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Schlussbericht für das Projekt 13N16555 - MeloDis
No full textFür moderne optische Abstandsmessungen – etwa in der industriellen Fertigung oder beim autonomen Fahren – werden Laserquellen benötigt, deren Frequenz sehr schnell und gleichzeitig äußerst linear verändert werden kann. Solche frequenzmodulierten Verfahren (FMCW-LiDAR) ermöglichen besonders präzise und robuste Messungen. Bisher verfügbare miniaturisierte Laser stoßen jedoch bei der Kombination aus großem Verstimmbereich, hoher Geschwindigkeit und hoher Linearität an physikalische Grenzen.
Im Projekt MeloDis wurde untersucht, ob sich eine kompakte, perspektivisch chip-integrierte Laserlichtquelle realisieren lässt, die Frequenzänderungen im zweistelligen Gigahertzbereich innerhalb von weniger als einer Mikrosekunde mit hoher Linearität erzeugen kann. Dazu sollte Laseraktivität mit einer elektro-optischen Frequenzsteuerung kombiniert werden. Ein zunächst verfolgter integrierter Ansatz auf Basis von Lithiumniobat konnte aufgrund fehlender geeigneter dotierter Materialien nicht umgesetzt werden.
Im weiteren Projektverlauf wurde ein alternatives Konzept realisiert, das hochlineare Frequenzchirps im Sub-Mikrosekundenbereich ermöglicht. Mit diesem Ansatz konnten Frequenzänderungen von bis zu 10 GHz in weniger als hundert Nanosekunden erzeugt werden. Auf dieser Basis wurde eine Abstandsmessung im Meterbereich mit Zentimeter-Genauigkeit demonstriert – bei Messzyklen im Sub-Mikrosekundenbereich.
Die Ergebnisse zeigen, dass hochdynamische, hochlineare Laserlichtquellen prinzipiell realisierbar sind. Neben Anwendungen in der Abstandsmessung eröffnen sich Potenziale in der digitalen Holographie und spektralen Messtechnik.Modern optical distance measurement systems – for example in industrial metrology or autonomous systems – require laser sources whose optical frequency can be tuned very rapidly and with extremely high linearity. Frequency-modulated continuous-wave (FMCW) techniques enable particularly precise and robust measurements. However, existing miniaturized laser sources often reach physical limits when large tuning ranges, high speed, and high linearity must be achieved simultaneously.
The MeloDis project investigated whether a compact, potentially chip-integrated laser source can generate frequency shifts in the double-digit gigahertz range within less than one microsecond while maintaining high linearity. The initial approach combined laser gain with electro-optic frequency tuning on a lithium niobate platform. However, the intended fully integrated implementation could not be realized due to the lack of reliably rare-earth-doped material.
An alternative concept was subsequently developed that enables highly linear frequency chirps in the sub-microsecond regime. Using this approach, frequency shifts of up to 10 GHz within less than one microsecond were demonstrated. Based on these linear chirps, a static distance measurement over several meters with centimeter-level uncertainty was achieved, with repetition rates in the sub-microsecond range.
The results demonstrate that highly dynamic and highly linear laser sources are fundamentally feasible. Beyond distance measurement, the concept also shows potential for applications in digital holography and spectroscopic systems
Abschlussbericht AVATAR der Friedrich-Schiller-Universität Jena
No full textDie Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU Jena) hat im Projekt AVATAR im Wesentlichen wissenschaftlich-technische Beiträge im Bereich der Architekturmodellierung, der formalen bzw. automatisierten Analyse von Qualitätseigenschaften sowie der praxistauglichen Architekturdokumentation für komplexe System-of-Systems geleistet. Im Mittelpunkt standen die Untersuchung und Erprobung geeigneter Beschreibungssprachen und Werkzeugketten für föderierte Systeme sowie die Entwicklung und Anpassung von Methoden zur architekturbasierten Bewertung von Qualitätszielen.
Ein Schwerpunkt lag auf der Architecture Analysis & Design Language (AADL) und der zugehörigen Entwicklungsumgebung OSATE2. Hier wurden insbesondere Sicherheits- und Vertraulichkeitsaspekte adressiert, u. a. durch die Implementierung eines formalen Informationsfluss-/Vertraulichkeitsmodells (Bell-LaPadula) als OSATE2-Erweiterung und die begleitende Einbettung in die Werkzeugkette. Ergänzend wurden Ansätze wie AGREE (Assume-Guarantee Reasoning Environment) sowie Resource Analysis untersucht, um die automatisierte Überprüfung von Systemeigenschaften und Ressourcen-/Kapazitätsaspekten zu unterstützen.
Ab 2025 wurde die C4-Notation als komplementärer Ansatz zur verständlichen, kontinuierlich pflegbaren Architekturdokumentation fokussiert. Dazu wurden Structurizr und verbundenes Tooling erprobt sowie ein experimentelles Werkzeug entwickelt, das aus bestehenden Java-Projekten (Spring/OSGi) (halb-)automatisch C4-Diagramme generiert und eine Nutzung in CI-Pipelines ermöglicht.
Die Arbeiten der FSU Jena tragen zum Gesamtziel des Vorhabens bei, indem sie Methoden und Werkzeuge untersuchen, bewerten und bereitstellen, um Architekturentscheidungen systematisch zu begründen, Schnittstellen und Systemstruktur transparent darzustellen und kritische Qualitätsanforderungen – insbesondere zu Sicherheit und Vertraulichkeit – frühzeitig architekturbasiert zu analysieren
Abschlussbericht zum Vorhaben "Numerische Methoden zur Vorhersage strukturmechanischer Eigenschaften additiv gefertigter Luftfahrzeugbauteile unter Berücksichtigung von Imperfektionen" als Teil des LuFo VI-1 Verbundvorhabens CertiFlight - Durchgängige digitale Qualitätssicherungsketten für innovative Zulassungsprozesse am Beispiel additiver Fertigungstechnologien
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Schlussbericht (gemäß Nrn. 6.6 BNBest-BMBF 98 bzw. 11.6 NKBF 98)
No full textVor der COVID-19-Pandemie wurden in deutschen Kliniken jährlich ca. 250.000 internationale Patientinnen und Patienten behandelt. Ewa 45 % reisten ausschließlich aufgrund der
medizinischen Behandlung ein ("Medizintourismus"). Schwerpunktregionen außerhalb Europas bildeten die Länder der arabischen Halbinsel sowie die Russische Föderation. Die
Aufnahme internationaler Patientinnen und Patienten birgt das Risiko für den Eintrag nicht endemischer, nosokomial übertragbarer Krankheitserreger in das deutsche Gesundheitssystem. Anhand der vorliegenden Daten war eine Abschätzung dieses Risikos im Zusammenhang mit Medizintourismus in NRW jedoch nicht möglich.
Im Projekt MERSTour sollten in nordrhein-westfälischen Krankenhäusern, die internationale Patientinnen und Patienten behandeln, entsprechende Daten erhoben und für den
Öffentlichen Gesundheitsdienst (ÖGD) verfügbar gemacht werden. Der Fokus des Projekts lag auf dem in Deutschland nicht endemischen Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV). Das Virus ist auf der Arabischen Halbinsel endemisch und wird durch Dromedare auf den Menschen übertragen, hat aber auch Potential für nosokomiale
Übertragungen. Weiterhin wurden resistente bakterielle Erreger (Multiresistente Gramnegative Erreger (4MRGN) sowie Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA)) in das Projekt einbezogen, für die sowohl in Russland als auch im arabischen Raum höhere Prävalenzen als in Deutschland beschrieben sind. Für MRSA und 4MRGN liegen krankenhaushygienische Empfehlungen für die Vermeidung nosokomialer Übertragungen der Kommission für Krankenhaushygiene und Infektionsprävention beim Robert Koch-Institut (KRINKO) vor.
Ziel des Projekts war es, Handlungsempfehlungen für den Umgang mit internationalen Patientinnen und Patienten für den ÖGD und für Krankenhäuser zu erarbeiten
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textZiel des Vorhabens war, Anforderungen zur Qualifikation und Abnahme von Leitungsrohrwerkstoffen im Wasserstoffeinsatz zu formulieren und zu bewerten, sowie eine sichere und reproduzierbare Prüfmethodik aufzustellen. Es sollte geklärt werden, welche Materialkennwerte für eine sichere Leitungsrohrauslegung bestimmt werden müssen und welche Prüfmethoden zur Ermittlung dieser Kennwerte geeignet sind. Die Durchführung dieser Prüfmethoden sollte hinsichtlich der
Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse optimiert werden, da Prüfungen, die unter in-situ-Beladung mit Wasserstoff stattfinden, von vielen Variablen und Störparametern wie Anwesenheit von Sauerstoff im Autoklav, nicht definierte Probenoberfläche etc. abhängig sind.
Ein weiteres Ziel war, mittels der im Projekt formulierten Prüfmethoden das Bauteil „Leitungsrohr“ inklusive Längs- und Verbindungsschweißnaht hinsichtlich seiner Beständigkeit gegenüber wasserstoffspezifischen Schädigungsmechanismen zu charakterisieren sowie mögliche Optimierungspotentiale für die Leitungsrohrwerkstoffe zu ermitteln
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textDas DECHEMA-Teilprojekt im Verbundvorhaben TransferWind adressierte fünf miteinander verknüpfte Themenbereiche in vier Arbeitspaketen. Querschnittlich standen die Verbundprojektkoordination (AP 0) sowie Kommunikation, Wissenstransfer und Stakeholder-
Engagement (AP 1) im Mittelpunkt. Die effiziente Zusammenarbeit sollte durch Projekt- und Meilensteinplanung, regelmäßiges Monitoring sowie ein webbasiertes Daten- und Dokumentenmanagement-System abgesichert werden (AP 0). Zudem war vorgesehen, den
Austausch innerhalb von H₂Mare über ein Wissenschaftsgremium (AP 1.1) sowie durch plattform- und leitprojektübergreifende Vernetzung zu strukturieren (AP 1.2, 1.3, 1.4).
Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der methodischen Weiterentwicklung des Life Cycle Assessment (LCA) für den Offshore-Bereich (AP 4.2). Da Bau, Betrieb und Rückbau geplanter Offshore-Erzeugungs- und Produktionsanlagen für H₂ und PtX-Produkte bislang kaum untersucht wurden und spezifische methodische Fragen aufwerfen, diente die LCA nach ISO 14040/14044 als Ausgangspunkt. Ziel war die Weiterentwicklung des LCA-Ansatzes für Offshore-Plattformen und die darauf befindlichen Produktionsanlagen. Dabei sollten auch zusätzliche offshore-relevante Wirkungsindikatoren geprüft werden, etwa lokale Umweltauswirkungen durch das Ablassen von Salzsole nach Meerwasserentsalzung sowie Fragen zu Umrüstung versus Neubau und zur Allokation.
Parallel dazu sollte das Wassermanagement für PtX-Produktionsanlagen in Insellagen weiterentwickelt werden (AP 5.2). Hierzu sollten Erkenntnisse aus dem Spezialfall Offshore-PtX auf PtX-Insellösungen übertragen und ein Wassermanagement-Rahmenkonzept "Water-for-X" sowie eine modellhafte Verknüpfung von Simulationsansätzen für Wassermanagement und PtX-Verfahren entwickelt werde
Schlussbericht Forschungscampus STIMULATE
No full textDas Teilvorhaben „Workflow-Evaluation und Interface Design iMRI Solutions“ der USE-Ing. GmbH wurde im Rahmen der zweiten Förderphase des Forschungscampus STIMULATE durchgeführt. Ziel war die Entwicklung einer objektiven, menschzentrierten Evaluationsmethodik für MR-geführte Interventionen sowie der Aufbau einer Laborumgebung, die realitätsnahe Workflowanalysen, Usability-Untersuchungen und Prototypentests an Großgeräten ermöglicht.
Zu Projektbeginn bestanden im Bereich interventioneller MRT-Verfahren erhebliche Variationen zwischen Kliniken, fehlende standardisierte Workflows und keine validierte Infrastruktur zur systematischen, multimodalen Erfassung kollaborativer Arbeitsprozesse. Ebenso mangelte es an geeigneten Methoden und Metriken, um Mensch-Maschine-Interaktionen im komplexen Umfeld eines interventionellen MRT objektiv zu bewerten
Schlussbericht für die Zeit vom 01.02.2018 bis 31.01.2020
No full textIm Rahmen des Förderprogramms "Nationales Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Phase II, Schwerpunkt Nachhaltige Mobilität" wurden zwei Prototypen von Kommunalfahrzeugen entwickelt, ein Abfallsammelfahrzeuge und eine Kehrmaschine. Beide Prototypen wurden bei Kunden im Betrieb erprobt und basierend auf den Erprobungsergebnissen zu Serienfahrzeugen weiterentwickelt