Spannende Innovations‑, Bildungs- und Wissenschaftsprojekte kennenlernen und dabei mehr über innovatives Fördern erfahren: Das können Interessierte im Zuge des digitalen Transferwerkraums am 15. und 16. November. Mit der Veranstaltung findet die Jubiläumsinitiative “Wirkung hoch 100” des Stifterverbands ihren Abschluss. Das Förderexperiment hatte zum Ziel, innovative Projekte und Ideen zu fördern und damit die Zukunft des des Bildungs‑, Wissenschafts‑, und Innovationssystems mitzugestalten.
Zunächst wurden dabei 100 Projekte ausgewählt, die über sechs Monate im Rahmen eines Multi-Stakeholder-Ansatzes durch Expertinnen und Experten sowie mit Förderpatinnen und Förderpaten aus Stiftungen und Unternehmen begleitet und beraten wurden. In zwei weiteren Förderphasen wurden aus den 100 Projekten zunächst die besten 30 und dann die wirkungsvollsten zehn Projekte ausgewählt und mit mehr als einer Million Euro gefördert.
Im Zuge der Abschlussveranstaltung “präsentieren sich am ersten Tag der Veranstaltung die zehn Finalisten mit ihren Projekten und erarbeiteten Lösungen allen Interessierten. Darüber hinaus werden die drei “Wirkung hoch 100”-Preise in den Kategorien Bildung, Wissenschaft und Innovation vergeben. Am zweiten Tag des Transferwerkraums werden die Erfahrungen mit “Wirkung hoch 100” vorgestellt und neue und innovative Formen der Förderung – Fördern 2.0 – diskutiert und reflektiert. Hierbei kommen vor allem Vertreterinnen und Vertreter der Förderlandschaft zu Wort”, heißt es auf der Webseite des Stifterverbandes.
Weitere Informationen zur Veranstaltung und zur kostenlosen Anmeldung gibt es hier.
Fünf Fragen, fünf Antworten. Die Interview-Reihe aus der WTT-Community. IQIB (Institut für qualifizierende Innovationsforschung & ‑beratung) fragt nach bei Praktiker*innen aus dem WTT. Lebendige Berichte über Transferprojekte und Lessons Learned.
Interview mit Dr. Daniel Schubert, Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Raumfahrtsysteme, Systemanalyse Raumsegment, Gruppenleiter der EDEN-Initiative
FRAGE 1
| IQIB: Welches Transfervorhaben möchten Sie vorstellen? |
Daniel Schubert: Ich möchte das MEPA-Projekt etwas genauer vorstellen. MEPA steht für Mobiles Entfaltbares Pflanzen-Anbausystem. Das System des DLR ermöglicht es, frische Nahrung in humanitären Notsituationen zu produzieren und kann zum Beispiel in Flüchtlingslagern betrieben werden. Das “Minimalsystem” bietet eine sieben Quadratmeter große Aufzuchtfläche und soll pro Erntezyklus, am Beispiel Salatanbau, in den rund fünf bis sechs Wochen einen Ertrag von 85 Salatköpfen mit rund 42 Kilogramm einbringen. Es basiert auf Hydrokultur und ist mit einer automatisierten Unterstützungseinheit ausgestattet, die solarbetrieben ist.
Das MEPA-Projekt ist 2019 als Transferprojekt aus einem Terrestrischen Spin-off Programm unseres EDEN ISS-Projekts hervorgegangen. Die EDEN-Forschungsgruppe betreibt seit Anfang 2018 eine experimentelle Gewächshausanlage in der Nähe der Neumayer Station III des Alfred-Wegener-Instituts in der Antarktis. Dort testen wir in einem semi-geschlossenen Gewächshaussystem unter mars-/mondähnlichen Bedingungen Technologien und Prozesse als Vorbereitung für einen Langzeitaufenthalt von Menschen auf Mond oder Mars. Es geht aber nicht nur darum, die Missionsteilnehmer*innen mit frischem Gemüse zu versorgen. Ein weiteres Ziel ist es, psychologische Stabilität in einer vollständig technisierten Umgebung zu gewährleisten.
Gemeinsam ist beiden Pflanzen-Kultivierungsprojekten, dass sie keine Erde benötigen. Während wir bei MEPA Hydroponik nutzen, arbeiten wir bei EDEN ISS allerdings mit Aeroponik. Bei Aeroponik hängen die Wurzeln der Pflanzen in der Luft und werden alle fünf Minuten angesprüht. Im MEPA Projekt stecken die Wurzeln der Pflanzen im Wasser. Die Nährstoffversorgung läuft eine Matte, in die Kanäle eingeschweißt sind, durch die im Zehn-Minuten-Takt computergesteuert über kleine Pumpen Nährstofflösung fließt. Wir wollen MEPA nun durch ein sich selbst aufblasendes Gewächshauszelt ergänzen. Bisher ist MEPA ein offenes System, das komplett in freier Natur steht. Dieses Gewächshauszelt wollen wir ab Frühjahr 2022 im Rahmen des BMBF-Projekts „Rapid Food“ gemeinsam mit unseren deutschen Unternehmenspartner (heimplanet GmbH, Integar GmbH) weiterentwickeln. Darüber freuen wir uns sehr, denn das Projekt ermöglicht es uns, MEPA für weitere zwei Jahre fortzuführen. Ermöglicht wird dies im Rahmen der Strategie der Bundesregierung zur Internationalisierung von Bildung zur Förderung von Forschungsprojekten mit Tunesien unter der Beteiligung von Wissenschaft und Wirtschaft (TUNGER 2+2). Auf tunesischer Seite sind ebenfalls ein Forschungsinstitut und ein Unternehmen beteiligt. Wir planen außerdem, im MEPA-System Wasserrückgewinnung zu ermöglichen, um somit einen weiteren Kreislauf schließen zu können. Auf einen energieintensiven Einbau von LED-Geräten verzichten wir zunächst und nutzen stattdessen Sonnenlicht. Langfristig streben wir mit dem MEPA-System eine Ausgründung an.
FRAGE 2
| IQIB: Welche Zielsetzung hat das Vorhaben? |
Daniel Schubert: Ziel des MEPA-Projekts ist die Entwicklung eines kostengünstigen, modularen und schnell transportierbaren Gewächshaussystems für den Einsatz in humanitären Hilfsmissionen. Das System wird voraussichtlich Mitte nächsten Jahres in einem Flüchtlingslager in Jordanien erstmalig zum Einsatz kommen. Wir arbeiten zusammen mit dem UN World Food Programme, ADRA (NGO), Plan International (NGO) und dem Technischen Hilfswerk zusammen. Da MEPA keine Erde zur Kultivierung von Pflanzen benötigt, kann es auch in Flüchtlingslagern betrieben werden, in denen Ackerbau verboten ist. Diese häufig vorkommende Regelung soll seitens der Gastländer verhindern, dass ausländische Flüchtlinge den Status von Siedlern bekommen. Zudem könnte durch MEPA das oft einseitige Nahrungsmittelangebot durch frische Lebensmittel mit hohem Wassergehalt, zum Beispiel Salat oder Tomaten, ergänzt werden. Technisch wäre es auch möglich, dass die Flüchtlinge selbst entscheiden, welche Pflanzen sie anbauen möchten. Das kann sich bis hin zu einem kleinen Schrebergarten für jede Familie entwickeln. Vielleicht würde sogar ein kleiner Markt entstehen. Neben den belgleitenden positiven psychologischen Effekten kann ein weiterer positiver Aspekt sein, dass im Gastland weniger Konflikte um die Verteilung der Ernte der Bauern vor Ort entstehen.
FRAGE 3
| IQIB: Welche ist Ihre Rolle im Vorhaben? |
Daniel Schubert: Ich habe 2011 den Anschub zur EDEN-Initiative gegeben und bin Gruppenleiter eines Teams aus vier festangestellten Mitarbeitern und zwei Gastwissenschaftlern. Inzwischen umfasst die EDEN-Initiative mehrere Projekte. Mein Arbeitsschwerpunkt liegt aktuell weniger im Bereich Forschung. Ich kümmere mich mittlerweile vorranging um Controlling, Budgets und Organisation.
Schon während meines Studiums zum Wirtschaftsingenieur hatte ich mich auf Raumfahrt spezialisiert, Diplom- und Doktorarbeit hatten diesen Fokus. Hier am Institut habe ich allerdings zunächst als Kosteningenieur gearbeitet, wollte aber lieber an einem eigenen Projekt arbeiten. Hydroponik hat mich schon immer fasziniert, außerdem interessiert mich die Symbiose zwischen Natur und Mensch – und ich bin sehr technikaffin. Schließlich lernte ich Wissenschaftler von der NASA kennen, die an ähnlichen Projekten arbeiteten. So kam schließlich die Idee zum EDEN-Projekt zustande, richtig los ging es dann mit EDEN ISS.
FRAGE 4
| IQIB: Welche Chancen und Hemmnisse sehen Sie? |
Daniel Schubert: Zu den Chancen zählt sicherlich, dass im März 2020 im DLR offiziell die Roadmap für die Entwicklung bioregenerativer Lebenserhaltungssysteme vorgestellt wurde. Außer unserem Institut sind noch drei weitere Institute an der Roadmap beteiligt: Das Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin (Köln), das Institut für Robotik und Mechatronik (Oberpfaffenhofen) und das Institut für Datenwissenschaften (Jena). Mit dieser Roadmap wurden die Ziele für die nächsten zehn Jahre zu Papier gebracht und unsere Technologie zählt nun zu den Kerntechnologien des Instituts. Als nächster Schritt soll ein Demonstrator gebaut werden. Dieser wird später in ein Raumfahrtmodul umgewandelt und kann dann auf dem Mond als Gewächshaus in ein Habitat integriert werden. Parallel dazu gibt es verschiedene terrestrische Auskoppelungen, eine davon ist MEPA. Ein anderes Projekt ist Vertical Farming, ein Bereich, in dem wir sehr gut in der Community vernetzt sind. Viele meiner ehemaligen Studenten arbeiten in Vertical Farming-Start-Ups. Aus diesem Bereich gibt es im Rahmen des Technologietransfers viele Spin-In und Spin-Off-Effekte in unsere Forschungsprojekte. Unser EDEN ISS-Modul in der Antarktis ist mit 13qm Anbaufläche zwar deutlich kleiner als ein Vertical Farming-Projekt, aber wir sind technisch mit geschlossenen Luft- und Wasserkreisläufen einen Schritt voraus. Langfristig können wir uns vorstellen, dass Erkenntnisse unserer Forschung auch in den Bereich Vertical Farming diffundieren.
Ein aktuelles Hemmnis für unsere Projekt ist sicherlich, dass uns Forschungskapazitäten und Personal fehlen – insbesondere auch im Transferbereich. Um schlagkräftiger zu werden bräuchten wir eine Vervierfachung des Personals. Ein weiters Hemmnis ist, dass es bisher wenig Unterstützung für unsere Idee gibt, mit dem MEPA-System eine Ausgründung zu etablieren.
FRAGE 5
| IQIB: Welche Lessons Learned gibt es aus Ihrer Sicht? |
Daniel Schubert: Wir brauchen in der Forschung mehr Risikobereitschaft, weniger Bürokratie und eine andere, flexiblere und schnellere Verteilung der Gelder. Hilfreich wäre der Business-Angel-Ansatz: Man investiert in zehn junge Unternehmen und riskiert, dass acht davon pleitegehen – aber zwei starten richtig durch, wodurch sich der Einsatz letztendlich rentiert. Zielführend für neue und innovative (out-of-the-box) Themen, die vielleicht nicht hundertprozentig in die Forschungsplanung passen, wären beispielsweise kleine, unabhängige Forschungsgruppen mit eigener Budgetverantwortlichkeit. Mit der Unterstützung von Forschungsthemen im Sinne von Blue Sky Research hat das DLR gerade den Weg in diese Richtung eingeschlagen.
Wichtig ist es auch, Unterstützung am eigenen Institut zu bekommen, gerade am Anfang. Ich hatte das Glück, dass mein Abteilungsleiter und der Institutsleiter meine Idee stark unterstützt und die Anfangsfinanzierung des Labors sichergestellt haben. Im weiteren Verlauf mussten wir die Projekte dann allerdings eher mühsam über Drittmittel finanzieren; EDEN ISS zum Beispiel im Rahmen des EU-Programms Horizont 2020. Es hat lange gedauert, bis wir hier am Institut, dessen eigentliches Ziel es ist, Satelliten und Raketenoberstufen zu konzipieren, ernst genommen wurden. Wir mussten intern viel Überzeugungsarbeit leisten und haben deswegen viel Outreach gemacht. So geben wir als Forschungsgruppe zum Beispiel seit 2014 eigeninitiativ kontinuierlich einen Jahresbericht mit Kennzahlen, Budgets und Publikationen heraus. Letztlich war es ein klassischer Bottom UP-Approach.
IQIB: Vielen Dank, dass Sie sich Zeit für die Vorstellung dieser interessanten Forschungsthemen genommen haben.
Möchten Sie jemanden für die Interview-Reihe vorschlagen oder selbst über ein Projekt berichten? Dann schreiben Sie eine E‑Mail an Redaktion@fokustransfer.
Während Open Source Softwareentwicklungen seit zwei Jahrzehnten etabliert sind, engagieren sich auch immer mehr Hardware-Entwickler in Open-Source-Ansätzen. Eines dieser Beispiele stammt vom Forschungscampus STIMULATE der Otto von Guericke-Universität Magdeburg. Es handelt sich um ein Mini MRT für Schulungs- und Forschungszwecke. Für die Ausbildung in Ingenieursfachrichtungen wie Medizintechnik an klinischen MRT-Großgeräten gibt es in den meisten Universitäten keinen freien Zugang. Die vorhandenen Geräte sind durch die Patientenversorgung durchgehend belegt und für Forschungs- und Schulungszwecke nur in Ausnahmefällen verfügbar. Außerdem ist die Ausbildung von Studenten sehr risikoreich, da Beschädigungen des Großgeräts hohe Kosten und lange Ausfallzeiten mit sich bringen würde.
Daher wurde sich ein Ansatz überlegt, Studenten an kostengünstigen und selbstentwickelten Mini MRT Systemen auszubilden. Ein solches ist das OCRA Tabletop MRI System, welches von OVGU Mitarbeitern und Studenten entwickelt wurde.
OCRA steht dabei für Open-Source Console for Real-Time Acquisition und der Austausch findet über folgende Plattform statt: https://zeugmatographix.org/ocra/.
Das handliche MRT lässt die Messung von Reagenzglas-großen Proben zu und enthält, im kleinen Maßstab, die Technik des klinischen MRT.
Trotz des Open-Source-Ansatz gibt es auch eine kommerzielle Perspektive. Obwohl Geräte, Teile und Software frei zugänglich sind, gibt es Universitäten, Forschungseinrichtungen, Industriebetriebe, oder auch Start-ups in der MRT Entwicklung, die auf fertige Komponenten des Systems zugreifen möchten, ohne diese selbst zusammenbauen zu müssen. So wurden erste Geräte erfolgreich mit Hilfe des Uni-nahen Unternehmens Steinbeis vertrieben. Gegenwärtig werden sogar die Chancen zur Realisierung einer eigenen Ausgründung eruiert.
Bild: Das MRI System Engineering Team (Ivan Fomin, Marcus Prier, David Schote) hinter dem OCRA Tabletop MRI System bestehend aus der Steuerungssoftware (links), der OCRA Konsole (mittig, oben), dem Gradientenverstärker (mittig, unten) und der Magnetbox inkl. der RF-Elektronik (rechts). Foto: Christian Rößler.
