Rückblick: Fotowettbewerb Forschungsperspektiven

1st place: Florian Muschka, Anika Mühl, Sammy Schließer

Title: Transistors in pad printing
Entrants: Florian Muschka (Research Assistant), Anika Mühl (Master’s student), Sammy Schließer (Photographer) from the Department of Printing and Packaging Technology

First place in the photo competition goes to Florian Muschka (left), Anika Mühl (right) and Sammy Schließer (photographer). The photograph “Transistors in Pad Printing” shows the Master’s student in Printing and Packaging Technology and the research assistant to Prof. Dr Ingo Reinhold characterising printed organic electrochemical transistors (OECTs). Their high sensitivity and compatibility with aqueous environments make OECTs ideal for sensor applications, for example in medical technology for glucose measurement. The researchers produced the transistors using pad printing, a gravure printing process from the graphics industry that is particularly suitable for curved and uneven surfaces. In her Master’s thesis, Mühl is investigating the influence of process parameters on the print quality and conductivity of silver structures in pad printing. Muschka is researching the printing process for seal-integrated sensor technology in the ‘IntelliSeal’ project at the Leipzig Research and Transfer Centre of HTWK Leipzig.

2nd place: Herrmann Busse, Lorenz Spillecke

Title: Mixed Reality in Everyday Laboratory Life
Entrants: Herrmann Busse and Lorenz Spillecke, Research Assistants at the Institute of Geotechnical Engineering

Second place goes to civil engineers Herrmann Busse (photography) and Lorenz Spillecke (image editing) for a photomontage depicting their vision of everyday working life in a soil mechanics laboratory in the future. Through mixed reality, in which real and virtual objects interact in real time, laboratory technicians could view context-related content in addition to the real-world situation. With the aid of mixed-reality glasses, for example, it would be possible to look inside the sample. In the context of soil mechanics, this vision has great potential for innovation, whether for faster availability and sharing of information or for interdisciplinary and decentralised professional development. Busse is currently pursuing a PhD at the Technical University of Berlin and HTWK Leipzig on the interpretation of dynamic load testing data; together with Spillecke, he is developing a measurement system for road network stress in the ‘RoadIT1.0’ project under the supervision of Prof. Dr Ralf Thiele.

2nd place: Karl Marbach

Title: Tangible Innovation: Hands in the Spotlight of Technology
Submitted by: Karl Marbach, Master’s student in Industrial Engineering (Mechanical Engineering/Energy Technology)

Second place also goes to the image by Karl Marbach, a Master’s student in Industrial Engineering (Mechanical Engineering/Energy Technology). As a research assistant, he works at the Chair of Production and Logistics Systems, headed by Prof. Dr Martin Gürtler. As part of his Master’s project, he is working on generating automated work process time analyses (MTM analyses) from video sequences. To this end, he utilises, amongst other things, motion capture – a method for recording movements – as well as object recognition. MTM analyses are used in industrial settings, particularly for the planning and evaluation of manual assembly tasks and for determining operational planning times. Furthermore, they are used to evaluate assembly processes from an ergonomic perspective. Marbach is developing an algorithm for this purpose that uses the recorded movements to improve existing assembly processes. The photo shows Marbach creating a comprehensive training dataset. The image processing highlights the measured moving parts of the hand.

3rd place: Niels Clasen

Title: Wood-to-wood connection using timber
Entrant: Niels Clasen, research assistant in the FLEX research group

Third place in the photo competition goes to Niels Clasen, research assistant in the FLEX research group. As part of his Master’s thesis within the ‘Directed Timber Pressfitting’ project led by Prof. Dr Alexander Stahr, the civil engineer investigated the clamping effect of glue-free and species-separable dowel joints made of timber. The research group tested rod-shaped round timber dowels, which they expanded using nails made of synthetic resin-bonded wood and firmly connected to the drill hole in a laminated veneer lumber (LVL) panel. In a series of tests, Clasen examined the load-bearing capacity of 80 test specimens with various modifications to the dowel. The initial attempts to drive the nail into the dowel from the end were initially unsuccessful: dowels tore, panels split and nails broke, as can be seen in the picture here. However, these failures were crucial to gaining insights; further experiments led to the solution: pilot holes, more precise matching of nail and dowel sizes, and LVL panels with cross-layers ultimately perfected the joint to achieve a pull-out strength of up to 2 kilonewtons.

1. Platz: Stefanie Penzel

Titel: Mobile Messsonde zur Überprüfung der Wasserqualität
Einreichende: Stefanie Penzel, Umwelt-Ingenieurin und Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Technologie und Produktion im Maschinenbau

Den ersten Preis erhielt die Umwelt-Ingenieurin Stefanie Penzel. Sie erforscht im Rahmen ihrer Promotion zusammen mit der Arbeitsgruppe „Vor-Ort-Analytik“ des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung eine mobile Tauchsonde zur Überwachung der Wasserqualität in Seen und Flüssen. Die Sonde bestrahlt Wasserproben mit Licht im ultravioletten und sichtbaren Bereich und zeichnet Fluoreszenz- und Transmissionsspektren auf. Diese zeigen, wie lichtdurchlässig das Wasser ist; daraus lässt sich auf bestimmte Substanzen im Wasser schließen. Auf dem Foto ist Stefanie Penzel bei einer Probedurchlaufmessung am Bogensee in Leipzig-Paunsdorf zu sehen, der in der Vergangenheit von Blaualgen befallen war. Umwelteinflüsse wie Niederschlag oder Sonneneintrahlung führen bei Messungen vor Ort zu Messunsicherheiten – diese erfasst und modelliert Stefanie Penzel mithilfe von Soft-Computing-Methoden.

2. Platz: Daniel Matthes und Patrick Frenzel

Titel: Perspektivwechsel – Datenerfassung für automatische Wettkampfanalysen im Kanu-Rennsport
Einreichende: Daniel Matthes und Patrick Frenzel, Ingenieure der Forschungsgruppe „Laboratory for Biosignal Processing“

Den zweiten Preis teilen sich Daniel Matthes und Patrick Frenzel für ihr Foto beim Filmen eines Qualifikationsrennens im Kanurennsport. Die Ingenieure der Forschungsgruppe „Laboratory for Biosignal Processing“ entwickeln eine Software unter Verwendung künstlicher Intelligenz zur automatisierten Echtzeit-Wettkampfanalyse. Sie kann für jedes Boot in jedem Streckensegment die mittlere Geschwindigkeit rein videobasiert ermitteln. Diese Information soll auch die Analyse der Wettkampftaktik der Konkurrenz in internationalen Wettkämpfen ermöglichen.

3. Platz: Michael Weise

Titel: High Voltage meets Power Electronics
Einreichender: Michael Weise, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energietechnik

Im Fokus des an dritter Stelle prämierten Bildes von Michael Weise stehen unerwünschte Gasentladungen, hervorgerufen durch die Überlagerung einer hohen Gleichspannung mit einer mittelfrequenten Wechselspannung. Solch ein Spannungsmix tritt in Geräten auf, die regenerativ erzeugte Energien übertragen und nutzen. Durch die Hochspannung und die hohe Feldstärke an der spitzen Elektrode wird die Luftstrecke zur Elektronik hin ionisiert – zu sehen als blaues Bündel konzentrierter Entladungen, deren Fußpunkte sich bewegen. Der Elektroingenieur untersucht als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energietechnik, wann diese speziellen Gasentladungen auftreten, welches Störpotenzial sie haben, wie sie erkannt und vermieden werden können.

1. Platz: Robin Pischko

Titel: Überprüfung der Eigenschaften von modernen Hochleistungskunststoffen zur Verwendung in zukünftigen Wasserstoffinfrastrukturen
Einreichender: Robin Pischko, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Energie-, Gebäude- und Umwelttechnik

Das Gewinnerbild zeigt den Doktoranden mit einer Permeationsmesszelle, die an eine mit Wasserstoff betriebene Rohrleitung installiert ist. Mithilfe dieser Zelle können die Forschenden die Durchlässigkeit des Gases, durch die Kunststoffrohrleitungen überprüfen und den Wasserstoff auffangen, der durch die Rohrleitungswand fließt.

Im Zuge der Erforschung alternative Energiegewinnung wird an der Hochschule daran geforscht, wie grüner Wasserstoff nicht nur genutzt, sondern auch sinnvoll gespeichert und verteilt werden kann. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt „H₂-Infrastruktur – Effizienter und sicherer Betrieb von Wasserstoffverteilnetzen“ untersuchen Forschende der HTWK Leipzig, wie moderne Hochleistungskunststoffe wie sie im heutigen Erdgasbereich eingesetzt werden, für die Nutzung von Wasserstoff nutzbar sind. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten zeigen, dass bereits heute bestehende Rohrleitungssysteme sehr gut für eine zukünftige Versorgung mit grünem Wasserstoff geeignet sind.

Das Gewinnerfoto vereint inhaltlich als auch kreativ all das, was ein gutes Wissenschaftsbild ausmacht: Ein aktiver Mensch steht im Mittelpunkt und gibt Einblicke in seine Forschung.

2. Platz: Felix Schmidt-Kleespies

Titel: Holz Nr. 104 – Montageplan als Hologramm
Einreichender: Felix Schmidt-Kleespies von der Forschungsgruppe FLEX

Das Bild zeigt eine Holzkonstruktion in einer Werkstatt, versehen mit einem aufgesetzten Hologramm. Dafür wurde mit einer sogenannten AR-Brille gearbeitet. AR steht für Augmented Reality: Die reale Welt wird dabei erweitert und mit digitalen Elementen verknüpft.

Mit Augmented Reality lassen sich holografische Darstellungen für die komplexe Fertigung einzelner Bauteile darstellen. Als Assistenzsystem projiziert die AR-Brille die notwendigen Fertigungsinformationen direkt ins Sichtfeld der Zimmerleute. Diese erhalten so die Planungsdaten direkt in der Werkhalle – Schritt für Schritt und direkt im Kontext des konkreten Bauteils. Das kann die Effizienz bei der Fertigung und auch die Genauigkeit im Herstellungsprozess von Holzrahmenbauelementen deutlich erhöhen.

Hinter der Methodik und dem Foto verbirgt sich das Forschungsprojekt „Optisch-parametrische Bauteilreferenzierung für die Vorfertigung von Holztafelelementen“. Projektverantwortlicher Mitarbeiter ist Felix Schmidt-Kleespies der Forschungsgruppe FLEX.

3. Platz: Lars Hoffmann

Titel: Stresstest – Zimmerdecken aus Holz, Beton und Hanf im Belastungsversuch
Einreichender: Lars Hofmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Betonbau

Im Bild ist ein Bauteilversuch zu sehen, mit dem die Tragfähigkeit einer Decke überprüft wird. Damit Zimmerdecken tragfähig und stabil sind, wird derzeit vor allem Stahlbeton eingesetzt. Diese Bauweise ist zwar sehr langlebig, jedoch nicht besonders ökologisch.

An der HTWK Leipzig wird – auch im Sinne unserer Nachhaltigkeitsstrategie – intensiv an der Umsetzung für ressourcenschonende Alternative geforscht. So könnten in Zukunft Decken z.B. aus Holz und Ökobeton sein, die mit Hanffasern und Kunststoff verstärkt werden. Bei der Alternative werden die Vorteile aller Materialien miteinander verbunden: Holz und Hanf sind leicht und als nachwachsende Rohstoffe umweltfreundlich. Wird ein Holzbalken mit Hanf verstärkt, kann für den Deckenbau weniger Holz bei gleicher Tragfähigkeit verwendet werden. Das macht die Decken bei gleicher Leistung dünner. Dadurch können vorhandene Bauflächen perspektivisch optimaler genutzt werden. Damit diese ökologisch verbesserte Alternative tatsächlich einmal in die Anwendung kommt, bedarf es vorab entsprechender Experimente zur Tragfähigkeit der baulichen Elemente, wie der hier abgebildete Belastungsversuch anschaulich zeigt.

1. Platz: Lukas Franke

Titel: sPRINTer goes Porsche
Einreichende: Lukas Franke, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschergruppe FLEX

Den ersten Platz im Jahr 2018 belegte Bauingenieur Lukas Franke, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschergruppe FLEX. Das Bild zeigt den sPRINTer, ein Prototypenfahrzeug, das von einem Akkuschrauber angetrieben wird. Sein technologisches und gestalterisches Highlight ist das zentrale, ergonomisch geformte, 53 Zentimeter lange freitragende Mittelteil. Es besteht aus kunstharz-gebundenem Polymethylmethacrylat (PMMA) und wurde 3D-gedruckt.

Hochschulintern bildete die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Studierenden der Architektur und des Maschinenbaus die geistreiche und personelle Basis des Erfolgs.

2. Platz: Dr. Mirco Fuchs, Patrick Frenzel, Dr. Gerold Bausch

Titel: Berührungsloses Schmerzmonitoring der Zukunft durch intelligente videobasierte Analysesysteme
Einreichende: Dr. Mirco Fuchs, Patrick Frenzel, Dr. Gerold Bausch von der Forschungsgruppe „Laboratory for Biosignal Processing“

Nach der Operation liegt ein sedierter Patient – hier nachgestellt – im Aufwachraum. Eine Kamera analysiert dabei Mimik und Vitaldaten wie Herz- oder Atemfrequenz. Daraus kann die Software ablesen, ob der Patient Schmerzen hat und am Monitor Empfehlungen für medizinisches Personal zur Schmerzmittel-Dosierung aussprechen.

Das Bild illustriert einen wichtigen Bereich der Forschungsaktivitäten des „Laboratory for Biosignal Processing“, an dem die drei Elektrotechnik-Ingenieure forschen. Zum Zeitpunkt der Fotografie arbeiteten sie gemeinsam mit dem Herzzentrum Leipzig im Rahmen einer klinischen Machbarkeitsstudie daran, aus der Mimik ein individuelles Schmerzempfinden von Patienten abzuleiten. Ein solches System soll dann zur berührungslosen Überwachung des Gesundheitszustandes auf normalen Stationen eingesetzt werden, vor allem bei Menschen, die sich nicht artikulieren können, beispielsweise Neugeborene.

3. Platz: Julian Hofbauer, Silvio Hund

Titel: Der blaue Anteil des Sonnenlichts – messtechnische Charakterisierung von Photovoltaik
Einreichende: Julian Hofbauer und Silvio Hund vom Forschungsprojekt FuzzySun

Für die messtechnische Charakterisierung und Erforschung von Photovoltaikzellen und Modulen ist ein stabiles, genau zu kontrollierendes Lichtspektrum wichtig. Im Rahmen des Forschungsprojektes „FuzzySun“ beschäftigten sich die wissenschaftlichen Mitarbeiter der Fakultät Maschinenbau und Energietechnik Julian Hofbauer und Silvio Hund mit der Regelung von Lichtspektren für den genannten Anwendungsfall.

Das eingereichte Bild erstellten sie im Labor „Industrielle Messtechnik“. Es zeigt die Vermessung eines Minimoduls unter blauem Messlicht.

1. Platz: Dr. Gerald Bausch, Friederike Frieler

Titel: Wie das Internet der Dinge unseren Alltag verändern wird
Einreichende: Dr. Gerald Bausch, Friederike Frieler von der Forschungsgruppe „Laboratory for Biosignal Processing“

Der erste Platz ging 2016 an Dr. Gerold Bausch und Friederike Frieler von der Forschungsgruppe „Laboratory for Biosignal Processing“ für die dreiteilige Bildserie, die das Internet der Dinge und dessen Auswirkungen auf unseren zukünftigen Alltag visualisiert. Für ein Innovationsforum, welches im September 2015 an der HTWK Leipzig zum Thema „Digitalisierung“ stattfand, wurden verschiedene Motive entworfen, die Anwendungen moderner Sensor- und Rechentechnik in verschiedenen Einsatzbereichen zeigen.

2. Platz: Florian Hanso

Titel: Feuer und Flamme für Kambodscha
Einreichender: Florian Hanso von der studentischen Projektgruppe „Cooking Stove Cambodia“

Der zweite Platz ging 2016 an die studentische Projektgruppe „Cooking Stove Cambodia“. Beteiligt waren neben Florian Hanso die Energietechnikstudenten Robert Kühne, Tom Eisenblätter, Julian Dobczinski und Udo Blümel. Ziel des Forschungsprojekts war die Konzeption und Konstruktion eines effizienten, sicheren und kostengünstigen Ofens aus vorhandenen Materialien. 

Bei ihrer Reise nach Kambodscha fertigten die Studenten am zweiten Tag nach ihrer Ankunft den allerersten Prototypen eines Kochers, der für die dort lebende Bevölkerung konzipiert wurde. Die Kambodschaner ließen sich dieses Schauspiel nicht entgehen und packten tatkräftig mit an. In der Abbildung zu sehen ist der Innenzylinder des zukünftigen Kochers.

3. Platz: Martin Dembski

Titel: Wir haben den Bogen raus
Einreichender: Martin Dembski, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe FLEX

Den dritten Platz errang Architekt Martin Dembski, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe FLEX. Das Foto zeigt Masterstudierende der Studiengänge Architektur und Bauwesen, die in einem interdisziplinären Forschungsprojekt ein großmaßstäbliches Modell eines Zollinger-Bogens entworfen, geplant, gefertigt, montiert und in Belastungsversuchen getestet haben. Innerhalb eines Jahres entstand unter Leitung von Prof. Alexander Stahr eine parametrisch geplante Brettrippenkonstruktion, die sich durch besondere Ressourceneffizienz (Einsparung im Vergleich zu konventionellen Holzbauten zirka 30 Prozent) und Nachhaltigkeit (vollständig recycelbar) auszeichnet.

1. Platz: Michael Lohmeier

Titel: KUKA vs. HTWK
Einreichender: Michael Lohmeier, Maschinenbau-Student

Das Gewinnerbild aus dem Jahr 2015 entstand in dem damals neuen Fakultätsgebäude für Maschinenbau und Energietechnik, im frisch eingerichteten Robotik-Labor des Fachbereichs Mechatronik. Michael Lohmeier und andere Maschinenbau-Studierende programmierten dem Roboter den HTWK-Schriftzug ein und installierten vorn eine Lampe, um den Schriftzug darzustellen. Das Programm ließen sie schließlich mit hoher Geschwindigkeit abfahren und nahmen das Foto mit Langzeitbelichtung auf.

Das Foto stellt so die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Industrierobotern künstlerisch dar.

2. Platz: Ben Andrack

Titel: Trainingsteam
Einreichender: Ben Andrack von der Forschergruppe Innovative Surgical Traininng Technologies (ISTT)

Das Bild zeigt einen Trainingssimulator, den der Elektrotechnik-Ingenieur Ben Andrack als wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschergruppe „Innovative Surgical Training Technologies“ gemeinsam mit dem Team entwickelt hat. Es visualisiert, wie das chirurgische Trainingssystem in der Praxis eingesetzt werden könnte.

Im Forschungsprojekt „LewiSim“ entwickelte die Gruppe diesen Simulator, mit dem angehende Chirurginnen und Chirurgen eine Operation an der Lendenwirbelsäule üben können. Sie schneiden, stanzen, fräsen an dem Simulator wie in einer echten Operation, ohne in diesen ersten „Gehversuchen“ eine reale Person zu gefährden. Auf dem Foto zu sehen sind Dr. Gerold Bausch (rechts) und Matthias Müller (links).

3. Platz: Lars Ehlers

Titel: Elektrisch beheizbarer Paravent
Einreichende: Lars Ehlers von der Forschergruppe Innovative Surgical Traininng Technologies (ISTT)

Auf Platz drei rangierte 2015 das Panorama-Foto von Lars Ehlers. Es zeigt mehrere elektrisch beheizbare Raumabtrennungen, an denen der Architekt in der Forschungsgruppe „Funktionsoberflächen“ unter der Leitung von Prof. Henning Rambow arbeitete. Elektrisch leitfähige Papiere und Vliese bieten eine kostengünstige Alternative zur Herstellung von Flächenheizungen. Anders als bei klassischen tief liegenden Warmwasserheizungen reagieren diese sehr schnell. Da sie über große Flächen eingesetzt werden können – Fußböden, Außenwände, Bauteile – können sie mit relativ niedrigen Temperaturen mit hoher Wärmestrahlung betrieben werden.

Gegenstand dieses Forschungsprojekts waren der Verbund der Materialien, die Kombination mit Oberflächenmaterialien und vor allem die installationsfreundliche und dauerhaft sichere Kontaktierung einzelner Elemente einer Fußbodenheizung. Die Forschenden entwickelten auch mobile Bauteile wie diesen Paravent, ein faltbares und mobiles Bauteil, welches als Raumtrenner und als temporäre und einfach bewegbare Heizung funktionieren kann.

3. Platz: Lars Ehlers

Titel: Elektrisch beheizbarer Paravent
Einreichende: Lars Ehlers von der Forschergruppe Innovative Surgical Traininng Technologies (ISTT)

Auf Platz drei rangierte 2015 das Panorama-Foto von Lars Ehlers. Es zeigt mehrere elektrisch beheizbare Raumabtrennungen, an denen der Architekt in der Forschungsgruppe „Funktionsoberflächen“ unter der Leitung von Prof. Henning Rambow arbeitete. Elektrisch leitfähige Papiere und Vliese bieten eine kostengünstige Alternative zur Herstellung von Flächenheizungen. Anders als bei klassischen tief liegenden Warmwasserheizungen reagieren diese sehr schnell. Da sie über große Flächen eingesetzt werden können – Fußböden, Außenwände, Bauteile – können sie mit relativ niedrigen Temperaturen mit hoher Wärmestrahlung betrieben werden.

Gegenstand dieses Forschungsprojekts waren der Verbund der Materialien, die Kombination mit Oberflächenmaterialien und vor allem die installationsfreundliche und dauerhaft sichere Kontaktierung einzelner Elemente einer Fußbodenheizung. Die Forschenden entwickelten auch mobile Bauteile wie diesen Paravent, ein faltbares und mobiles Bauteil, welches als Raumtrenner und als temporäre und einfach bewegbare Heizung funktionieren kann.