wie Österreich. Wird allerdings analysiert, wie sich längerfristige Regenereignisse mit einer Dauer von Tagen verändert haben, dann zeigt sich ein anderes Bild : Hier spielen globale Wetterphänomene eine viel entscheidendere Rolle – etwa El Niño, ein Klimaprozess, der von den Temperaturen der Ozeane beeinflusst wird. Niederschlagsereignisse dieser Zeitskala ändern sich daher nicht überall auf die gleiche Weise. Am Mittelmeer, in manchen Regionen Italiens, Spaniens und Griechenlands, können lange Niederschläge durch den Klimawandel sogar seltener werden.Dieser Unterschied zwischen kurz- und mittelfristigen Niederschlagsereignissen bewirkt auch, dass unterschiedliche Regionen ganz unterschiedlich von Hochwasser betroffen sind. „Kleinere Flüsse mit kleineren Einzugsgebieten werden stark von kurzfristigen intensiven Niederschlägen beeinflusst. Hier steigt also die Gefahr kurzfristig auftretender Hochwasserereignisse deutlich“, so Günter Blöschl. „Bei größeren Flüssen wie etwa der Donau ist es anders. Hier zählen lokale Niederschläge auf der Stunden-Skala wenig, hier sind Wetterereignisse auf einer Skala von Tagen wichtig, wodurch Hochwasser zunehmen oder sich wenig ändern können, je nach hydroklimatischer Situation.“
Die in Österreich erhobenen Daten zeigen somit klar : Unterschiedliche Typen von Regenperioden und Hochwasserereignissen werden eindeutig vom Klimawandel beeinflusst – aber nicht immer auf dieselbe Weise. Wenn man das Hochwasserrisiko korrekt einschätzen möchte, muss jedenfalls zwischen unterschiedlichen Zeitskalen unterschieden werden.
250 Millionen Sensoren von 500.000 Unternehmen in 175 Ländern
Trend Micro weitet Security-Services mit neuen proaktiven Funktionen aus und adressiert das Risikomanagment. Inkludiert sind Innovationen wie das sogenannte Threat Modeling oder Attack Path Prediction.
Trend Micro, führender Anbieter von Cybersicherheitslösungen, hat einen KI-Agenten auf den Markt gebracht, der primär den betrieblichen Umgang mit Cyberrisiken adressiert. Trend Cybertron ist Angaben zufolge das branchenweit erste spezialisierte Cybersecurity Large Language Model (LLM), das proaktive Sicherheitsergebnisse liefert. Die neue KI nutzt dabei präzise lokale Risikobewertungen und tiefgreifende, globale sowie branchenrelevante Bedrohungsdaten, um Bedrohungen über die gesamte Angriffsfläche eines Unternehmens in jeder Umgebung vorherzusagen und zu verhindern.
Weltweit sehen sich Unternehmen mit immer komplexeren Sicherheitsherausforderungen konfrontiert. Das Verstehen von Angriffsflächen, das Verwalten von isolierten Technologie-Teilen, die Reaktion auf Bedrohungen, der Umgang mit Alarmmüdigkeit und die Integration von KI führen zu überforderten Sicherheitsteams.
Beschleunigte Sicherheitsprozesse durch Antizipation potenzieller Risiken
Hier setzt Trend Cybertron an und verknüpft Echtzeit- und historische Daten aus der ganzen Welt. Zudem werden alle Kerntechnologien der Plattform Trend Vision One genutzt (Anm. Bedrohungsdaten, Analysen oder Engines). In Summe ist es so eine Komplettlösung für den gesamten Cybersecurity-Workload in Unternehmen, so Trend Micro in einer Aussendung.Die wichtigsten Schwerpunkte bzw. Zielsetzungen sind beschleunigte Sicherheitsprozesse durch Antizipation von Bedürfnissen und Vorhersage potenzieller Risiken, weiters eine Reduzierung der Alarmflut plus Verbesserung der Präzision bei der Priorisierung und Vermeidung von Alarmmüdigkeit und zudem Nutzenmaximierung und Gewinnung präziserer Erkenntnisse aus vorhandenen Risikosensoren.
Erkennung von Deepfakes, Phishing-Techniken und Malware
Trend Cybertron ist nahtlos in die aktuell Trend Vision One Platform integriert und steht Kunden weltweit zur Verfügung. Der branchenführende Fokus auf proaktive Sicherheit lässt IT-Teams, Risiken und Bedrohungsaktivitäten mit exakter Präzision über die gesamte Angriffsfläche antizipieren und vorhersagen. So sollen die Teams Verstößen zuvorzukommen und Risiken mindern können, bevor sie zu Bedrohungen werden können.Trend Cybertron wird auf Grundlage von Intelligenz und KI-Expertise geschult und das inkludiert Angaben zufolge Bedrohungsdaten von über 250 Millionen Sensoren, die mehr als 82 Millionen Anlagen in über 500.000 Unternehmen in mehr als 175 Ländern schützen. Ebenso enthalten ist maschinelles Lernen, das die Klassifizierung von Daten, die Entdeckung von Schwachstellen und die Erkennung von Deepfakes, Phishing-Techniken, Malware, Seitwärtsbewegungen, Benutzeranomalien und Betrug unterstützt.
Jahrzehntelanges Wissen von über 3.000 Sicherheitsexperten
Ein weiterer Punkt ist jahrzehntelanges institutionelles Wissen von über 3.000 Sicherheitsexperten mit über 700 Patenten im Bereich der Cybersicherheitstechnologie. Mehr als 20 Jahre fortschrittliche Schwachstellen- und Zero-Day-Forschung im Rahmen der Trend Micro Zero Day Initiative (ZDI), die den Schutz der Kunden um durchschnittlich 70 Tage früher als die Branche liefert.„Das Ergebnis ist ein widerstandsfähiges, sich schnell entwickelndes System, das selbstständig Risikomanagementaufgaben durchführen und Entscheidungen treffen kann. Jeden Monat können so Milliarden von Cyberbedrohungen weltweit erkannt, verstanden und entschärft werden“, sagt Rachel Jin, Chief Enterprise Platform Officer bei Trend Micro. „Auf diese Weise können Kunden fundierte Entscheidungen treffen und ihre Cybersicherheit, ihren Datenschutz und ihre Compliance verwalten.“
Neue Schmiermittel für extrem geringe Reibung
Durch eine Kombination aus organischer und anorganischer Chemie entwickelt die TU Wien ein neuartiges Schmiermittel mit bemerkenswerten Fähigkeiten.
Das richtige Schmiermittel für den richtigen Zweck zu finden ist eine Aufgabe, die in der Industrie oft sehr wichtig ist. Nicht nur um Reibung, Überhitzung und Verschleiß zu verringern, sondern auch um Energie zu sparen. Die TU Wien forscht hier nun an Innovationen, um entsprechend verbesserte Schmiermittel zu entwickeln. Jetzt wurde ein erster Meilenstein präsentiert.
Das Beste aus zwei Welten
Das Schmiermittel namens COK-47 ist nicht flüssig wie Schmieröl, sondern pulverförmig. Es besteht aus geschichteten Stapeln extrem dünner Blättchen, ähnlich wie ein winziges Spielkarten-Deck. Wenn das Material in Kontakt mit Wassermolekülen kommt, können diese Plättchen sehr leicht aneinander vorbeigleiten und dann entsteht ein sogenannter Tribofilm, der für extrem geringe Reibung sorgt. Das macht dann das COK-47 zum hochinteressanten Schmiermittel auch bei feuchten Bedingungen.Das Forschungsteam arbeitete mit metallorganischen Gerüstverbindungen. Dabei handelt es sich um eine neuartige Klasse von Materialien, die aus anorganischen Baueinheiten bestehen und die werden wiederum durch organische Moleküle verbunden. Es gibt viel Spielraum, diese Materialien auf atomarer Ebene für einen bestimmten Zweck anzupassen. So wurden sie etwa als Photokatalysatoren für die Wasserstofferzeugung verwendet, oder zur Wasserreinigung.
Neuer Forschungsbereich im Bereich der Festkörperschmierstoffe Meistens handelt es sich bei metallorganischen Gerüstverbindungen um Cluster aus Metall-Atomen, verknüpft durch organische Verbindungen. Untersuchungen zeigten nun, dass in einer feuchten Umgebung Wassermoleküle dafür sorgen, die Verbindungen zwischen den Titanoxid-Blättchen zu lösen, die flachen Strukturen können aneinander vorbeigleiten und bilden somit einen sogenannten „Tribofilm“. Ein solcher gleitender Film kann, etwa zwischen zwei Bauteilen aus Metall, für extrem verringerte Reibung sorgen. Mit dieser Entdeckung eröffnet das Team der TU Wien einen ganz neuen Forschungsbereich im Bereich der Festkörperschmierstoffe. Nun will man das Verhalten des Materials weiter verbessern und untersuchen, wie es an verschiedene, ganz konkrete Anwendungsmöglichkeiten angepasst werden kann.
Künstliche Intelligenz und das Thema Ethik
Europäische Standards für eine ethische KI in Europa ist das Thema bei einem Projekt der FH St. Pölten. Im Fokus stehen insbesondere Anwendungen im Bereich Transparenz und Nachhaltigkeit.
Künstliche Intelligenz (KI) transformiert derzeit sämtliche Bereiche unseres Lebens. Viele Prozesse werden in Zukunft teilweise oder vollständig durch KI gesteuert. Umso wichtiger ist es, ein Rahmenwerk als Orientierungshilfe für eine verantwortungsvolle Entwicklung von KI-Anwendungen zu schaffen. Dieses Ziel verfolgt das Team des neuen EU-Projekts CERTAIN (Certification for Ethical and Regulatory Transparency in Artificial Intelligence).
Europäische KI-Vorschriften und ein verantwortungsvoller Umgang mit Daten
Im Rahmen des EU-Projekts arbeitet nun auch ein Forschungsteam der Fachhochschule St. Pölten an neuen Maßstäben zur Sicherstellung ethischer und regulatorischer Standards in der Künstlichen Intelligenz. Es sollen Lösungen entwickelt werden, die Organisationen und Unternehmen dabei unterstützen, die europäischen Vorschriften für KI-Entwicklung und den verantwortungsvollen Umgang mit Daten schnell und kostengünstig einzuhalten.„In CERTAIN wollen wir Werkzeuge entwickeln, die Transparenz und Überprüfbarkeit von KI-Systemen im Einklang mit den Anforderungen des ‘EU-AI-Acts’ ermöglichen“, betont Sebastian Neumaier, Projektleiter und Senior Researcher am Institut für IT-Sicherheitsforschung der FH St. Pölten. „Unser Ziel sind praxistaugliche Lösungen, die Unternehmen helfen, regulatorische Anforderungen effizient zu erfüllen und das Vertrauen in KI-Technologien nachhaltig zu stärken“, erläutert Neumaier.
Mehr Transparenz und mehr Innovation
Im Projekt sollen umfassende Leitlinien sowie digitale Tools unter Einhaltung der bestehenden europäischen Rechtsgrundlagen zu künstlicher Intelligenz (z. B. dem „AI Act“ der EU), entwickelt werden. In CERTAIN sollen benutzerfreundliche Lösungen für den öffentlichen Sektor wie für Unternehmen erarbeitet werden. Diese Maßnahmen sollen dabei unterstützen, komplexe Vorschriften im Bereich KI zu verstehen, die Vorteile fortschrittlicher Technologien und Innovationen zu erkennen und für sich zu nutzen.Das Forschungsprojekt möchte zudem gemeinsame Standards etablieren, die die Kooperation im Bereich der Datenverarbeitung und KI stärken und nachhaltiges Wachstum fördern. Durch die Einführung von Normen für Dateninteroperabilität und die Einhaltung bestehender Regularien will das Projekt zur Schaffung offener und vertrauenswürdiger europäischer Datenräume beitragen.
Nachhaltigkeit und ein praxisorientierter Austausch
Neben der Einhaltung von Vorschriften befasst sich CERTAIN auch mit den ökologischen Herausforderungen der KI-Wertschöpfungskette. Im Einklang mit dem EU-Programm „Green Deal“ legt die Programmlinie besonderen Wert auf energieeffiziente KI und nachhaltige Methoden der Datenbewirtschaftung.Das Forschungsprojekt „CERTAIN – Certification for Ethical and Regulatory Transparency in Artificial Intelligence“ wird unter der externen Leitung von Idemia Identity & Security France gemeinsam mit der Fachhochschule St. Pölten sowie 19 Partner aus zehn europäischen Ländern umgesetzt. Finanziert wird CERTAIN durch das EU-Programm Horizon Europe — Cluster 4 : Digitalisierung, Industrie & Weltraum.
Chemikalien noch präziser aufspüren
Kleinste Verunreinigungen können große Auswirkungen haben. Infrarot-Spektroskopie kann winzige Spuren unterschiedlicher Stoffe nachweisen. Neues Christian Doppler-Labor an TU Wien soll diese Techniken nun weiter entwickeln.
Bereits allerkleinste Verunreinigungen können große Auswirkungen nach sich ziehen. Das gilt etwa in der Arzneimittelproduktion oder auch bei der Suche nach Umweltschadstoffen. Eine extrem leistungsfähige Technik, mit der man winzige Mengen vieler verschiedener Stoffe nachweisen kann, ist die Infrarotspektroskopie.
Die TU Wien will diese Technologien nun deutlich erweitern und eröffnet dazu ein neues Christian Doppler Labor (CD-Labor). Angewandter Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von hochmodernen Infrarot-Quellen für bessere Messtechniken und Datenauswertungs-Methoden. Wirtschaftspartner beim neuen Labor sind Baxalta Innovations/Takeda, Eralytics und DRS Daylight Solutions und dazu wie gewohnt das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW).
Hochmoderne Infrarot-Quellen für bessere Messtechniken
„Viele medizinische Produkte sind zunehmend auf komplexe Biomoleküle angewiesen. Die in diesem neuen CD-Labor erforschten neuen Messansätze basieren auf Infrarot-Laserspektroskopie und ermöglichen die Echtzeitüberwachung der zugrundeliegenden Produktionsprozesse“, erläutert Martin Kocher, Bundesminister für Arbeit und Wirtschaft. Auch für die konventionelle Chemie, die Pharmazie und das Trinkwassermanagement sind die Forschungsergebnisse relevant“, ergänzt Kocher.„Moleküle reagieren auf unterschiedliche Weise auf Infrarotstrahlung“, sagt Georg Ramer vom Institut für Chemische Technologien und Analytik der TU Wien. „Sie können Infrarotstrahlung ganz bestimmter Wellenlängen absorbieren, andere Wellenlängen hingegen nicht. Und umgekehrt reagiert ein anderes Molekül auf andere Infrarot-Wellenlängen. Unterschiedliche Moleküle haben gewissermaßen einen unterschiedlichen Infrarot-Fingerabdruck, und daran können wir sie unterscheiden“, erklärt Ramer.
Industrielle Anwendungen von Pharma bis Umwelttechnik
Operativ muss eine Probe mit Infrarotstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen beleuchtet werden, um sodann zu messen, welche Wellenlängen absorbiert werden und welche Wellenlängen ungehindert durch die Probe hindurchgelangen. Das ergibt eine hohe Präzision, ob sich eine gesuchte Substanz in der Probe befindet oder nicht. „Rasch ergeben sich wichtige Informationen – nicht nur über die Inhaltsstoffe der Probe, sondern auch weiterführend, etwa, wie bestimmte Proteine gefaltet sind. Und all das ist möglich, ohne die Probe zu beschädigen“, so Ramer. Hilfreich ist diese hochpräzise Technik überall dort, wo in der Industrie schnell Informationen über die chemische Zusammensetzung einer Probe benötigt werden. Das gilt für die Pharmaindustrie, um kontinuierlich den korrekten Ablauf der Produktion und die hohe Reinheit des Produkts zu überprüfen. Auch für die Umweltanalytik ist die Technikoptimal geeignet, etwa für die Detektion winziger Spuren organischer Verunreinigungen im Wasser, so die TU-Experten.