Auch dieses Jahr waren auf der IdTechEx Show!, die vom 11.-12. April in Berlin stattfand, wieder über 2500 Teilnehmer angemeldet und über 200 Vorträge im Programm. Das Thema der kombinierten Tagung und Messe sind die neuesten und zukünftigen Technologientrends und zieht traditionell ein Publikum an, das stärker an Innovation interessiert ist als an fertigen Produkten. Das Besondere der Tagung ist, dass Analysten das Programm zusammenstellen und mit Technologiebewertungen sowie Marktanalysen anreichern. Die in diesem Rahmen parallel stattfindenden Vortragsveranstaltungen decken die Themen 3D Printing, Electric Vehicles, Energy Storage Innovations, Graphene, Internet of Things Applications, Off Grid Energy Independence, Printed Electronics, Sensors sowie Wearables ab. Unter den Ausstellern waren auch Firmen und Institute aus dem microTEC Südwest-Netzwerk vertreten, darunter Microdul, die Hahn-Schickard-Gesellschaft, Würth Elektronik eiSos und das Fraunhofer IPMS.

Auch microTEC Südwest war mit einem Fachvortrag vor Ort. Dr. Jana Heuer hat im Rahmen der Allianz Industrie 4.0 Entwicklungen aus dem Netzwerk zum Thema „Sensor Systems for Smart Production“ vorgestellt. Dabei waren das von Festo koordinierte Projekt Parsifal 4.0, indem ultra-dünne, folienbasierte Smart-Sensor-System-Labels entwickelt werden. Vorgestellt wurde ebenfalls ein intelligenter Opto-Sensor von Balluff, welcher insbesondere für stark verunreinigte Produktionsumgebungen geeignet ist. Präsentiert wurde weiterhin ein miniaturisierter Wasserstoff-Sensor von Fraunhofer IPM und dem Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK, welcher für die Anwendung in elektrischen Brennstoffzellen-Fahrzeugen entwickelt wird.

Sensors

Die Sensorik war ein Schlüsselthema der diesjährigen IdTechEx. So treibt die Medizintechnik, die sich von der zentralisierten Diagnose in Laboren hin zum patientennahen Point-of-Care-Testing entwickelt, den Sensormarkt. Der Markt für Point-of-Care-Sensoren soll von 14 Mrd. USD in 2017 auf 24 Mrd. USD in 2022 steigen (Vortrag Das / IdTechEx). Bei der Verbesserung existierender Sensortechnologien sind vor allen Dingen neue Materialien und Herstellungsmethoden relevant, z.B. basierend auf organischen Materialien oder Quantendots. Die Miniaturisierung von Sensoren und ein niedriger Energieverbrauch sind ebenfalls derzeitige Technologieziele. Treiber ist hier beispielsweise die Gassensorik für mobile Geräte. Aber auch neue Formfaktoren schaffen immer neue Märkte, z.B. im Bereich der Wearables. Für das Jahr 2022 wird ein Markt von knapp 7 Mrd. USD für flexible und gedruckte Sensoren vorausgesagt (Vortrag Das / IdTechEx). Zudem werden Sensoren als eine Schlüsseltechnologie  für das Internet der Dinge gesehen. Insbesondere für das Industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) sind Sensoren die Basis für Teileverfolgung und vorausschauende Wartung (predictive maintenance).

Zu den Technologietrends im Bereich der Sensorik gehören gekrümmte Röntgendetektoren für die 3D-Bildgebung (Holst Centre). Flexible, per Siebdruck hergestellte pyroelektrisch-piezoelektrische Sensoren bieten große Potentiale für die Gestensteuerung von Smartphones oder für die Entwicklung von Hautpflastern für die Pulskontrolle (Joanneum Research). Autonome Fahrzeuge und Fahrer-Assistenzsysteme sind Treiber für Sensoren, die auf der LIDAR-Technologie beruhen (optische Abstands- und Geschwindigkeitsmessung auf Basis von Laserstrahlen). Vorteile dieser Technologie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie Kameras sind eine bessere Erkennung von 3D-Konturen, insbesondere bei großen Entfernungen und verschiedenen Blickwinkeln (Vortrag Atak / IdTechEx). Aber auch in der Robotik bietet LIDAR neue Möglichkeiten bei der Bestimmung der eigenen Position des Roboters sowie bei der Entscheidung, wo Objekte aufgenommen und/oder platziert werden sollen (IDT Europe).

Biosensors

Ein Biosensor wandelt eine biologische Reaktion in ein lesbares Signal um. Anwendungen von Biosensoren reichen von der Überwachung von Diabetes über die Überwachung von athletischer Performance, der Krebsdiagnose bis zur Diagnose von Infektionskrankheiten und vielen mehr. Ein wesentlicher Trend ist der verstärkte Einsatz von Biosensoren am Point-of-care, also patientennah statt im zentralisierten Labor. Dies beschleunigt die Diagnosezeit enorm, da Proben nicht mehr zwischen Arzt und Labor verschickt werden müssen. Die Diagnose kann in Minuten statt in Tagen erfolgen und die Therapie sofort beginnen. Ein Beispiel sind DNA Biosensoren in der molekularen Diagnostik, mit denen ein genetisches Screening durchgeführt werden kann und damit z.B. eine Vorhersage getroffen werden kann, wie ein Patient auf eine bestimmte Medikation reagieren wird oder ob eine Krankheit auf Viren oder Bakterien beruht. Auch die Zukunft der In-vitro-Diagnostik liegt in der patientennahen Anwendung bis hin zur Anwendung im privaten zu Hause. Insbesondere der Markt zu Herz-Kreislauf-Systemen kann hier von der hohen Diagnosegeschwindigkeit profitieren (Vortrag Tsao / IdTechEx).

IoT

Besonders beim industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) gibt es einen Denkwandel weg vom Einbinden einer großen Bandbreite an Technologien, hin zum Lösen konkreter Probleme. Der Mehrwert für den Kunden sowie die Entwicklung von Geschäftsmodellen stehen immer mehr im Fokus.

Die Herausforderungen der Zukunft für das Internet der Dinge liegen nach wie vor in der Interoperabilität und in der Schaffung von Standards, um vor allen Dingen die Sicherheit von IoT-Geräten sicherstellen zu können. Eine Stabilisierung der derzeit 15 konkurrierenden Standards sowie der IoT-Allianzen ist erforderlich. Im Bereich der Konnektivität bildet 5G einen klaren Trend. Besonders in Deutschland sind letztes Jahr groß angelegte Versuche gestartet worden.  Aber auch während der olympischen Winterspiele in Pyoengchang 2018 wurde die live Sportaufzeichnung durch kabellose Videokameras und 5G-Netzwerke getestet. Der bereits existierende Standard für 5G öffnet die Tür für potentielle Anwendungen im Bereich der Connected Autonomous Cars oder auch für den Connected Worker, der per Augmented Reality Echtzeitdaten empfängt (Vortrag Harrop / IdTechEx).

Immer wieder betont wurde auch, dass Geschäftsmodelle, die ein Gerät anbieten, sich wandeln werden in Geschäftsmodelle, die eine Lösung für ein Kundenproblem anbieten. Eine der Herausforderungen im Industriellen Internet der Dinge ist die Ausstattung von existierenden Maschinen und Anlagen mit Sensorik, da heterogene Datenquellen eine Nachrüstung schwierig gestalten. Wesentlich ist hier, nicht nur eine Menge an Daten durch neue Sensorik zu generieren, sondern einen Mehrwert durch die Daten zu erzeugen. Dafür entwickelt beispielsweise ABB digitale Sensorlösungen, welche durch die Kombination von Hardware mit Software und maschinellem Lernen einen Mehrwert für den Kunden erzeugen. Dabei müssen die unterschiedlichen Anforderungen von z.B. Prozessautomation oder Gebäudeautomation, die sich etwa in der geforderten Robustheit, im Kostendruck oder im Volumen unterscheiden, beachten werden.

Semantische Interoperabilität ist ein Schlüssel für das Internet der Dinge. Sie beinhaltet, dass eine Maschine eine Selbstbeschreibung sowie Informationen über ihre Funktionalität enthält und diese auch mitteilen kann, so dass die nutzenden Personen Programmier- und Konfigurationsaufwand sparen. Die OPC Foundation arbeitet hier beispielsweise gemeinsam mit Kollaborationspartnern an dem Kommunikationsmodell OPC UA, das eine neutrale Kommunikationsarchitektur unter Beachtung der gängigen Protokolle bereitstellt und Sicherheit für alle Kommunikationsstufen liefern soll. Die semantische Interoperabilität soll sichergestellt werden, indem alle Klienten und Anbieter sich auf eine semantische Bedeutung der übertragenen Maschinendaten und –variablen einigen, so dass die horizontale Kommunikation möglich wird, ohne dass Protokolle zwischen den horizontalen Ebenen konvertiert werden müssen.

3D Bioprinting

Eines der präsentesten Themen auf der diesjährigen IdTechEx war das 3D Bioprinting. So druckt etwa L‘Oréal Research & Innovation 2D- und 3D-Modelle der Haut mit ihren verschiedenen Schichten und Zellen, um neue kosmetische Rezepturen zu testen. Diese Modelle können Haut spezifisch für verschiedene Organe und Körperregionen repräsentieren. Dabei werden auch die Drucktechnologien selbst entwickelt. So kann wohl mittels laserbasiertem Bioprinting im Vergleich zum Inkjetdrucken oder zur Mikroextrusion mit ~20 µm die größte Auflösung für die Hautmodelle erreicht werden. Cellink stellt Biodrucker und Biotinten her und hat sich auf das Drucken von menschlichem Weichteilgewebe spezialisiert und entwickelt so beispielsweise Krebsgewebe-Modelle. Ein weiteres Beispiel ist das Start-up Cellbricks, welches auf Stereolithografie setzt, um damit komplexe, dreidimensionale Blutgefäß-Strukturen drucken zu können. 

Insgesamt waren auf der Tagung/Messe neben europäischen Teilnehmern auch US-amerikanische sowie asiatische, insbesondere koreanische Teilnehmer stark vertreten. Die hohe Interdisziplinarität der Veranstaltung sowie der Fokus auf Innovationstrends bietet eine hervorragende Austauschplattform für die Teilnehmer.

Ansprechpartner microTEC Südwest

Dr. Jana Heuer

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