27.02.2009 von PaulWutz.

Presseinformation der Universität Göttingen vom 26.02.2009

Göttinger Physiker nutzen dazu ein selbstentwickeltes Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop

Mit einem speziell entwickelten Rastertunnelmikroskop ist es Physikern aus Göttingen, Jülich und Halle gelungen, die durch „Defekte“ hervorgerufenen Elektronenwellen in einem Festkörper im Nanometerbereich sichtbar zu machen. Die Form der beobachteten Muster weist dabei einen Zusammenhang auf zu einer lange bekannten Materialeigenschaft, der Fermi-Fläche. Sie beschreibt die energetischen Zustände von Elektronen eines Metalls und ist für die Anwendung in neuen magnetischen Materialien von Bedeutung. Die Untersuchungen an der Universität Göttingen wurden am IV. Physikalischen Institut im Schwerpunkt Festkörper- und Materialphysik durchgeführt. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift „Science“ vorgestellt.

Die Quantenmechanik beschreibt das Verhalten von Materie im atomaren Bereich und zeichnet sich wesentlich durch den Dualismus von Welle und Teilchen aus. Der Wellencharakter von Elektronen, der maßgeblich die physikalischen Eigenschaften eines Festkörpers bestimmt, ist experimentell jedoch nur schwer sichtbar zu machen. Anders als Wasserwellen, die sich auf der Oberfläche eines Sees nach einem Steinwurf kreisförmig ausbreiten, kann die Ausbreitung von Elektronen als sogenannte Huygensche Elementarwelle sehr komplexe Strukturen annehmen. Ihre Visualisierung auf der Nanometerskala gelang Dr. Alexander Weismann, Dr. Martin Wenderoth und Prof. Dr. Rainer G. Ulbrich zusammen mit Experten des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle-Wittenberg.

Als „Störungen“ verwendeten die Forscher einzelne Kobaltatome, die mehrere Lagen unter einer atomar glatten Kupferoberfläche präpariert wurden. An diesen Verunreinigungen werden Elektronen gestreut. Dadurch entsteht ein stehendes Wellenmuster mit langer Reichweite, das mit Hilfe des Göttinger Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskops an der Oberfläche sichtbar gemacht werden konnte. Dabei hat sich gezeigt, dass sich die Elektronenwellen in bevorzugte Richtungen ausbreiten. Dieses Phänomen, das als Elektronenfokussierung bezeichnet wird, kann nach Angaben von Dr. Weismann in weitergehenden Anwendungen ähnlich wie ein Echolot eingesetzt werden, um „vergrabene“ Nanostrukturen abzubilden.

Originalveröffentlichung:
A. Weismann, M. Wenderoth, S. Lounis, P. Zahn, N. Quaas, R.G. Ulbrich, P.H. Dederichs, S. Blügel: Seeing the Fermi Surface in Real Space by Nanoscale Electron Focusing, Science 323 (2009)

Externer Link: www.uni-goettingen.de

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26.02.2009 von PaulWutz.

Presseinformation der LMU München vom 23.02.2009

Bessere Sequenzanalysen bei Genen und Proteinen

Seit der Sequenzierung des menschlichen Genoms vor acht Jahren wurden bei der Analyse der enthaltenen Gene und deren Funktionen große Fortschritte gemacht. Dennoch ist der größere Teil der menschlichen Gene bisher in ihrer Funktion kaum verstanden. Zur Funktionsbestimmung hilft oft ein Vergleich der Gensequenzen mit denen von hunderten anderer Organismen, die experimentell vielfach leichter zu untersuchen sind und deren Sequenzen weltweit in Datenbanken bereitgehalten werden. Diese dienen Forschern als Vergleich, um auf die unbekannte Funktion menschlicher oder tierischer Gene rückschließen zu können. Nun ist es den Bioinformatikern Dr. Johannes Söding und Andreas Biegert vom Genzentrum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, das die Datenbanksuche bei gleicher Geschwindigkeit deutlich empfindlicher macht. Dadurch lassen sich verwandte Gen- und Proteinsequenzen in den Datenbanken mit großer Genauigkeit aufspüren. Die zugrunde liegende Idee lässt sich vielseitig für alle Arten von Sequenzanalysen einsetzen. (PNAS, 20. Februar 2009)

Bei Genen wie auch Proteinen gilt: Die Funktion beruht in erster Linie auf der Sequenz, also der Abfolge der Bausteine. Ähnlich aufgebaute Gene besitzen also häufig eine entsprechende Funktion. Dies gilt in gewissem Grade auch für Proteine, bei denen aber noch die dreidimensionale Struktur, in die sie sich falten und die sich nicht ohne Weiteres aus ihrer Sequenz ableiten lässt, eine entscheidende Rolle spielt. Ähnliche Sequenzen – zumindest in Schlüsselbereichen – lassen aber auf eine Verwandtschaft schließen und legen damit ähnliche Funktionen nahe.

Die Sequenzen und Funktionen von Genen wie auch Proteinen werden daher in Datenbanken gespeichert, die Wissenschaftler auf der ganzen Welt zum Vergleich mit neuen Daten nutzen. Doch selbst die besten und am häufigsten genutzten Algorithmen wie etwa BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) verwenden bestimmte Vereinfachungen, um eine effiziente Suche in den riesigen Datenmengen überhaupt zu ermöglichen. Schließlich muss BLAST die von einem Forscher eingegebene Sequenz – den Buchstabencode, der die Abfolge der DNA-Bausteine oder der Aminosäuren beschreibt – mit sämtlichen Sequenzen in der Datenbank in wenigen Minuten vergleichen können.

Dabei bewerten die Suchprogramme die Ähnlichkeit der Sequenzen, indem diese so untereinander angeordnet werden, dass sich möglichst ähnliche Aminosäuren in der gleichen Spalte dieses sogenannten Alignments befinden. Die Berechnung der Ähnlichkeit erfolgt dann Aminosäure für Aminosäure, wobei berücksichtigt wird, wie gut zwei Aminosäuren ohne nachteilige Folgen gegeneinander austauschbar sind. Denn manche dieser Proteinbausteine sind sich in ihren Eigenschaften ähnlich, sodass ihr Austausch in einem Protein oft keinen Effekt auf dessen Funktion hat.

BLAST ist seit seiner Entwicklung 1990 das wichtigste Instrument der Sequenzsuche und wird weltweit rund 500.000 Mal am Tag aufgerufen. Doch das Programm ist noch lange nicht optimal. So beachtet es bei der Bewertung der Ähnlichkeit zweier Aminosäuren nicht deren Kontext, also die benachbarten Aminosäuren. Johannes Söding und Andreas Biegert vom Genzentrum München und dem Exzellenzcluster „Center for Integrated Protein Science Munich (CIPSM)“ der LMU haben nun ein Verfahren entwickelt, das die Ähnlichkeitssuche deutlich verbessert: Ihr sogenanntes kontext-spezifisches BLAST, CS-BLAST, kann bei gleicher Suchgeschwindigkeit doppelt so viele entfernte „Verwandte“ von Proteinen aufspüren wie bisher.

Um die Ähnlichkeit einer Aminosäure mit den Referenzdaten zu bestimmen, wird bei CS-BLAST auch der Sequenzkontext jeder Aminosäure, nämlich deren sechs linke und sechs rechte Nachbarn, in die Analyse mit einbezogen. „Die Idee ist, dass der Kontext sehr viel darüber aussagt, als wie ähnlich zwei Aminosäuren zu bewerten sind“, erläutert Söding, der die Arbeitsgruppe „Protein Bioinformatics and Computational Biology“ am Genzentrum München leitet. „So gibt es beispielsweise bei Proteinen gefaltete und ungefaltete Bereiche. In einem ungefalteten Bereich kann etwa die Aminosäure Valin oft ohne nachteiligen Effekt in die anderen 19 Aminosäuren mutieren. In einem gefaltenen Bereich geht sie dagegen mit hoher Wahrscheinlichkeit in Aminosäuren über, die ebenfalls hydrophob, also wasserabstoßend, sind.“

Dem Programm liegt eine sehr allgemeine Idee zugrunde, die sich auf alle Arten der Sequenzsuche und der Alignmentmethoden übertragen lässt. Dies zeigten die Forscher am Beispiel von PSI-BLAST, einem Algorithmus, bei dem bereits aufgefundene verwandte Sequenzen in einem sogenannten multiplen Alignment untereinander angeordnet werden. Dadurch lassen sich Gruppen von Aminosäuren identifizieren, die immer an der gleichen Stelle der Sequenz vorkommen und so Hinweise auf die Funktion dieses Abschnitts geben. „Uns ist es gelungen, mit der Idee des Sequenzkontextes auch PSI-BLAST deutlich sensitiver zu machen. Dadurch liefern zwei hintereinandergeschaltete Suchen mit unserer kontext-spezifischen Version von PSI-BLAST bessere Resultate als fünf Suchen des herkömmlichen Programms“, sagt Söding.

Dass die neue Methode trotz besserer Empfindlichkeit gleich schnell ist, erklärt der Forscher damit, dass die Sequenzsuche in zwei Schritten erfolgt: „Sowohl beim herkömmlichen BLAST als auch bei unserer Methode wird zunächst eine Suchmatrix berechnet“, erklärt Söding. „Dieser Schritt ist bei uns zwar aufwendiger, aber mit einer Sekunde immer noch sehr schnell. Erst der zweite Schritt, die Datenbanksuche mithilfe der Suchmatrix, nimmt viel Zeit in Anspruch – und dieser Schritt ist bei beiden Ansätzen gleich.“

In Zukunft wollen die Biowissenschaftler den neu entwickelten Algorithmus auch auf genomische Alignments anwenden, bei denen nicht nur einzelne Gene, sondern ganze Abschnitte des Erbguts verglichen werden. „Ähnlich wie bei Proteinen gibt es in der DNA bestimmte Schlüsselstellen, die besonders wichtige Funktionen erfüllen“, erläutert Söding. „Diese auch für das tiefere Verständnis vieler Krankheiten wichtigen regulatorischen Bereiche kann man identifizieren, wenn man das menschliche Genom denen von anderen Säugetieren gegenüberstellt.“ Durch eine kontext-spezifische Methodik hoffen die LMU-Forscher, die Qualität solcher genomischer Aligments und damit die Identifikation regulatorischer Bereiche wesentlich zu verbessern. „Wir glauben, dass sich unsere Methode im gesamten Bereich der biologischen Sequenzanalyse durchsetzen könnte“, schließt Söding. (ca/sw)

Publikation:
“Sequence context-specific profiles for homology searching”;
Andreas Biegert und Johannes Söding;
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) online;
20. Februar 2009;
doi:10.1073/pnas.0810767106

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23.02.2009 von PaulWutz.

Mediendienst der Fraunhofer-Gesellschaft vom Februar 2009

Werkstoffe, die aus einem Gefüge von Nanoteilchen bestehen, sind fester und härter als Materialien aus größeren Teilchen. Ein neues Herstellungsverfahren sorgt dafür, dass solche feinkristallinen Strukturen auch bei der Weiterverarbeitung erhalten bleiben.

Aluminium ist leicht, verbiegt allerdings auch schnell. Hat es jedoch eine nanometerkleine Struktur, zeigt es andere Eigenschaften: Das Material ist wesentlich stabiler und fester. Daher ist es wie geschaffen für Aluschrauben in Motoren, die hohen Temperaturen standhalten müssen. Auch für Leichtbauteile eignet sich dieser Werkstoff hervorragend, denn je fester das Material, desto dünner kann das Blech für die Bauteile sein. Ausschlaggebend für die Eigenschaften ist die geringe Größe der Kristalle: Sie sind bedeutend kleiner als bei herkömmlichen Werkstoffen. Man spricht daher auch von feinkristallinen Gefügen.

Eine Herausforderung liegt in der Weiterverarbeitung solcher Nanowerkstoffe zu Werkzeugen oder Bauteilen: Beim Pressen oder Fügen muss das Material erwärmt werden. Die Kristalle wachsen, die Strukturen werden größer. Kurzum: Das Material verliert bei der Erwärmung die »Nanoeigenschaften«. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden haben sich dieser Herausforderung angenommen. »Ziel ist es, die feinkristalline Struktur während des gesamten Herstellungsprozesses von Bauteilen zu erhalten«, erklärt Dr. Ronny Leuschner, Projektleiter am IFAM. Die Forscher haben dafür eine spezielle Technologiekette aufgebaut, zum Beispiel für die Herstellung von nanostrukturierten Aluminiumwerkstoffen. »Dafür stellen wir zunächst eine spezielle Aluminium-Legierung her«, sagt Leuschner. »Die metallische Schmelze müssen wir sehr rasch abkühlen. Wir frieren sie quasi ein.« Dafür verwenden die Forscher das »Melt Spinning«-Verfahren: Eine eigens entwickelte Spritzvorrichtung gießt die Schmelze auf eine wassergekühlte rotierende Rolle und erzeugt gleichmäßige, nur wenige Mikrometer dünne Bandstücke, Flakes genannt. Kaum auf der Rolle, sinkt die Temperatur der Schmelze rapide und das Band erstarrt in Hochgeschwindigkeit. Der Vorteil der Vorrichtung: Sie eignet sich für mehrere Kilogramm Material und hält Temperaturen von mehr als 1700 Grad Celsius aus. »Nach dem Erstarren müssen wir die Flakes kompaktieren und in die gewünschte Form pressen«, sagt Leuschner. Auch dabei dürfen die feinkristallinen Strukturen nicht verloren gehen. Die Forscher nutzen hier das Spark-Plasma-Sintern: Hochfrequente Strompulse innerhalb der Pressvorrichtung kompaktieren das Material in sehr kurzer Zeit, sodass die feinen Mikrostrukturen erhalten bleiben. Die Anwendungen der Nanowerkstoffe reichen von leichteren Alu-Bauteilen mit verbesserter Festigkeit, Verschleiß- oder Korrosionsbeständigkeit über die Speicherung von Wasserstoff und die Energiegewinnung mit thermoelektrischen Werkstoffen bis hin zur Elektrotechnik.

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20.02.2009 von PaulWutz.

Presseinformation des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) vom 19.02.2009

Partner unterzeichnen Gründungsvertrag für die Celitement GmbH - Pilotanlage entsteht am KIT

Hydraulische Bindemittel wie Zement bilden die stoffliche Grundlage für die gesamte Bau- und Baustoffindustrie und damit einen der weltweit wichtigsten Wirtschaftszweige überhaupt. Wissenschaftlern am KIT ist es nun gelungen, eine neue Familie von hochleistungsfähigen hydraulischen Mineralverbindungen („Zementen“) zu entwickeln. Diese werden in einem neuartigen Verfahren bei Temperaturen unter 500 Grad Celsius hergestellt. Um das im Labormaßstab erprobte Verfahren zu einem industriell nutzbaren Produktionsprozess weiter zu entwickeln, wurde heute die Celitement GmbH gegründet. Im Erfolgsfall könnten sich die Emissionen von Treibhausgasen und der Energieverbrauch bei der Herstellung von zementähnlichen Bindemitteln signifikant verringern lassen.

Zemente und andere mineralische Bindemittel finden sich nicht nur in Massenbaustoffen wie Beton, sondern auch in zahlreichen Spezialanwendungen wie Putzen und Mörteln, Spachtelmassen und Fliesenklebern, Betonwaren oder keramikähnlichen Werkstoffen. Vier Wissenschaftler vom Institut für Technische Chemie (ITC) des KIT haben nun eine neue Gruppe mineralischer Bindemittel entwickelt, die aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften das Potenzial haben, den Bindemitteleinsatz in bestehenden Anwendungsfeldern zu verbessern und neue Anwendungsfelder für mineralische Bindemittel zu erschließen. „Möglich wurde dies erst durch den Einsatz der umfangreichen Analytik, die im KIT auf dem Gelände des Forschungszentrums zur Verfügung steht, beispielsweise der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA. Dadurch konnten wir viele bisher nicht bekannte Details der Zementchemie entschlüsseln“, so Dr. Peter Stemmermann vom ITC, der mit seinen drei Kollegen die Grundidee für den umweltfreundlichen Zement und das neue Verfahren entwickelt hat.

Mittlerweile sind die Zusammensetzung des neuen Zements und die Prozessschritte durch Stoff- und Verfahrenspatente abgesichert und als Marke unter der Bezeichnung „Celitement“ geschützt. „Mit ‚Celitement’ besteht die Aussicht, klassische Zemente zunächst in besonders anspruchsvollen Anwendungsgebieten und Spezialbaustoffen durch ein qualitativ hochwertiges, nachhaltiges Produkt zu ersetzen“, so Dr. Peter Fritz, Vorstand für Energie- und Umweltforschung des Forschungszentrums Karlsruhe und gleichzeitig verantwortlich für Innovation im KIT.

Das Forschungszentrum Karlsruhe hat heute mit den vier Erfindern und einem namhaften Partner aus der Zementindustrie, der SCHWENK-Gruppe, den Gründungsvertrag für die Celitement GmbH unterzeichnet. „Die Gründung einer gemeinsamen Firma mit unternehmerisch denkenden Mitarbeitern, einem renommierten Industrieunternehmen und einer Forschungseinrichtung setzt neue Maßstäbe beim Technologietransfer“, so Dr. Hanns-Guenther Mayer von der Stabsabteilung Innovation des KIT, die die Entwicklung des Produkts bis zur Marktreife unterstützt. „Ziel der Gesellschaft ist zunächst die Entwicklung bis zur Marktreife und die Vermarktung von Schutzrechten zu ‚Celitement’.“

Um die technische Umsetzbarkeit der Herstellung und die Anwendung des neuen Baustoffs praktisch zu erproben, wird die Celitement GmbH auf dem Gelände des KIT am Campus Nord (Forschungszentrum Karlsruhe) zunächst eine Pilotanlage errichten. Die Anlage soll bis zu 100 Kilogramm des neuen Bindemittels pro Tag liefern können und dazu dienen, alle Schlüsseltechnologien des neuen Verfahrens bis zur Praxisreife zu entwickeln und zu testen. Sobald die stofflichen und technischen Grundlagen für eine großtechnische Herstellung sichergestellt sind, plant der Industriepartner eine Referenzanlage an einem seiner Produktionsstandorte.

„Im Unterschied zu vielen unrealistischen, sowie ökologisch und ökonomisch mehr als fragwürdigen Ideen, die in letzter Zeit mit dem Argument des Klimaschutzes im Bereich zementähnliche Bindemittel in die Öffentlichkeit getragen wurden, sehen wir hier eine realistische Chance, in überschaubaren Zeiträumen eine wirklich auch ökologisch sinnvolle Alternative zumindest zu einem Teil der klassischen mineralischen Bindemitteln am Markt anbieten zu können“ so Dr. Hendrik Möller, bei Schwenk Zement zuständig für den Bereich Produkttechnik.

Der Weg bis zur großindustriellen Umsetzung ist aber noch lang und wird sicher einige Jahre intensiver Entwicklungsarbeit und zahlreiche Praxisversuche mit dem neuen Baustoff erfordern. Dies gilt auch schon für den Einsatz bisheriger Zemente. Die praktische Einführung eines neuen Bindemittels dauert, unabhängig von seinem wirtschaftlichen oder technischen Potenzial, erfahrungsgemäß einige Jahre, da das Versagen von Bauwerken oder Baustoffen für Leib und Leben der Betroffenen, die Umwelt und die beteiligten Unternehmen unter Umständen weit reichende Konsequenzen haben kann. Daher hat der Gesetzgeber schon immer ein besonderes Augenmerk auf alle am Bau beteiligten Bereiche geworfen und ein sehr enges Netz von Gesetzen, Ausführungsbestimmungen und Regelwerken geschaffen, die beachtet werden müssen. Zunächst ist daher eher von einem Einsatz in Spezialanwendungen und gänzlich neuen Anwendungsfeldern auszugehen. „Die Entwicklung wird zeigen, ob der neue Zement langfristig auch im Massenmarkt mit herkömmlichem Zement konkurrieren kann“, so Dr. Matthias Achternbosch, Projektleiter am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT, das den Weg des neuen energiesparenden und umweltfreundlichen Zementes von der Innovation bis zur Marktreife begleiten wird.

„Die Entscheidung für den Industriepartner SCHWENK erfolgte nach mehreren Sondierungsgesprächen mit unterschiedlichen Unternehmen“, so Dr. Alexander Kurz, stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums Karlsruhe und verantwortlicher Vorstand für Personal und Recht im KIT, „wobei es uns gelungen ist, die teils verschiedenen Interessen im Wege konstruktiver Verhandlungen ausgewogen zu regeln.“ Die SCHWENK-Gruppe zeichnet sich insbesondere durch eine intensive Forschung und Entwicklung im Bereich Zement, durch ein vertikal integriertes Produktportfolio von Zement über Transportbeton, Putz- und Mörtelsysteme, Betonfertigteile bis hin zu Spezialbaustoffen und durch einen sehr hohen Vernetzungsgrad mit relevanten Verbänden und Gremien aus. Mit vier großen integrierten Zementwerksstandorten in Deutschland und zahlreichen anderen Industrieaktivitäten, ist die in Baden-Württemberg ansässige SCHWENK-ZEMENT KG zudem ein regional bedeutsamer Industriepartner. “Für SCHWENK als Familienunternehmen ist dieses Vorhaben Herausforderung und Chance zugleich, Entschlusskraft und Umsetzungsstärke zu zeigen”, so Gerhard Hirth, Geschäftsführer der Unternehmensgruppe SCHWENK.

Externer Link: www.kit.edu

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18.02.2009 von PaulWutz.

Pressemitteilung der TU München vom 16.02.2009

Hightech-Sohle gibt Anweisungen per Kopfhörer

Wenn’s auch nach der Skischule mit der Technik nicht so klappt, kann in Zukunft der Digital Skiing Coach helfen. Eine von Ingenieuren der Technischen Universität München entwickelte Hightech-Sohle analysiert die Bewegungen von Anfängern wie Fortgeschrittenen und gibt dem Skifahrer per Kopfhörer Hilfestellung zum optimalen Bewegungsablauf. Im Rahmen der universitären Ausgründung „Moticon“ soll das Gerät nun vermarktet werden.

Den Berg hinunter kommen zwar fast alle Skifahrer, aber bis die Bewegung leicht und elegant fließt und Skifahren sich nicht nur gut anfühlt, sondern auch sicher ist, braucht es viel Übung in den wenigen Tagen des Winterurlaubs. Mag der erste Bogen einer Abfahrt noch gelingen, so ist bei vielen Skifahrern spätestens nach der zweiten Kurve Schluss mit der guten Technik – sie behalten ihren Körperschwerpunkt zu weit hinten. Die Folge: Sie werden zu schnell, die Skier flattern, sind kaum noch kontrollierbar, die Fahrer müssen abbremsen – von Leichtigkeit oder sicherem Fahren keine Spur mehr.

Der Skilehrer, der Freizeitsportlern beim Erlernen eines guten Fahrstils hilft, wird bald Unterstützung durch einen digitalen Kollegen bekommen. Ein interdisziplinäres Wissenschaftlerteam der Technischen Universität München hat am Fachgebiet für Sportgeräte und Sportmaterialien einen „Digital Skiing Coach“ entwickelt, der die Bewegungen des Skifahrers analysiert und dem Sportler während der Fahrt Rückmeldung gibt.

Herzstück des Digital Skiing Coach ist eine intelligente Einlegesohle mit eigener Energieversorgung. Wählt der Skifahrer vor dem Start zum Beispiel das Programm „Körperposition“, so ermittelt die elektronische Sohle über Drucksensoren die Körperhaltung des Sportlers und überträgt die Daten per Funk an ein Handy. Dort werden die Daten mit den Idealwerten professioneller Skilehrer verglichen. Gerät der Skifahrer zu stark in Rückenlage, hört er über die Kopfhörer des Handys einen Signalton, ähnlich der Einparkhilfe eines Autos. Am Fuß des Hangs fasst die elektronische Stimme des Coachs noch einmal den Verlauf der Abfahrt zusammen und gibt Tipps, was der Sportler verbessern könnte.

Erste Erfahrungen von Skifahrern

Sportwissenschaftliche Studien mit dem Digital Skiing Coach ergab, dass Skifahrerinnen und Skifahrer dank der TUM-Entwicklung ihren Bewegungsablauf deutlich verbessern konnten und dies auch selber so empfanden. Maximilian Müller, einer der drei TUM-Studenten, die den digitalen Skilehrer entwickelt haben, profitierte schon selbst von dem Gerät: „Ich fahre eigentlich recht gut Ski“, sagt der 30-Jährige, „hatte aber meine Probleme mit der Skiführung bei schlechten Schneeverhältnissen. Ein paar Trainingsstunden mit dem Digital Skiing Coach haben mir deutlich gemacht, dass ich zu stark auf den Fersen stehe.“

Kompetenzen aus fünf wissenschaftlichen Fachrichtungen der TUM flossen in die Entwicklung des Systems ein: Maximilian Müller promoviert derzeit am Fachgebiet für Sportgeräte und Sportmaterialien sowie am Lehrstuhl für Produktentwicklung des Instituts für Mechatronik. Mit diesem Know-How entwickelte er die Einlegesohle mit integrierter Elektronik. Der Informatiker Florian Zierer programmierte die Software der Sohle sowie die mobilen Anwendungen auf dem Handy. Robert Vilzmann promovierte am Lehrstuhl für Kommunikationsnetze und erarbeitete mathemathische Algorithmen, die die Bewegungsmuster des Skifahrers erkennen und verarbeiten. Eine Studie am Lehrstuhl für Sportpsychologie schließlich untersuchte, wie viel Information Skifahrer während der Fahrt überhaupt aufnehmen und umsetzen können.

Inzwischen haben die drei TUM-Erfinder mithilfe des Gründerstipendiums EXIST des Bundesforschungsministeriums die Firma „Moticon“ gegründet, die den digitalen Skilehrer serienreif machen und zusammen mit Industriepartnern für den Breitensport vermarkten wird. Dann wird der elektronische Pädagoge zum Beispiel auch auf das richtige Carven achten können, sobald das Auf und Nieder in der Kurve klappt.

Externer Link: www.tu-muenchen.de

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