AIT bei der Langen Nacht der Forschung 2024

„Forschung & Entwicklung ist der zentrale Innovationsmotor für Wirtschaft und Gesellschaft, sichert Arbeitsplätze und Wohlstand und stärkt dadurch den Standort Österreich. Angewandte Forschung liefert Lösungen für die großen Herausforderungen unserer Zeit. Dafür ein öffentliches Bewusstsein zu schaffen, ist von entscheidender Bedeutung“, betont Brigitte Bach, Sprecherin der Geschäftsführung des AIT Austrian Institute of Technology. „Die Lange Nacht der Forschung ist Österreichs größte Aktion der Wissenschaftsvermittlung – das AIT Austrian Institute of Technology beteiligt sich sehr gerne daran, um der Öffentlichkeit zu zeigen, welche Spitzenleistungen die angewandte Forschung in Österreich erbringt“, so Bach. 

An 270 über das Land verteilten Standorten lockt am 24. Mai die Lange Nacht der Forschung – die alle zwei Jahre veranstaltet wird – mit über 2.800 Programmpunkten, bei denen Interessierte an 17 Uhr direkt in Kontakt mit der Welt der Wissenschaft treten können. Das AIT ist dabei an drei Standorten aktiv – im Wiener „Cape 10“ (Wien, Alfred-Adler-Straße 1), Graz (Reininghaushausstraße 13), im Universitäts- und Forschungszentrum Tulln (NÖ, Konrad-Lorenz-Straße 24) sowie sowie im Schloss Ranshofen (OÖ, Wertheimerplatz 9). 

Die von AIT-Forscher:innen präsentierten Themen geben einen guten Einblick in die strategischen Forschungsschwerpunkte des AIT: „Nachhaltige und resiliente Infrastrukturen“, insbesondere in den Bereichen Energie, Transport und Gesundheit, sowie „Digitale Transformation von Industrie und Gesellschaft“. Das AIT arbeitet dabei sehr eng mit der Industrie und mit Auftraggeber:innen aus öffentlichen Institutionen zusammen. 

Um eine nachhaltige Mobilität zu fördern, ist es besonders wichtig, die Verkehrssicherheit ungeschützter und nicht-motorisierter Verkehrsteilnehmer:innen zu steigern. Wenn sich Fußgänger:innen, Radfahrer:innen aber auch Scooter-Fahrer:innen auf ihren täglichen Wegen nicht sicher fühlen, werden sie nachhaltige Mobilitätsformen selten wählen. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Infrastruktur gerade für diese Gruppen ansprechend und vor allem sicher zu gestalten. 

Vor diesem Hintergrund haben AIT-Expert:innen die Mobility Observation Box entwickelt: Eine kompakte Box filmt mit einer Kamera das Verkehrsgeschehen, ohne es zu beeinflussen. Dann werden die Daten KI-basiert analysiert. Datenschutz und Datensicherheit haben dabei höchste Priorität: Die Mobility Observation Box ist behördlich genehmigt und erfüllt strengste gesetzliche Auflagen. . Dies ermöglicht das hochpräzise Monitoring aller Bewegungen der verschiedenen Gruppen von Verkehrsteilnehmer:innen (Fußgänger:innen, Radfahrer:innen, Pkw, Lkw, Scooter, usw.) in einem bestimmten Straßenabschnitt. Die so gewonnenen Daten werden genutzt, um Kennzahlen für Verkehrskonflikte wie beispielsweise Konfliktschwere oder Relativgeschwindigkeiten abzuleiten, sowie um allgemeine verkehrstechnische Parameter wie Verkehrsstärken, Geschwindigkeiten, etc. zu ermitteln. So ist es nun erstmals möglich, die Sicherheit von Verkehrsinfrastrukturen nach objektiven Kriterien zu messen und dadurch vergleichbar zu machen. 

Die AIT Mobility Observation Box wurde bereits mehrfach ausgezeichnet – unter anderem mit dem Ö3 Verkehrsaward oder dem wichtigsten Europäischen Preis für Verkehrssicherheit (ERSC). 

Desinformation („Fake News“) stellt eine Bedrohung für demokratische Institutionen dar, da sie zu einem Vertrauensverlust, aber auch zu realen Eskalationen, Störungen etwa im Pandemiemanagement und sogar zu Marktmanipulationen führt. Am AIT werden Systeme zur automatischen Erkennung von Desinformationen und anderen schädlichen Inhalten entwickelt – dabei werden neuartige Ansätze der Künstlichen Intelligenz eingesetzt. 

Ein großes aktuelles Problem sind Fake Shops, die mit täuschend echt und seriös aussehenden Angeboten im Internet zu Schnäppchenpreisen locken. Wer dort bestellt, wartet vergebens auf die bezahlte Ware. Mindestens 320.000 Österreicher:innen fallen jährlich auf Cyber-Betrug hinein und erleiden Schäden in Höhe von mindestens 30 Millionen Euro. Expert:innen des AIT haben gemeinsam mit dem Linzer IT-Lösungsanbieter X-Net und dem ÖIAT einen Fake Shop Detector entwickelt: Diese Software überprüft unbekannte Online-Shops mithilfe von Künstlicher Intelligenz in Echtzeit auf mehr als 21.000 Merkmale. Ist ein Shop verdächtig, warnt der Detector. Das Tool identifiziert Fake-Shops mit nahezu 100-prozentiger Wahrscheinlichkeit. 

Das Plugin ist kostenlos für Firefox, Edge und Chrome in den Stores der Browser sowie auf www.fakeshop.at erhältlich.

Ein Konsortium aus sechs Partnern unter Leitung des AIT entwickelt derzeit in dem FFG-Projekt AI4Trees Technologien, die es ermöglichen, zu verstehen und zu erklären, wie der Klimawandel das Wachstum von Bäumen auf der Ebene einzelner Baumarten beeinflusst. Dies ist eine wesentliche Komponente für die Optimierung der Kohlenstoffspeicherung, der Biodiversität und der Klimaanpassung in Waldökosystemen. Modernste Waldüberwachungsmethoden, wie etwa multitemporales Laserscanning zu Lande und in der Luft, weltraumgestützte Fernerkundung sowie kontinuierliche Messungen des Stammumfanges mit elektronischen Dendrometern liefern eine nie dagewesene Fülle von Daten. 

Darauf aufbauend werden unter Anwendung verschiedener maschineller Lernstrategien klimasensitive Baumwachstumsmodelle entwickelt, die Vorhersagen für die künftige Entwicklung erlauben. Die einzelnen Baumwachstumsmodelle sollen als Entscheidungsgrundlage für die Unterstützung der Waldbewirtschaftung auf lokaler, regionaler und nationaler Ebene dienen. Auf diese Weise trägt AI4Trees dazu bei, die potenziell schädlichen Folgen des Klimawandels für moderne Gesellschaften im Einklang mit den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung zu minimieren. 

Medizinische Ersthelfer:innen sind mit einer zunehmenden Zahl von Massenunfällen mit einer großen Anzahl von Verletzten konfrontiert. Die richtige Bewertung der Situation, die Überprüfung und Überwachung des Vitalstatus einer großen Anzahl von Opfern und die Wahl der am besten geeigneten Strategie für die weitere Behandlung sind besondere Herausforderungen. MED1stMR entwickelt eine innovative Mixed-Reality-Trainingstechnologie, die reale medizinische Simulatoren mit virtuellen Umgebungen kombiniert, um medizinische Ersthelfer für diese Herausforderungen zu schulen.

Unter der Leitung des AIT arbeiten in dem EU-Projekt 19 Institutionen aus neun Ländern an dieser innovativen Trainingslösungen. Mittlerweile wurde die entwickelte Technologie und das dazugehörige Trainingsprogramm mit Anwender:innen in ganz Europa im Training getestet: Mehr als 200 Rettungs- und Notfallsanitäter:innen nutzen bereits das System in jeweils einwöchigen Trainings an sechs Standorten und gaben dem Forschungs- und Entwicklungsteam wertvolles Feedback.

Ohne leistungsfähig Lithium-Ionen-Batterien sind viele Dinge unseres täglichen Lebens undenkbar, wie zum Beispiel Smartphones oder die Elektromobilität. Die aktuelle Generation von Batterien ist zwar bereits recht leistungsfähig, doch in verschiedensten Bereichen, unter anderem in puncto Nachhaltigkeit, gibt es noch Verbesserungspotenzial. 

Im AIT Battery Lab werden – in Kooperation mit Partner:innen aus Wissenschaft und Industrie aus aller Welt – innovative Herstellungsverfahren entwickelt, die zum einen auf gefährliche Lösungsmittel bei der Produktion verzichten und zum anderen kritische Rohstoffe, wie zum Beispiel Kobalt, durch alternative Werkstoffe ersetzen. 

In Zukunft viel wichtiger wird auch das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Die Fragilität der aktuellen Lieferketten und die Knappheit kritischer Rohstoffe haben gezeigt, dass hier dringender Handlungsbedarf besteht, die eigenen Ressourcen effizienter zu nutzen – sprich: effiziente Recycling-Verfahren und Methoden zur nachhaltigen Herstellung von Anoden- und Kathodenaktivmaterialien auch aus recyceltem Batteriematerial zu entwickeln. Zu diesem Zweck arbeitet ein hochkarätiges europäisches Konsortium unter der Leitung des AIT im EU-Forschungsprojekt STREAMS (Sustainable Technologies for Reducing Europe’s bAttery raw MaterialS dependance) an der Entwicklung flexibler und skalierbarer Technologien, die die europäische Lieferkette stärken, die Abhängigkeit von importierten Rohstoffen verringern und kreislaufwirtschaftliche Ansätze in der Batterieproduktion fördern. Diese umweltfreundlichen Technologien sollen Europas strategische Autonomie und Wettbewerbsfähigkeit stärken.

Am Standort Tulln widmet sich das AIT insbesondere neuen Methoden und Technologien aus dem Bereich Biologie und Medizin. Bei der Langen Nacht der Forschung wird beispielsweise gezeigt, wie man die Luftqualität in Innenräumen messen kann. Spätestens seit der Covid-19-Pandemie ist die Bedeutung von gesunder Luft in den Fokus der Bevölkerung und der Politik gerückt. Allerdings sind immer noch viele Fragen offen – etwa welche Bedeutung Mikroorganismen in der Luft haben. Und auch die besten Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität sind noch nicht entschlüsselt. Besonders wichtig sind diese Fragen für Kinder: Diese halten sich bis zu 80 Prozent ihrer Zeit in Innenräumen (etwa in Schulen, Sporthallen oder Zuhause) auf, und die Luftqualität der Räume kann die Gesundheit und die Lernerfolge beeinflussen. 

Mikrobiome bestehen aus Tausenden verschiedenen Mikroorganismen und spielen eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung des Lebens auf der Erde. So verfügt etwa das Bodenmikrobiom über eine Vielzahl von Funktionen die hilft dabei, den Boden zu düngen, Pflanzenwachstum und -abwehr zu fördern, den Treibhauseffekt zu reduzieren oder Schadstoffe abzubauen. Mikroorganismen sind auch für die Herstellung von Lebensmitteln und für deren Konservierung unerlässlich. Interaktionen zwischen dem Mikrobiomen und ihren Wirten (Pflanzen, Tiere und Menschen) wirken sich auf die allgemeine Gesundheit dieses Wirts aus, der ohne sein Mikrobiom in einer natürlichen Umgebung nicht überleben könnte. In den EU-Projekten MICROBE, FoodSafeR und DOMINO erforschen Expert:innen des AIT derzeit diese Lebensgemeinschaften in der der Umwelt und in Lebensmitteln – dabei zeigt sich, wie wichtig deren Artenvielfalt ist.

In der Landwirtschaft werden viele Hilfsmittel aus Kunststoff verwendet (etwa Folien, Netze, Bewässerungsschläuche oder Kabelbinder), und auch Plastikmüll wird oft auf die Felder geweht. Dort zerfällt das Plastik durch Sonne, Wind und Regen in kleinste Teile und gelangt in den Boden. Das entstehende Mikroplastik kann von Pflanzen über die Wurzeln aufgenommen werden und beeinflusst Bodenlebewesen wie Regenwürmer und Asseln in ihrer Lebensweise. Es ist daher sehr wichtig, in diesem Bereich mehr zu forschen.

Höhere Temperaturen und längere Trockenperioden kommen in Europa infolge des Klimawandels immer häufiger vor. Wie können sich Pflanzen an Umweltstress anpassen? Was ist Stressresilienz? Dieser Frage wird derzeit im EU-Projekt UNTWIST nachgegangen: Gemeinsam mit anderen Forschungsinstituten und mit Industriepartnern aus mehreren europäischen Ländern wird anhand von Leindotter (Camelina sativa), einer alten einheimische Kulturpflanze, versucht zu verstehen, warum sich diese Pflanzenart so gut an Trockenheit und Hitze anpassen kann. Dieses Wissen hilft, auch andere Pflanzen robuster gegen Umweltstress zu machen und Modelle zu erstellen, wie sich Pflanzen jetzt und in Zukunft an unterschiedliche Klimabedingungen anpassen.

Viele Olivenbäume in Italien und Mandelbäume in Spanien sind derzeit so krank, dass sie keine Ernte mehr liefern oder sogar absterben. Schuld daran ist ein im Holz lebendes Bakterium mit dem Namen Xylella fastidiosa. AIT-Forscher:innen arbeiten derzeit gemeinsam mit internationalen Kolleg:innen an umweltverträglichen Lösungen, damit es auch in Zukunft Oliven und Mandeln in Europa gibt. Xylella fastidiosa kommt in jüngster Zeit immer häufiger vor, das Bakterium wird von verschieden saugenden Insekten übertragen. Durch die laufenden Forschungen soll die Krankheit zurückgedrängt werden – entwickelt werden beispielsweise Biopestizide. Alte Olivenplantagen sollen so geschützt wurden, und in neuen Plantagen soll einer Infektion vorbeugt werden.

Im LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen wird seit Mitte der 1990er-Jahre Forschung und Entwicklung im Bereich Leichtmetalle betrieben – dabei geht es vor allem um Aluminium und Magnesium, aber auch um Titan. Je leichter z. B. Autos oder Flugzeuge sind, umso weniger Energie ist für deren Antrieb erforderlich und umso geringer sind folglich die CO₂-Emissionen. Rund 60 Mitarbeiter:innen am LKR entwickeln gemeinsam mit Partner:innen aus Wissenschaft und Wirtschaft im In- und Ausland hochwertige Leichtmetalllegierungen, nachhaltige Verarbeitungsprozesse und funktional integrierte Leichtbaukomponenten. 

Bei der Langen Nacht der Forschung wird im Schloss Ranshofen der gesamte Weg einer Leichtbaukomponente vom Material bis zum Endprodukt gezeigt – zum Beispiel die Materialentwicklung, die von Simulationen begleitet wird, das Gießen von Metallen oder das Strangpressen. Eine besonders interessante, neue Methode ist die sogenannte Draht-basierte additive Fertigung (WAM = wire arc additive manufacturing), die eine Form von 3D-Druck mit Metallen darstellt. Damit können auch sehr kompliziert geformte Gegenstände rasch und wirtschaftlich selbst in kleinsten Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden können.

Im Schloss Ranshofen präsentieren AIT-Forscher:innen gemeinsam mit Wienerberger überdies das NEFI-Projekt GreenBricks. Im Werk Uttendorf wird die nachhaltigste Ziegelproduktion innerhalb der Wienerberger-Gruppe mit dem weltweit größten industriellen Elektroofen zur Ziegelproduktion gebaut. Mit einem nachhaltigen Energiekonzept werden zukünftig die CO₂-Emissionen um etwa 90 Prozent reduziert und der Energiebedarf um 30 Prozent gesenkt werden. Mit Hilfe von Augmented Reality (AR) können Besucher den Werksstandort besichtigen, selbst Ziegelmauern bauen und erfahren auf spielerische Weise die Vorteile von hochwärmedämmenden Ziegeln made in Austria.

In Graz wiederum zeigen AIT-Forscher:innen, wie wertvoll ein innovativer Umgang
mit Gesundheitsdaten sein kann. So erlauben Telehealth-Lösungen beispielsweise,
die eigenen Gesundheitsdaten in ein hochsicheres Datenmanagement-System
hochzuladen, um damit bereits verordnete Therapien unkompliziert anzupassen, für
reibungslose Abläufe ohne Wartezeiten zu sorgen und Doppeluntersuchungen zu
vermeiden. Auch die Langzeit-Nachsorge für Krebs-Patient:innen kann deutlich
einfacher werden. Mithilfe der „SUPA-App“ („Survivorship Passport“), die einfach auf
dem Smartphone installiert wird, ist es möglich, verschiedene Daten zu integrieren
und eine ganzheitliche Betrachtung des Gesundheitszustands (inklusive
psychosozialen Aspekten) vorzunehmen.
Mithilfe moderner Datenanalyse lassen sich Gesundheitsdaten z. B. auch für die
Entwicklung neuer Medikamente nutzen. AIT-Forscher:innen arbeiten daran,
Datenspenden für die Forschung zugänglicher und einfacher zu machen. Konkret
wird unter höchsten Datenschutz- und Datensicherheitsstandards der Zugang zu
Daten entlang eines kontinuierlichen Patient:innenpfades unter Einbeziehung
verschiedener Gesundheitsdienstleister:innen erleichtert. So kann die Forschung in
Europa gestärkt werden – und jede:r kann sich an der Entwicklung neuer Lösungen
beteiligen.