Coole Roboter, anziehende Kühltechnik

Dem Informatikprofessor und Robotik-Experten Jan Peters und seinem Team war die Begeisterung deutlich anzumerken, als sie in ihren Laboren die Grundideen ihrer Forschung ganz praktisch demonstrierten: Maschinen, die Tischtennis spielen oder bei der Zubereitung einer Vorspeise Zutaten anreichen. Ziel des im Rahmen des European Research Councils (ERC) durch einen Starting Grant und mit 1,4 Millionen Euro geförderten Projekts ist es, menschenähnlichen Robotern das automatische Lernen von Bewegungsabläufen beizubringen und somit Angestellte künftig bei körperlich anstrengenden und eintönigen Arbeiten zu entlasten.

Industrieroboter leisten etwa in der Automobilproduktion hochpräzise Arbeit. Und doch stagniert die Weiterentwicklung der Roboter seit Jahrzehnten. Bisher seien alle Versuche gescheitert, teure Roboterprogrammierung durch eigenständiges maschinelles Lernen zu ersetzen, so Professor Peters. Grund seien die noch sehr unflexiblen Lernarchitekturen der Roboter. Mit dem Projekt „Skills4Robots“ möchte Peters dazu beitragen, diese große Hürde zu überwinden. Er und sein Team wollen Robotern das leistungsstarke Erlernen vieler unabhängiger Bewegungen im Baukastenprinzip ermöglichen.

Unterstützt wird Peters von 14 Doktorandinnen und Doktoranden, vier Postdocs sowie Bachelor- und Masterstudierenden. Ihre konkrete Vision: Die selbstlernenden Roboter werden beispielsweise auch in der Altenpflege wichtige ergänzende Tätigkeiten ausführen, damit sich die Pflegekräfte auf das konzentrieren können, was besonders wichtig ist – Zeit für menschliche Zuwendung.

Anziehend fand Jochen Pöttgen, Leiter der Regionalvertretung der EU-Kommission in Bonn, bei seinem Besuch an der Uni auch die Forschung des Teams um Professor Oliver Gutfleisch: Der im Rahmen des ERC mit einem Advanced Grant ausgezeichnete Materialwissenschaftler steckt die EU-Fördersumme von 2,5 Millionen Euro in die Umsetzung eines vielversprechendes Konzepts – Kühlung durch magnetische Materialien in Magnetfeldern, die sogenannte magnetokalorische Kühlung. Die Ausgangslage ist so klar wie beunruhigend: Kühlung ist global unverzichtbar geworden, aber die verfügbaren Kühlsysteme verbrauchen ungeheuer viel Energie und schädigen mit ihren klimaschädlichen Kühlmitteln die Umwelt. Prognosen besagen, dass die Welt bis 2070 mehr Energie für die Kühlung verbrauchen wird als für das Heizen. Acht Prozent aller Treibhausgase sind schon heute mit Kühlung verknüpft.

Wie Gutfleisch erläuterte, zielt das Projekt „Cool Innov“ darauf ab, die Kühltechnik zu revolutionieren und die effiziente magnetokalorische Kühlung im großen Maßstab zur Wettbewerbsreife zu führen – etwa in gewerblichen Kühlschränken und Klimaanlagen. Der Ansatz: Parallel zum magnetischen Feld wird ein weiterer Stimulus, nämlich Druck, in den Kühlkreislauf eingebracht. Das abwechselnde An und Ausschalten von Magnetfeld und Druck führt zu einer höheren Kühlleistung und Effizienz des kalorischen Materials. Ein Team, dem zwei Gruppenleiter, zwei Postdocs, vier Doktorandinnen und Doktoranden angehören, experimentiert mit der Synthese neuartiger Materialien mit optimierten multifunktionalen Eigenschaften. Diese werden anschließend für die Herstellung von Wärmetauschern verwendet. Erfolge können sich bereits sehen lassen: Das Spin-off „Magnotherm“, gegründet von Nachwuchswissenschaftlern, präsentierte sich vor einigen Tagen auf der Hannover Messe.

Kurz und knapp

13 Millionen Euro warb die TU Darmstadt im Jahr 2018 an Forschungsförderungs-Mitteln der EU ein. Seit 2008 zog die Universität 17 ERC-Projekte an. Derzeit ist die TU an mehr als 80 laufenden EU-Verbundprojekten beteiligt; davon hat die TU in fünf Projekten die Koordinations-Rolle inne. Die TU Darmstadt arbeitet im Rahmen von EU-geförderten Projekten insbesondere mit Partnern aus Spanien, Großbritannien, Frankreich, Italien und den Niederlanden zusammen.