Die hyperbolische Skulptur „Twisted“ wurde 2015 von den beiden Architektinnen auf dem Coverfoto – Sophie Seifert und Lena Salm – während ihres Studiums geschaffen. Die Skulptur basiert auf dem Strukturprinzip eines Rotationshyperbo- loiden nach Wladimir Schuchow und wurde längere Zeit im Nieper-Bau der HTWK Leipzig ausgestellt

Inhalt 4 Schwerpunkt Digitalisierung  8 Intro: Die digitale Transformation ist längst im Gange  10 Interview: „Digitalisierung ist kein Schreckensszenario“ Prof. Gesine Grande (HTWK Leipzig), Hans-Peter Kemser (BMW-Werk Leipzig) und Dr. Thomas Kremer (Deutsche Telekom AG) im Gespräch  16 Architektur: Digitalisierung macht's möglich: Das Zollingerdach reloaded Wie dank neuer Technologien eine historische Holzbauweise wieder zukunftsfähig wird  22 Digital Humanities: Geschichte zeitgemäß erforschen Verknüpfte Online-Datenbanken ermöglichen die Erforschung professoraler Karrieremuster  28 Arbeit 4.0: Heute sehen, was morgen krank macht Welche Arbeitsabläufe können langfristig zu Schmerzen führen? Das analysiert ein videobasiertes System der HTWK Leipzig Fotoreportage  34 Infrastruktur: Gesundheitscheck im Umspannwerk Die Kamera begleitet vier Ingenieure ins Umspannwerk Heidenau. Dort untersuchen sie zwei Tage lang den Verschleißzustand eines Leistungstransformators

12,14 Mio. Euro … Drittmittel warb die HTWK Leipzig im Wettbewerb mit anderen Wissenschaftseinrichtungen von Bund, Land, Wirtschaft und EU zu- sätzlich ein. Daraus entfielen 2,49 Millionen Euro auf das Forschungs- und Transferzentrum (FTZ) der Hochschule. Damit gelang es, das jährliche Hochschulbudget um mehr als ein Drittel zu erhöhen. Entwicklung 2014–2018 Drittmitteleinnahmen in Mio. Euro 45,4 % Bund 10,32 11,53 10,11 10,33 12,14 2014 2015 2016 2017 2018 Finanzvolumen in Mio. Euro 12,14 Drittmittel, davon 2,49 via FTZ 47,19 Mio. Euro 35,05 Zuschuss des Freistaates Sachsen Herkunft Drittmittel 9,3 % Andere 12,4 % Land 6.186 Studierende* 17,2 % EU 15,7 % Wirtschaft 1.269 Absolventinnen und Absolventen 6 * inkl. Beurlaubte und Teilstudierende zum Stichtag 01.11.2018

Digitalisierung 1937 Konrad Zuse entwickelt Z1, den ersten Computer, der mit binären Zahlen rechnen kann und frei programmierbar ist.

0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 „Digitalisierung ist kein Schreckens- szenario“ 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 Die Digitalisierung hat Auswirkungen auf alle Aspekte unseres Lebens. Diesen Wandel spüren etablierte Unternehmen ebenso wie Hochschulen. Im Interview sprechen Prof. Gesine Grande (HTWK Leipzig), Hans-Peter Kemser (BMW-Werk Leipzig) und Dr. Thomas Kremer (Deutsche Telekom AG) über die Auswir- kungen und Chancen der digitalen Transformation. 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

Digitale Transformation digitale Lösungen verdrängt worden – Fotokameras oder Ton- träger beispielsweise. Welchen Weg hat das Automobil vor sich? Kemser: Das Auto von heute ist längst durch digitale Technologien intensiv geprägt, es ist sozusagen mittendrin statt nur dabei. Und die Bedeutung der Digitalisierung für die individu- elle Mobilität wird weiter zunehmen. Wir stehen hier erst am Anfang, ins- besondere auf den Gebieten autono- mes Fahren, Fahrerassistenzsysteme und Connectivity. Die Digitalisierung macht Automobile sicherer, effizien- ter, komfortabler, individueller, aber natürlich auch deutlich komplexer in der Entwicklung und Produktion. Zudem werden Mobilitätsdienstleis- tungen deutlich innovativer werden. Wo finde ich das nächste Car-Sharing- Fahrzeug? Wo kann ich mein E-Fahr- zeug laden? Wo kann ich parken? Und vieles mehr – hier stehen wir erst am Anfang einer tollen Entwicklung. 1991 Das World Wide Web startet. 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 Frau Grande, eben sprachen Sie darüber, welche Rolle die Digitalisie- rung in den Lehr- und Forschungs- inhalten spielt. Wie geht die HTWK Leipzig als Institution mit der Digi- talisierung um? Grande: Wir schaffen Rahmenbedin- gungen und Anreize, unterstützen Ini- tiativen aus der Hochschule, beispiels- weise die Gründung eines Instituts für Digitales Lehren und Lernen. Die zwei zusätzlichen Digitalisierungsprofessu- ren des Freistaats und die Stiftungsfa- kultät Digitale Transformation sind der Ausgangspunkt für unser Kompe- tenzzentrum Angewandte Digitalisie- rung, das wir mit weiteren innovativen Schnittstellen-Professuren stärken. Die Digitalisierung verändert aber auch fast alle Prozesse unserer Hoch- schule: die Studieninhalte, die Art und Weise zu lehren und zu lernen, unsere Kommunikation und auch die Verwal- tung. Und vielleicht ist die damit ver- bundene, notwendige Veränderung im Handeln aller Hochschulmitglie- der die größte Herausforderung. Wir müssen deshalb am Mindset, an der Mentalität arbeiten, die Menschen mitnehmen, qualifizieren, interessie- ren. Digitalisierungsprojekte schei- tern im Alltag nicht an der Hard- oder Software, sondern noch immer an den Benutzern. „Die Digitalisierung verändert fast alle Prozesse unserer Hochschule“ Gesine Grande, Rektorin (2014–2019) der HTWK Leipzig 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 12

G N U R E I S I L A T I G I D Digitale Transformation Technologien geschult und wir sensi- bilisieren immer wieder zu den aktu- ellen Gefahren aus dem Netz, geben Sicherheits-Tipps. Kemser: Die Rolle des Menschen im Produktionssystem hat sich im Laufe der Industriegeschichte stark gewan- delt: vom Bediener und Spezialisten hin zum Gestalter der Produktion. Unser Leitgedanke lautet: Digitale Lö- sungen dienen dazu, den Menschen zu unterstützen und die von ihm ver- antworteten Prozesse zu verbessern. Bestes Beispiel hierfür ist die For- schungskooperation zwischen dem BMW-Werk Leipzig und der HTWK im Rahmen der Nachwuchsforschungs- gruppe METEORIT und beim Ergono- mie-Bewertungssystem „Ergonomics in Motion“, das bei uns in der Mon- tage erprobt wurde und uns unter- stützt, Arbeitsplätze ergonomischer zu gestalten und somit die Gesundheit unserer Mitarbeiter fördert. Die Digitalisierung vollzieht sich nicht einfach, sie wird von Menschen vorangetrieben. Wie gehen Konzerne wie die Telekom und BMW mit dem Fachkräftebedarf in der Digitalisie- rung um? Kemser: Digitalisierung ist kein Schre- ckensszenario. Sie verändert Arbeits- inhalte und ermöglicht Flexibilität, sie kann Arbeiten erleichtern und klassische physische Belastungen re- duzieren. Analysen gehen davon aus, dass im Jahr 2030 dem Arbeitsmarkt rund 3,5 Millionen Menschen weni- ger zur Verfügung stehen als heute. Nur etwa die Hälfte davon kann durch Produktivitätssteigerungen ausgegli- chen werden. Wir in Leipzig sind in der glücklichen Situation, dass in unserem Umfeld mehr als 50.000 jun- 14 ge Menschen studieren. Im Peak ha- ben wir acht Promotionen im Werk am Laufen, zum Beispiel im Bereich Mensch-Roboter-Kollaboration, aber auch zu Diversity-Themen und Smart Logistics. Diese geballte Kompetenz durch Hochschulen und Institute in und um Leipzig ist etwas Einmaliges. Kremer: Wir als Telekom waren schon immer als Ausbilder unter den Gro- ßen in Deutschland und haben – als Teil unserer gesellschaftlichen Ver- antwortung – über unseren eigenen Bedarf hinaus ausgebildet. Denn wir sind davon überzeugt, dass eine gute Ausbildung der Grundstein für einen erfolgreichen Start ins Arbeitsleben ist. Daneben können wir auch im Be- reich der akademischen Ausbildung – nicht nur in Leipzig – interessierten jungen Menschen tolle Angebote ma- chen. So haben wir etwa mit der IHK Köln eine berufliche Weiterbildung zum Cyber Security Professional kon- zipiert, die in dieser Form bundesweit bislang einmalig ist. An der HTWK Leipzig entsteht derzeit die neue Fakultät „Digitale Transfor- mation“, gestiftet von der Deutschen Telekom. Was verspricht sich die Telekom von diesem Engagement? Kremer: Wir erhoffen uns neue Impul- se in Forschung und Lehre. Wir sind sicher, mit dieser Kooperation für uns, für die HTWK und auch für Leipzig einen wichtigen Beitrag für die Ent- wicklung der Digitalisierung leisten zu können. Dabei erhoffen wir uns gerade im Bereich der Forschung aus möglichen Synergien mit den ande- ren Fakultäten handfeste Ergebnisse. Und natürlich ist es für uns auch wich- tig, dass viele der jungen Menschen, die an dieser großen Hochschule mit hervorragendem Ruf studieren, die- se Kompetenzen anschließend in die Telekom einbringen möchten. 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 Frau Grande, Sie haben für die Hoch- schule die Verhandlungen geführt. Was sind die Rahmenbedingungen für die neue Fakultät? Grande: Die Rahmenbedingungen sind wirklich ausgezeichnet: Wir werden bis 2020 17 exzellente Wissenschaftler als Professorinnen und Professoren neu bei uns berufen. Im Stiftungsver- trag haben sich HTWK Leipzig und Telekom dazu bekannt, gemeinsame Forschungsvorhaben auf den Weg zu bringen. Ein besonderes Potenzial sehe ich in der fakultätsübergreifen- den Kooperation mit den Bereichen in der Hochschule, die bereits jetzt zu Themen der angewandten Digita- lisierung forschen und hier eigene Schwerpunkte aufgebaut haben. Was bedeutet die neue Fakultät für die Hochschule und für die Region? Grande: Für die HTWK Leipzig ist die neue Fakultät eine wichtige Säule der Profilierung unserer Hochschule zum Kompetenzzentrum der angewand- ten Digitalisierung. Und es ist kein Geheimnis, dass die Stiftungsfakul- tät der HTWK deutschlandweit Auf- merksamkeit und große Anerkennung verschafft. Mit der Stiftungsfakultät und der Vielfalt der ingenieur-, infor- mations-, sozial- und wirtschaftswis- senschaftlichen Disziplinen an un- serer Hochschule können wir für die Region und den Freistaat Sachsen eine besondere Rolle bei der digitalen Transformation in allen Bereichen übernehmen – und das möchten wir auch gern.

1996 Nokia bringt den „Nokia 9000 Communicator“ auf den Markt – das erste Smartphone. Diesen Fragen ging Stahr zunächst in wöchentlichen Meetings mit Bau- ingenieur- und Architekturstudieren- den nach. Schnell kam die Frage nach der Geometrie auf. Es wurde gelesen, getüftelt und programmiert, bis das Prinzip entschlüsselt war. „Die Beson- derheit ist der Zuschnitt der Lamellen. Sie sind nicht rechtwinklig, sondern an beiden Enden windschief und an den Oberseiten kreisbogenförmig zu- geschnitten. Daraus ergibt sich ein gekrümmtes Dach. Diese Geometrie ist alles andere als trivial“, so Stahr. Die Studierenden rechneten, sägten, bauten Modelle, machten Belastungs- tests und verbesserten Details, bis ein großmaßstäbliches Modell fertig war. Das 5 Meter lange, 3 Meter breite und 2 Meter hohe Modell präsentierte das FLEX-Team im Jahr 2016 auf der Denkmal-Messe in Leipzig und erhielt dafür eine Goldmedaille für heraus- ragende Leistungen in der Denkmal- pflege in Europa. Architektur In Zeiten von Krisen sind wir beson- ders gefordert umzudenken, um neue Wege und Möglichkeiten zu erschlie- ßen. So regte das Ende des Ersten Weltkriegs und die damalige Material- und Wohnungsnot den Merseburger Stadtbaurat Friedrich Zollinger dazu an, eine besonders materialeffizien- te Dachbauweise zu entwickeln. Das Resultat war eine gekrümmte, freitra- gende Dachkonstruktion aus kurzen Hölzern, heute bekannt als Zollinger- dach. Damit wurden bis 1928 mehr als 1.000 Häuser und Hallen allein in Deutschland überdacht. Vom Staunen zum Forschen Wer in einem Gebäude mit Zollinger- dach den Blick nach oben wendet, staunt über die wabenförmige, regel- mäßige Ästhetik der Lamellen, die das Dach stützen. So erging es auch Alexander Stahr, als er im Januar 2014 das erste Mal die Kunstgalerie Mutter Fourage in Berlin-Wannsee betrat und das Scheunendach des ehemaligen Hofguts bestaunte. Der Professor für Tragwerkslehre an der HTWK Leipzig beschloss, sich mit seinen Studieren- den und der interdisziplinären For- schungsgruppe FLEX – ein Akronym aus den Begriffen Forschung, Lehre und Experiment – dem Zollingerdach zu widmen. Warum ist diese Bauweise heute so gut wie verschwunden, wenn sie doch so sparsam war? Was können wir heute, was Zollinger damals noch nicht konnte? G N U R E I S I L A T I G I D Das Zollingerdach der Galerie Mutter Fourage in Berlin-Wannsee wurde 1924 gebaut und 2012 unter Denk- malschutz gestellt 18

G N U R E I S I L A T I G I D Architektur Die moderne Lösung Alexander Stahr und sein Team ha- ben auf zwei Ebenen Abhilfe geschaf- fen: in der vereinfachten Herstellung und in der verbesserten Mechanik. Sie analysierten, welche Kräfte das Dach verformen und entwickelten als Lösung den Mikroversatzknoten. Pri- mär sorgen nun zwei minimale Ein- schnitte in den Lamellen, sogenann- te Kerven, sowie leicht modifizierte Stirnflächenzuschnitte an den Brett- enden dafür, dass die Kräfte direkt von Holz zu Holz übertragen werden. Die Tragfähigkeit des Verbindungskno- tens kann dadurch – bei gleichzeitig signifikanter Verringerung der Verfor- mungen – nahezu verdoppelt werden. Neben diesem neuen konstruktiven Detail sind es vor allem die Möglich- keiten der Digitalisierung, die dem Zollingerdach zu einem Comeback verhelfen sollen. Jeder Arbeitsschritt – von der ersten Idee bis zur Umsetzung auf der Baustelle – kann davon profi- tieren, beginnend bei der Planung mit- hilfe parametrischer Entwurfswerk- zeuge. Algorithmen definieren dabei, wie sich durch die Änderung verschie- dener Parameter – Spannweite, Länge und Dachkrümmung – die Geometrie der Lamelle verändert. Diese Daten werden dann direkt an die Maschi- nen für den Zuschnitt weitergereicht: „Heutzutage gibt es computergesteu- erte Abbundmaschinen, die Lamellen perfekt und zehntelmillimetergenau zuschneiden. Das verbessert die sta- tische Berechenbarkeit und reduziert den Wartungsaufwand des Dachs ungemein“, so Stahr. Die Maschinen können die fertigen Bauteile bereits in der richtigen Reihenfolge stapeln – eine enorme Zeitersparnis beim Aufbau des Dachs. Statt mehrere Wo- chen dauert dieser nun wenige Tage. Der Aufbau ist so einfach, dass selbst Laien mit anpacken könnten. „Noch 20 Für die Optimierung des Zollingerdachs nutzte die Forschungsgruppe FLEX nicht nur digitale Simulationen, sondern auch zusätzliche Großversuche schneller kann es durch vorgefertig- te Segmente gehen, bei denen einige Lamellen bereits miteinander verbaut zur Baustelle geliefert werden“, er- gänzt der Architekt Martin Dembski von der Forschungsgruppe FLEX. Die halbrunden Bögen müssen dann nur noch durch Kräne aufs Dach gehoben und miteinander verbunden werden. Während Zollinger in nächtelanger Arbeit die Statik seines Dachs berech- nete und dabei zahlreiche Faktoren 2000 Die Dotcom-Blase platzt: Viele IT-Unternehmen der Neunziger melden Insolvenz an.

Graduation subclass of Family subclass of Period of Life child cohabitant adoptive child parent foster child related body has period related document Person cognate body Document published subclass of Body Organi- sation institution consists of an institution is part of subclass of Institution Modell der Karrieredaten eines Professors in der Datenbank des Leipziger Professoren- katalogs. Im Forschungsprojekt PCP-on-Web werden derartige Modelle verknüpft

Wollen Historikerinnen und Historiker herausfin- den, welche Umstände im Europa des 16. bis 18. Jahrhunderts darüber entschieden, wer Karriere an einer Universität machte, müssen sie zeitge- schichtliche Berichte aufspüren, Einzelschick- sale vergleichen und daraus Rückschlüsse zie- hen. Doch wie viele Quellen in wie vielen europä- ischen Bibliotheken können sie sichten? Bei ein paar hundert Dokumenten und einer Handvoll Archiven muss wohl Schluss sein – der Mensch hat nur begrenzte Kapazitäten. Für einen Compu- ter hingegen ist es ein Leichtes, riesige Datensätze zu durchsuchen und dabei auch noch Muster zu erkennen. Um mithilfe digitaler Daten geisteswis- senschaftliche Forschungsfragen lösen zu kön- nen, müssen Historikerinnen und Informatiker ihre Kompetenzen und Methoden kombinieren. Was das bedeutet, lässt sich derzeit im interdis- ziplinären Forschungsprojekt „PCP-on-Web“ an der Herzog August Bibliothek (HAB) Wolfenbüttel und der HTWK Leipzig beobachten. Dahinter ver- birgt sich der Titel „Professorale Karrieremuster der Frühen Neuzeit. Entwicklung einer wissen- schaftlichen Methode zur Forschung auf online verfügbaren und verteilten Forschungsdaten- banken der Universitätsgeschichte“. Die Heraus- forderung: unterschiedliche Datenbanken mit Lebens- und Karrieredaten von Professoren sinn- voll verknüpfen. Die Lösung: Datenbanken, die Grammatik verstehen. G N U R E I S I L A T I G I D 2009 Die ersten 50 Bitcoins werden „geschürft“. 24 Hermann Conring (1606–1681) machte an der Universität Helmstedt eine beispielhafte Karriere als Professor und Universalgelehrter Rückblende: Vor 400 Jahren Hermann Conring war ein wissbegieriger Junge. 1606 in einem ostfriesischen Pfarrerhaushalt ge- boren, machte er sich in der Lateinschule als be- sonders lernwillig bemerkbar. Der Helmstedter Professor Cornelius Martini wurde schließlich auf den damals 14-Jährigen aufmerksam, holte ihn als Stipendiat nach Helmstedt und ließ ihn bei sich wohnen. Nach Martinis Tod unterstützte Profes- sor Georg Calixt den jungen Conring und sorgte dafür, dass dieser an der Universität Leiden for- schen und seine ersten wissenschaftlichen Auf- sätze drucken konnte. Dann bekam Conring das Angebot seines Lebens: Er sollte die Söhne des braunschweig-lüneburgischen Kanzlers Arnold Engelbrecht erziehen. Für diese Position kehrte er als 22-Jähriger in die Nähe von Helmstedt zu- rück – mit Aussicht auf eine Professur in Natur- philosophie, da die Stelle gerade vakant geworden war. In Engelbrechts Haus kam Conring mit poli- tischen Amtsträgern in Kontakt und bewarb sich

Digital Humanities Weblinks mit Bedeutung Wenn Historikerinnen und Informatiker gemein- sam forschen, dann nutzen sie Begriffe aus der Linguistik: Sie sprechen von Subjekt, Prädikat und Objekt und meinen damit das Semantic Web. Das Internet basiert auf Textdokumenten, die mithil- fe von Links verbunden sind. Im herkömmlichen Netz sind diese Verbindungen nicht bewertet oder begründet. Beim Semantic Web ist die Grundidee, Informationen im Netz zueinander in sinnvolle Relationen zu setzen und so Zusammenhänge her- zustellen. Wir alle kennen es aus der Wikipedia: Suchen wir dort den Begriff „Leipzig“, ist Leipzig das Subjekt. Am Ende des Textes finden wir die Kategorie „Deutsche Universitätsstadt“ – das Ob- jekt. Verknüpft sind beide über das Prädikat „ist Teil der Gruppe“. Diese Grundeinheit nennt sich Tripel. Um Tim Berners-Lee, Erfinder von World Wide und Semantic Web, zu zitieren: „Das Seman- tic Web ist eine Erweiterung des bestehenden Netzes, in der Informationen mit eindeutigen Be- deutungen versehen werden, um die Arbeit zwi- schen Mensch und Computer zu erleichtern.“ Als „Wir sind überzeugt, dass Online-Datenbanken zeit- und kostenintensive Recherchen verkürzen und neue Forschungserkennt- nisse zutage fördern können“ Thomas Riechert, Professor für Informations- systeme und Datenmanagement G N U R E I S I L A T I G I D 26 2010 Google Street View startet in Deutschland. Zuvor gehen 244.237 Anträge auf Unkennt- lichmachung von Gebäuden ein. Standardsprache hat sich dafür RDF (Resource Description Framework) etabliert. Auch Thomas Riechert nutzt diese Sprache, um die Professoren- datenbanken miteinander zu verknüpfen. Die Methodik Riechert kam bereits während seiner Promotions- zeit mit der Geschichtswissenschaft in Kontakt. Damals baute der Informatiker den Leipziger Professorenkatalog auf, eine auf dem Semantic Web beruhende Datenbank, in der alle Profes- soren verzeichnet werden sollen, die in Leipzig wirkten. Diese Datenbank verbindet er für das PCP-on-Web-Projekt mit den Professorenkatalo- gen der Universitäten Helmstedt, Bamberg und Kiel. Für Projekte wie diese hat er das Heloise Common Research Model entwickelt – „ein me- thodischer Vorschlag, der die Zusammenarbeit verschiedener Disziplinen erleichtern und die Verknüpfung unterschiedlicher Datenbanken er- möglichen soll“, so Riechert. Dabei wird zwischen der Ebene der Datenbanken, der Ebene der An- wendungen und der Ebene der Schnittstellen unterschieden. Bei PCP-on-Web beispielsweise verknüpft Riechert die Datenbanken der ver- schiedenen Professorenkataloge, während sein Mitarbeiter Edgard Marx gemeinsam mit der Ge- schichtsforscherin Jennifer Blanke an der Schnitt- stelle zwischen Mensch und Computer arbei- tet. Sie entwickeln einen Suchalgorithmus, der geschichtswissenschaftliche Forschungsfragen so übersetzt, dass die Datenbanken darauf antwor- ten können. 2016 Die britische Firma Cambridge Analytica wertet illegal Face- book-Daten aus, um Donald Trump zum Sieg der US-Wahl zu verhelfen.

G N U R E I S I L A T I G I D Heute sehen, was morgen krank macht Text: Dr. Rebecca Schweier Wissenschaftler der HTWK Leipzig haben ein System entwickelt, mit dem sich anhand von Videoaufnahmen komplette Arbeitsabläufe ergonomisch bewerten lassen. Besonders belastete Körperregionen werden in Ampel- farben dargestellt. Seit Herbst 2019 wird das System deutschlandweit vertrieben. 28

Arbeit 4.0 Ergonomie von grün bis rot Humen Dynamics wertet anhand von Videoaufnahmen aus, wie körperlich belastend die gefilmten Arbeitsab- läufe sind. Das Besondere ist: Für die Analyse muss keine spezielle Laborsi- tuation geschaffen werden, die arbei- tende Person kann mit einer han- delsüblichen Kamera gefilmt werden – inzwischen reicht selbst ein Smart- phone aus. Die Software erkennt in den Videos automatisch Schultern, Rücken und Knie, erfasst die Winkel der Gelenke im Bewegungsverlauf und gleicht die Ergebnisse mit aktu- ellen Ergonomie-Leitlinien wie dem RULA-Verfahren (Rapid Upper Limb Assessment) ab. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Person seitlich oder fron- tal im Bild zu sehen ist und ob sich ihre Position während der Aufnahme ver- ändert. Auf dem Monitor werden die verschiedenen Körperregionen mit einem Ampelsystem von ‚grün – unbe- denklich‘ bis ‚rot – überlastet‘ ein- gefärbt. So ist in Echtzeit ersichtlich, bei welchen Bewegungen an welchen Stellen Belastungen auftreten. 2018 Der letzte, kiloschwere Otto- Katalog wird gedruckt. 95 Pro- zent seines Umsatzes macht der Versandhändler mittler- weile online. Patrick Frenzel ist der Entwickler hin- ter Humen Dynamics. Der Elektro- technik-Ingenieur beschäftigt sich seit 2011 mit der Bewegungs- und Biosig- nalerfassung. „Ich kenne viele Leute, die regelmäßig ins Fitnessstudio ge- hen und penibel darauf achten, wie sie die Hanteln anheben, aber bei der täglichen Arbeit überhaupt nicht auf ihre Bewegungsabläufe achten. Dabei sind es oft schon kleine Veränderun- Arbeitsplatzanalyse mit Humen Dynamics in der Hausdruckerei der HTWK Leipzig Ergoman G N U R E I S I L A T I G I D Beugung der Wirbelsäule Bewertungsschema Live Takt 30

Arbeit 4.0 Aus der Forschung in den Markt Mit der Zeit wurde Humen Dynamics immer bekannter, dabei gab es an- fangs noch nicht einmal einen pro- fessionellen Vertrieb. So nutzt bei- spielsweise das österreichische Verpa- ckungsunternehmen Gigant das Sys- tem, um Arbeitsplätze mit händischen Packprozessen zu analysieren und besser an die Bedürfnisse der Mit- arbeiter anzupassen. Im April 2019 stellte Gerold Bausch das System auf dem „Tag der Ergonomie“ in Mannheim vor. Dabei ergab sich ein Kontakt, der sich als folgenreich erweisen sollte: Christian Brunner vom Institut für Gesundheit und Er- gonomie (IGR) in Nürnberg nutzte die Messe, um sich die Technologie anzuschauen. „Davon gehört hatte ich bereits bei Kundenbesuchen – nun wollte ich mir selbst ein Bild machen“, erzählt Brunner. Das auf Ergonomie- beratung spezialisierte Unternehmen hat ein ähnliches Produkt entwickelt: „Humen Arbeitsplatzanalyse“, eine Software, die Büroarbeitsplätze auf Grundlage eines Fotos analysiert und die Ergebnisse in Ampelfarben dar- stellt. Die Wissenschaftler der HTWK Leipzig und das IGR wurden sich schnell einig: IGR übernimmt ab Herbst 2019 den Vertrieb und bietet das System sowohl als Dienstleistung als auch als Hard- und Software-Paket an. „Das Leipziger System mit seinem Fokus auf dynamische Arbeitspro- G N U R E I S I L A T I G I D Angelernt wird die Software mit speziellen 3D-Videos einer sich bewegenden Person, die an ihrem Körper reflektierende Trackingkugeln trägt Aktuell erkennt die Software sicher die vielfältigen Bewegungsabläufe, die in verschiedenen Berufen üblich sind. Aber manche Bewegungen – bei- spielsweise überwiegend kniende Tä- tigkeiten wie beim Fliesenlegen – hat das System noch nicht so oft gesehen. „Möchte ein Kunde derartige Bewe- gungen analysieren, dann geht selbst- verständlich auch das – aber wir müs- sen erst mehr entsprechende Videos ins Lernprogramm der Software auf- nehmen. Das Anlernen selbst dauert ungefähr eine Woche“, so Frenzel. aufgenommen wurden. Dafür nutzen wir eine Methode der künstlichen In- telligenz: Die Software lernt anhand von vorgegebenen Bilddaten selbst.“ Als Lernmaterial dienen ein digita- les Modell des menschlichen Skeletts sowie viele Stunden 3D-Videomate- rial, das eine Person bei verschiede- nen Bewegungen zeigt. Anders als in den Aufnahmen, anhand derer später Bewegungsabläufe analysiert werden sollen, trägt die Person in den Lern- videos zusätzlich Trackingmarker. Für die Aufnahme solcher Videos stel- len sich die Ingenieure im Labor des HTWK-Forschungszentrums oft selbst vor die Kamera. 32

Infrastruktur Gesundheitscheck im Umspannwerk Text: Dr. Rebecca Schweier, Fotos: Robert Weinhold Um Stromausfälle noch unwahrscheinlicher zu machen, haben Ingenieure der HTWK Leipzig eine Software zur Verschleißerkennung an zentralen Knotenpunkten des Stromnetzes entwickelt. Die Fotoreportage zeigt einen Messeinsatz an einem Trafo im Umspannwerk Heidenau. E G A T R O P E R O T O F Michael Weise auf dem Trafo 34 34

Infrastruktur TR 102 sorgt seit 30 Jahren dafür, dass südlich von Dresden ein moderner All- tag möglich ist. Ohne ihn und seinen baugleichen Zwilling können keine Züge fahren, keine Fabriken produzieren und keine Patientinnen und Patienten im Krankenhaus versorgt werden. Der 70 Tonnen schwere Leistungstransformator im Umspannwerk Heidenau versorgt die gesamte Region mit Strom. Damit er – und damit die Stromversor- gung – nicht plötzlich ausfällt, wird der Trafo in festgelegten Abständen inspi- ziert und gewartet. Zusätzlich wird er im- mer dann intensiv untersucht, wenn ein kritisches Ereignis aufgetreten ist – also wenn beispielsweise im zugehörigen Netzabschnitt ein Blitz eingeschlagen hat. Jede Inspektion ist zeit- und kosten- intensiv. „Durch einen Leistungstrans- formator fließt ein sehr hoher Strom bei enorm hoher Spannung. Bei einem Überschlag kann diese Kombination für Mensch und Tier tödlich enden, wenn sich diese nur in der Nähe befinden“, er- läutert Peter Kästel, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTWK Leipzig. Deshalb müssen Leistungstransformatoren vor je- der Inspektion abgeschaltet werden. Das Wartungspersonal führt dann verschie- dene Messungen durch und versucht so, E G A T R O P E R O T O F 36 Um kein Sicherheitsrisiko ein- zugehen, ist der Arbeitsbereich klar gekennzeichnet sich von außen ein Bild über den Ver- schleißzustand im Inneren des Trafos zu machen. Nicht immer kommt dabei ein eindeutiges Ergebnis heraus. „Für den Netzbetreiber stellt so eine Situation ein erhöhtes Betriebsrisiko dar. Deshalb ist es oft sicherer, einen gealterten Trafo zu tauschen – auch wenn er womöglich noch einige Jahre fehlerfrei weiterlau- fen könnte“, so Kästner. Auf der anderen Seite kann es trotz regelmäßiger Kontrol- len hin und wieder vorkommen, dass ein Trafo plötzlich ausfällt und dadurch hohe Kosten verursacht. Peter Kästel ist Teil eines Wissenschaft- lerteams unter Leitung von Prof. Gerd Valtin, das sich zum Ziel gesetzt hat, die korrekte Beurteilung des Verschleißzu- stands von Trafos zu vereinfachen. Dazu haben die Wissenschaftler in den vergan- genen drei Jahren ein Diagnoseverfahren für Trafos entwickelt. Dessen Herzstück ist ein mathematisches Modell, welches neben verschiedenen Messwerten auch Netzparameter, Netzstruktur, Fehlerkos- ten und Ausfallzeiten berücksichtigt – und für das die Wissenschaftler 2019 ein Patent angemeldet haben. Für die Überprüfung des Modells haben die Ingenieure zehn Transformatoren in ganz Mitteldeutschland eigenhändig ver- messen und den Zustand der Anlagen entsprechend der geltenden DIN-Nor- men diagnostiziert. Zusätzlich werteten die Wissenschaftler die Analysedaten von rund 30 weiteren Transformatoren aus, die ihnen mehrere Energieunternehmen zur Verfügung stellten. „Anhand dieser Messdaten haben wir unsere Software überprüft und optimiert. Damit können wir sicherstellen, dass die automatisierte Diagnose gleich gute oder sogar bessere Ergebnisse liefert als die manuelle Aus- wertung der Messungen“, erklärt Valtin. Für Anwenderinnen und Anwender er- geben sich gleich mehrere Vorteile: Zum einen geht die Auswertung der Diagnose eines Trafos nun deutlich schneller, und das bei konstant hoher Qualität. Zum anderen ist es viel leichter, die Ergeb- nisse mit früheren Messungen zu verglei- chen und damit den Zustand der Anlage besser einzuschätzen. Projektpartner waren die Hochschule Zittau/Görlitz sowie mehrere Unterneh- men aus der Energiebranche, darunter auch die ENSO Netz. Der Netzbetreiber versorgt in Ostsachsen rund 500.000 Kundinnen und Kunden mit Strom und betreibt mehr als 100 Leistungs- transformatoren. Torsten Friedrich ist Fachgruppenleiter des Servicecenters Primärtechnik und Fachingenieur für Leistungstransformatoren bei der ENSO Netz. Er hat das Forschungsprojekt be- gleitet. „Durch die Energiewende wer- den große Kraftwerke zunehmend von vielen dezentralen Erzeugern wie Wind und Sonne ersetzt. Das fordert unserem Stromnetz einiges ab. Mit der im Projekt entwickelten Software können wir unse- re Transformatoren noch engmaschiger überwachen“, sagt Friedrich.

Gunnar Nitsche (links) und Michael Weise bereiten die Messgeräte für die anstehende Leerlaufmessung vor E G A T R O P E R O T O F Prüfschritt 3 von 12, Leerlaufmessung: Von 120.000, 100.000 oder 90.000 Volt auf 20.000 Volt – ein Trafo beherrscht verschiedene Umwandlungsstufen. Die Wissenschaftler testen, ob diese wirklich alle funktionieren. Torsten Friedrich (ENSO Netz), Peter Kästel und Prof. Gerd Valtin (v. l.) diskutieren die Messergebnisse 38

Infrastruktur Prüfschritt 12 von 12, Ölprobe: Ähnlich wie bei einem Blutbild können anhand der Partikel im Öl eines Trafos Rückschlüsse auf seinen Verschleiß gezogen werden. Über den Ölhahn des Trafos können während des Betriebs Proben zur chemischen Untersuchung im Labor entnommen werden Nach zwei Tagen sind alle Messungen abgeschlossen. Bei der Detail-Auswertung in der Hochschule zeigt sich: TR 102 ist in einem sehr gutem Zustand. Die Daten nutzen die Wissenschaftler zur Opti- mierung des entwickelten Diagnoseverfahrens. Hinter der Absperrkette befindet sich der Teil des Umspannwerks, der während des Messeinsatzes die Stromversorgung übernimmt E G A T R O P E R O T O F 40

Filter für störungsfreie Elektroenergie serieller Struktur für sechspulsige Diodengleichrich- ter“ an der HTWK Leipzig und der Technischen Uni- versität Ilmenau. Reinhold studierte Elektrotechnik und Informationstechnik an der HTWK Leipzig. Seit Abschluss seines Studiums arbeitet er als Laboringe- nieur an der Hochschule. Elektrische Energie wird in Europa und weiten Teilen der restlichen Welt über Wechselspannungsnetze mit einer Frequenz von 50 Hertz übertragen. Doch für viele elektrische Geräte – Computer, Motoren oder Roboter – muss die Energie in Gleichspannung umge- wandelt werden. In den Netzteilen dieser Geräte sind deshalb sogenannte Gleichrichter verbaut. Eine mög- liche Alternative zu dieser dezentralen Lösung wären zentral erzeugte Gleichspannungsnetze im indus- triellen Umfeld. Hier könnte die Energieversorgung dadurch effizienter werden. Bislang ist das aber noch Zukunftsmusik – auch weil hierfür infrage kommende Gleichrichter wie der sechspulsige Diodengleichrich- ter einen entscheidenden Nachteil mit sich bringen: Sie produzieren Oberschwingungen und stören damit das gesamte Stromnetz. Der Elektrotechnik-Ingenieur Dr. Andreas Reinhold hat deshalb in seiner Doktor- arbeit aktive Filter entwickelt, die Gegenschwingun- gen aufbauen und so die schädlichen Schwingungen kompensieren. Dadurch kann die Stromqualität auf beiden Seiten des Gleichrichters verbessert werden. Bei der Feierlichen Immatrikulation am 8. Oktober 2018 im Gewandhaus zu Leipzig erhielt der Nach- wuchswissenschaftler dafür den mit 3.000 Euro do- tierten Dissertationspreis der Stiftung HTWK. Betreut wurde seine Arbeit „Theoretische Untersuchung und Simulation einer aktiven Filteranlage mit parallel- R E T H C I L G A L H C S Dr. Andreas Reinhold erhielt den Dissertationspreis 2018 der Stiftung HTWK 42 Auszeichnungen

Demografie- und Strukturwandel Stadt, Land, Technik Text: Dr. Rebecca Schweier In großen Städten wird es immer enger, in vielen ländlichen Regionen immer leerer. An der einen Stelle neu bauen, an der anderen abreißen? Muss nicht sein. Vier Ingenieure, zwei Architektinnen und eine Kulturwissenschaftlerin haben gemeinsam neue Ideen und neue Technologien für Bestandsgebäude entwickelt. R E T H C I L G A L H C S Verfallende Fabrikhallen, unbewohn- te Häuser und leergefegte Markt- plätze – vielerorts sind die Auswirkun- gen des demografischen und struk- turellen Wandels augenscheinlich. Betroffen sind vor allem die Älteren, die zurückbleiben, denn viele Jüngere zieht es in die großen Städte. Heraus- forderungen gibt es auch dort: steigen- de Mieten, knapp werdender Wohn- raum, zu wenige Kindertagesstätten und Schulen. „Um diese vielfältigen Herausfor- derungen zu lösen, müssen wir neue Ideen zum Umgang mit Bestands- 44 Blick auf den Menschen: Barrierefrei im Altbau Bis ins hohe Alter selbstständig woh- nen, das wünschen sich wohl alle. Doch die wenigsten Altbauten sind barrierefrei, und Treppen sind mit zu- nehmendem Alter immer schwieriger zu bewältigen. Fahrstühle und Trep- penlifte können nicht in jedem Haus installiert werden, außerdem sind sie nicht gerade billig. Felix Weiske und Max Böhme haben deshalb eine Art Siebenmeilenstiefel fürs Treppenstei- gen entwickelt. Äußerlich ähnelt das Gerät einer klassischen Orthese, wie sie zur Rehabilitation von Kniever- letzungen verwendet wird. Doch im Inneren befinden sich mehrere Sen- soren sowie ein kleiner Motor. „Unser Ziel ist eine Art intelligenter Stiefel, der leicht an- und ausziehbar ist und die noch vorhandene Muskelkraft in- dividuell unterstützt“, erklärt Böhme. Innerhalb von drei Jahren sind die beiden Ingenieure diesem Ziel ziem- lich nahegekommen. gebäuden entwickeln. Digitale Tech- nologien können uns dabei helfen“, ist Prof. Jens Jäkel überzeugt. Er leitete die interdisziplinäre Nachwuchsfor- schungsgruppe „Systemlösungen zur Gestaltung des Demografie- und Struk- turwandels“ (DemoS) an der HTWK Leipzig. Sieben junge Forscherinnen und For- scher näherten sich dem Thema aus verschiedenen Blickwinkeln. Wie kön- nen wir in unseren vertrauten vier Wänden älter werden? Wie bewahren wir leerstehende Häuser vor dem Ver- fall? Wie können wir die Umnutzung von Altbauten und Industriegebäu- den vereinfachen? Und wie kann eine Stadt ihre Wohnungspolitik voraus- schauender gestalten?

Demografie- und Strukturwandel R E T H C I L G A L H C S Im Biomechaniklabor der Universität Leipzig führten Felix Weiske und Max Böhme Bewegungsanalysen durch. Dazu befestigten sie Marker an den Beinen von 25 Teilnehmerinnen und Teilnehmern und nahmen die Treppensteigbewegungen mit einem Kamerasystem auf tung mehrerer interaktiver Ausstel- lungen in Leipzig, Köln und Berlin. Ein Ziel: möglichst viel Feedback von potenziellen Anwenderinnen und An- wendern zu erhalten. „Der technolo- gische Fortschritt findet schnell und oft ohne Einbindung der Gesellschaft statt. Genau das wollen wir anders machen“, erklärt Böhme die Moti- vation der beiden Forscher. Dabei bekamen sie viel Lob, aber auch Ver- besserungsvorschläge. Beispielsweise finden einige Ältere das Exoskelett zu schwer, außerdem sieht es manchen nach „zu viel Technik“ aus. Die Anre- gungen sollen in der nächsten Version des Exoskeletts Berücksichtigung fin- den. „Unsere Vision ist, dass das Gerät 46 später in einer Ladestation neben der Treppe steht und im Handumdrehen angezogen ist. Das könnte älteren Men- schen das Wohnen in ihrer vertrauten Umgebung einige Jahre länger ermög- lichen“, sagt Böhme.

besonderen Risiko ausgesetzt, da sie weder geheizt noch gelüftet werden – und weil niemand mitbekommt, wenn es zu einem Rohrbruch kommt“, so Dollase. Gemeinsam mit dem Elekt- rotechnik-Ingenieur Johannes Braun hat er innerhalb von drei Jahren das Monitoring-System für Feuchteschä- den in leerstehenden Gebäuden entwi- ckelt. Etliche Stunden Programmier- arbeit und zahlreiche Laborversuche gingen dem Testeinsatz in der nord- sächsischen Provinz voraus. Entstanden ist dabei ein Messsystem, das kontinuierlich das Gebäudeklima überwacht. Dazu werden mehrere kleine Messeinheiten an den Keller- wänden verteilt. Jede Messeinheit registriert mithilfe von Mikrowellen die Feuchtigkeit der Kellerwand sowie zusätzlich Raumtemperatur und Luft- feuchtigkeit. Übertragen werden die Daten ganz ohne Kabel, wie Johannes Braun erklärt: „Eine zentrale Steuer- einheit empfängt die Messwerte per Funk und wertet sie anhand eines von uns entwickelten Algorithmus aus. Diese Auswertung wird per WLAN an ein Tablet oder einen Computer über- tragen.“ Werden an einer Messeinheit kritische Grenzwerte überschritten, erhält die Hausverwaltung einen Warnhinweis. Sie kann dann Gegen- maßnahmen einleiten – ein geplatz- tes Rohr reparieren lassen oder einen Luftentfeuchter aufstellen. „Manch- mal reicht es auch schon, zum richti- gen Zeitpunkt kräftig durchzulüften“, ergänzt Dollase. Demografie- und Strukturwandel „Wird das Mauerwerk feucht, ist schnell die gesamte Bausubstanz gefährdet. Unbewohnte Gebäude sind einem be- sonderen Risiko ausgesetzt“ André Dollase, Bauingenieur R E T H C I L G A L H C S Die kleine Box an der Mauer – die Messeinheit – registriert Raumtemperatur, Mauer- und Luftfeuchtigkeit. Die große Box – die Steuereinheit – empfängt von mehreren Messeinheiten diese Daten, wertet sie aus und sendet sie weiter an einen Computer 48

Demografie- und Strukturwandel führt weiter aus: Zwar sollten sich im Bauaktenarchiv einer Stadt neben dem Bauantrag sämtliche Akten zum Gebäude befinden. Was im Laufe der Jahrzehnte nachträglich verändert wurde, sei allerdings oft unvollständig dokumentiert – ebenso wenig die Set- zung und Verformung des Gebäudes über die Jahre. Der erste Schritt zur Wiederbelebung ist deshalb das soge- nannte Aufmaß: eine umfangreiche Vermessung und Dokumentation der Bausubstanz. Salms Kollegin Sophie Seifert erklärt: „Die meisten Architek- turbüros arbeiten dabei analog, mit Distanzmessern und Zollstöcken. Das heißt, sie notieren sich die Daten vor Ort und erzeugen danach im Büro ein digitales Gebäudemodell. Ungenauig- keiten oder fehlende Werte fallen frü- hestens beim Übertragen der Daten in die Konstruktionssoftware auf. Für Nachmessungen geht es erneut zum Objekt. Das kann ganz schön Zeit fressen.“ Alternativ wird ein Vermes- sungsbüro beauftragt, das mit Laser- scannern arbeitet. Dabei entstehen zwar sehr exakte, aber gleichzeitig rie- sige Datenmengen. Für die Weiterbe- arbeitung zu digitalen Modellen müs- sen diese reduziert werden – ebenfalls eine aufwendige Angelegenheit. Im Rahmen der Nachwuchsfor- schungsgruppe haben die beiden Architektinnen deshalb untersucht, inwieweit sich die Mixed-Reality-Brille HoloLens für das Aufmaß verwen- den lässt. Die Brille funktioniert ähn- lich wie ein Smartphone. Über ihre halbdurchsichtigen Gläser können virtuelle Inhalte dreidimensional ins Blickfeld eingeblendet werden. „Die R E T H C I L G A L H C S Im Laufe der Zeit verformen sich Gebäude, deshalb werden sie vor einer Wiedernutzbar- machung vermessen. Digitale Systeme können diesen Schritt vereinfachen 50

aus vergangenen Erfahrungen lernen. Frieler: „Mit meiner Forschung möch- te ich dazu beitragen, dass wir unsere Ressourcen vernünftig nutzen und Wohnen in der Stadt für alle attraktiv bleibt.“ — Friederike Frieler (*1982) studierte Kulturwissenschaften an der Universität Leipzig und General Management an der HTWK Leipzig. Nach dem Studium arbeitete sie mehrere Jahre in der Medien- und Kulturwirt- schaft. Im Rahmen der Nachwuchs- forschungsgruppe DemoS begann sie ihre Promotion zur Resilienz urbaner Wohnungsmärkte am Beispiel Leipzig in Kooperation mit dem Institut für Kultur- wissenschaften der Universität Leipzig. Demografie- und Strukturwandel „Die Instrumente, die einer Stadt im Bereich Wohnungspolitik zur Verfü- gung stehen, sind eher schwerfällig. Wenn sich Zu- und Wegzug anders entwickeln als erwartet, bringt das schnell den Wohnungsmarkt durch- einander“, sagt Frieler. Was das be- deutet, illustriert die Wissenschaft- lerin an einem Beispiel: „Anfang der Nullerjahre stand fast jede fünfte Wohnung in Leipzig leer. Den ak- tuellen Boom der Einwohnerzah- len konnte sich niemand vorstellen. Leipzig galt international als Parade- beispiel für eine ‚shrinking city‘, eine schrumpfende Stadt. Die Stadt muss- te damit umgehen und Stadtteile neu strukturieren – selbst der Abriss gan- zer Wohnblöcke war kein Tabu mehr. Freigewordener Raum wurde zu Grünflächen umgestaltet.“ Heute feh- len diese Wohnungen – doch woher hätte man das damals wissen sollen? Um diese und viele Fragen zu beant- worten, analysiert Friederike Frieler aufbauend auf ihre theoretischen Vor- arbeiten nun anhand einer Fallstudie zu Leipzig, wie Stadtplanerinnen und Stadtplaner, Politikerinnen und Poli- tiker sowie Wohnungsgesellschaften R E T H C I L G A L H C S „Mit meiner Forschung möchte ich dazu beitragen, dass wir unsere Ressourcen vernünftig nutzen und Wohnen in der Stadt für alle attraktiv bleibt“ Friederike Frieler, Kulturwissenschaftlerin 52

„In vielen Bereichen unseres Lebens ist künstliche Intelligenz bereits enthalten, ohne dass wir ihren Einzug bemerkt haben“ Wolf-Dieter Lukas, Staatssekretär im Bundesforschungsministerium Künstliche Intelligenz Grundlage dafür ist das sogenannte maschinelle Lernen. Und Voraus- setzung dafür wiederum ist, dass der KI-Algorithmus mit einer ausreichend großen Menge an Daten gefüttert wur- de, in denen er dann Muster und Ge- setzmäßigkeiten erkennt. Die Bundesregierung hat letztes Jahr eine eigene KI-Strategie verabschie- det. Was sind die Ziele – und welche Rolle spielen darin die Hochschulen? Bei der Umsetzung der KI-Strategie verfolgen wir im BMBF drei große Schwerpunkte, bei denen die Hoch- schulen eine zentrale Rolle spielen: Erstens werden die bestehenden Kom- petenzzentren für maschinelles Ler- nen und Big Data zu Kompetenzzen- tren für KI-Forschung ausgebaut und eng miteinander vernetzt. Wir werden zweitens die Forschungsförderung weiter ausbauen, sowohl im Bereich der Grundlagen als auch in Anwen- dungsbereichen, wie z. B. dem auto- nomen Fahren. Und drittens haben wir gemeinsam mit der Alexander- von-Humboldt-Stiftung die Humboldt- Professuren für KI ins Leben gerufen. Wir wollen mit international konkur- renzfähigen Bedingungen besonders renommierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ausland für Forschung und Lehre in Deutsch- land gewinnen. Außerdem fördern wir seit Juni im besonderen Maße KI- Nachwuchswissenschaftlerinnen. R E T H C I L G A L H C S Bei der „Ideenschmiede KI“ im Bikinihaus Berlin stellten Max Böhme und Felix Weiske von der HTWK-Nachwuchsforschungsgruppe DemoS eine Treppensteighilfe auf Basis künstlicher Intelligenz vor (  S. 44). Im Bild: Wolf-Dieter Lukas (Mitte) im Gespräch mit Max Böhme (rechts) 54

R E T H C I L G A L H C S Agenda-Setting zur Bundestagswahl bei ARD und ZDF? Nach der Bundestagswahl 2017 wurde den öffentlich-rechtlichen Fernsehsen- dern vorgeworfen, sie hätten eine „The- mensetzung von rechts“ betrieben. War dieser Vorwurf berechtigt? Prof. Marc Liesching und Prof. Gabriele Hooffacker von der HTWK Leipzig haben alle Erst- sendeminuten der politischen Fernseh- beiträge von ARD und ZDF im Monat vor der Wahl analysiert. Ein Befund ihrer Studie: Über alle 56 untersuchten Sen- dungen hinweg zeigt sich eine vielfältige Themenpräsenz mit weitgehend ausge- glichener Gewichtung. Dabei rangiert der Themenkomplex „Migration“ mit knapp 12 Prozent der Sendeminuten hinter „Arbeit/Familie/Soziales“ (15 Prozent) und nur knapp vor „Außenpolitik“ (11 Prozent). Beim TV-Duell Merkel/Schulz ging es allerdings in 34 Prozent der Sen- dezeit um das Thema „Migration“, wei- tere 20 Prozent handelten von „Außen- politik“. Um das Bild abzurunden, haben Liesching und Hooffacker mehrere Jour- nalistinnen und Journalisten zu den Ab- läufen und dem journalistischen Selbst- verständnis ihrer Redaktion befragt. Zusätzlich führten Studierende eine qua- litative Analyse durch, bei der die Neu- tralität der Fragen an Politikerinnen und Politiker im Fokus stand. „Bisher wur- de in den Debatten viel mit ‚gefühlten‘ Fakten und Häufigkeiten gearbeitet“, so Liesching, „wir wollen die Debatten auf ein sichereres Fundament stellen – sodass nun über die Interpretation der Zahlen und auch über methodische Fra- gen ihres Zustandekommens sachlich fundiert diskutiert werden kann.“ Die Studie „Agenda-Setting bei ARD und ZDF? Analyse politischer Sendungen vor der Bundestagswahl 2017“ erschien 2019 als Arbeitspapier 35 der Otto- Brenner-Stiftung zum freien Download. Faktentreue, Verständlichkeit, Interaktivität „Nachrichten sollten in einfacher Sprache verfasst sein“, bringt eine 14-jährige Schülerin ihren Wunsch an den Journalismus auf den Punkt. „Bilder und Videos“ lautete eine weitere Forderung, auch „Trans- parenz“ und „Interaktivität“ wünschten sich die Ju- gendlichen zwischen 13 und 16 Jahren. Die anwe- senden Journalistinnen und Journalisten schrieben fleißig mit. Ort der Debatte: Die Jugendkonferenz im September 2019 in Leipzig, zu der das JFF – Institut für Medienpädagogik, der Leipziger Medienpädagogik- Verein und die HTWK Leipzig eingeladen hatten. Zu- vor hatten die Jugendlichen in Workshops anhand von Video-Inputs sogenannte Memes, witzige und kritische Text-Bild-Kombinationen für Social Media, erarbeitet. Dabei standen die Themen Flucht, Migra- tion und Rassismus im Mittelpunkt. „Im Forschungs- projekt ‚MeKriF – Flucht als Krise in den Medien‘ wollen wir herausfinden, wo und wie sich Jugend- liche über diese Themen informieren“, sagt Dr. Niels Brüggen vom JFF. „Dabei entstehen Materialien für die Jugendarbeit und die Journalistenausbildung“, ergänzt Medienprofessorin Gabriele Hooffacker, die das Projekt an der HTWK Leipzig betreut. Im vergan- genen halben Jahr produzierte das Projektteam drei Videos zu Migration und Rassismus samt Workshop- 56 Konzepten für die praktische Jugendarbeit. In den nächsten Monaten werden Pädagoginnen und Päda- gogen die erarbeiteten Konzepte erproben. Darauf aufbauend entwickelt das Team bis September 2020 Handreichungen für die pädagogische Arbeit sowie für die Journalistenausbildung. — gh Das Smartphone ist das wichtigste Arbeitsgerät bei der MeKriF-Jugendkonferenz

Dem Starkregen trotzen Wasserbau-Ingenieure analy- sieren überflutungsgefährdete Gebiete in Leipzig. Kli- mafor- scherinnen und -forscher R E T H C I L G A L H C S warnen, dass es in Zukunft immer häufiger Sommer mit Dauer- und Starkregen geben wird. Auch in Leipzig nehmen Extrem-Nieder- schläge zu – sogar so sehr, dass dadurch die Bemessungsgrenzen der Kanalisation überschritten werden. Die Stadt Leipzig und die Leipziger Wasserwerke untersuchen deshalb im Projekt „KAWI-L – Kommunale Anpassungsstrategie für wassersensible Infrastrukturen in Leipzig“ die Auswir- kungen von Starkregen-Ereignissen. Teil des Projektes ist die wissenschaftliche Begleitung durch das Institut für Wasserbau und Siedlungswasserwirtschaft (IWS) der HTWK Leipzig. Die For- scherinnen und Forscher des IWS führen Untersuchungen von mög- lichen Wassertiefen und Fließwegen im Stadtgebiet, von verschiedenen Regenszenarien mit variierenden Regenmengen und -zeiten sowie zum Ablaufverhalten über die Kanalisation durch. Dabei entwickeln sie Lösun- gen für den Umgang mit extremen Niederschlägen. Auch Erfahrungen aus früheren Regenereignissen sowie aktuelle Luftbilder zur Versiegelung von Flächen und andere relevante Parameter fließen in die Betrachtungen ein. „Starkregen, wie sie in den letzten Jahren wieder häufiger auftreten, wurden in der Vergangenheit nur unzureichend bei der Stadtplanung berücksichtigt. Das zeigt sich beispielsweise, wenn Tiefgaragenein- fahrten an Fließwegen liegen oder Zugänge zu Geschäften und Wohnungen barrierefrei und damit ebenerdig zum Gehweg angelegt wurden“, erzählt Prof. Hubertus Milke, wissen- schaftlicher Direktor des IWS. Mitte 2020 sollen die Ergebnisse in Form einer digitalen Stark- regengefahrenkarte veröffentlicht werden. — pr Hintergrund Das IWS der HTWK Leipzig ist Mitglied im 2018 gestarteten Co-Creation Lab „Versorgungsinfrastruktur“ des Transfer- verbunds Saxony⁵ der fünf sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissen- schaften.  saxony5.de 58

Wissen, was in der Luft ist Wir alle atmen circa 20.000 Mal am Tag ein und aus. Dazu benötigen wir aus- reichend frische Luft. Doch den Großteil unserer Zeit verbringen wir in Innenräu- men – im Schlafzimmer, im Wohnzimmer oder im Büro. Ob genügend Sauerstoff in der Luft ist und was wir sonst noch ein- atmen an Feinstaub, Allergenen oder ge- sundheitsschädlichen Gasen, wissen wir üblicherweise nicht. In Städten wird die Luftqualität an Au- ßenmessstationen erfasst, aber jenseits von Rauchmeldern und Temperaturfüh- lern ist für den Heimbereich bislang kei- ne leicht bedienbare und kostengünstige Lösung verfügbar. Das ursprünglich aus Chemnitz stammende und nun in Leipzig ansässige Start-up Corant hat deshalb einen handlichen Luftanalysator ent- wickelt, der mithilfe mehrerer Sensoren bis zu 14 verschiedene Luftmesswerte erfasst, darunter Sauerstoff, Stickstoff- dioxid, Feinstaub, Temperatur und Luft- feuchtigkeit. Am Forschungs- und Trans- ferzentrum der HTWK Leipzig wurde das Gehäuse des air-Q entwickelt und hinsichtlich der Luftströme optimiert. Außerdem wurden alle Prototypen des Produkts per 3D-Drucker an der Hoch- schule gefertigt. „Unser Fokus lag darauf, den air-Q so zu designen, dass die Sensoren möglichst wenig Platz benötigen, die Luft aber op- timal durch das Gerät strömen kann. Dadurch konnten wir lüfterlos eine sehr kurze Ansprechzeit erreichen. Die kreis- förmigen Aussparungen im Gehäuse se- hen also nicht nur schick aus, sondern sind essentiell für die Funktion des Luft- analysators“, erklärt Tobias Flath vom Forschungsteam Generative Fertigung an der HTWK Leipzig, und führt weiter aus: „Um die Fertigungskosten gering zu halten, haben wir das Gehäuse so konstruiert, dass es aus zwei bauglei- chen Hälften einfach zusammengeklippt werden kann. Der positive Nebeneffekt dabei: Der air-Q hat keine Vorder- und Rückseite und kann deshalb beliebig in der Wohnung oder im Büro positioniert werden.“ Einmal aufgestellt, misst das Gerät kon- tinuierlich seine Umgebungsluft. Die Er- gebnisse werden in einer App visualisiert und interpretiert. Dabei übernimmt das Gerät auch die Funktion eines Rauch- detektors. So ertönt bei kritischen Ver- schlechterungen der Luftqualität ein Warnsignal. „Gute, sauerstoffreiche Luft ist nicht nur wichtig, um konzentriert zu arbeiten, sondern auch um sich effektiv zu regenerieren“, ist Corant-Geschäfts- führer Mario Körösi überzeugt. Anfang 2020 möchte das Start-up die ersten air-Q-Modelle ausliefern. Wissenschaftler der HTWK Leipzig unterstützten das Start-up Corant bei der Gehäuse- konstruktion des Luftanalysators air-Q. Von links nach rechts: Tobias Flath, Johannes Rost (beide HTWK Leipzig) und Mario Körösi (Corant GmbH) 60

Industrie 4.0 Vom Forschungsprojekt zum Geschäftsfeld Forschungskooperationen zwischen Unternehmen und Hochschulen bringen die Wissenschaft voran, ermöglichen den Unternehmen aber auch, sich einen Innovationsvorsprung gegenüber Wettbewerbern zu erarbeiten. Die Kooperation von AviComp und HTWK Leipzig ist hierfür ein Beispiel. R E T H C I L G A L H C S Kooperationsbeziehungen sind ein biss- chen wie gute Freundschaften: Man lernt sich scheinbar zufällig kennen, findet Interesse an der Lebenswelt und den Fähigkeiten des anderen. Gemeinsame Erlebnisse schaffen Vertrauen und einen Mehrwert für beide Seiten. So war es auch zwischen der HTWK Leipzig und der AviComp Controls GmbH, deren heute enge Kooperationsbeziehung ihren An- fang mit einem studentischen Praktikum nahm. AviComp ist eine weltweit agierende Fir- ma mit Sitz in Leipzig, die sich auf die Automatisierung von industriellen Ver- dichter- und Turbinenanlagen speziali- siert hat. Dr. Rico Schulze, damals noch Elektrotechnik-Student an der HTWK Leipzig, schrieb nach dem Praktikum sei- ne Diplomarbeit bei AviComp. Anschlie- ßend wurde er als frisch gebackener Ab- solvent übernommen. Seitdem betreute Schulze mehrere aufeinander aufbau- ende Forschungsprojekte, auch in Ko- operation mit seiner Hochschule. Dabei entstanden in enger Zusammenarbeit Softwarekomponenten und Systeme, die eine Simulation der Anlagen und eine Zustandsbewertung von Verdichtern er- möglichen. Parallel promovierte Schulze. Mittlerweile leitet er die F&E-Abteilung von AviComp. Simulationen und digitale Zwillinge „In der Automobilentwicklung ist es längst üblich, die Funktionsweise von komplexen Steuerungsvorgängen wie zum Beispiel der Bremsautomatik be- reits vor dem Einbau ausgiebig zu testen und Extremsituationen zu simulieren. Dazu wird das Steuerungssystem an einen Prüfstand angeschlossen, in wel- chem das Fahrzeug virtuell nachgebildet ist“, erklärt Schulze. „Gemeinsam mit der HTWK Leipzig haben wir diese so- genannte ‚Hardware-in-the-Loop‘-Simu- lation auch für Verdichter einsatzfähig gemacht.“ Gefördert wurden die Projekte über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand des Bundeswirtschaftsmi- nisteriums. Mit den Ergebnissen kann AviComp die Steuerung eines Verdich- ters bereits testen, bevor dieser fertig- gestellt ist – für den Kunden spart das Zeit und Geld, für AviComp Stress und weite Dienstreisen. „Dieser technologi- sche Vorsprung stellt für uns ein wichti- gen Wettbewerbsvorteil dar – und er hat sich bereits in lukrativen Aufträgen aus- gezahlt“, so Schulze. Auch für die Fehlersuche in bestehenden Anlagen ergeben sich neue Möglichkei- ten. Aktuell beschäftigen sich die HTWK Leipzig und AviComp in einem gemein- samen Projekt mit den Einsatzmöglich- keiten sogenannter „digitaler Zwillinge“. Das Konzept gliedert sich ein in den allgegenwärtigen Themenkomplex In- dustrie 4.0, wie Projektleiter Prof. Jens Jäkel erklärt: „Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Kopie einer Maschine oder komplexen Anlage inklusive allem, was dazu gehört. Er wird über den gesamten Lebenszyklus der Maschine oder Anlage 62

Mensch Maschine Moral R E T H C I L G A L H C S Bis zur 30-Grad-Marke kletterte das Thermometer am ersten Dienstag im Juni 2019. Doch anstelle den Abend im Park oder am See zu verbringen, kamen rund 160 Leipzigerinnen und Leipziger zum Wissen- schaftskino im Zeitgeschichtlichen Forum Leipzig. Dort lief kostenfrei der Science-Fiction-Film „Ex Machina“ des britischen Regisseurs Alex Garland. Wieviel die fiktive Handlung mit der aktuellen wissen- schaftlichen Realität zu tun hat, darüber diskutierten im Anschluss die Professoren Jens Jäkel und Detlef Riemer von der HTWK Leipzig sowie Professor Nihat Ay vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPI-MIS). Eine Stunde lang be- antworteten sie Fragen aus dem Publikum. Garlands Filmdebüt handelt von dem jungen Pro- grammierer Caleb, der eine neu entwickelte, noch ge- heime künstliche Intelligenz namens Ava testen soll. Ava steckt in einem attraktiven weiblichen Roboter- körper und hat ein eigenes Bewusstsein entwickelt. Sie fürchtet, nach dem Test zerstört zu werden. Caleb versucht ihr zu helfen – und die Situation eskaliert. Nach der Vorführung erläuterte Nihat Ay zunächst, dass es in der Wissenschaft verschiedene Definitio- nen von „Intelligenz“ und erst recht von „künstlicher Intelligenz“ (KI) gebe. Dabei sorgte er für einige La- cher, als er auf den Unterschied zwischen schwacher und starker KI abhob: „Schwache Intelligenz begeg- net uns jeden Tag.“ Er spielte damit auf adaptive Sys- teme wie Navigationsgeräte oder Suchmaschinen an, die wir bereits im Alltag nutzen. Starke Intelligenz, die wie Ava aus eigenem Antrieb handelt, gebe es noch nicht. Damit beantwortete er die dringlichste Frage aus dem Publikum: Ist die KI-Forschung annähernd so weit, wie in „Ex Machina“ dargestellt wird? Dem fügte Prof. Jens Jäkel erläuternd hinzu, dass der- zeitige Roboter vor allem auf einzelne Aufgaben wie Staubsaugen, Übersetzen oder Fußball spielen spe- zialisiert seien: „Es wird noch lange dauern, bis eine künstliche Intelligenz mehrere dieser Fähigkeiten in sich vereinen kann“, so Jäkel. Ebenso brauche es noch viele Jahre intensiver Forschung, so Prof. Detlef Riemer, bis sich Roboter so geschmeidig wie Lebe- wesen bewegen können. Ohnehin läge der aktuelle Fokus in der Robotik-Forschung nicht auf dem mög- lichst genauen Nachbau der Natur, sondern in der Übernahme ausgewählter Prinzipien. Rund 160 Gäste kamen zum Wissenschaftskino zum Thema Robotik und künstliche Intelligenz Auch Fragen zu ethischen Aspekten bewegten das Publikum, beispielsweise der mögliche Missbrauch von KI zur Steuerung von Waffen oder zur Manipu- lation von Wahlen. „Das Böse steckt immer im Men- schen, nicht in der Technik“, positionierte sich Nihat Ay – und plädierte für eine breitere Diskussion inner- halb der Gesellschaft und eine politische Regulierung auf internationaler Ebene. Das Wissenschaftskino ist eine Kooperation der Leipziger Wissenschaftseinrichtungen mit der Stadt und dem Zeitgeschichtlichen Forum. Nächste Termine: 28. Januar und 28. April 2020 64

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