Muskeln zum Anziehen

Medienmitteilung der ETH Zürich vom 23.06.2022

Forschende der ETH Zürich haben einen tragbaren Exomuskel aus Stoff entwickelt – eine Art zusätzliche Muskelschicht. Diese soll Menschen mit Bewegungseinschränkungen mehr Kraft und Ausdauer im Oberkörper verleihen.

«In den Armen bin ich einfach zunehmend schwach», sagt Michael Hagmann, bei dem 2016 Bethlem-​Myopathie diagnostiziert wurde, eine seltene Muskelerkrankung. Um die fehlende Muskelkraft in den Armen zu kompensieren, macht Hagmann im Alltag Ausweichbewegungen, die wiederum zu einer unguten Haltung und Verspannungen führen. Marie Georgarakis, ehemalige Doktorandin am Sensory-​Motor Systems Lab der ETH Zürich, kennt das Problem. «Mittlerweile gibt es zwar viele gute Therapiegeräte in Kliniken. Diese sind aber oft sehr teuer und gross. Technische Hilfsmittel, die Patient:innen direkt im Alltag unterstützen und mit denen sie auch daheim trainieren können, gib es dagegen weniger. Diese Lücke wollen wir schliessen», sagt Georgarakis.

So viel Kraft wie nötig

Aus dieser Idee ist das Myoshirt entstanden, ein weicher, tragbarer Exomuskel für den Oberkörper. Dieser besteht aus einer Art Weste mit Manschetten für die Oberarme und einem kleinen Kasten, in dem die ganze Technik steckt, die nicht unmittelbar am Körper gebraucht wird. Und so funktioniert es: Ein intelligenter Algorithmus erkennt mithilfe von Sensoren im Stoff, was für eine Bewegung der Träger oder die Trägerin ausführen will und wie viel Kraft dafür benötigt wird. Ein Motor verkürzt daraufhin ein im Stoff parallel zu den Muskeln verlaufendes Kabel – eine Art künstliche Sehne – und unterstützt so die Bewegung. Die Unterstützung ist dabei immer in Einklang mit der vom Nutzer ausgeführten Bewegung und kann auf individuelle Präferenzen abgestimmt werden. Stets hat der Nutzer oder die Nutzerin die Kontrolle und kann das Gerät jederzeit übersteuern.

Mehr Ausdauer dank Exomuskel

Diesen ersten Prototypen haben die Forschenden nun in einer Studie mit 12 Proband:innen – zehn gesunden Personen, einer Person mit einer Muskelschwäche (Michael Hagmann) und einer Person mit einer Rückenmarksverletzung – erstmals getestet. Die Resultate sind vielversprechend: Alle Teilnehmer:innen konnten dank dem Exomuskel ihre Arme und/oder Gegenstände sehr viel länger heben. Die Ausdauerzeit erhöhte sich bei gesunden Teilnehmer:innen um rund einen Drittel, bei dem Teilnehmer mit Muskelschwäche erhöhte sie sich um 60 Prozent und der Proband mit einer Rückenmarksverletzung konnte die ihm aufgetragenen Übungen gar drei Mal so lange durchhalten. Die eigenen Muskeln wurden dabei weniger beansprucht und die überwiegende Mehrheit der Versuchsteilnehmenden empfanden das Gerät zudem als intuitiv in der Nutzung.

Mit Betroffenen testen und verbessern

Der Weg bis zum marktreifen Produkt ist aber dennoch ein langer: «In einem nächsten Schritt möchten wir unseren Prototyp ausserhalb des Labors in der natürlichen Umgebung der zukünftigen Träger:innen testen und das Gerät mithilfe dieser Ergebnisse weiter verbessern», sagt Michele Xiloyannis, der ebenfalls am Sensory-​Motors Systems Lab der ETH Zürich tätig ist und am Myoshirt forscht. Damit das Gerät dereinst unsichtbar und bequem unter der Kleidung getragen werden kann, muss es noch kleiner und leichter werden – heute wiegt die Antrieb-​ und Steuerungsbox noch vier Kilogramm. Um ein maximal reduziertes Produkt zu erhalten, wollen sich die Forschenden weiterhin auf eine Kernfunktion konzentrieren – das Unterstützen der Schulter beim Anheben der Arme. Zudem arbeiten sie eng mit dem ETH-​Spin-off MyoSwiss AG zusammen, das ein weiches Exoskelett – eine Art Roboteranzug zur Unterstützung der Beine – herstellt und vertreibt. «Dass die Forschenden ihre Ideen zusammen mit den potenziellen Nutzenden und iterativ weiterentwickeln, gefällt mir besonders», sagt Michael Hagmann, der bereits verschiedene technische Hilfsmittel der ETH vom Prototyp bis zum fertigen Produkt getestet und so entwickeln geholfen hat. Denn für ihn ist klar: Er möchte auch in Zukunft weiter aktiv bleiben und da kommt technische Unterstützung wie gerufen.

Publikation:
Georgarakis M, Xiloyannis M, Wolf P, Riener R. A textile exomuscle that assists the shoulder during functional movements for everyday life. Nature Machine Intelligence. 22.06.2022.

Externer Link: www.ethz.ch

Dünnschicht-Photovoltaik: Effizient und vielseitig im Doppelpack

Presseinformation des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) vom 14.06.2022

Forschende am KIT entwickeln Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von fast 25 Prozent – Materialkombination ermöglicht mobile Anwendungen

Solarzellen übereinander zu stapeln, steigert den Wirkungsgrad. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Partnern im EU-Projekt PERCISTAND nun Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von fast 25 Prozent hergestellt – dem bis jetzt höchsten für diese Technologie. Zudem sorgt die Materialkombination für Leichtigkeit und Vielseitigkeit, sodass der Einsatz dieser Tandem-Solarzellen auch an Fahrzeugen, tragbaren Geräten sowie falt- oder rollbaren Vorrichtungen vorstellbar ist. Die Forschenden stellen ihre Arbeit in der Zeitschrift ACS Energy Letters vor.

Perowskit-Solarzellen haben in nur zehn Jahren eine steile Entwicklung durchlaufen. Vom Wirkungsgrad her lassen sie sich bereits mit den seit langem etablierten Silizium-Solarzellen vergleichen. Bei Perowskiten handelt es sich um innovative Materialien mit einer speziellen Kristallstruktur. Forschende arbeiten weltweit derzeit daran, die Perowskit-Photovoltaik reif für die praktische Anwendung zu machen. Für die Endverbrauchenden sind Solarzellen desto attraktiver, je mehr Strom pro Flächeneinheit sie erzeugen.

Der Wirkungsgrad lässt sich durch das Stapeln von zwei oder mehr Solarzellen erhöhen. Wenn dabei jede Solarzelle besonders effizient einen anderen Teil des Sonnenlichtspektrums absorbiert, lassen sich inhärente Verluste reduzieren und der Wirkungsgrad steigt. Dieser gibt an, wie viel vom einfallenden Licht in Strom umgewandelt wird. Perowskit-Solarzellen eignen sich dank ihrer Vielseitigkeit hervorragend als Bestandteil solcher Tandems. So haben Tandem-Solarzellen aus Perowskiten und Silizium einen Rekordwirkungsgrad von über 29 Prozent erreicht – deutlich höher als der von Einzelzellen aus Perowskiten (25,7 Prozent) und Silizium (26,7 Prozent).

Kombination von Perowskiten mit CIS – Mobilität und Flexibilität

Zusätzliche Vorteile verspricht die Kombination von Perowskiten mit anderen Materialien, wie Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS). Dadurch werden flexible und leichte Tandem-Solarzellen möglich, die sich nicht nur an Gebäuden, sondern auch an Fahrzeugen und tragbaren Geräten anbringen lassen. Solche Solarzellen könnten sogar zur Aufbewahrung gefaltet oder gerollt und bei Bedarf ausgefahren werden, beispielsweise auf Jalousien oder Markisen, die vor Sonne schützen und gleichzeitig Strom erzeugen.

Einem internationalen Team aus Forschenden unter Leitung von Dr. Marco A. Ruiz-Preciado und Tenure-Track-Professor Ulrich W. Paetzold vom Lichttechnischen Institut (LTI) und Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT ist es nun gelungen, Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen mit einem Spitzenwirkungsgrad von 24,9 Prozent (23,5 Prozent zertifiziert) herzustellen. „Dies ist der höchste gemeldete Wirkungsgrad für diese Technologie und der erste hohe Wirkungsgrad überhaupt, der mit einer fast galliumfreien Kupfer-Indium-Diselenid-Solarzelle in einem Tandem erreicht wurde“, erklärt Ruiz-Preciado. Die Verringerung der Galliummenge führt zu einer schmalen Bandlücke von etwa einem Elektronenvolt eV, was dem Idealwert von 0,96 eV für die untere Solarzelle in einem Tandem sehr nahekommt.

CIS-Solarzellen mit schmaler Bandlücke – Perowskit-Solarzellen mit wenig Brom

Bei der Bandlücke handelt es sich um eine Materialeigenschaft, die denjenigen Teil des Sonnenspektrums bestimmt, den eine Solarzelle absorbieren kann, um Strom zu erzeugen. In einer monolithischen Tandem-Solarzelle müssen die Bandlücken so beschaffen sein, dass die beiden Zellen ähnliche Ströme erzeugen können, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen. Ändert sich die Bandlücke der unteren Zelle, muss die Bandlücke der oberen Zelle daran angepasst werden; umgekehrt ebenso.

Um die Bandlücke für eine effiziente Tandem-Integration einzustellen, werden üblicherweise Perowskite mit hohem Bromgehalt verwendet. Dies führt jedoch häufig zu Spannungsverlusten und Phaseninstabilität. Da die Forschenden am KIT und ihre Partner für ihre Tandems unten CIS-Solarzellen mit schmaler Bandlücke einsetzen, können sie die oberen Solarzellen aus Perowskiten mit niedrigem Bromgehalt herstellen, sodass sie effizienter und stabiler sind.

„Unsere Studie demonstriert das Leistungspotenzial von Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen und definiert die Basis für zukünftige Entwicklungen, die den Wirkungsgrad weiter verbessern können“, so Paetzold. „Erreicht haben wir diesen Meilenstein dank der hervorragenden Zusammenarbeit im EU-Projekt PERCISTAND und besonders dank der engen Kooperation mit der Netherlands Organisation for Applied Scientific Research.“ Wichtige Vorarbeiten gelangen zudem im nationalen Projekt CAPITANO, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). (or)

Originalpublikation:
Marco A. Ruiz-Preciado, Fabrizio Gota, Paul Fassl, Ihteaz M. Hossain, Roja Singh, Felix Laufer, Fabian Schackmar, Thomas Feeney, Ahmed Farag, Isabel Allegro, Hang Hu, Saba Gharibzadeh, Bahram Abdollahi Nejand, Veronique S. Gevaerts, Marcel Simor, Pieter J. Bolt, and Ulrich W. Paetzold: Monolithic Two-Terminal Perovskite/CIS Tandem Solar Cells with Efficiency Approaching 25%. ACS Energy Letters, 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00707

Externer Link: www.kit.edu

Beben auf mikroskopischer Skala

Presseaussendung der TU Wien vom 07.06.2022

Winzige Vibrationen verwendet man heute oft in der Sensortechnik. An der TU Wien wurde nun gezeigt: Auf besonders kleinen Größenskalen dominiert ein unerwarteter Effekt.

Eine Stimmgabel besteht aus zwei Armen, die in Schwingung versetzt werden und unten miteinander gekoppelt sind. So ähnlich kann man sich auch Sensoren vorstellen, die auf mikromechanischen Schwingungen beruhen – nur eben viel kleiner. Je nach Größenskala spricht man dann von MEMS (von mikroelektromechanischen Systemen) oder, wenn sie noch kleiner sind, von NEMS (von nanoelektromechanischen Systemen).

Die Kopplung zwischen den schwingenden Strukturen spielt dabei eine zentrale Rolle. Wie sich nun zeigte, verhält sich diese Kopplung auf winzigen, mikroskopischen Größenskalen aber ganz anders als man das von größeren Objekten gewohnt ist: Ausschlaggebend sind dann akustische Wellen, die sich nur an der Oberfläche des Sensorchips ausbreiten. Hendrik Kähler von der TU Wien gelang es nun, diese Wellen-Kopplung mathematisch zu beschreiben. Seine Arbeit soll nun die Grundlage für neuartige Mikro-Sensortechnik werden.

Schwingungen als vielseitige Messmethode

Viele wichtige Größen kann man mit schwingenden Mikrosystemen messen – etwa die Masse von Partikeln. „Wenn eine Mikrostruktur in Schwingung versetzt wird und sich dann ein Partikel auf dieser Struktur anlagert, dann ändert sich ihre Schwingungsfrequenz“, erklärt Hendrik Kähler vom Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien, der derzeit im Forschungsteam von Prof. Silvan Schmid an seiner Dissertation arbeitet. Eine Änderung der Schwingungsfrequenz lässt sich sehr präzise messen – und daraus kann man dann beispielsweise auf die angelagerte Masse zurückschließen.

„Die Technik ist sehr vielseitig anwendbar, und in den letzten Jahren zeigte sich ein anhaltender Trend zur Miniaturisierung hin zu Strukturen mit Dimensionen deutlich kleiner als ein Mikrometer“, sagt Hendrik Kähler.

Die Folge ist, dass man das Verhalten der Strukturen auf andere Weise beschreiben muss als bisher. Wenn mehrere schwingende Strukturen auf demselben Sensorchip befestigt sind, dann beeinflussen sie einander. Wenn sie groß sind, dann kann man sich die Kopplung zwischen ihnen vorstellen, als wären sie durch eine dehnbare Feder miteinander verbunden. Doch bei extrem hohen Frequenzen tritt eine andere Art der Kopplung auf: Die Kopplung durch akustische Oberflächenwellen.

Oberflächlich aber folgenschwer

Akustische Oberflächenwellen sind ein Phänomen, das man aus anderen Forschungsbereichen kennt – etwa aus der Erdbebenforschung. Sie breiten sich rasch aus, dringen nicht ins Innere eines Körpers ein, sondern pflanzen sich nur an der Oberfläche fort.

Ein schwingender Resonator auf einem Sensorchip verursacht ebenfalls solche Oberflächenwellen. Diese können sich auf der Oberfläche des Chips ausbreiten und erreichen den anderen Resonator. Somit wird von der Schwingung des einen Resonators eine Kraft auf den anderen Resonator ausgeübt – so entsteht eine spezielle Art von Kopplung, die nicht wie bisher durch die Mathematik dehnbarer Federn erklärt werden kann, sondern bloß durch die Mathematik von akustischen Oberflächenwellen.

Hendrik Kähler gelang es nun, diesen Kopplungseffekt theoretisch zu beschreiben. Er konnte dabei zeigen, dass sich durch die Kopplung der Energieverlust der Resonatoren stark reduzieren kann. Seine Theorie der akustischen Oberflächenwellen-Kopplung wurde nun im Fachjournal „Communications Physics“ veröffentlicht. Sie soll dazu dienen, das Verhalten besonders kleiner Nanosensoren zu verstehen und neue Sensoren zu entwickeln. (Florian Aigner)

Originalpublikation:
H. Kähler, D. Platz, S. Schmid: Surface acoustic wave coupling between micromechanical resonators; Communications Physics 5, 118 (2022).

Externer Link: www.tuwien.at

Schleim-Moleküle können Pilzinfektionen vereiteln

Medienmitteilung der Universität Basel vom 07.06.2022

Candida albicans ist ein Pilz, der die Schleimhäute der meisten gesunden Menschen besiedelt. Unter bestimmten Bedingungen kann er in eine schädliche Form übergehen und Infektionen verursachen. Forschende haben nun Moleküle im Sekret der Schleimhäute identifiziert, die den Erreger daran hindern, schädlich zu werden, und legen damit den Grundstein für eine neue Klasse von Medikamenten.

Die meisten Menschen bemerken gar nicht, dass sie einen potenziell schädlichen Erreger in sich tragen. Dass sich Candida albicans nicht bemerkbar macht, verdanken sie zum Teil einer Substanz, die normalerweise nicht hoch im Kurs steht: Schleim. Das Sekret, das alle Schleimhäute des Körpers bedeckt, hält diesen Hefepilz in Schach. Doch welche Bestandteile des Schleims genau für seine erregerhemmenden Eigenschaften verantwortlich sind, war bisher unklar.

Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung von Dr. Rachel Hevey von der Universität Basel und Prof. Dr. Katharina Ribbeck vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat diese Bestandteile identifiziert: spezialisierte Zuckermoleküle, Glykane genannt. Wie die Forschenden im Fachjournal Nature Chemical Biology berichten, können bestimmte Glykane die sogenannte Filamentierung von Candida albicans unterdrücken, also den Wechsel zur infektiösen Form.

Der Zucker im Schleim

Glykane sind ein Hauptbestandteil von Mucinen, den gel-bildenden Polymeren, aus denen Schleim besteht. Mucine enthalten viele verschiedene Glycane. Neuere Studien deuten darauf hin, dass diese spezialisierten Zuckermoleküle bestimmte Krankheitserreger im Zaum halten können.

Um zu testen, welche der mehreren hundert verschiedenen Glykane im Schleim mit Candida albicans interagieren, verglichen die Forschenden die molekulare Zusammensetzung verschiedener Schleimproben, die in Laborversuchen die Filamentbildung des Pilzes unterdrückten. Von den Glykanen, die in allen Proben am häufigsten vorkamen, synthetisierten Rachel Hevey und ihr Team am Fachbereich Pharmazeutische Wissenschaften sechs für die weitere Analyse.

«Es ist fast unmöglich, Glykane aus Schleimproben zu isolieren», sagt Hevey. «Die einzige Möglichkeit, ihre Eigenschaften zu untersuchen, besteht darin, sie zu synthetisieren. Aber das ist ein äusserst komplexes chemisches Verfahren.» Sie und ihre Kollegen gehören zu den wenigen Forschungsgruppen weltweit, die eine Methode zur Synthese dieser Moleküle entwickelt haben.

Ribbeck und ihr Team am MIT konnten anschliessend die Wirkung der synthetisierten Glykane auf Candida albicans bestätigen. In Verbindung mit Ribbecks früheren und laufenden Arbeiten an anderen Krankheitserregern sind die Forschenden überzeugt, dass Glykane der Schlüssel zu einer neuen Klasse von Medikamenten gegen Pilzinfektionen (Antimykotika) sein könnten. «Es zeichnet sich ab, dass Schleim eine umfangreiche Bibliothek kleiner Moleküle mit vielen Virulenzhemmstoffen gegen alle möglichen problematischen Erreger enthält, die nur darauf warten, entdeckt und genutzt zu werden», sagt Ribbeck.

Nicht nur für «Schleimigkeit»

In seiner schädlichen Form kann Candida Erkrankungen wie Mundsoor, vaginale Hefepilzinfektionen oder sogar eine lebensbedrohliche systemische Infektion verursachen, die das Blut, das Herz und andere Teile des Körpers angreift und in etwa 40 Prozent der Fälle tödlich verläuft. Es gibt nur wenige Antimykotika, die Behandlung dieser Infektionen bleibt also eine Herausforderung.

«Es besteht ein dringender Bedarf an neuen Antimykotika», sagt Hevey. «Lange Zeit dachte man, dass Glykane nur für die ‹Schleimigkeit› des Schleims verantwortlich sind. Jetzt sehen wir, dass sie tatsächlich den Weg für neue, dringend benötigte Medikamente gegen problematische Krankheitserreger ebnen könnten.» Das Team sucht derzeit nach Möglichkeiten, Glykane zu verschiedenen Bereichen im Körper zu bringen.

Die Erkenntnisse beruhen auf der Zusammenarbeit eines Netzwerks von Forschenden mit einzigartigem Fachwissen, darunter Prof. Dr. Micheal Tiemeyer (Complex Carbohydrate Research Center, University of Georgia), Prof. Dr. Clarissa Nobile (University of California in Merced), Prof. Dr. Richard Cummings (Harvard Medical School) und Prof. Dr. Daniel Wozniak (Ohio State University).

Die Forschung wurde vom Schweizerischen Nationalfonds, den National Institutes of Health, der National Science Foundation und dem U.S. Army Research Office über das Institute for Collaborative Biotechnologies finanziert.

Originalpublikation:
Julie Takagi et al.
Mucin O-glycans are natural inhibitors of C. albicans pathogenicity.
Nature Chemical Biology (2022), doi: 10.1038/s41589-022-01035-1

Externer Link: www.unibas.ch

TH Ingolstadt plant IT-System für größten Surfpark der Welt

Pressemitteilung der TH Ingolstadt vom 30.05.2022

Bei der Umsetzung der begleitenden Geschäftsprozesse hilft das Verfahren des „Prozessgesteuerten Ansatzes“ von THI-Professor Dr. Volker Stiehl

Mit dem Doppelprojekt SURFWRLD/SCNCWAVE entsteht im westfälischen Werne in den kommenden Jahren der größte Surf Park und die größte Hydrodynamikanlage der Welt. Dies setzt nicht nur sportliche und wissenschaftliche Maßstäbe, auch bei der Umsetzung der begleitenden Geschäftsprozesse geht das Vorhaben neue Wege. In Zusammenarbeit mit der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) implementiert ein Studierendenteam im Rahmen ihres Semesterprojektes Kernprozesse wie die Buchung von Surf-Zeiten nach einem innovativen Verfahren, das ausschließlich an der THI sowohl theoretisch im Bachelor-Studiengang Wirtschaftsinformatik als auch praktisch im neuen Master-Studiengang Business Information Systems Engineering vermittelt wird.

Dieses Verfahren, der „Prozessgesteuerte Ansatz“, wurde von Prof. Stiehl (THI) entwickelt. Es unterscheidet sich grundsätzlich von herkömmlichen Verfahren zur Umsetzung von Geschäftsprozessen, da Prozesse nicht mehr programmiert, sondern modelliert und auf Basis dieser Modelle auch ausgeführt werden, wie Prof. Dr. Volker Stiehl erklärt. Neben einer deutlich reduzierten Umsetzungszeit von Prozessen garantiere der Ansatz qualitativ hochwertige Software bei gleichzeitig voller Transparenz während der Ausführung: „Wie in einer Leitstelle bei komplexen Produktionsanlagen erhält der Betreiber eine Art Armaturenbrett (Dashboard), auf dem er die Zustände der Prozesse in Echtzeit nachvollziehen kann. Diese vollständige Transparenz in Echtzeit ist einmalig in der Entwicklung von Unternehmensanwendungen und wird die Softwareentwicklung nachhaltig verändern.“

Prozesse sind nötig, die man nicht von der Stange kaufen kann

Dass die TH Ingolstadt und SURFWRLD/SCNCWAVE zusammenarbeiten, ist einem glücklichen Zufall zu verdanken: Die Eltern von Prof. Dr. Volker Stiehl leben in Werne. So kam er mit dem Doppelprojekt in Kontakt. Prof. Stiehl: „Ich las über SURFWRLD in der lokalen Presse und mir war sofort klar, dass dieses Projekt Prozesse benötigt, die man so nicht einfach von der Stange kaufen kann. Dazu sind die Anforderungen einfach zu speziell. Also muss das Projektteam über individuelle Lösungen nachdenken und genau hier passt der prozessgesteuerte Ansatz wie der berühmte Deckel auf dem Topf.“

Die Projektentwickler- und Betreibergesellschaft SW war sofort begeistert. Geschäftsführer Dr. Michael Detering: „Der prozessgesteuerte Ansatz hilft uns in beiden Bereichen enorm. Wir haben so direkten Zugriff auf die IT-Landschaft, sind sehr flexibel und langfristig unabhängig von Anbietern. Dies bedeutet nicht, dass SW als Bauherr und Betreiber alle Vorgänge zukünftig selbst verwalten muss. Bei der Zusammenarbeit mit Partnern, Dienstleistern und IT-Firmen bleiben wir aber deutlich flexibler.“

Die Strukturen betreffen Sport, Freizeit und Wissenschaft

Die ersten Prozesse, die die THI-Studierenden und SW zunächst ins Auge fassen, betreffen beide Projektbereiche. Zum einen wird ein vernetztes System zum Surfbetrieb und zur Distribution aufgesetzt. Zum anderen sind die Strukturen auch für die Planungen und Verwaltung im Forschungsbereich gedacht. So müssen beispielsweise die Beckenauslastung und der auslastungsabhängige Personaleinsatz frühzeitig geplant werden, ebenso das Wassermanagement. Diese Beispiele verdeutlichen eines sehr schön, so Stiehl: „Den enormen Bedarf nach Prozessen, die stark miteinander verflochten und in dieser Form in keiner Standardsoftware vorzufinden sind. Genau hier spielt der prozessgesteuerte Ansatz seine Stärken aus und eröffnet SW die Flexibilität und Effizienz, die zum Betrieb dieses ehrgeizigen Projektes erforderlich sind.“

Erweiterung zum Energiemanagement möglich

Über die bisherigen Strukturen hinaus ist im Doppelprojekt für den prozessgesteuerten Ansatz auch ein weiteres Feld interessant. Die Anlage wird nicht nur mit nachhaltigen Baustoffen errichtet, sondern auch mit regenerativen Energien betrieben. SW plant hierzu Erzeugungskapazitäten mit Fotovoltaik und einer eigenen neuen Wasserkraftanlage in der benachbarten Lippe. Über das Jahr gesehen wird zwar mehr elektrische Energie erzeugt und ins Netz eingespeist, als das Doppelprojekt selbst benötigt. Erzeugung und Bedarf sind jedoch nicht gleichmäßig, sondern schwanken. Hinzu kommen E-Ladesäulen für Besucher und Beschäftigte. Auch diese werden in das Energie-Management eingebunden und sind zu fakturieren. Als Folge davon ist eine Vielzahl begleitender, höchst individueller Prozesse zu implementieren, für die der prozessgesteuerte Ansatz prädestiniert ist. Doch nicht nur das: Der prozessgesteuerte Ansatz trägt auch zur Nachhaltigkeit in der Softwareentwicklung bei und unterstützt somit die ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele des gesamten Projektes. Detering: „Es wäre mir nach den bisherigen Erfahrungen am liebsten, wenn wir auch dies über einen prozessgesteuerten Ansatz umsetzen würden.“

Externer Link: www.thi.de