Kategorie: ‘Information, Kommunikation und Elektronik’
Mit innovativer Messtechnik in die 6G-Ära
Das Team vom Lehrstuhl für verteilte Signalverarbeitung um Prof. Dr. Haris Gačanin gibt am 27. Februar auf dem Weltkongress der Mobiltelefonie in Barcelona Einblicke in die Welt von morgen. Zusammen mit dem Industriepartner Rohde & Schwarz präsentieren sie die interaktive und immersive Visualisierung von Messtechnik mittels Augmented Reality. Dabei ist die, im Rahmen des Forschungsprojekts 6GEM entwickelte, „XR-Wireless“-Technologie im Einsatz. Die Partner begegnen der Herausforderung innovative Prüf- und Messtechnik zu entwickeln, welche die Beschleunigung neuer Technologie hin zu 6G meistert.
Frauen für MINT-Berufe gewinnen – Unterstützung des ZDF heute journals
BA Studentin Helena im Interview mit dem ZDF Heute Journal Team. Foto: C. Antweiler
Ende Januar war das Team vom ZDF heute journal für einen Beitrag zu Besuch beim Institut für Kommunikationssysteme an der RWTH Aachen. Der Beitrag gibt Einblicke zum Thema „Frauen in MINT Fächern“ welche bisweilen noch weniger von Frauen und Mädchen gewählt werden, wie beispielsweise Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik. Die Gründe für die niedrige Frauenquote sowie welche Ansätze es gäbe dies zu ändern, hat Redakteur Peter Böhmer vom Landestudio Nordrhein-Westfalen dazu an der RWTH recherchiert.
Durch Interviews verschiedener Studentinnen der RWTH, darunter unsere BA-Studentin Helena, sowie mit Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Aloys Krieg, Prorektor für Lehre, konnte sich das heute journal Team einen Eindruck verschaffen. Den bebilderten Rahmen für den Beitrag bildeten hierzu das Institut für Kommunikationssysteme und eine Vorlesung von Prof. Peter Jax.
Ihr findet den Beitrag in der ZDF Mediathek.
Gold und Bronze bei der Innovation Awards Verleihung 2023
Herzlichen Glückwunsch an alle Gewinner der diesjährigen Verleihung des Innovation Awards für wegweisende Hochschulprojekte, deren Beitrag in besonderem Maße die Region Aachen als Innovationsstandort bereichert.
Professor Malte Brettel und Preisträger Dr.-Ing. Moritz Joseph vom Team Neureka.
Gold ging an das Team Neureka um Professor Rainer Leupers vom Lehrstuhl für Software für Systeme auf Silizium mit einem Entwicklungskit auf Hardware – und Softwareebene für neuromorphe KI-Chips in Edge-Anwendungen.
Neuromorphe Rechensysteme bilden die Funktionsweise des menschlichen Gehirns ab, da sie Rechen- und Speichereinheit vereinen und somit eine enorme Leistungssteigerung in der Künstlichen Intelligenz ermöglichen. Bereits heute verfügbare neuromorphe Chips versprechen eine zehn- bis hundertfach verbesserte Energieeffizienz, Latenz und Platzeffizienz. Neureka ist der Herausforderung, den komplizierten Systementwurf dieser Technologie der Industrie zugänglich zu machen, erfolgreich entgegengetreten.
Das Hardware Development Kit integriert zugekaufte neuromorphe Chips in ein bestehendes Rechensystem, erlaubt die Validierung von neuromorpher Hardware und ist eine Entwicklungsplattform für marktreife KI-Geräte. Das Software Development Kit ermöglicht die einfache Programmierung und Simulation von KI-Applikationen auf neuromorphe Systeme. Softwareentwickler können so risikoarm KI-Applikationen auf disruptive, neuromorphe Hardware bringen und den Energieverbrauch von KI reduzieren.
Kunden beider Entwicklungen sind Industrieanwender, Hersteller mobiler Endgeräte und Anbieter von Smart City IoT-Geräten.
Silber ging an ein elektromagnetisch aufheizbaren nanomodifizierten Stent zur Behandlung von Hohlorgantumoren, der in Zusammenarbeit von Ioana Slabu vom Institut für Angewandte Medizintechnik und Benedict Bauer vom Institut für Textiltechnik entwickelt wurde.
Bronze ging zum einen an das Team um Mathias Bode vom Institut für Technische Verbrennung in Kooperation mit dem Jülich Supercomputing Centre. Ihre Software-as-a-Service-Plattform JuLES gilt als Schlüsseltechnologie für die klimaneutrale Transformation von Industrieprozessen.
Professor Heinz Pitsch mit Mathis Bode, linke Seite, und Weihan Li, rechte Seite, nach der Urkundenüberreichung durch Professor Malte Brettel.
Zum anderen freute sich ebenfalls über Bronze das Team vom Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik unter Leitung von Professor Dirk Uwe Sauer. Die Auszeichnung würdigte die Entwicklung eines digitalen Batteriezwillings zur Steigerung der Effizienz und Sicherheit im Anwendungsfeld.
Lithium-Ionen-Batterien entwickeln sich aufgrund ihrer geringen Kosten und hohen Energiedichte zu der Technologie für Energiespeicherung, insbesondere im Bereich der Elektromobilität. Allerdings verschlechtert sich ihre Leistung im Laufe der Zeit. Eine Zustandsüberwachung und Vorhersage der Batteriealterung kommt nicht nur der Sicherheit, Wartung und Anlagenoptimierung zugute, sondern ist auch Ausgangspunkt für die technische und wirtschaftliche Analyse möglicher Second-Life-Anwendungen.
Das entwickelte Cloud-Batteriemanagementsystem deckt sieben Schlüsselfunktionen zur Kontrolle des gesamten Lebenszyklus von Batterien ab und ermöglicht so die Online-Überwachung der Alterung, die Vorhersage des Alterungsverlaufs und die Optimierung der Betriebsstrategie zur Begrenzung der Alterung.
Die Innovation trägt zur Beschleunigung der Energiewende und zur Elektrifizierung des Verkehrs bei. Auch eröffnen sich für eine Vielzahl von Branchen kommerzielle Möglichkeiten, wie etwa digitale Zertifikate für Batterien, Batteriegarantien und -versicherungen sowie vorausschauende und rechtzeitige Warnung vor sicherheitskritischen Zuständen.
Otto-Junker-Preise 2022
Bild: Ryan Benkert, Daniel Fallnich, Josefin Wilkes und Tomasz Engelmann (vorne, von links) wurden mit dem Otto-Junker-Preis ausgezeichnet. Wolfgang Bleck, Ulrich Rüdiger, Marianne Conradt und Udo vom Berg gratulierten (hinten, von links).
Foto: Andreas Schmitter
Für herausragende Studienleistungen ausgezeichnet
Ryan Benkert, Tomasz Engelmann, Daniel Fallnich und Josefin Wilkes erhielten für ihre herausragenden Studienleistungen den Otto-Junker-Preis 2022. Diese Auszeichnung wird jährlich an RWTH-Absolvierende der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik sowie der Fachgruppe Materialwissenschaft und Werkstofftechnik in der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik vergeben.
Die Otto-Junker-Stiftung wurde 1970 von Dr.-Ing. E.h. Otto Junker ins Leben gerufen. Als Ehemaliger der RWTH fühlte er sich der Hochschule verbunden und schätzte den wissenschaftlichen Austausch. Ziel der Stiftung ist die Unterstützung des wissenschaftlichen Nachwuchses sowie die Förderung zahlreicher Einzelprojekte. Udo vom Berg, Vorsitzender des Aufsichtsrats der Otto Junker GmbH, und RWTH-Rektor Ulrich Rüdiger überreichten die Auszeichnungen im Rahmen einer Feierstunde. Professor em. Wolfgang Bleck, Vorsitzender des wissenschaftlichen Beirats der Stiftung, sowie die Bezirksbürgermeisterin Marianne Conradt gratulierten den Preisträgern.
Ryan Benkert wurde im Januar 1997 geboren und machte sein Abitur in Gilching. Anschließend studierte er Elektrotechnik, Informationstechnik und Technische Informatik an der RWTH und schloss den Master mit der Note 1,0 ab. Die Masterarbeit mit dem Thema „Out-of-Distribution Detection for Unsupervised Perception Systems” wurde am Lehrstuhl für integrierte System der Signalverarbeitung unter Leitung von Professor Gerd Ascheid geschrieben. Während des Studiums absolvierte er einen Aufenthalt am Georgia Institute of Technology, gefördert durch das Deutschlandstipendium sowie durch ein Stipendium der Georgia Tech. Darüber hinaus schloss er drei Praktika in den USA ab, eines davon in Cupertino bei Apple. Derzeit promoviert Benkert am Georgia Institute of Technology in Atlanta, USA.
Daniel Fallnich, Jahrgang 1996, stammt aus Hannover und absolvierte nach dem Schulabschluss ein freiwilliges Wissenschaftsjahr im Bereich der Produktionstechnik. Anschließend studierte er an der Universität Hannover Elektrotechnik und Informationstechnik im Bachelor-Studiengang. Für den Master wechselte er an die RWTH und studierte in der Fachrichtung Elektrotechnik, Informationstechnik und Technische Informatik. Hier stand er auf der Dean’s List der besten Studierenden. Fallnich hat zusätzlich noch ein sechsmonatiges Studium an der TU Delft im Department Quantum and Computer Engineering absolviert. Die Masterarbeit mit dem Thema „Design of a Hardware Architecture for the Niederreiter Cryptosystem” wurde am Lehrstuhl für integrierte digitale Systeme und Schaltungsentwurf unter Leitung von Professor Tobias Gemmeke geschrieben. Derzeit arbeitet Fallnich bei IBM in Böblingen.
Neue Veröffentlichung von Professor Lemme, Kolleginnen und Kollegen
Portrait von Prof. Lemme (© JRF)
Die Achillesferse der zweidimensionalen Transistoren heilen
Stabilität – im Sinne eines stabilen Betriebs über die gesamte Lebensdauer – ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die ein elektronisches Bauelement aufweisen muss, um für Anwendungen geeignet zu sein. Und sie ist die Achillesferse von Transistoren auf Basis zweidimensionaler Materialien, die typischerweise eine wesentlich schlechtere Stabilität aufweisen als Bauelemente auf Siliziumbasis. Ein Team von Forschern der TU Wien, der AMO GmbH, der RWTH Aachen und der Bergischen Universität Wuppertal hat nun einen neuartigen, technischen Ansatz zur Verbesserung der elektrischen Stabilität von zweidimensionalen Transistoren durch sorgfältige Abstimmung der Fermi-Energie vorgestellt. Die Ergebnisse wurden in der Nature Electronics veröffentlicht.
Heute besteht kaum noch ein Zweifel daran, dass Bauelemente auf der Basis von Graphen und anderen zweidimensionalen (2D) Materialien dank ihrer Eigenschaften den Stand der Technik für bestimmte Anwendungen übertreffen können. Zweidimensionale Materialien gelten auch als einige der aussichtsreichsten Kandidaten für die Realisierung von Transistoren in Endgröße am Ende des Fahrplans der Siliziumtechnologie. Allerdings weisen Bauelemente, die auf 2D-Materialien basieren, oft eine schlechte elektrische Stabilität auf, d. h. ihr Verhalten ändert sich je nach Betriebsverlauf.
„Die Zuverlässigkeit von Bauteilen ist ein Aspekt, der in der Forschung oft vernachlässigt wird. Genau daran arbeiten wir seit einigen Jahren, denn sie ist für die Anwendung von zentraler Bedeutung“, erklärt Professor Max Lemme, wissenschaftlicher Direktor der AMO GmbH und Leiter des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente an der RWTH. Die Instabilität wird nicht nur durch die 2D-Materialien selbst verursacht, sondern vor allem durch Ladungen, die in den Oxid-Isolator eingeschlossen sind, der zur Herstellung der Transistoren verwendet wird. „Idealerweise würde man einen anderen Isolator mit weniger Ladungsfallen verwenden“, sagt Lemme, „aber dafür gibt es noch keine skalierbaren Lösungen. In unserer Arbeit haben wir stattdessen gezeigt, dass es möglich ist, einen Standardisolator wie Aluminiumoxid zu verwenden und die nachteiligen Auswirkungen der Ladungsfallen im Oxid deutlich zu unterdrücken, indem man die Ladungsträgerdichte im 2D-Material anpasst.“
© Martin Braun
Die Arbeit kombiniert eine gründliche theoretische Analyse des neuartigen Ansatzes – den die Autoren als „stabilitätsbasiertes Design“ bezeichnen – mit einer prinzipiellen Demonstration des Konzepts, das durch die Messung verschiedener Arten von FETs auf Graphenbasis erfolgt. Der Kerngedanke des Ansatzes besteht darin, die Kombination aus 2D-Material und Isolator so zu gestalten, dass sich die Energie der Ladungsfallen im Isolator so weit wie möglich von der Energie der Ladungsträger im 2D-Material unterscheidet. Lemme erklärt: „Graphen-basierte FETs waren das ideale Testfeld für unseren Ansatz, da es relativ einfach ist, die Energie der Ladungsträger in Graphen einzustellen. Der Ansatz ist jedoch auf alle FETs anwendbar, die auf 2D-Halbleitern basieren.“ Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu stabilen und zuverlässigen Transistoren aus 2D-Materialien, die in die Halbleitertechnologie integriert werden können.
Bibliographische Informationen:
T. Knobloch, B. Uzlu, Y. Yu. I.llarionov, Z. Wang, M. Otto, L. Filipovic, M. Waltl, D. Neumaier, M. C. Lemme, T. Grasser, Improving stability in two-dimensional transistors with amorphous gate oxides by Fermi-level tuning, Nature Electronics (2022) – Open Access
DOI: 10.1038/s41928-022-00768-0
Kontakt:
Prof. Max C. Lemme
AMO GmbH
lemme@amo.de
Rückblick der 150-Jahr-Ausstellung der RWTH
Vom 30.10.2021 bis zum 13.02.2022 fand im Aachener Centre de Charlemagne die 150-Jahre-Ausstellung der RWTH statt. Auch das ISEA – das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe hat mit einigen Exponaten dazu beigetragen, die Highlights aus der Forschung und die Entwicklung der RWTH seit ihrer Gründung im Oktober 1870 zu veranschaulichen.
Für alle, die nicht dabei waren, um sich diese wunderbare Ausstellung selbst anzusehen, haben wir einen kurzen Rückblick erstellt.
Unter anderem war auch das IKS beteiligt. Das Projekt „Virtuell zu Besuch“ beschäftigte sich mit der 3D-Telefonie der Zukunft. Wer hatte nicht schon einmal den Wunsch, sich beim Telefonieren auf die andere Seite zu beamen? Zumindest per Audio wäre das in Zukunft möglich, was uns das IKS in der Ausstellung bewiesen hat.
Prof. Dr. Peter Jax präsentierte in seinem Vortrag den Stand der Technik sowie aktuelle Forschungsthemen und lud anschließend zu einer spannenden Diskussion ein.
Es war sehr interessant, ein aktuelles Forschungsprojekt des IKS kennenzulernen und die Forschung live mitzuerleben.
Die Inhalte des Vortrags wurden im Rahmen der Ausstellung noch einmal verdeutlicht, indem man sich virtuell mitten in das Konzert des Sinfonieorchesters Aachen setzen konnte. Dabei ging es darum, den Ton in drei Dimensionen wahrzunehmen. Um dieses Phänomen zu erleben, musste man lediglich ein Paar Kopfhörer aufsetzen und schon konnte man die Klänge des Aachener Sinfonieorchesters genießen. Um das Erlebnis zu intensivieren, konnte man zusätzlich noch eine Virtual Reality Brille tragen, um so das Konzert zu sehen und mittendrin im Geschehen zu sein.
Dabei war es besonders faszinierend, die Töne aus allen Richtungen hören und sie zuordnen zu können. Die Töne ließen sich ganz einfach näher verfolgen, indem man sich mit der Brille nach ihnen umdrehte.
Es war ein toller Einblick in die Forschung des IKS.
The Future of Networking
Professor Dr. Haris Gačanin, Leiter des Lehrstuhls für Verteilte Signalverarbeitung und Co-Leitung des Institute of Communication Technologies and Embedded Systems, präsentierte die Forschungsaktivitäten des 6GEM Research-Hubs auf dem Thinknet 6G Summit. Der Thinknet 6G Summit ist eine internationale Konferenz, die sich mit der nächsten Generation von Kommunikationsnetzen beschäftigt.
Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung kommt der mobilen Kommunikation die entscheidende Rolle zu, die Kommunikationsinfrastruktur für die gesamte Gesellschaft bereitzustellen. Die aktuelle Generation der mobilen Kommunikation, 5G, ist die erste, die den Fokus weg von der individuellen Endnutzerkommunikation hin zu industriellen Anwendungen (Industrie 4.0), Logistik, Transport und eHealth verlagert. Die nachfolgende Generation, 6G, soll die Kapazität und Geschwindigkeit der Netze weiter ausbauen, um Anwendungen mit deutlich höheren Anforderungen an die Vernetzungsfähigkeit zu ermöglichen, wie z. B. vollständig autonomes Fahren.
In dieser Hinsicht konzentriert sich das 6GEM-Forschungszentrum mehr auf die praktischen Auswirkungen, die 6G auf unsere Gesellschaft haben wird. Schließlich muss diese fortschrittliche Infrastruktur anpassungsfähige und belastbare Kommunikationssysteme für ein breites Spektrum von Anforderungen und Anwendungen zum Wohle der Menschheit bereitstellen.
Rayleigh Medal für Professor Michael Vorländer/ Rayleigh Medal for Professor Michael Vorländer
Das Institut für Hörtechnik und Akustik ist stolz darauf, bekannt geben zu können, dass Professor Michael Vorländer kürzlich mit der angesehenen Rayleigh Medal, der höchsten Auszeichnung des Instituts für Akustik, ausgezeichnet wurde. Daher gratuliert auch das Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik und sagt, Herzlichen Glückwunsch an Professor Michael Vorländer!
Die Rayleigh Medal ist die höchste Auszeichnung des Institute of Acoustics und wird ohne Rücksicht auf das Alter an Personen verliehen, die sich durch herausragende Beiträge zur Akustik einen Namen gemacht haben. Die Medaille ist benannt nach John William Strutt, Third Baron Rayleigh (1842-1919), einem sehr vielseitigen Physiker, der sowohl experimentelle als auch theoretische Forschungen in praktisch allen Bereichen des Fachs durchführte. Sein Buch The Theory of Sound ist nach wie vor ein Meilenstein in der Entwicklung der Akustik.
Mit dieser Auszeichnung reiht sich Michael in eine Liste von sehr bekannten Akustikern wie Manfred Schröder, Hugo Fastl, Leo Beranek und seinem Vorgänger Heinrich Kuttruff ein, die ebenfalls mit dieser Medaille ausgezeichnet wurden.
MMI gewinnt GAIA-X Förderwettbewerb des BMWi
Die Projektskizze „DWH4.0: Datenraum Wald und Holz 4.0“ hat sich gegenüber hundert weiteren Bewerberskizzen aus Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlicher Hand durchsetzen können und gehört nun zu den 16 Gewinnerkonsortien des GAIA-X Förderwettbewerbes des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Wir freuen uns, berichten zu können, dass Prof. Dr. -Ing. Jürgen Roßmann und dem Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) die wissenschaftliche Leitung dieses Projektes übertragen wurde und so die RWTH Aachen und ihre Partner mit überregionaler Strahlkraft zum Aufbau eines Ökosystems auf Basis von Gaia-X beitragen werden.
Im Rahmen des Projektes GAIA-X, welches den Aufbau einer wettbewerbsfähigen und vertrauenswürdigen digitalen Dateninfrastruktur anstrebt, hat sich das Konsortium mit der Skizze „DWH4.0“ das Ziel gesetzt, die Entwicklung und prototypische Umsetzung des offenen, föderierten, vertrauenswürdigen und sicheren „Datenraums Wald und Holz 4.0“ anhand von realen, praxisorientierten Anwendungsszenarien aus der bislang wenig digitalisierten Forstwirtschaft zu erproben. DWH4.0 soll die Basis für die durchgängige Optimierung der Wertschöpfungsnetzwerke vom Setzling bis zum Produkt schaffen, die Mobilisierung von nachhaltig bewirtschaftetem Holz vorantreiben, als Datenlieferant zur Bewältigung des Klimawandels dienen und gleichzeitig eine Referenz für den Einsatz innovativer Datenräume in einem höchst anspruchsvollen Anwendungsumfeld schaffen.
Das Konsortium unter Führung von Materna Information & Communications SE setzt sich zusammen aus Partner*innen des Kompetenzzentrums Wald und Holz 4.0 – der RWTH Aachen (MMI), dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL), dem Institut für Arbeitswissenschaft (IAW), RIF e.V. und dem forstlichen Bildungszentrum des Landesbetriebs Wald und Holz NRW – aus zentralen Größen des Clusters Wald und Holz wie den Landesforsten Thüringen und den Firmen ABIES, foldAI, NavLog, HSM sowie LOGIBALL.
Die langjährigen Arbeiten des MMI zum Thema „Digitale Zwillinge“ aus den Bereichen Raumfahrt, Industrie und Umwelt werden in diesem Projekt zu einem „Datenraum Wald und Holz 4.0“ zusammengeführt, um den „Waldwandel gegen Klimawandel“ technisch bestmöglich zu unterstützen.
-Prof. Dr. -Ing. Jürgen Roßmann
CARL – Interdisziplinäre Forschungseinrichtung in Aachen
Urheber: KSG
An der RWTH entsteht derzeit ein Zentrum zur grundlegenden Erforschung der Alterung von Batteriematerialien und leistungselektronischen Systemen. Beim „Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems“, kurz CARL, handelt es sich um eine interdisziplinäre Forschungseinrichtung, an der Mitarbeiter*innen von zehn Kernprofessuren und rund 20 weiteren Lehrstühlen und Instituten der RWTH und des Forschungszentrums Jülich wegweisende Forschung betreiben können. Darunter befinden sich Wissenschaftler*innen und der Disziplinen Chemie, Physik, Mathematik, Informatik oder Materialwissenschaft, Maschinenbau und Elektrotechnik. Die Frage der Lebensdauer steht im Mittelpunkt, wenn es um die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit geht. Z.B. ist dies wichtig für Autohersteller, Abschreibungszeiträume, Garantieleistungen und um Zuverlässigkeit als Teil der funktionalen Sicherheit einschätzen zu können.
