Informieren, Probieren, Mitmachen: das war die Lange Nacht der Wissenschaften in Erfurt

Zur Langen Nacht der Wissenschaften in Erfurt am 3. November 2017 besuchten etwa 300 Gäste vom Grundschul- bis zum Rentenalter und vom Laien bis zum Experten das IMMS. Darunter waren auch etliche Sekundarschüler und Studentengruppen, um sich umzuschauen, zuzuhören, auszuprobieren und jede Menge Fragen an die Forscher und Entwickler vom IMMS loszuwerden.

Mitmachexponate aus aktuellen F&E-Projekten

Das IMMS hatte Mitmachexponate vorbereitet, mit denen für Besucher ab sechs Jahren aktuelle F&E-Arbeiten des Instituts und mit Partnern entwickelte Lösungen greifbar gemacht wurden. Darunter war z.B. ein Aufbau, mit denen man Lecks in Druckluftleitungen mit einem Ultraschallprüfgerät finden konnte, das SONOTEC und IMMS für die vorbeugende Instandhaltung und Prozessoptimierungen entwickelt haben. In die Indoor-Datenkommunikation per LED konnten Gäste direkt eingreifen und für alle per Beamer sichtbare Videodatentransfers starten und stoppen. Am IMMS laufen derzeit Arbeiten für die Miniaturisierung dieses Ansatzes. Per Tablet und dessen Lagesensor konnten Besucher außerdem das Spiel LEDtris auf einer LED-Wand drahtlos steuern, das auf der am IMMS entwickelten Universalelektronikplattform für Industrieanwendungen, der BASe-Box, läuft. Mit dieser Kommunikationslösung werden am IMMS unterschiedliche Anwendungen mit drahtlosen Sensornetzwerken realisiert, wie z.B. für die Gebäudeautomation, für das Umwelt- und Verkehrs-Monitoring. Mit Hilfe von waschbarer Elektronik und gestrickten Schaltflächen ließ sich u.a. ein Modellzug steuern. Die gestrickte waschbare Fernbedienung wird gerade mit dem Partner Strick Zella für die Serientauglichkeit weiterentwickelt und kann für verschiedene Anwendungen im Gesundheitssektor und in der Industrie genutzt werden.

Vorträge zu Chip-Entwurf und Test

Unter der Überschrift „Wie entsteht ein Chip?“ gab es für die großen Gäste drei jeweils mehrfach gehaltene Vorträge, in denen man erfahren konnte, wie man eine enorme Menge komplexer Funktionen auf wenige Quadratmillimeter packt. Im Vortrag „Krebsfrüherkennung mit Mikroelektronik“ erfuhren die Zuhörer am Beispiel Bioanalytik, warum und wie für jede spezielle Anwendung die Randbedingungen und die Anforderungen genau definiert werden müssen, bevor es mit der Chip-Entwicklung losgehen kann. Fragen zum Design beantwortete der Vortrag „Wie entwirft man einen Chip?“ mit einer Live-Vorführung von Entwurfswerkzeugen und mit realisierten Prototypen. Der Vortrag „Hitzetest für Mikroelektronik“ lieferte Einblicke in die Arbeiten für Charakterisierung und Test, die nach der Chip-Produktion beginnen. Es wurde deutlich gemacht, dass es auch hier meist keine Standardlösung gibt, um die Funktionen eines Chips zu überprüfen – beispielsweise, wenn für Hochtemperatur ausgelegte Mikroelektronik bei 300°C geprüft werden muss, wo Standard-Testausrüstung längst weggeschmolzen ist.

Chips in rauen Umgebungen – Testaufbauten zu den Vorträgen

Passend zu den Vorträgen gab es mehrere Testaufbauten, u.a. zur Analyse von Bioproben, die direkt auf den Chip gegeben werden, um präzise Diagnosen für Prostata- und Darmkrebs binnen weniger Minuten zu erhalten. Darüber hinaus konnte man einem batterielosen RFID-Sensor-Chip zusehen, wie er Messdaten aus unterschiedlich temperiertem Wasser funkt. Der mobile Testaufbau für Chips, die bei 300°C hochgenau arbeiten und Industrieprozesse effizienter machen sollen, veranschaulichte nicht nur die Inhalte aus dem Vortrag zu Charakterisierung und Test von Mikroelektronik.

Einladung zu studentischen Arbeiten am IMMS – www.imms.de/brainwork

Der Hitzetest-Aufbau ist außerdem das Ergebnis einer am IMMS betreuten Bachelorarbeit und wurde den Besuchern eigens durch den Absolventen und seinen Betreuer vorgestellt. Zudem wurden zwei weitere Exponate von Studenten präsentiert. Doch vor allem im Zusammenhang mit laufenden Forschungsprojekten bietet das IMMS Studentinnen und Studenten der Ingenieurwissenschaften ständig eine umfangreiche Auswahl herausfordernder und praxisorientierter Themenstellungen für Praktika, Bachelor- und Master-Arbeiten an, auf die an dem Abend an vielen Stellen verwiesen wurde. Die studentischen Mitarbeiter tragen dabei in erheblichem Umfang zum Erfolg der Forschungsarbeiten bei, indem sie wichtige wissenschaftliche Vorlauffragestellungen analysieren und den Projektteams mit unterstützenden Entwicklungstätigkeiten zur Seite stehen.

Die üblicherweise für einzelne Bachelor- und Master-Arbeiten vorgesehenen Bearbeitungszeiträume von zwei bis sechs Monaten sind dabei meist viel zu kurz, um komplexe Aufgabenstellungen wie die Entwicklung einer mikroelektronischen Schaltung vom Entwurf bis zur Fertigung und Messung vollständig erlernen und durchführen zu können.

Häufig nutzen Studenten daher das Angebot am IMMS, sich schon frühzeitig während ihres Studiums über Tätigkeiten als studentische Hilfskraft oder in Praktika die notwendigen Praxiskenntnisse zur Bearbeitung anspruchsvoller Themen in den Bereichen Mikroelektronik, Systemtechnik und Mechatronik anzueignen und anschließend sowohl ihre Bachelor- als auch ihre Master-Arbeiten nacheinander am IMMS durchzuführen. Hierdurch ist ein besonders umfassender und realistischer Einblick in die Inhalte sowie die organisatorischen und zeitlichen Abläufe ingenieurwissenschaftlicher Arbeiten möglich. Nicht selten führen die entstehenden langfristigen Bindungen auch zu einer späteren Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMMS. So konnten mehrere Kollegen zur Langen Nacht in Erfurt von ihrem Einstieg am IMMS über ihre studentische Mitarbeit berichten.

Förderung

Ausgewählte Präsentationen und Aktivitäten zur Nachwuchsförderung wurden mit Zuwendungen aus dem Carl-Zeiss-Bildungs- und Wissenschaftsfonds finanziert, unter dem Titel „Digitalisierung der Wirtschaft im gesellschaftlichen Kontext – Maschinen lernen „sehen“ mit Hilfe von Sensorik, basierend auf Optik und photonischen Prozessen in Mikrosystemen“, für die sich das IMMS herzlich bedankt.