erfinden entdecken

In unserer Serie stellen wir die einzelnen Themen sowie die Autorinnen und Autoren der Publikation "erfinden" vor. Nachdem wir uns bereits mit der Suche nach extraterrestrischem Leben, dem effizienteren Einsatz Seltener Erden und präziseren Wettervorhersagen befasst haben, geht es diesmal um autonome Shuttles.

Mobilitätswende: Die Anzahl der autofreien Orte und Innenstädte steigt. Zudem hält in Kommunen, in denen an Verbote von Kraftfahrzeugen nicht zu denken ist, die Verkehrswende in Form von autonomen Shuttle-Services Einzug. Meist sind die Shuttles elektrisch betrieben. Hier sind auch Impulse für den Gütertransport in dicht besiedelten Bereichen zu erwarten.

Angesichts der Vielzahl an Projekten zur Förderung und Erprobung autonomer Shuttle-Fahrzeuge im ÖPNV und der Vielzahl an Patentanmeldungen zu autonomen Fahrzeugen im Allgemeinen und autonomen Shuttles im Speziellen steht es außer Frage, dass autonome Shuttle-Services in Zukunft zumindest einen Teil des ÖPNV ausmachen werden. Das Problem der ersten beziehungsweise letzten Meile könnte durch flexible Fahrtangebote zumindest verkleinert und die Anzahl privater Pkw auf den Straßen verringert werden. Das Potenzial des Beitrags zum Klima- und Umweltschutz, welches der Einsatz autonomer Shuttle-Taxis im ÖPNV bietet, ist groß. Die Fahrzeuge könnten zudem Impulse für den Warenverkehr in innerstädtischen Bereichen liefern.

Dennoch gibt es noch Herausforderungen zu überwinden. Die derzeitige Gesetzgebung ermöglicht es nicht, dass sich autonome Fahrzeuge im Straßenverkehr ohne einen Fahrzeugführer bewegen dürfen. Auch die Sensorik muss in einer Weise vorliegen, dass Ausfälle entweder vollständig vermieden oder durch redundante gleichwertige Erfassungseinheiten kompensiert werden. Die heutigen Erprobungen im Realbetrieb liefern wichtige Erkenntnisse für ein Voranschreiten der autonomen Mobilität im ÖPNV.

Viele Ideen zur Erhöhung des Komforts der Fahrgäste bergen ein Potenzial für eine erhöhte Selbstständigkeit für Personen, die bisher auf Unterstützung beim Zurücklegen von Strecken angewiesen sind. Dies betrifft insbesondere Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen oder auch Kinder.

In unserer Serie stellen wir die einzelnen Themen und die Autorinnen und Autoren der Publikation "erfinden" vor. Nachdem wir mit der Suche nach extraterrestrischem Leben und dem effizienteren Einsatz Seltener Erden begonnen haben, geht es jetzt um präzisere Wettervorhersagen. 

Mit der Familie schnell vom Freibad nach Hause. Montage- und Bauarbeiten unterbrechen. Das entscheidende Fußballbundesligaspiel verschieben. Wenn ein Gewitter droht, gilt es Menschen zu schützen. Doch Blitz und Donner vorherzusagen, ist mittels Wettermodellen sehr schwierig. Die meisten Warnsysteme setzen auf das Messen von elektrostatischen und/oder elektromagnetischen Feldern in der Atmosphäre. Auch eine Gewitterdetektion mittels Satelliten ist mittlerweile möglich. Der Trend geht zur Kombination von mehreren Systemen. Das Ziel: präzisere Vorhersagen. Eine wichtige Rolle können dabei Windparks als Datensammler spielen.

Die Gewitterdetektion ist und bleibt ein komplexes und vielschichtiges Thema, das durch verschiedene Verfahren, wie die Analyse von atmosphärischen Bedingungen, die Blitzortung und die Nutzung von Satellitenbeobachtungen, vorangetrieben wird. Durch die Kombination dieser Methoden können Wetterdienste immer präzisere Vorhersagen treffen und die Bevölkerung frühzeitig vor drohenden Gewittern warnen. Um unsere Sicherheit und unser Wohlergehen zu gewährleisten, wird insbesondere hinsichtlich des Klimawandels die kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung der Gewitterdetektionstechnologien weiterhin ein Thema sein. Wie präzise die zukünftigen Gewitterwarnsysteme auch sein sollten: Wo genau der nächste Blitz einschlägt, wird aufgrund der Komplexität dieses Naturphänomens weiterhin nicht vorhersagbar sein.

In unserer neuen Serie stellen wir die einzelnen Themen und die Autorinnen und Autoren der Publikation "erfinden" vor. Nachdem wir mit der Suche nach extraterrestrischem Leben begonnen haben, geht es diesmal um den effizienteren Einsatz Seltener Erden. 

Ob in Motoren von Elektroautos oder in Turbinen von Windkraftanlagen: Kraftvolle Permanentmagnete spielen bei Lösungen für die Energiewende eine wichtige Rolle. Diese Magnete enthalten meist schwere Seltene Erden. Wie lässt sich der Einsatz der kritischen Rohstoffe für Supermagnete reduzieren oder ganz vermeiden? Dafür gibt es eine Reihe von Ansätzen.

Mit dem steigenden Bedarf an Supermagneten, beispielsweise für die E-Mobilität und Windkraftanlagen, gewinnen Recyclingstrategien an Bedeutung, um die teuren und knappen Seltenen Erden nach dem Ende des Produktzyklus nicht zu verlieren. Die Aktivitäten hierzu sind vielfältig und verfolgen unterschiedliche Strategien. Beispielsweise befasst sich die DE 10 2018 221 845 A1 mit der Separation der Magnete aus den Anwendungen. Hierzu werden die elektrischen Komponenten fein zerkleinert und anschließend hartmagnetische Anteile separiert, die wieder als Rohstoffe dem Magnetherstellungsverfahren zugeführt werden können.

Einen Schritt weiter geht die WO 2018 037 241 A1, die neben der Gewinnung der Sekundären Rohstoffe auch die Weiterverarbeitung
zu einem Recycling-Magneten zeigt. Den Einsatz von Ressourcen reduzieren und zudem das Recycling voranbringen – es gibt vielfältige Ansätze.

In unserer neuen Serie stellen wir die einzelnen Themen und die Autorinnen und Autoren der Publikation "erfinden" vor. Wir beginnen mit der Suche nach extraterrestrischem Leben.

Wie Leben auf der Erde entstand, verstehen wir kaum. Die Entdeckung von extraterrestrischem Leben könnte weitere Einblicke bieten, sogar noch alternative Lebensgrundlagen aufzeigen. Prinzipiell ist es denkbar, dass auf bestimmten Himmelskörpern in unserem Sonnensystem eine extraterrestrische Biologie existiert. Zum Erkunden werden autonome Rover, selbstfliegende Drohnen oder eigenständig navigierende Unterwasserfahrzeuge eingesetzt. Außerirdisches Leben könnte alternativ auch auf Planeten in anderen Sternsystemen gefunden werden. Diese Objekte werden mittels großflächiger Weltraumteleskope erforscht. Eine Reise durch die Patentliteratur.

Trotz intensiver Suchen konnte bisher noch keine Signatur von extraterrestrischem Leben zweifelsfrei identifiziert werden. Es existieren allerdings eine Vielzahl an Möglichkeiten, um nach einer außerirdischen Biologie zu suchen. Aktuell ist es unklar, mit welcher Strategie am wahrscheinlichsten eine entsprechende Entdeckung erzielbar wäre. Daher wäre es vorteilhaft, auch in Zukunft verschiedene Projekte zur Lebenssuche zu verfolgen. In der Patentliteratur finden sich hierzu viele Anregungen und Vorschläge. Lesen Sie unseren Beitrag zu Innovationen für die Suche nach extraterrestrischem Leben (erfinden, Seite 6 – 23).

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