Neben den klassischen Studiengängen bietet die Duale Hochschule Baden-
Württemberg Karlsruhe zum diesjährigen Semesterbeginn am 1. Oktober 2022 –
vorbehaltlich der endgültigen Akkreditierung - erstmals den neuen
Bachelorstudiengang „Sustainable Science and Technology“ an.

Das Studium „Sustainable Science and Technology“ ist ein
interdisziplinäres technisches Studium, das mathematisch-
naturwissenschaftliche und ingenieurtechnische Inhalte in Bezug auf
Nachhaltigkeit kombiniert. Das Thema Nachhaltigkeit wird im Studienangebot
besonders hinsichtlich der Aspekte der Ökonomie, Ökologie und der
Gesellschaft beleuchtet – dafür werden die Kompetenzen in
Naturwissenschaften, Technologien, Recht sowie grundlegendes Wissen zur
ökonomischen Bewertung (Ökobilanzen) benötigt. Ergänzend werden
vertiefende berufsfeldbezogene Fachkenntnisse der Studienrichtungen
Arbeitssicherheit, Papiertechnologie, Strahlenschutz,
Verpackungstechnologie und Umweltschutztechnik in den
Studienrichtungsmodulen vermittelt. Aus dem praxisorientierten Überblick
über das Gesamtgebiet werden exemplarisch Stoffvertiefungen vorgenommen,
in denen die Anwendung der Methoden wissenschaftlichen Arbeitens
praktiziert werden. Dadurch soll das theoretisch-systematische Denken in
Zusammenhängen initiiert werden.

Der neue Studiengang fasst damit die bisherigen Studiengänge Papiertechnik
und Sicherheitswesen ab dem Wintersemester 2022/23 zu einem zusammen und
stellt sich dabei neu auf mit der Schwerpunktsetzung auf die Themen
Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Sowohl die Vorlesungsinhalte als auch
die Laborveranstaltungen wurden anhand der branchenspezifisch gültigen
Vorschriften aktualisiert und inhaltlich überarbeitet, wobei darauf
geachtet wurde, auch künftig die in den einzelnen Studienrichtungen
relevanten erwerbbaren Sach- und Fachkunden zu erhalten.

Alle Bachelor-Studiengänge der DHBW sind praxisintegrierend konzipiert.
Wie im Studium an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg üblich, wechseln
sich während des dreijährigen Studiums im Studiengang „Sustainable Science
and Technology“ alle zwölf Wochen Theorie- und Praxisphasen ab.

In einem Studienjahr werden von den Studierenden 70 ECTS erworben, wodurch
das Studium an der DHBW somit ein Intensivstudium ist.

Marktgerechte und zukunftsorientierte Studiengänge

Nachdem die Bedeutung von Nachhaltigkeit und Digitalisierung auch in der
Industrie und darüber hinaus stark zugenommen hat sowie in Zukunft auch
mit Blick auf Themen wie Klimaneutralität weiter zunehmen wird, reagiert
die DHBW Karlsruhe mit dem neuen Studiengang auf genau diesen Markttrend.
„Die Papier- und Verpackungsindustrie sehen sich zunehmend mit den
Forderungen nach Kreislaufwirtschaft, Recycling und Müllvermeidung
konfrontiert, haben hier in manchen Bereichen auch schon eine
Vorreiterrolle eingenommen, die es weiter auszubauen gilt“, betont  Prof.
Dr. Jukka Valkama, Studiengangsleiter für die Studienrichtungen
Papiertechnologie und Verpackungstechnologie. „Auch in den Bereichen
Arbeits-sicherheit, Strahlenschutz und Umweltschutztechnik werden die
politischen und gesellschaftlichen Forderungen sowie wissenschaftliche
Erkenntnisse im Bereich Nachhaltigkeit curricular umgesetzt.“, hebt Prof.
Dr. Esther Rösch, Studiengangsleiterin für die Studienrichtungen
Arbeitssicherheit, Strahlenschutz und Umweltschutztechnik hervor.

Studienverlauf

Die Kernmodule für die mathematisch-naturwissenschaftlichen und
ingenieurtechnischen Grundlagen werden in den ersten drei Semestern
vermittelt. Ein weiteres besonderes Merkmal des Studienangebots ist auch
der Bezug zur Digitalisierung, die in der Industrie eine entscheidende
Rolle in den Nachhaltigkeits-entscheidungen spielt. Die Analyse von Daten,
insbesondere großen Sensordatenmengen über Methoden der künstlichen
Intelligenz (Machine Learning , Deep Learning) oder Industrie 4.0
generell, unterstützt die Absolvent*innen bei der Entwicklung von
nachhaltigen Prozesslösungen in der Industrie. Die spezifischen
Studienrichtungsinhalte in Arbeitssicherheit, Strahlenschutz,
Umweltschutztechnik, Verpackungs-technologie oder Papiertechnologie,
werden in den drei auf die Kernmodulsemester folgenden Fach-semestern
vermittelt und erlernt.

Praxisphasen beim Dualen Partner

Die Praxisphasen sind fester und wichtiger Bestandteil des Studiums und
der Ausbildung und finden beim jeweiligen Dualen Partner der Studierenden
statt. Die Praxisphasen dienen dem Transfer, der in den
Lehrveranstaltungen erarbeiteten Theorieinhalte, in den jeweiligen
betrieblichen Funktionsbereichen sowie dem Kennenlernen und Erleben der
betrieblichen und beruflichen Realität in der Industrie. Zudem werden
berufliche und personale Schlüsselqualifikationen (Problemlösung,
Kommunikation, Kooperation etc.) vertieft.

Mithilfe von Künstlicher Intelligenz erstmals präzise und kontinuierlich
belastbare Daten über die Ursachen des Rückgangs von Bienen- und
Hummelpopulationen erheben zu können – das ist Ziel des Forschungsprojekts
OCELI. Im Rahmen des Projekts entwickeln fünf Partner unter der
Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik eine Technologie
zum Schutz von Bienen und Hummeln in der Agrarlandschaft.

Karlsruhe, 21.02.2022 – Es gibt vielfältige Ursachen, warum das Bienen-
und Hummelvorkommen in Deutschland sowie weltweit zurückgeht: Neben dem
Einsatz von Pestiziden zählen beispielsweise auch Monokulturen,
Krankheitserreger oder zerstörter Lebensraum zu den Gründen. Die Krise des
Artenaussterbens sei genauso wichtig wie die Klimakrise, sagte kürzlich
Bundesumweltministerin Steffi Lemke. Fest steht: Das Insektensterben ist
ein großes Problem unserer Zeit. Eine Basis für Antworten auf die Frage
„Wie lässt sich das Sterben stoppen?“ will nun ein Konsortium aus
Wissenschaft und Wirtschaft im Forschungsprojekt OCELI schaffen. Zwar gab
es in der Vergangenheit bereits nationale sowie internationale Bemühungen,
den Rückgang der Artenvielfalt aufzuhalten. Dass diese nicht erfolgreich
waren, liegt vor allem an erheblichen Wissenslücken: Viele Ursachen des
Artenverlusts sind zwar bekannt, das Wissen über das komplexe
Zusammenwirken dieser Faktoren ist jedoch lückenhaft. Die Projektpartner
apic.ai, Eurofins Agroscience Services Ecotox, Disy Informationssysteme
GmbH und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ wollen nun mit
dem FZI die technologische Grundlage schaffen, um bestehende Wissenslücken
zu schließen. Gemeinsam möchten sie erforschen, welche Stressoren für
Bienen- und Hummelvölker bestehen und wie diese zusammenhängen. Zum
Einsatz kommen dabei unter anderem Kompetenzen aus der angewandten
Künstlichen Intelligenz und Sensorik. Diese ermöglichen dem Konsortium,
erstmals Effekte der Gestaltung landwirtschaftlich genutzter Flächen auf
Bestäuber präzise zu messen und systematisch über lange Zeiträume Daten zu
erheben.

Christoph Zimmermann, Abteilungsleiter am FZI, erklärt: „Wir wollen in
Echtzeit verfolgen, wie sich Maßnahmen zum Schutz von Bestäubern
auswirken. Unterstützung kriegen wir dabei von den Honigbienen und Hummeln
selbst. Ihr Feedback ermöglicht uns erstmals eine belastbare Datenbasis zu
generieren, damit zielgerichtete Maßnahmen für eine insektenfreundliche
Landwirtschaft entwickelt werden können.“

Daten sollen Wissenslücken schließen

Um die Daten zu sammeln, werden im Frühjahr dieses Jahres vernetzte
Kamerasysteme am Eingang von Bienenstöcken beziehungsweise Hummelkolonien
installiert, die kontinuierlich alle ein- und ausfliegenden Tiere filmen.
Hierbei bringt apic.ai seine Expertise im Bereich der visuellen, lokalen
Monitoringtechnologie für Bestäuber ein. Neuronale Netze werden genutzt,
um die aufgenommenen Aktivitäten zu erfassen und zu verarbeiten. Das FZI
ist dabei für die Entwicklung der Algorithmen zur Merkmalsextraktion
zuständig. Die Auswertung findet am UFZ mittels der Simulationsmodelle
BEEHAVE und Bumble-BEEHAVE statt und soll Aufschluss darüber geben, welche
Gefahren und Wechselwirkungen bestehen. Außerdem soll die Analyse von
Geo-, Wetter-, Landnutzungs- und Flugmonitoringdaten Kausalzusammenhänge
zwischen Veränderungen im Umfeld der Völker und deren Entwicklung
herstellen. Hierbei analysiert Disy die Beobachtungsergebnisse des
Monitorings. Durch begleitende Feldstudien, die im Rahmen des Projekts von
Eurofins durchgeführt werden, können Hypothesen über konkrete Ursachen des
Insektensterbens geprüft werden. Auf Basis dieser Daten sollen zukünftig
Best Practices und effektive Maßnahmen für die bestäuberfreundliche
Landwirtschaft entwickelt werden können. So lässt sich durch die in dem
Forschungsprojekt entwickelte Technologie beispielsweise herausfinden,
welche Arten von Pflanzenschutzmittel kritisch oder auch unkritisch für
Bestäuber sind und ob Fülle und Diversität der lokalen Blühpflanzen den
Bestäubern ein gutes Leben ermöglichen. Zudem wird der Erfolg konkreter
Maßnahmen zum Schutz von Bestäubern messbar.
Das Forschungsprojekt OCELI ist Teil des Verbundprojekts „Bienenbasiertes
Biomonitoring zur Erschließung der synergetischen Wirkmechanismen von
Landwirtschaft und Bestäuberinsekten“. Es wird vom Bundesministerium für
Ernährung und Landwirtschaft mit über 1,3 Millionen Euro bis zum
06.06.2024 gefördert. Weitere Informationen über das Forschungsprojekt
sind hier zu finden: https://oceli.com

Über das FZI Forschungszentrum Informatik

Das FZI Forschungszentrum Informatik mit Hauptsitz in Karlsruhe und
Außenstelle in Berlin ist eine gemeinnützige Einrichtung für Informatik-
Anwendungsforschung und Technologietransfer. Es bringt die neuesten
wissenschaftlichen Erkenntnisse der Informationstechnologie in Unternehmen
und öffentliche Einrichtungen und qualifiziert junge Menschen für eine
akademische und wirtschaftliche Karriere oder den Sprung in die
Selbstständigkeit. Betreut von Professoren verschiedener Fakultäten
entwickeln die Forschungsgruppen am FZI interdisziplinär für ihre
Auftraggeber Konzepte, Software-, Hardware- und Systemlösungen und setzen
die gefundenen Lösungen prototypisch um. Mit dem FZI House of Living Labs
steht eine einzigartige Forschungsumgebung für die Anwendungsforschung
bereit. Das FZI ist Innovationspartner des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT).

Für ihre Erforschung des mikrobiellen Methanzyklus erhält die
Mikrobiologin Dr. Cornelia Welte von der Radboud-Universität in Nijmegen,
Niederlande, den 15. VAAM-Forschungspreis. Sie untersucht die Umsetzung
von Methan vom Molekül bis zum Ökosystem und liefert dabei wertvolle
Erkenntnisse für Umweltprozesse und biotechnologische Anwendungen. Den mit
10.000 Euro dotierten Preis verleiht die Vereinigung für Allgemeine und
Angewandte Mikrobiologie (VAAM) für herausragende aktuelle Arbeiten auf
dem Gebiet der Mikrobiologie im Rahmen ihrer online-Jahrestagung am 21.
Februar 2022.

Mikroben können das Treibhausgas Methan sowohl produzieren als auch
zersetzen und tragen damit wesentlich zu Klimaeffekten bei. Cornelia
Weltes Arbeitsgruppe erforscht diese mikrobiellen Prozesse und verbindet
dabei Mikrobiologie, Biochemie, Physiologie und Biotechnologie. So
entdeckte sie, dass ein bislang unbekannter Organismus, Methermicoccus
shengliensis, Bestandteile aus Kohleflözen und Erdöllagerstätten in Methan
umwandelt. Die Gruppe optimierte die Kultivierungsbedingungen für diese
anspruchsvolle Mikrobe und erstellte mit Hilfe moderner Analysemethoden
eine Karte ihrer Stoffwechselwege. Diese Erkenntnisse sowie gereinigte
Enzyme für die Methanbildung könnten die Grundlage sein für industrielle
Anwendungen, beispielsweise die mikrobielle Umsetzung von Kohle- oder
Ölresten zu Biogas.

Weltes Gruppe studiert auch Mikroorganismen, die Methan abbauen. Einige
dieser noch kaum erforschten Archaeen – häufig unter extremen Bedingungen
lebende Einzeller – können dazu beitragen, die weltweiten Methanemissionen
zu verringern. Die Kenntnis ihrer Stoffwechselvorgänge und der dazu
notwendigen Enzyme ist für ihren gezielten Einsatz eine wichtige
Grundlage. Weltes Gruppe ist es gelungen, diese Mikroorganismen zur
Produktion von Elektrizität aus Methan einzusetzen. „Anaerobe
methanotrophe Archaeen könnten so in Zukunft beispielsweise Methan aus
Abwasser entfernen“, erklärt Welte.

In ihrer niederländischen Wahlheimat erzielte Welte kürzlich
Aufmerksamkeit mit einer Studie zur Methanbildung in Amsterdamer Grachten:
„Für ein flaches Gewässer ist die Methanemission dort erstaunlich niedrig
- dank einer hohen Anzahl an methanabbauenden Mikroben an den
Kanalwänden“. Dabei entdeckte die Gruppe auch ein bislang unbekanntes
Methan-abbauende Bakterium, Methyloglobulus, das möglicherweise wichtige
Mikronährstoffe von den Steinen der Grachtenwände bezieht.
Mit Verunreinigungen im Wasser befasst sich eine weitere aktuelle Studie,
die untersucht, ob und wie Mikroben dazu beitragen können, gefährliche
Stoffe wie Pharmazeutika aus Abwässern in kommunalen Kläranlagen
abzubauen.

Zu den ökologischen Arbeitsfeldern der Gruppe zählen zudem Symbiosen von
Mikroben und Insekten: So konnte sie zeigen, dass Mikroorganismen im Darm
der Kohlwurzelfliege, eines landwirtschaftlichen Schädlings, eine wichtige
Rolle spielen. Dies könnte ein Ansatz für biologische Schädlingsbekämpfung
sein.

„Cornelia Welte deckt die gesamte Spannbreite der Mikrobiologie von der
Physiologie über die ökologische Funktion bis hin zur Anwendung ab“, lobt
das VAAM-Preiskomitee. Die herausragende Nachwuchsforscherin hat bereits
über 50 häufig hochgelobte Arbeiten veröffentlicht und mehrere Millionen
Euro an Drittmitteln eingeworben. Die VAAM überzeugte zudem ihre
Vernetzung in der Forschergemeinschaft, ihr Engagement in der
mikrobiologischen Ausbildung und ihre effiziente Forschung während der
Familienphase und Coronapandemie. Cornelia Welte hatte bereits 2012 einen
VAAM-Promotionspreis für ihre in Rekordzeit abgeschlossene Doktorarbeit
erhalten.

Welte sieht eine Verantwortung für Herausforderungen unserer Gesellschaft
wie Klimawandel und Umweltverschmutzung: „Ich möchte mit meiner Forschung
dazu beitragen, diese Probleme zu lösen.“

Dr. Cornelia Welte (37) ist Associate Professor der Abteilung
Mikrobiologie an der Radboud-Universität in Nijmegen, Niederlande. Sie
studierte Biologie an der Universität Bonn. Für ihre Promotion in der
Arbeitsgruppe von Uwe Deppenmeier über Methanogenese-Prozesse erhielt sie
den VAAM-Promotionspreis 2012. Nach einer Postdoc-Zeit in Bonn und
Nijmegen wurde sie 2015 zum Assistant Professor und 2021 zum Associate
Professor ernannt.

Anja Störiko (VAAM)

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Die VAAM ist Gründungsmitglied im VBIO und vertritt rund 3500
mikrobiologisch orientierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus
Forschung und Industrie. Die Bandbreite der Forschung reicht von
Bakterien, Archaeen und Pilzen in allen Ökosystemen und in Lebensmitteln
über Krankheitserreger bis hin zu Genomanalysen und industrieller Nutzung
von Mikroorganismen, ihren Enzymen und Stoffwechselprodukten. Die
diesjährige Jahrestagung findet vom 21. bis 23. Februar 2022 digital
statt, https://www.vaam-kongress.de/.

App anonymisiert Stimmen von Hilfesuchenden bei Erstberatung und
Fernbehandlungen

Informationstechnologen der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
entwickeln eine KI-basierte App, die es Menschen mit pädophilen Neigungen
ermöglichen wird, anonyme und identitätsverschleiernde Erstberatungen und
Fernbehandlungen in Anspruch zu nehmen. Therapeuten erkennen durch den
Einsatz dieser Technologie am Endgerät der Nutzer weder die Stimme noch
die Sprechweise des Anrufers, erhalten aber trotzdem alle für die
klinisch-diagnostische Beurteilung nötigen Inhalte des Emotions- und
Persönlichkeitsausdrucks des Hilfesuchenden. Betroffenen, die aufgrund von
Scham oder Angst vor sozialer Ausgrenzung bisher keine Beratungsangebote
genutzt haben, soll so ein Zugang zu Präventionsmaßnahmen ermöglicht
werden.

Ziel der Ingenieurinnen und Ingenieure des Instituts für Informations- und
Kommunikationstechnik der Universität ist es, die Sprecheridentität aus
der Sprachaufnahme zu entfernen, aber Emotionen und
Persönlichkeitsausdruck zu erhalten. Das Team um Juniorprofessor Dr.-Ing.
Ingo Siegert untersucht anschließend, ob die dann mögliche Anonymisierung
des verbalen Kommunikationskanals zu mehr Akzeptanz für eine präventive
Behandlung gegen Kindesmissbrauch führt und einen offenen Austausch
fördert, ohne die Kommunikation in der Therapie ungünstig zu beeinflussen.

„Durch den Einsatz modernster KI-Methoden wird in der Fernbehandlung am
Telefon oder in der Videotelefonie die Stimme des Hilfesuchenden so
verändert werden, dass eine Identifikation nicht möglich ist“, erklärt
Projektleiter Juniorprofessor Dr.-Ing. Ingo Siegert. „Da diese Technik auf
dem Endgerät des Nutzers laufen soll, ist auch keine spätere De-
Anonymisierung der Stimme möglich. Der Hilfesuchende kann sich völlig
sicher fühlen und professionelle Hilfe in Anspruch nehmen, ohne Angst vor
anschließenden Repressalien.“

Die Anonymisierung der Stimme bei der telefonischen Kontaktaufnahme oder
bei durch Videotelefonie ergänzten Therapien wird durch einen neuartigen
Sprachsynthesizer umgesetzt, der eine künstliche Stimme erzeugen kann.
Dieser Synthesizer wird die originalen Sprachdaten des Nutzers in
hochqualitative Sprachaufnahmen umwandeln, die die wesentlichen
Sprachinformationen sowie die individuelle Sprachmelodie zwar enthalten,
aber die Identität der Sprechenden nicht preisgeben. Weiterhin wird die
Technologie durch z. B. intelligentes Watermarking soweit abgesichert,
dass ein Missbrauch außerhalb des Einsatzes in der Erstberatung unmöglich
gemacht wird.

In dem von der VolkswagenStiftung mit 1,4 Millionen Euro geförderten
Forschungsprojekt AnonymPrevent arbeiten Jun.-Prof. Ingo Siegert und der
Informatiker Prof. Dr. Sebastian Stober vom Artificial Intelligence Lab
der Universität Magdeburg mit dem Quality and Usability Lab der TU Berlin
und dem Institut für Sexualwissenschaft und Sexualmedizin der Charité
zusammen. Das Institut leitet seit Jahren nationale und internationale
Projekte für therapiemotivierte Menschen mit pädophilen oder hebephilen
Neigungen, unter anderem im 2004 ins Leben gerufenen „Präventionsprojekt
Dunkelfeld“. Pädophil veranlagte Männer werden hier therapeutisch in ihrem
Bestreben unterstützt, keinen erstmaligen oder wiederholten sexuellen
Kindesmissbrauch zu begehen und keine Missbrauchsabbildungen im Internet
zu konsumieren. Darüber hinaus zielt das Projekt darauf ab, die
Öffentlichkeit für die Thematik zu sensibilisieren und zu zeigen, dass es
Menschen mit einer sexuellen Neigung für Kinder gibt, die über ein
Problembewusstsein verfügen und keine sexuellen Übergriffe begehen wollen.
„Unser Forschungsansatz ist aber nicht auf das Projekt Dunkelfeld bzw. das
Thema begrenzt“, so Projektleiter Ingo Siegert, „sondern in vielen
Bereichen denkbar, zum Beispiel bei Therapien für Opfer, in
Zeugenschutzprogrammen oder für Wistleblower.“

Mehr Informationen unter http://link.ovgu.de/stimmanonymisierung