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PriSyn Abschlussbericht über die Ergebnisse des Kooperationspartners CISPA
Get PDFDas PriSyn-Projekt untersucht Methoden zur Generierung datenschutzwahrender synthetischer biomedizinischer Daten. Der Fokus liegt auf der Analyse von Privatheits- und Anonymitätsrisiken generativer Modelle, die auf sensiblen Gesundheitsdaten trainiert werden, sowie auf Verfahren zur Reduzierung dieser Risiken bei gleichzeitig hoher Datennutzbarkeit. Dafür wurden bestehende Privacy-Angriffe (z. B. Membership- und Attribute-Inference) an den biomedizinischen Kontext angepasst und durch neue Bewertungsmethoden wie Datensatz-Rekonstruktionsangriffe erweitert. Diese wurden in die Softwareplattform Generator-Doctor integriert, die eine systematische Analyse von Datenschutzrisiken generativer Modelle ermöglicht.
Zudem wurden differential-private generative Modelle entwickelt und in einen gemeinsamen Designrahmen integriert. Durch Einbindung biologischen Domänenwissens, insbesondere genregulatorischer Netzwerke, sowie durch kausale generative Modelle konnte die Qualität und Plausibilität synthetischer Daten verbessert werden. Große Sprachmodelle unterstützten dabei die automatische Extraktion regulatorischer Beziehungen aus biomedizinischer Literatur.
Darüber hinaus wurden verteilte Lernmethoden für klinische Datenumgebungen untersucht und kollaboratives Training mittels Swarm Learning demonstriert. Insgesamt zeigt das Projekt, dass die Kombination aus synthetischer Datengenerierung, Differential Privacy und biologisch informierter Modellierung den Privacy-Utility-Trade-off verbessern und einen sicheren Datenaustausch zwischen Institutionen ermöglichen kann.The PriSyn project investigates methods for generating privacy-preserving synthetic biomedical data. The focus lies on analyzing privacy and anonymity risks associated with generative models trained on sensitive health data, as well as on methods to mitigate these risks while maintaining high data usability. To this end, existing privacy attacks (e.g., membership and attribute inference) were adapted to the biomedical context and expanded with new evaluation methods such as dataset reconstruction attacks. These were integrated into the Generator-Doctor software platform, which enables a systematic analysis of privacy risks in generative models.
In addition, differential-privacy generative models were developed and integrated into a common design framework. By incorporating biological domain knowledge, particularly gene regulatory networks, as well as causal generative models, the quality and plausibility of synthetic data were improved. Large language models supported the automatic extraction of regulatory relationships from biomedical literature.
Furthermore, distributed learning methods for clinical data environments were investigated, and collaborative training using swarm learning was demonstrated. Overall, the project demonstrates that the combination of synthetic data generation, differential privacy, and biologically informed modeling can improve the privacy-utility trade-off and enable secure data exchange between institutions
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
Get PDFDas Projekt KONFORMUS entwickelte ein innovatives, sicheres, resilientes und leistungsfähiges Netzwerksystem, mit dessen Hilfe die unterbrechungs- und verlustfreie Kommunikation zwischen relevanten Teilnehmenden an Betrieb und Überwachung unbemannter Luftfahrzeuge (Drohnen) gewährleistet werden kann. Ein solches Netzwerksystem ist zur Erfüllung europäischer Regularien (insbesondere U-Space-Verordnung DVO (EU) 2021/664) erforderlich. Das Netzwerksystem kombiniert mehrere innovative Komponenten, um künftig für zertifizierungsfähige U-Space-Dienste einsetzbar zu sein.
Ein Anwendungsfall mit großem Nutzen ist der zeitkritische Transport medizinischer Güter zwischen Kliniken und Laboren. Wie auch in vielen weiteren Anwendungen könnten Drohnentransporte in diesem Fall eine Lösung mit konstant kalkulierbaren, geringeren Transportzeiten, erhöhter Umweltfreundlichkeit und hoher Akzeptanz in der Bevölkerung bieten.
Ziel des Projektes war es, einen Demonstrator zur Realisierung des Anwendungsfalls klinischer Transporte sowohl für das zu entwickelnde Netzwerksystem, als auch für die Anwendung von geographischen Basisdaten und 3D Stadtmodellen für die umweltfreundliche und sichere Durchführung von Drohnenflügen im städtischen Luftraum zu entwickeln und zu testen
Schlussbericht zum Vorhaben
No full textIm Rahmen von 50 OR 2205 wurden XMM-Newton und HST Daten von ganz verschiedenen stellaren Objekten ausgewertet. Zum einen wurden zur Untersuchung von stellarer Akkretion XMM-Newton Daten von jungen Sternen analysiert, die simultan mit HST Beobachtungen aufgenommen wurden. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Plasmaeigenschaften, Temperaturverteilung und Dichte, nur wenig ändern (ausserhalb von Flares) und insbesondere keine statistisch signifikante Veränderung des kühlen Plasmas vorhanden ist. Letzteres deckt sich mit der vergleichsweise kleinen Variabilität in den stellaren Akkretionsraten, wie sie durch die HST Daten abgeleitet werden können.
Zum zweiten wurden HST Daten eines weiteren jungen Sterns analysiert. Dazu sollte die Verdunklung des Sterns als natürlicher Koronograph dienen. Allerdings war einerseits die Verdunklung, im Gegensatz zur vorrangehenden, grundsätzlich vergleichbaren Verdunklungen, so stark, dass in Verbindung mit einer technisch bedingten reduzierten Belichtungszeit trotz sorgfältiger Auswertung keine signifikante räumliche Ausdehnung der FUV Emission nachgewiesen werden konnte.
Schliesslich wurden XMM-Newton Daten des Riesensterns Arcturus auswertet und gezeigt, dass die Röntgenemission von einem sehr kühlen Plasma ohne starke Absorption erzeugt wird. Diese Analyse zeigt, dass die sogenannte „X-ray dividing line“ durch eine echte Abnahme der stellaren, magnetischen Aktivität hervorgerufen wird.Within this project, new XMM-Newton and HST data of various stellar sources were analyzed. First, XMM-Newton data of young stars were analyzed to study stellar accretion. These data were obtained
simultaneously with HST observations. It was shown that the plasma properties show only minor variability, specifically temperature and density structure are relatively constant, except for variability due to magnetic activity. In particular, the cool plasma shows no significant changes, which is expected for the small changes in accretion rate derived from the HST data.
Second, HST data of another young star were analyzed with the idea to use the dimming of the central star as a natural coronograph to improve the contrast between disk and stellar emission. However, the dimming was much more pronounced compared to previous dimmings, so that despite careful analysis no significant extent of the FUV could be derived.
Third, the X-ray emission of the giant star Arcturus was studied using XMM-Newton data. It could be shown that the X-ray emission is soft with no significant absorption. This implies that the so-called X-ray dividing line is caused by a true decrease in magnetic activity rather than absorption effects
Schlussbericht zum Kurzläuferprojekt
Get PDFDie Herstellung von grünem Wasserstoff rein auf Basis regenerativer Energien wird im Energiesystem einen elementaren Baustein darstellen bzw. darstellen müssen um die Klimaschutzziele zu erreichen und die Versorgungssicherheit sicherstellen zu können. Der Weg über erneuerbaren Strom und die Elektrolyse von Wasser besitzt hierbei momentan den höchsten TRL-Wert. Konzeptionell ist jedoch die direkt-photokatalytische Spaltung von Wasser ein sehr vielversprechende Ergänzung, da dieses die Systemkomplexität schon alleine aufgrund des Fehlenden „Umwegs“ über die Elektrizität verringert. Inhalt und Ziel dieses Vorhabens war es ein Gesamtsystem aufzubauen, welches für die photokatalytische Wasserstoffherstellung alle Hauptkomponenten in praxisnahem Design und Fertigungsverfahren beinhaltet.
Konkret sollte ein hinsichtlich Strahlungstransport optimierter Photoreaktor in einer Modulgröße um 0,5qm über die kostengünstige Fertigung der Polymerextrusion hergestellt werden und dieser mit einer zu entwickelnden Gastrenneinheit gekoppelt werden um letztendlich solaren Wasserstoff zu erhalten
Abschlussbericht zu den Beiträgen der Technischen Universität München zum BMBF-Verbundprojekt SIPSENSIN zu dem Teilvorhaben Sichere Implementierung von ML-Algorithmen in Industriellen Edge-Systemen
No full text[no abstract available
Schlussbericht
No full textIm Verbundprojekt INFAB wird ein Batteriespeichersystem für stationäre Anwendungen auf Basis einer Zink-Ionen-Batterie (ZIB)-Zellchemie mit wässrigem Elektrolyten entwickelt. Ziel ist die Erforschung und Entwicklung einer Anlagen- und Prozesstechnik zur automatisierten Herstellung, um den Weg für die Großserienproduktion des Speichersystems zu bereiten.
Der Bedarf an stationären Stromspeichern zur Speicherung erneuerbarer Energien, insbesondere für Heimspeicheranwendungen, wird in Zukunft stark zunehmen. Die ZIB-Technologie überzeugt durch einfachen Systemaufbau, hohe Betriebssicherheit, ungiftige Materialien und umweltfreundlichen Rohstoffabbau in der EU. Zentrale Ziele des Vorhabens sind die anwendungsspezifische Erforschung der Zink-Ionentechnologie sowie die Entwicklung von Herstellungsprozessen und einer Architektur für das Batteriespeichersystem. Zudem werden Batteriemanagementsysteme (BMS) und Energiemanagementsysteme (EMS) für die Integration in Speichersysteme entwickelt.
Parallel dazu werden flexible und automatisierte Fertigungsprozesse sowie mehrere Prozess- und Montageanlagenmodule erforscht und aufgebaut. Diese Forschungs- und Entwicklungsarbeiten schaffen die Voraussetzungen für die Großserienproduktion der Batteriespeicher.
Das Projekt steht im Kontext der Batterieforschung für stationäre Batteriespeicher (SBS). Die Herausforderungen liegen in den Bereichen Sicherheit, Langlebigkeit, Investitionskosten, anwendungsspezifische Speicherkosten (Levelized Cost of Energy Storage, LCOS), Rohstoffverfügbarkeit sowie Umwelt- und Sozialverträglichkeit im gesamten Produktlebenszyklus.
Im Rahmen des Projekts werden neuartige dreidimensionale Elektrodenstrukturen entwickelt, um eine hohe Energiedichte pro Zelleinheit und gleichzeitig hohe Leistungsdichte zu erzielen. Diese Strukturen sollen den Innenwiderstand reduzieren und die Stabilität der Elektroden sowohl mechanisch (Kathode) als auch elektrisch (Anode) verbessern.
Die Entwicklungen auf Material- und Zellebene fließen in eine nachhaltige Zell-, Modul- und Systemarchitektur ein, einschließlich der Entwicklung geeigneter Herstellungsverfahren für wiederaufladbare ZIB-Zellen, die für die industrielle Großserienproduktion skaliert werden können. Ziel ist es, den Technologiereifegrad der ZIB-Technologie und der zugehörigen Fertigungstechnik auf TRL 6 (Prototyp in Einsatzumgebung) anzuheben
Verbundprojekt: "PFLIP" - Pflegeprozessoptimierung durch eine sektorenübergreifende Pflegedatenbank
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Abschlussbericht
No full textDas Verbundvorhaben energy4CHP wurde von der WTZ Roßlau gGmbH und der Bauhaus-Universität Weimar (BUW) mit dem Ziel durchgeführt, eine CO₂-neutrale, dezentrale Energieversorgung auf Basis von grünem Wasserstoff und LOHC-Speichertechnologie zu realisieren. Kernstück des WTZ-Teilvorhabens ist ein Bifuel-ArgonPowerCycle-BHKW (Blockheizkraftwerk), das in drei Betriebsmodi betrieben werden kann: Im APC-Modus (H₂ + O₂) wird Wasserstoff gemeinsam mit reinem Sauerstoff in einem geschlossenen Argon-Kreislauf verbrannt, was eine besonders hohe elektrische und thermische Effizienz ermöglicht, da Abgaswärme rezirkuliert statt an die Umwelt abgegeben wird. Im luftansaugenden Wasserstoffmodus (H₂ + Luft) erfolgt die Verbrennung mit atmosphärischer Luft; die Maximalleistung ist hierbei zur Einhaltung der TA Luft begrenzt. Der Erdgasmodus (Erdgas + Luft) dient als flexibler Fallback-Betrieb, beispielsweise bei leerem Wasserstofftank, und erfordert lediglich eine kurze Warmlaufphase. Diese Multifuel-Fähigkeit erhöht die Versorgungssicherheit und ermöglicht eine wirtschaftliche Brennstoffwahl entsprechend aktueller Marktpreise.
Zur saisonalen Wasserstoffspeicherung wurde ein LOHC-System (Liquid Organic Hydrogen Carriers) auf Basis von Benzyltoluol entwickelt und in die sogenannte "energy-station" am WTZ-Standort integriert. Ergänzend wurde ein AEM-Elektrolyseur als skalierbare Eigenentwicklung realisiert. Trotz projektbedingter Verzögerungen - u. a. durch den Wegfall zweier Verbundpartner, lange Lieferzeiten sowie die Eigenentwicklung des Elektrolyseurs nach Ausfall des ursprünglich vorgesehenen Lieferanten - konnten alle wesentlichen Systemkomponenten erfolgreich in Betrieb genommen und im Verbund-Gesamtsystem erprobt werden. Das Vorhaben liefert damit einen wichtigen Beitrag zur Marktreife dezentraler, wasserstoffbasierter KWK-Systeme für kleine und mittlere Unternehmen
Sachbericht zum Teilvorhaben
No full textZiel von EMLIE war die signifikante Verbesserung von Mikroelektronik und passgenauer Systemsoftware in dezentralen, lokal an Industrieanalgen angebrachten Sensoren (magnetostriktive Sensoren und hochauflösende Kameras) und Edge-Gateways zur sicheren, KI-basierten Datenerfassung und Informationsverarbeitung. Die umzusetzenden technischen Maßnahmen sollten messbare Verbesserungen im Durchsatz, Energieeffizienz und betrieblichem Verschleiß erzielen. Beispielsweise können solche Maßnahmen durch Überwachung von Betriebszuständen mit ressourcenschonender prädiktiver Instandhaltung zur Minimierung geplanter und ungeplanter Ausfälle sowie automatisierte und zustandsbasierte Prozesssteuerung des Betriebsmodus energieintensiver Anlagen in energieoptimierte bzw. effizientere Bereiche dargestellt werden. Die HSB konzentriert sich dabei auf das Querschnittsthema der IT-Sicherheit. So gilt es, eine vertrauenswürdige, lokal verbleibende Datenhaltung durch intelligente Datenvorverarbeitung in Sensoren und Edge-Gateways sicherzustellen. Der Fokus liegt dabei auf der Sicherstellung der Vertrauenswürdigkeit durch hardwarebasierte Absicherung von Kommunikationsprotokollen und der Plattformintegrität. Dabei wird ein Hardware- Vertrauensanker in die abzusichernden Hardwareplattformen integriert. Dieser agiert als Root-of-Trust (RoT) und führt sicherheitsspezifische Funktionen aus und stellt als eigenständiger Kryptoprozessor sichere kryptografische Operationen zur Verfügung, z. B. das sichere Erstellen und Speichern von Schlüsselmaterial sowie einen Zufallszahlengenerator. Außerdem erlauben Hardwarevertrauensanker die Möglichkeit Prinzipien von „Remote Attestation“ umzusetzen und damit aus der Ferne die Integrität eines Gerätes sicher abzufragen. Darüber hinaus werden die ressourceneffiziente und digitale Weitergabe von gesicherten Informationen und relevanten Historien zu erkannten Ereignissen ohne Übermittlung der Rohdaten in den Fokus gestellt