Bayerische Verbundforschung
Wissenschaft, Politik und Wirtschaft – gemeinsam stark
Bayerische Forschungsverbünde
Bayerische Forschungsverbünde sind in Projekten organisiert, bestehen meist drei oder sechs Jahre und schließen mehrere Standorte in Bayern ein. Ein Forschungsverbund wird entweder aus aktuellem Anlass oder als direkte Investition in die Zukunft zur Sicherung des Forschungs- und Wirtschaftsstandorts Bayern gegründet. Mit im Boot sind deshalb auch Partner aus der Wirtschaft, die mitarbeiten und nicht nur finanzieren. Das Private-Public-Partnership sichert die zügige Umsetzung der wissenschaftlichen Ergebnisse. Öffentliche Fördermittelgeber sind die Bayerische Forschungsstiftung und die bayerischen Ministerien, insbesondere das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst.
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit – ein globales Problem mit regionalen Auswirkungen. Erfolgreiche und nachhaltige Klimapolitik basiert auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen einer aktuellen und anwendungsbezogenen Klimaforschung. Beteiligt ist das Department Biologie mit dem Lehrstuhl Biochemie der FAU.
Bereits von 2016 bis 2019 wurde intensiv an den Fragestellungen zur Anpassung von bayerischen Kulturpflanzen an den Klimawandel im Rahmen des Projektverbunds BayKlimaFit 1 gearbeitet. Die Pflanzenzüchtung mit einer verbesserten Toleranz gegen wechselnde Umweltbedingungen stand dabei im Vordergrund. Zur Weiterentwicklung von Lösungsansätzen werden Forschungen im Projektverbund BayKlimaFit 2 nun fortgesetzt.
Der Projektverbund „BayKlimaFit 2 – Starke Pflanzen im Klimawandel“ forscht in 10 Fachprojekten zu den Themenschwerpunkten:
- Hochwertige und klimaresiliente Pflanzen
- Gesunde Pflanzen im Klimawandel
- Effiziente Pflanzenversorgung trotz Klimastress
Finanziert wird das auf drei Jahre ausgelegte Forschungsvorhaben vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz.
ForDaySec ist ein interdisziplinärer Forschungsverbund zur Verbesserung der IT-Sicherheit im digitalen Alltag. Im Fokus steht die Entwicklung von alltagstauglichen Technologien und Lösungen, mit denen die Chancen der Digitalisierung in verschiedenen Lebens- und Arbeitsbereichen sicher genutzt werden können. Dazu arbeiten Forscher:innen aus Informatik, Soziologie und Rechtswissenschaften von fünf bayerischen Universitäten eng zusammen – mit dem gemeinsamen Ziel, im Heute für die Menschen Orientierung zu stiften.
Die Forschung orientiert sich an der Lebens- und Arbeitsrealität von Menschen und Unternehmen. Dazu werden in vier Querschnittsthemen technische, sozialwissenschaftliche und rechtswissenschaftliche Expertisen aufeinander bezogen und ein umfassendes Verständnis angestrebt, um Lösungsansätze für digitale Sicherheit zu erarbeiten, die wirklich umsetzbar sind. Eine Auswahl der konkreten Forschungsfragen in den Teilprojekten:
- Wird der Datenschutz bei App-gesteuerten Geräten des Internet of Things (IoT) gewährleistet? Wer haftet für IT-Sicherheitslücken in IoT-Geräten? Der Käufer oder der Hersteller?
- Wie werden IoT-Geräte im Alltag genutzt und wie kompetent sind die Nutzer:innen im Umgang damit? Wie sind die Nutzer:innen beim Gebrauch dieser Geräte in ihre Organisationen und Institutionen eingebettet?
- Wie können IoT-Geräte (z.B. mithilfe von Verschlüsselungstechniken) in bestehende Systeme und abgesicherte Unternehmensnetzwerke sicher eingebunden werden? Wie können unsichere Endgeräte diesen Systemen eingekapselt und überwacht werden?
- Wie können Software-Entwickler:innen mittels Software-Komponenten und Schulungsumgebungen Datenschutzkompetenz mit einem Fokus auf Benutz- und Erklärbarkeit aufbauen?
Die Einführung von assistiven Robotersystemen in den klinischen Workflow führt zu einem erheblichen Anstieg der technischen, sozialen und organisatorischen Komplexität im Operationssaal. Das Bereitstellen und Installieren der Systeme führt auch bei neuesten Modellen zu signifikanten Verzögerungen, die gerade bei kurzen Prozeduren die Anwendung von Chirurgierobotik limitieren. Die Platzierung des Robotersystems, bzw. der einzelnen Module am Menschen hat einen signifikanten Einfluss auf die spätere Performanz und muss unter Berücksichtigung der Patientenanatomie und des Arbeitsraums des Systems erfolgen. Um die Vorteile eines Roboters wirkungsvoll nutzen zu können, ist ein abgestimmtes Zusammenspiel von Mensch und Technik unabdingbar. Diese kann nur, durch eine möglichst enge Verzahnung von Prozessen der individuellen Operationsplanung unter Berücksichtigung von patientenindividuellen Parametern und der Bildgebung, der Dokumentation und der Integration in die OP-Umgebung erreicht werden.
Der Forschungsverbund ForNeRo zielt daher darauf ab, erhebliche Verbesserungen in Effektivität, Nutzbarkeit und Ergonomie von Chirurgierobotern zu erreichen. Hierzu dienen die im Verbund vorhandenen, herausragenden Expertisen hinsichtlich der Umsetzung ergonomischer Prinzipien sowie der klinisch zentrierten Realisierung von nutzerzentrierten Simulationen, AR Anwendungen und UI-Technologien. Die aufgeführten Ansätze stellen in diesem Zusammenhang Schlüsseltechnologien für die zukünftige robotische Chirurgie und digitale Medizin dar. Nur durch die enge Verzahnung dieser Kompetenzen mit den Anwendern aus der Klinik und unter Einbindung kompetenter industrieller Partner aus Bayern kann dieses Ziel erreicht werden.
Familie ist eine zentrale Institution der Gesellschaft. Gleichzeitig verändern sozialer, wirtschaftlicher, demografischer und technologischer Wandel die Lebenslagen und Situationen von Familien auf vielfältige Weise. Für die nachhaltige politische Gestaltung dieser gesellschaftlichen Entwicklung ist es notwendig, die komplexen Lebensrealitäten und Entwicklungen sowie die Anliegen und Bedarfe von Familien zu erkennen und zu verstehen.
Im interdisziplinären Forschungsverbund ForFamily erforschen zehn Forschungsprojekte die vielschichtigen Aspekte der Lebenswirklichkeit und der Lebensbedingungen von Familien. Der Verbund will damit einen zeitgemäßen und evidenzbasierten Beitrag zum Wissen über den Status quo sowie über den Wandel von Familien in Bayern leisten und Anregungen für politisches Handeln entwickeln.
Die Vision des Konsortiums in FORSocialRobos besteht darin, dass Mensch und Roboter gemeinsam in flexiblen Teams in allen Bereichen des täglichen Lebens zielführend zusammenarbeiten und neue Roboterapplikation in kürzester Zeit realisiert werden können. Das Projekt FORSocialRobots soll daher in sechs relevanten Anwendungsfeldern robotischer Applikationen (Inspektion, Logistik, Produktion, Service, Seniorenheim und Demenzzentrum) und in fünf wissenschaftlichen Teilprojekten (Architektur sozialer Fähigkeiten, sozial situative Kommunikation, sozial adaptive und proaktive Interaktion, Simulation und Validierung sozial kognitiver Roboter im Digitalen Zwilling und Mensch-Roboter-Interaktion im Arbeitskontext) einen entscheidenden Beitrag zur Verbesserung der sozialen Fähigkeiten von Robotern leisten, damit deren Wirksamkeit und Akzeptanz bei den potenziellen Nutzern steigern sowie völlig neue technische Entwicklungen unterstützen.
Weitere Forschungsprojekte „Made in Bavaria“
Die bayerische Staatsregierung unterstützt im Rahmen ihrer Forschungsförderung den Wissenschaftsstandort Bayern in vielen Fachressorts. Einerseits werden auf der Grundlage konkreter Förderausschreibungen (z. B. im Bayerischen Verbundforschungsprogramm) Vorhabenanträge in mehrstufigen Verfahren ausgewählt und bewilligt. Andererseits werden Projektideen zu aktuellen Themen von bayerischen Ministerien proaktiv gefördert.
Nachfolgend sind einige herausragende Projekte aufgelistet und kurz beschrieben:
Die Geothermie ist eine wichtige, grundlastfähige heimische Energieressource, deren Potential bisher nur ansatzweise erkannt und genutzt wird. Um die Akzeptanz, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit der Technologie weiter zu erhöhen ist ein interdisziplinärer Forschungsansatz erforderlich, mit der Zielsetzung das geothermische Potential möglichst flächendeckend und ganzjährig so effizient und intelligent wie möglich zu nutzen. Zudem soll die Ressource langfristig und sicher gefördert werden, um nachhaltig davon zu profitieren.
Bayern ist deutschlandweit führend in der Nutzung tiefer Geothermie – jedoch fokussiert sich die Anwendung bisher auf den Großraum München und Teile Ober- und Niederbayerns da in diesem Bereich durch die schon seit Jahrzehnten laufende Kohlenwasserstoff- und Speichererkundung Kenntnisse des tieferen geologischen Untergrundes auf der Basis von Seismik- und Bohrdaten vorliegen. Das tiefengeothermische Potential im Kristallin Nordbayerns bleibt bisher ungenutzt. Der Untergrund sowie dessen Eigenschaften sind in Nordbayern bisher noch nicht ausreichend untersucht und tiefe Forschungsbohrungen für geothermische Pilotprojekte fehlen. Zudem kommen im Kristallin grundsätzlich andere Methoden bei der Nutzung der Tiefengeothermie zum Tragen, deren Routineanwendung technologisch noch am Anfang steht.
Die Tiefengeothermie zeigt am Beispiel der Metropolregion München, insbesondere bei der zentralen Wärmeversorgung in Ballungszentren, ihre Stärken. Um einen größeren Beitrag zur Dekarbonisierung der Fernwärme zu leisten und gleichzeitig die Auslastung der geothermischen Anlagen zu erhöhen, können Wärmequellen und Wärmesenken besser miteinander vernetzt und über größere Strecken verbunden werden. Zuverlässige Prognosen für die Fündigkeit und damit der Produktivität der Wärmequellen sind in Teilen Bayerns bisher nicht immer möglich und vielerorts noch mit hohen Unsicherheiten versehen. Weiterhin müssen Wege aufgezeigt werden, die eine sinnvolle Einbindung der Technologie in das bestehende Energiesystem garantieren.
Die Geothermie-Allianz Bayern (GAB) ist ein standortübergreifender, universitärer Forschungsverbund der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Bayreuth (UBT), der seit Anfang 2016 besteht und mit der zweiten Förderphase ab 2020 durch Aufnahme der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) sowie der Hochschule München (HSM) erweitert wurde. Die Koordination erfolgt durch die Munich School of Engineering (MSE) der TUM; sie übernimmt die zentralen administrativen Aufgaben und fungiert zugleich als Ansprechpartner der beteiligten Partner, gegenüber Betreibern geothermischer Anlagen und der interessierten Öffentlichkeit.
Das übergeordnete Ziel der Geothermie-Allianz Bayern ist die Stärkung der Tiefengeothermie als heimischer Energieträger, um die Klimabilanz in den Sektoren Wärme und Strom signifikant zu verbessern. Durch den interdisziplinären Forschungsansatz der GAB sollen Chancen und Risiken der Technologie aufgezeigt sowie Lösungen für Ausbauhemmnisse entwickelt werden, welche einer größeren Bedeutung der Tiefengeothermie bei der Nutzung erneuerbarer Energie entgegenstehen. Zudem soll die weitläufige Nutzung und Wirtschaftlichkeit der Tiefengeothermie gesteigert und eine nachhaltige Bewirtschaftung des Reservoirs sowie ein sicherer Betrieb gewährleistet werden. Geothermische Ressourcen sollen möglichst flächendeckend und bedarfsgerecht unter Berücksichtigung des unter- und übertägigen Potentials erkundet und genutzt werden. Hierzu werden auch der bisher nur ansatzweise erkundete tiefere Untergrund und die geothermischen Ressourcen Nordbayerns mittels geophysikalischer Methoden (z.B. 2D-Seismik, Gravimetrie, Magnetik) systematisch analysiert. Die Zielsetzungen der Geothermie-Allianz Bayern werden in folgenden Teilprojekten bearbeitet:
- Teilprojekt: „effizient. Wärmewende durch intelligente Nutzung der Tiefengeothermie“ (TUM, UBT, HSM)
- Teilprojekt: „regional. Neue Potentiale systematisch erkunden“ (FAU, UBT, TUM)
- Teilprojekt: „sozial. Klimaschutz durch eine sichere Technologie“ (TUM, LMU, UBT)
- Teilprojekt: „langfristig. Die Thermalwasserproduktion nachhaltig gewährleisten“ (TUM, FAU)
- Teilprojekt: Joint-Degree Masterstudiengang GeoThermie/GeoEnergie (FAU, TUM, LMU)
Das Projekt Geothermie-Allianz Bayern wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst in der Zeit vom 01.01.2016 – 31.12.2028 gefördert.
Für alle Aspekte der Brustkrebsversorgung ist es sinnvoll, eine Kombination aus digitaler und reale Betreuungsstruktur zu etablieren, die die Bereiche der Prävention, dem Screening, der Therapie sowie der Nachsorge abdeckt. Hierbei ist es zentral die betroffenen Personen mit maximaler Souveränität in die Digitalisierung zu integrieren und den individuellen Nutzen in den Vordergrund zu stellen.
Ziel des vom Bayerischen Staatsministerium für Gesundheit und Pflege geförderten Projektes digiOnko ist es, all diese Aspekte der Brustkrebsversorgung durch neue, digitale Konzepte zur optimieren. Hierzu wird unter anderem ein Früherkennungsprogramm mobil und stationär etabliert, bei dem eine individuelle Informationsbereitstellung sowie der Zugang zu innovativen Screening-Maßnahmen und Biomarker-Untersuchungen ermöglicht wird. Außerdem erhalten Patientinnen unter Brustkrebstherapie im Rahmen des Projektes die Möglichkeit ein sogenanntes digital home healthcare center zu nutzen und hierdurch im häuslichen Bereich selbständig z.B. EKG-Aufzeichnungen, Blutbilderfassungen oder Blutzuckermessungen durchzuführen, sowie ihre Nebenwirkungen und Lebensqualität über eine eigens von uns entwickelte App selbstständig zu dokumentieren. Dadurch ist eine 24h-Kommunikation in einem geschlossenen Kreislauf möglich. Um die individuelle, personalisierte Prävention, Therapie und Rückfallvermeidung langfristig zu verbessern werden außerdem große klinische Datensätze, basierend auf Bilddaten, histologischen oder auch genetischen Daten genutzt, um mittels künstlicher Intelligenz (AI) neue personalisierte Risikobewertungen und Therapieentscheidungen zu etablieren.
Das Projekt DigiOnko wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst in der Zeit vom 01.10.2020 – 30.09.2025 gefördert.
Quantencomputing, das heißt neue Technologien und Algorithmen auf Basis der Quantenmechanik, kann die Rechenleistung von derzeitigen Supercomputern um ein Vielfaches übertreffen. Trotz großer Fortschritte in jüngster Zeit sind zur Realisierung des vollen Potenzials von Quantencomputing noch signifikante Entwicklungsarbeit und auch wissenschaftliche Durchbrüche erforderlich. In Bayern werden diese Anstrengungen durch das Projekt Munich Quantum Valley mit insgesamt 300 Millionen Euro über einen Zeitraum von zunächst fünf Jahren gefördert. Die FAU ist an diesem Vorhaben als Gründungsmitglied über die Departments Physik und Elektrotechnik-Elektronik-Informationstechnik beteiligt.
Das Projekt Munich Quantum Valley wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst in der Zeit vom 01.10.2021 – 30.09.2026 gefördert.