Nach einer Katastrophe zählt jede Minute. Bei der Suche nach Überlebenden
werden oftmals unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) eingesetzt, die in schwer
zugänglichen Gebieten ein erstes Lagebild liefern und helfen, Opfer
aufzuspüren – sofern diese sichtbar sind. Forschende am Fraunhofer FKIE
wollen mit einer neuen Technologie eine Lücke im Katastrophenschutz
schließen: Mit Mikrofon-Arrays ausgestattete Drohnen sollen künftig die
Hilfeschreie und akustische Signale Hilfesuchender aus der Luft gezielt
orten und Bergungskräften die Standortdaten der Verletzten liefern. Das
erhöht deutlich die Chancen auf eine schnelle Rettung von Verschütteten,
die nicht per Kamera entdeckt werden können.

Überschwemmungen in Libyen, Griechenland und Slowenien, Brände auf Hawaii
und Teneriffa, Erdbeben in der Türkei und in Marokko – wird eine Region
von einer Naturkatastrophe betroffen, zählt jede Minute, um die Verletzten
zu retten. Doch die Suche nach Überlebenden ist komplex, Gebäude und
Straßen können beschädigt, große Gebiete nicht zugänglich sein. Daher
werden zunehmend Drohnen mit Tageslicht- und Wärmebildkameras an Bord
eingesetzt, um schnell große Gebiete mit zerstörter Infrastruktur zu
überfliegen, Hilfesuchende zu orten und die Reaktionsfähigkeit der
Rettungsteams zu beschleunigen. Das Problem: Unter Trümmern
eingeschlossene Opfer sind für diese bildgebenden Sensoren nicht sichtbar.
Auch bei dickem Rauch, Nebel und Dunkelheit sind den Kameras Grenzen
gesetzt. Für diese Szenarien entwerfen Forschende am Fraunhofer FKIE eine
Lösung, die die Kameras um akustische Sensoren ergänzt: Mit LUCY, kurz für
Listening system Using a Crow’s nest arraY, entwickelt die Fraunhofer-
FKIE-Wissenschaftlerin Macarena Varela zusammen mit Kollegen und dem
Forschungsgruppenleiter Dr. Marc Oispuu eine Technologie, die
Verschütteten und von Bränden Eingeschlossenen das Leben retten kann.

Mikrofon-Array empfängt Signale aus allen Richtungen

Bei LUCY handelt es sich um ein Array von MEMS-Mikrofonen, ein sogenanntes
Krähennest-Array, das an Drohnen montiert wird, um die Einfallsrichtung
von Geräuschen wie Hilferufe, Klatschen oder Klopfsignale zu bestimmen.
Die robusten, winzigen MEMS-Mikrofone sind kostengünstig und werden
beispielsweise in Smartphones verwendet. Die Besonderheit des Systems: Die
Mikrofone werden in einer speziellen geometrischen Anordnung an der
Unterseite der Drohne angebracht und können Schall aus allen Richtungen
wahrnehmen. »Der höchste Aussichtspunkt auf Schiffen wird als Crow‘s nest
bezeichnet, von dort aus kann man in alle Richtungen sehen. Dies gilt auch
für LUCY, unser System kann quasi uneingeschränkt in alle Richtungen
hören«, erläutert die Forscherin.

LUCY funktioniert ähnlich wie das menschliche Ohr, das Schallinformationen
aufnimmt und an das Gehirn weiterleitet, wo sie analysiert werden. Bei dem
Array-System werden die Ohren durch Mikrofone ersetzt, das Gehirn durch
eine Signalverarbeitungseinheit, die die Einfallsrichtung der Geräusche
schätzt. Da LUCY aktuell nicht nur zwei, sondern 48 Mikrofone umfasst,
kann die Richtung der Schallquelle präzise bestimmt werden. »Räumliches
Hören funktioniert mit 48 und mehr Mikrofonen natürlich besser als mit
zwei akustischen Sensoren, und auch das gezielte Hören in eine Richtung
klappt besser, ebenso wie das Weghören«, sagt Dr. Oispuu. Zudem nimmt das
System Frequenzen wahr, die das menschliche Ohr nicht registrieren kann.
Die Anzahl der Mikrofone soll künftig auf 256 Sensoren erweitert werden,
die Signale in Echtzeit verarbeiten können.

Störende Umgebungsgeräusche werden herausgefiltert

Störende Umgebungsgeräusche etwa von Bergungsgeräten, Wind oder Vögeln,
aber auch vom Rotorensurren der Drohne selbst blendet das System aus. Mit
Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) und mithilfe von adaptiven
Filtern werden zum einen Signale herausgefiltert, zum anderen werden
Lautmuster wie Schreien, Schlagen oder Klatschen, mit denen Menschen in
Notfallsituationen auf sich aufmerksam machen, erlernt. Das System bedient
sich dabei einer Datenbank mit unterschiedlichen Geräuschen bzw.
Signaturen, auf die die KI zuvor trainiert wurde. In Kombination mit
Signalverarbeitungstechniken wie Coherent Beamforming werden Geräusche
detektiert, klassifiziert und wird deren Einfallswinkel präzise bestimmt.
Eine kompakte Processing Unit ermöglicht es darüber hinaus, Signale sehr
schnell zu verarbeiten. Die empfangenen Standortdaten sollen im
Katastrophenfall an die Rettungsteams übermittelt werden, die dann zum
Beispiel auf Tablets die exakten Positionen der Hilfesuchenden erkennen
können.

Leichtgewicht LUCY

Die Sensormodule bzw die Mikrofon-Arrays sind aufgrund ihrer
Skalierbarkeit auf vielen handelsüblichen Drohnen einsetzbar. Da sowohl
die MEMS-Technologie als auch die Drohnen preisgünstig sind, bietet es
sich an, mehrere unbemannte Luftfahrzeuge einzusetzen, um das
Katastrophengebiet effektiv erkunden zu können. Aufgrund seines geringen
Gewichts können Notfallhelfer das System LUCY auch tragen. Zudem lässt es
sich auf Bodenfahrzeugen montieren oder stationär einsetzen. Derzeit
arbeiten die Fraunhofer-FKIE-Forschenden an weiteren Verbesserungen des
Experimentalsystems.

Ab dem 1. Dezember 2023 baut Prof. Siegfried Waldvogel als Direktor eine
neue Abteilung am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI
CEC) in Mülheim an der Ruhr auf. Der Schwerpunkt seiner Abteilung liegt
auf der Elektrosynthese, bei der meist Abfall- und Restströme durch die
Einspeisung von Strom in wertvolle Chemikalien umgewandelt werden, welche
für die Pharma- und chemische Industrie essenziell sind. Am MPI CEC führt
er seine Leidenschaft für Forschung zur nachhaltigen und klimaneutralen
Herstellung von organischen und anorganischen Wertstoffen weiter voran.

„Wir freuen uns sehr mit Siegfried Waldvogel einen exzellenten
Wissenschaftler für unser Institut gewonnen zu haben“, erläutert Walter
Leitner, geschäftsführender Direktor am MPI CEC. „Mit seinem Schwerpunkt
Elektrosynthese bietet er unserem Institut einen großen Mehrwert für
unsere Grundlagenforschung zur Speicherung und Nutzung von erneuerbarer
Energie durch chemische Reaktionen“. Siegfried Waldvogel leitet am MPI CEC
neben Walter Leitner und Serena de Beer die dritte von vier geplanten
Forschungsabteilungen. Der Chemiker ist dabei keinesfalls neu in Mülheim:
1996 erhielt er seinen Doktortitel am Nachbarinstitut Max-Planck-Institut
für Kohlenforschung. Nach seinem Postdoc an dem Scripps Research Institute
in La Jolla, Kalifornien, begann er 1998 seine Habilitation an der
Universität Münster. Bevor er im Jahr 2010 zur Johannes-Gutenberg-
Universität Mainz wechselte, arbeitete Prof. Waldvogel ab 2004 als
Professor für Organische Chemie an der Universität Bonn.

Im Gespräch mit Siegfried Waldvogel

Worauf freuen Sie sich am meisten als Direktor am MPI CEC?
- Die Motivation und der Geist, welche im Institut herrschen, neue Dinge
anzugehen. Beim MPI CEC freue ich mich sehr auf das hervorragend
ausgebildete technische Personal und die Kooperation mit den Kolleg*innen.
Die Möglichkeiten in der Forschung neue Ideen auch schnell zu
verwirklichen, ist in Deutschland einzigartig.

Welche Forschungsschwerpunkte wird ihre Abteilung am MPI CEC haben?
- Meine Abteilung wird sich mit der Elektrosynthese beschäftigen und dabei
versuchen völlig neue Wege zu gehen. Das sogenannte elektrochemische
Upcycling von Abfallströmen wird innovative Lösungen eröffnen, weil
aufgrund der Grundlagenforschung alternative Reaktionswege verfügbar sind;
z.B. können aus hochchlorierten Abfällen der letzten Jahrzehnte die
Kohlenstoffkomponenten zurückgewonnen werden – ohne dass Kohlendioxid
entsteht – und bilden Grundchemikalien, wohingegen das Chlor in andere
dringend benötigte Produkte eingebaut wird. Neben dem Upcycling wird die
Abteilung sich mit neuen Screening-Methoden der nächsten Generation
beschäftigen, d.h. möglichst schnell die Elektrolysebedingungen zu finden.
Auch hier kommen moderne Algorithmen und auch maschinelles Lernen zum
Einsatz. Weiterhin habe ich noch viele Ideen, die es jetzt gilt
auszuprobieren.

Welche Vision und strategischen Ziele haben Sie für das MPI CEC in den
kommenden Jahren? Wie planen Sie, diese Ziele zu erreichen?
- Mit dem Department für Elektrosynthese werde ich versuchen, das MPI CEC
in den nächsten Jahren zur international wichtigsten wissenschaftlichen
Adresse in der Elektrosynthese zu positionieren. Dies wird natürlich nur
mit einem hervorragenden Team, exzellenter wissenschaftlicher Arbeit und
ausgewiesenen Netzwerk möglich sein. Also mit viel Engagement!

Wie sehen Sie die Rolle des MPI CEC in der globalen
Forschungsgemeinschaft, und welche Botschaft möchten Sie an die
wissenschaftliche Gemeinschaft und die Öffentlichkeit senden?
- Das MPI CEC ist nach 10 Jahren in der globalen Forschungsgemeinschaft
gut angekommen. Dies ist der Verdienst meiner Kollegen aber auch unser
Vorgänger. Es wird in den nächsten Jahren eine stärkere Fokussierung auf
die Elektrifizierung der Synthese erfolgen. Bisher war ich an
Universitäten tätig und der weitaus größte Teil meiner Zeit lag in der
Lehre und administrativen Tätigkeiten. Deshalb kann ich jetzt entfesselt
forschen und ich werde diese Chance nutzen! In den nächsten 10 Jahren wird
das MPI CEC entscheidende Beiträge in der Elektrifizierung der Synthese
liefern. Dabei spielt u.a. auch der Umzug des BMBF-Zukunftsclusters ETOS –
Elektrifizierung Technischer Organischer Synthesen von Mainz nach Mülheim
eine wichtige Rolle. Am MPI CEC kommen einzigartige Synergien zustande und
das forscherische Feld ist gut bestellt – man kann also einiges erwarten!

Wie werden Sie die Förderung von Nachwuchswissenschaftler*innen in Ihrer
Amtszeit unterstützen und Talente an das Institut binden?
- Mein Team und ich werden versuchen weltweit das beste und modernste
Umfeld in der Elektrosynthese zu etablieren. Das wird Ausnahmetalente nach
Mülheim bringen – das Ziel wird immer sein, Mitarbeiter*innen und
Kollegen*innen zu finden, die potenziell besser sind als man selbst.
Nachwuchswissenschaftler*innen sind alle unterschiedlich und deshalb muss
man individuell auf diese eingehen. Dabei ist nicht nur ein Fördern,
sondern auch Fordern wichtig, damit diese sich gut entwickeln und über
sich hinauswachsen. Wichtig ist, dass man die „ausgetretenen Pfade
verlässt und neue Wege geht“.

War es schon immer ihr Plan Chemiker zu werden und warum sind Sie
letztendlich Chemiker geworden? Was fasziniert Sie an Ihrem Beruf?
- Für mich hatten chemische Reaktionen immer etwas Magisches. Nach dem
Experimentieren im eigenen Kellerlabor als Schüler und erfolgreicher
Teilnahme bei Jugend forscht (Platzierung im Bundeswettbewerb 1989) war
das leidenschaftliche Feuer entfacht und ich hatte meine Bestimmung
gefunden. Auch wenn die Magie dem Verständnis gewichen ist bleibt diese
Faszination – Chemie ist die zentrale Wissenschaft, um eine nachhaltige
und zukunftsfeste Gesellschaft mit einem hohen Lebensstandard zu
ermöglichen. Darüber hinaus gibt es in der Chemie noch viele weiße Flecken
auf der wissenschaftlichen Landkarte.

Welche Meilensteine haben Sie in Ihrer Karriere bereits erreicht? Was
würden Sie gerne noch erreichen?
- Wir haben einige neue chemische Reaktionen gefunden, die sich durch
elektrischen Strom ermöglichen lassen. Einige davon haben inzwischen eine
technische Reife erreicht, so dass sie im größeren Maßstab genutzt werden
können. Ich denke, dies ist erst der Beginn. Die Konzepte der
Lösungsmittelsteuerung und Plattform-Oxidationsmittel werden mit der
Wasserspaltung kombiniert werden und so attraktive wissenschaftliche
Lösungen bieten. Ich gehe davon aus, dass über diesen Weg die
Elektrifizierung der Chemie schneller und effektiver erreicht wird.

Was machen Sie, wenn Sie nicht gerade an der Elektrosynthese forschen? Wie
gestalten Sie am liebsten Ihre Freizeit?
- Wenn ich freie Zeit habe, nutze ich diese besonders gerne für meine
Familie, die oft genug auf mich verzichten muss. Weiterhin habe ich einen
kleinen Garten, in dem ich alte Tomatensorten kultiviere und auch gerne in
der Küche in schmackhafte Gerichte verwandle.

Herzchirurgische Fachgesellschaft DGTHG fördert den weiblichen Nachwuchs.
Patient:innen mit Herzerkrankungen können immer schonender durch minimal-
invasive Techniken operiert werden. Die Herzchirurgie benötigt dabei
moderne Konzepte in der Weiter- und Fortbildung, wie zum Beispiel das
Lernen und Training am Modell. Die Deutsche Gesellschaft für Thorax-,
Herz- und Gefäßchirurgie (DGTHG) bietet vielfältige Seminare und
Fortbildungsveranstaltungen an. Eins dieser Angebote fokussiert auf die
Unterstützung und Förderung von Herzchirurginnen. Das Fehlen
berufsspezifischer Rollenvorbilder und Frauen-Netzwerken gelten als
wichtige Gründe für die Unterrepräsentanz von Ärztinnen in der
Herzchirurgie. Daher fördert die herzchirurgische Fachgesellschaft
insbesondere den weiblichen Nachwuchs.

Das nun schon zum dritten Mal angebotene DGTHG-Seminar „Frauen trainieren
Frauen“ bietet operatives Skills Training am Tierherzen und an Simulatoren
durch ausschließlich weibliche Trainerinnen. Das speziell auf den
weiblichen ärztlichen Nachwuchs zugeschnittene Konzept impliziert auch
Soft Skills Trainings, in denen Kommunikation, Personal Branding und
Karriereplanung adressiert werden. „Die Fachgesellschaft im Allgemeinen
und ich im Besonderen als Herzchirurgin möchte Talente fördern. Der
Einsatz für eine größere Diversität in den Führungspositionen der
Herzchirurgie ist daher ein wichtiger Schritt“, sagt Prof. Dr. med. Sabine
Bleiziffer, eine der Trainerinnen des Seminars.

„Das Training herzchirurgischer Fertigkeiten außerhalb des
Operationssaales ist ein Muss, wenn man die zunehmende Komplexität unserer
Patient:innen betrachtet und die Therapie mit schonenden, minimal-
invasiven Operationsmethoden erfolgt“, ergänzt Seminarleiterin und
Initiatorin der Praxisseminare, PD Dr. med. Gloria Färber. Das persönliche
Networking ist ein essenzieller Bestandteil aller Seminare und ergibt sich
aus der DGTHG-Gesamtkonzeption. „Der Bedarf ist groß; alle Kurse sind im
Handumdrehen ausgebucht“, so das Resümee der DGTHG.

Bis zum 15. Januar können sich Studieninteressierte online um einen
Studienplatz bewerben
An der ersten staatlichen Hochschule, die ausschließlich Studiengänge rund
um das Thema Gesundheit anbietet, können Interessierte zum Sommersemester
2024 den Bachelor-Studiengang Hebammenwissenschaft und den Master-
Studiengang Management für Pflege- und Gesundheitsberufe studieren. Die
Bewerbung auf die beiden Studiengänge ist ab sofort bis zum 15. Januar
2024 möglich. Vorlesungsbeginn ist am 2. April.

Die Bewerbung um einen Studienplatz in den beiden zulassungsbeschränkten
Studiengängen erfolgt über das Portal zur Online-Bewerbung der HS
Gesundheit. Dieses Portal ist nun freigeschaltet.

Zum Studiengang Hebammenwissenschaft:
Der Bachelor-Studiengang Hebammenwissenschaft startet jeweils zum Winter-
und zum Sommersemester und bietet Studieninteressierten die Möglichkeit,
einen Bachelorabschluss und zeitgleich eine Berufszulassung zur Hebamme zu
erlangen.

Zum Studiengang Management für Pflege- und Gesundheitsberufe:
Der Master-Studiengang Management für Pflege- und Gesundheitsberufe
richtet sich an Absolvent*innen eines Bachelorabschlusses in den
Pflegewissenschaften oder einem anderen Gesundheitsberuf, die sich
betriebswirtschaftlich weiterqualifizieren möchten, eine Führungsposition
in Einrichtungen des Gesundheitswesens anstreben oder sich für veränderte
Anforderungen in ihrem Beruf vorbereiten wollen.

Promotionen:
Seit Oktober 2023 ist es zudem möglich, an der Hochschule für Gesundheit
ein Promotionsverfahren zu verfolgen. Dazu müssen sich Interessierte
zeitgleich an der Hochschule für Gesundheit sowie am Promotionskolleg NRW
(PK NRW) einschreiben. Die Einschreibung in die Promotionsangebote ist
ganzjährig möglich.

Zur Bewerbung:
Interessierte können sich auf der Homepage der HS Gesundheit über die
Bewerbungs- und Zulassungsbedingungen der einzelnen Studiengänge
informieren. Zudem steht die Zentrale Studienberatung (ZSB) der Hochschule
für Gesundheit Studieninteressierten für Fragen und Beratungen zur
Verfügung.