InnoZent OWL e.V.

ZIM-Erfolgsbeispiel Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM-KOOP 031 Innovationspolitik, Informationsgesellschaft, Telekommunikation Optische Analyse lebender Zellen Photonen zählender Hochgeschwindigkeitsdetektor Die Projektidee Ein wesentlicher Schwachpunkt heuti­ Mit dem Einsatz von Lasern in der ger Laser­Mikroskope liegt vor allem in Lichtmikroskopie gelang ein „Quan­ der begrenzten Zeitaufösung der ver­ tensprung“, der für eine enorme wendeten Detektionssysteme. Steigerung des Aufösungsvermögens und der Leistungsfähigkeit dieser Das Produkt und seine Innovation optischen Instrumente sorgte. Die am Kooperationsprojekt beteilig­ Die bis dahin unerreichte Darstellungs­ ten Unternehmen wollen gemeinsam qualität trägt heute entscheidend dazu mit dem Heinz Nixdorf Institut der Das Projekt wird gefördert vom bei, fundamentale Prozesse der Biologie Universität Paderborn eine neuartige Bundesministerium für Wirtschaft und der molekularen Genetik besser zu photonenzählende Detektionstechnik und Technologie aufgrund eines verstehen. zur Erforschung von lebenden Zell­ Beschlusses des Deutschen Bundestages. verbänden und Gewebe entwickeln. Neue Mikroskope und Bildgebungs­ Sie soll höchste dreidimensionale Bewilligte Fördermittel: 448.074 Euro verfahren nutzen zur Informations­ Ortsaufösung mit einer zeitlichen Projektlaufzeit: 06/2009 bis 06/2011 gewinnung überwiegend den Effekt Aufösung von unter 15 Pikosekunden der Laser­Fluoreszenzanregung. verbinden. Werden biologische Substanzen und Das neue System basiert auf der Mes­ Das Zentrale Innovations- Gewebe mit einem Laser stimuliert, sung der beschriebenen Fluoreszenz­ programm Mittelstand (ZIM) erhält man als „individuelle optische abklingzeiten und wird im Vergleich Antwort“ eine in genau definierten zum derzeitigen Stand der Technik um ZIM ist ein bundesweites technologie­ Zeiträumen abklingende Fluoreszenz. den Faktor 100 höhere Bildraten liefern. und branchenoffenes Programm zur Sie entsteht vor allem in Molekülen Die Fluoreszenzlebensdauer soll damit Förderung des innovativen Mittelstands. mit aromatischer Struktur. Sowohl das erstmalig auch als Kontrastparameter Spektrum als auch die Zeitkonstante zur Untersuchung des Verhaltens und Gefördert werden dieser Fluoreszenz sind molekülspezi­ der Funktion einzelner Zellen in natür­ 3 Kooperationsprojekte (ZIM­KOOP) fisch. Mit speziellen Detektions­ und licher Umgebung eingesetzt werden. 3 Einzelprojekte (ZIM­SOLO) Auswertungsmethoden lässt sich Mögliche Anwendungen sind u. a. 3 Netzwerkprojekte (ZIM­NEMO) daraus eine Vielzahl von Informationen gewinnen, die letztlich eine detail­ 3 die dynamische Bildgebung der www.zim-bmwi.de liertere Charakterisierung der Migration von Krebszellen und untersuchten biologischen Systeme 3 die Untersuchung der Zell­Matrix­ ermöglichen. Interaktionen 3 sowie der zellulären Signalgebung. Optische Technologien ZIM-KOOP Erfolgsbeispiel LaVision BioTec GmbH Surface Concept GmbH Universität Paderborn, Heinz Nixdorf Institut Die Kooperationspartner Die LaVision BioTec GmbH, Bielefeld, entwickelt, produziert und vertreibt messtechnische Geräte und Verfahren für Bio­LifeScience. Das Unternehmen wurde 2000 gegründet und beschäftigt heute 24 Mitarbeiter. Zum Tätigkeitsspektrum der 2005 gegründeten Surface Concept GmbH, Mainz, gehören Herstellung und Vertrieb von messtechnischen Geräten und Verfahren für Bio­LifeScience. Das Unternehmen beschäftigt sechs Mitarbeiter. Forschung und Lehre des Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn sind Fotos: LaVison BioTec GmbH auf das Gebiet der innovativen tech­ nischen Systeme im Bereich der Sym­ Ihre Ansprechpartner Neben dem zu entwickelnden hybri­ biose von Informatik und Ingenieur­ Dr. Heinrich Spiecker den Zeitmesswandler wird auch eine wissenschaften gerichtet. LaVision BioTec GmbH Parallelisierung des Auslesens des 33607 Bielefeld Fluoreszenzsignals zur deutlichen Meisenstraße 65 Bildoptimierung beitragen. Die von Telefon 0521 2997711 einem Probenpunkt emittierten www.lavisionbiotec.com Photonen werden mittels einer spe­ ziellen Optik homogen auf mehrere Dr. Andreas Oelsner Kanäle des photonenzählenden Surface Concept GmbH Detektors verteilt, der sie in ein elek­ 55128 Mainz trisches Signal umwandelt. Staudingerweg 7 Telefon 06131 3923632 Der Markt und die Kunden www.surface­concept.de Die Entwicklung ist ein charakteris­ tisches Beispiel für eine Cross­ Prof. Dr.­Ing. Ulrich Rückert Innovation zwischen optischen Universität Paderborn Technologien und der IT­Schaltungs­ Heinz Nixdorf Institut technik. Der neue Detektor wird das 33102 Paderborn Instrumentarium der Pharma­ und Fürstenallee 11 Medizinforschung deutlich erweitern. Telefon 05251 606346 wwwhni.uni­paderborn.de Bereits während der Projektlaufzeit Impressum werden die beteiligten Partner Herausgeber Schlüsselanwendungen identifizieren Bundesministerium für Wirtschaft Informationen zum Programm und diese gemeinsam mit potenziellen und Technologie www.zim­bmwi.de Kunden erproben. Referat Öffentlichkeitsarbeit Scharnhorststraße 34­37 Projektträger Gelingt die Umsetzung des Vorhabens, 10115 Berlin AiF­Geschäftsstelle Berlin erschließt sich für beide Unternehmen www.bmwi.de Tschaikowskistraße 49 ein lukrativer Markt. 13156 Berlin Redaktion und Gestaltung Telefon 030 48163­3 Projektträger AiF zim@aif­in­berlin.de Juli 2010

ZIM-Erfolgsbeispiel Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM-KOOP 022 Innovationspolitik, Informationsgesellschaft, Telekommunikation Ein ganz neues Laufgefühl Adaptive Gelenke für Knie- und Fußprothesen Die Projektidee Laufbewegungen werden deshalb im Bereits um 2000 v. Chr. stellte man in Vergleich zu einem Nicht-Amputierten Ägypten einfache Prothesen her, deren langsamer und ungleichmäßiger Gebrauchseigenschaften allerdings ausgeführt. Die für eine natürliche heutigen Ansprüchen kaum genü- Bewegung charakteristische vor- gen dürften. Bis in das vergangene motorische Reaktionszeit von 40 bis Jahrhundert hinein veränderte sich der 60 Millisekunden wird vom derzei- Stand der Technik auf diesem Gebiet tigen Stand der Prothetik ebenfalls nicht grundlegend. noch nicht berücksichtigt, was den Das Projekt wird gefördert vom Energieaufwand für den Laufvor- Bundesministerium für Wirtschaft Heute ermöglichen mikroprozessor- gang um das Zwei- bis Dreifache und Technologie aufgrund eines gesteuerte Arm- oder Bein-Prothesen erhöht. Eine rasche Ermüdung Beschlusses des Deutschen Bundestages. komplexe Bewegungen und sogar des Prothesenträgers ist die Folge. eine sportliche Betätigung. Bein- und Weitere Probleme entstehen unter Bewilligte Fördermittel: 551.824 Euro Fußprothesen, die als Extremitäten- anderem im Bereich der mechani- Projektlaufzeit: 07/2009 bis 10/2011 und Gelenkersatz nach schweren schen Belastbarkeit der Prothesen. Verletzungen oder bei altersbedingten Patienten mit hohem Körpergewicht Abnutzungserscheinungen eingesetzt oder sportlich aktive Patienten mit Das Zentrale Innovations- werden, besitzen dabei einen beson- einem sehr hohen Mobilitätsbedürfnis programm Mittelstand (ZIM) ders hohen Stellenwert. Sie verbessern stellen enorme Ansprüche an die maßgeblich die Mobilität und damit Prothesenkonstruktion. ZIM ist ein bundesweites technologie- die Lebensqualität der Betroffenen. und branchenoffenes Programm zur Mit wachsenden technischen, vor Das Produkt und seine Innovation Förderung des innovativen Mittelstands. allem elektronischen Möglichkeiten Diese Ausgangssituation inspirierte eröffnen sich auch in der Prothetik die vier am Projekt beteiligten Partner Gefördert werden permanent neue Chancen, bisherige dazu, eine Bein- und Fußprothese 3 Kooperationsprojekte (ZIM-KOOP) Funktionsschwächen zu überwinden. zu entwickeln, die dem Träger auch 3 Einzelprojekte (ZIM-SOLO) Diese Entwicklung wird auch auf län- unter den beschriebenen hohen 3 Netzwerkprojekte (ZIM-NEMO) gere Sicht nicht abgeschlossen sein. Belastungen schnelle und Kraft spa- So arbeiten beispielsweise heute rende Bewegungen ermöglicht und www.zim-bmwi.de verwendete Kniegelenke mit so zu einem weitgehend natürlichen Öl-basierenden Dämpfern ohne Gangbild beiträgt. Kraftrückstellmoment. Der Patient kann Dafür wollen die Entwickler zunächst mit diesen Gelenken keine Hebekraft im die Anatomie des menschlichen Fußes Fuß bzw. im Gelenk entwickeln. mit oberem und unterem Sprunggelenk Gesundheitsforschung und Medizintechnik ZIM-KOOP Erfolgsbeispiel iXtronics GmbH OTW Orthopädietechnik Winkler Universität Paderborn (UPB), Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik sowie dem Zehengrundgelenk in Die Kooperationspartner eine biomechanische Lösung (Mehr- Geschäftsfelder der iXtronics GmbH, gelenkfuß) übertragen. Paderborn, sind Projektdienstleistun- Zweiter Entwicklungsschwerpunkt ist gen zum Entwurf technischer Systeme ein dämpferloses Kniegelenk, das bei sowie Entwicklung und Vertrieb von oberschenkelamputierten Patienten Hard- und Software. Das Unternehmen die Muskelbewegungen des Stumpfes wurde 1999 gegründet und beschäftigt in eine Beuge- und Streckbewegung heute acht Mitarbeiter. umsetzt. Die Koordinierung dieser lastabhängi- OTW Orthopädietechnik Winkler, Ihre Ansprechpartner gen Bewegungen wird eine Elektronik Minden, entwickelt und produziert mit Dr.-Ing. Martin Hahn übernehmen, die von speziell imple- acht Mitarbeitern Prothesenpassteile iXtronics GmbH mentierten Algorithmen gesteuert und realisiert die orthopädisch-tech- Technologiepark 9 wird. nische Versorgung von Patienten mit 33100 Paderborn Essenzielle Vorraussetzung für eine Arm- und Beinprothesen sowie Sport- Telefon 05251 4178510 optimale Funktion der Prothesen ist die prothesen. Sie wurde 2003 gegründet. www.ixtronics.com erfolgreiche Reduktion des komplexen menschlichen Bewegungsapparates In der Fakultät für Elektrotechnik, Britta Winkler auf eine realitätsnahe Auswahl von Informatik und Mathematik bündelt OTW Orthopädietechnik Winkler Lastfällen, die dann in das geplante die Universität Paderborn (UPB) ihre Petershäger Weg 174 Bewegungsmodell aufgenommen wer- Forschungs- und Lehrkapazitäten auf 2425 Minden den können. solchen Gebieten, die den Ausbau Telefon 0571 38838840 und die Weiterentwicklung der Infor- www.winkler-ot.com Der Markt und die Kunden mationsgesellschaft entscheidend Sowohl das dämpferlose Kniegelenk tragen. Prof. Dr. techn. Marco Platzner als auch der Mehrgelenkfuß stellen mit Universität Paderborn (UPB) den angestrebten Funktionalitäten ein Mit seinen Fachkompetenzen auf den Fakultät für Elektrotechnik, Informatik weltweites Alleinstellungsmerkmal Gebieten Multifunktionswerkstoffe, und Mathematik dar. Gelingt die Umsetzung der ambiti- Strukturmechanik, Funktionsleichtbau, Warburger Straße 100 onierten Zielstellung, eröffnen sich für Faserverbundtechnologie und 33098 Paderborn beide beteiligten Unternehmen welt- Adaptronik orientiert sich das Institut Telefon 05251 605250 weite Absatzchancen mit deutlichen für Faserverbundleichtbau und Adap- www.eim.uni-paderborn.de Effekten auf Umsatz- und Personal- tronik des Deutschen Zentrums für entwicklung. Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Köln, Prof. Michael Sinapius entlang der gesamten Prozesskette Deutsches Zentrum für Luft- und der Herstellung anpassungsfähiger, Raumfahrt e.V. (DLR) effizient gefertigter, toleranter Leicht- Institut für Faserverbundleichtbau und baustrukturen. Adaptronik Lilienthalplatz 7 38108 Braunschweig Telefon 0531 295-23071 Impressum www.dlr.de/fa/ Herausgeber Bundesministerium für Wirtschaft Informationen zum Programm und Technologie www.zim-bmwi.de Referat Öffentlichkeitsarbeit Scharnhorststraße 34-37 Projektträger 10115 Berlin AiF-Geschäftsstelle Berlin www.bmwi.

ZIM-Erfolgsbeispiel Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM-KOOP 025 Innovationspolitik, Informationsgesellschaft, Telekommunikation Supercomputer auch für den Mittelstand Preiswerter und ressourceneffizienter Cluster-Server Die Projektidee eine Fremdverarbeitung nicht erlaubt. Die rasante Entwicklung der Computer- Preiswerte, unkompliziert wartbare technik hat dazu geführt, dass heute für und energieeffiziente Systeme in klei- viele private Aufgaben und Büroanwen- ner Baugröße sind in dieser Leistungs- dungen mehr Rechenleistung zur Ver- klasse derzeit nicht verfügbar. fügung steht als benötigt wird. Im inge- nieurtechnischen und wissenschaft- Das Produkt und seine Innovation lichen Bereich sind jedoch deutlich Die am ZIM-Projekt beteiligten leistungsfähigere Rechner gefragt. Die Kooperationspartner entwickeln Entwicklung neuer Medikamente, die gemeinsam ein standardisiertes und Das Projekt wird gefördert vom Wetter- und Klimaforschung oder die kompaktes Clustersystem für das „High Bundesministerium für Wirtschaft Simulation von Materialeigenschaften Performance Computing“ und das und Technologie aufgrund eines haben inzwischen zu einem Bedarf an „High Throughput Computing“ mit fol- Beschlusses des Deutschen Bundestages. Rechenleistung geführt, der nur von genden Zielkriterien: Supercomputern in Form so genannter 3 hohe Rechenleistung Bewilligte Fördermittel: 332.028 Euro Rechen-Cluster bereitgestellt werden 3 geringer Energieverbrauch Projektlaufzeit: 01/2009 bis 07/2010 kann. Ein solcher Cluster ist als 3 niedrige Investitions- und Zusammenschluss mehrerer Computer Administrationskosten Das Zentrale Innovations- zu einem Gesamtsystem zu verstehen. 3 minimaler Raumbedarf programm Mittelstand (ZIM) Am Markt vorhandene Cluster- Lösungen für höchste Ansprüche an Zählt man zu diesen Kriterien auch den ZIM ist ein bundesweites technologie- Performance und Datenraten werden geringen Rohstoffverbrauch, so entsteht und branchenoffenes Programm zur meist sehr teuer nach konkreten insgesamt ein ressourceneffizienter Förderung des innovativen Mittelstands. Kundenanforderungen realisiert. Cluster-Server (RECS). Das Gesamtsystem besteht aus Low-Power-Modulen, die die Gefördert werden Die in einer Top 500 Liste erfassten, angestrebte Energieeffizienz sicher- 3 Kooperationsprojekte (ZIM-KOOP) welt weit leistungsfähigsten Systeme stellen. Um in den Leistungsbereich der 3 Einzelprojekte (ZIM-SOLO) kosten in der Regel zwei- bis dreistellige TOP 500 Supercomputer vorstoßen zu 3 Netzwerkprojekte (ZIM-NEMO) Millionenbeträge. Diese Summen sind können, käme der neue Cluster-Server für kleine und mittlere Unternehmen mit der Baugröße eines üblichen 19-Zoll- www.zim-bmwi.de nicht aufzubringen. Sie nutzen auch Schrankes aus. Heute in dieser öffentlich verfügbare Systeme dieser „Premiumklasse“ vertretene Systeme Leistungsklasse kaum, weil die Sensibi- beanspruchen ein mehrfaches Bau- lität der zu verarbeitenden Daten aus der volumen. eigenen Forschung und Entwicklung IuK-Technologien ZIM-KOOP Erfolgsbeispiel christmann informationstechnik + medien GmbH & Co. KG Universität Paderborn, Center for Parallel Computing (PC2) Universität Paderborn, Heinz Nixdorf Institut Die Kooperationspartner Christmann informationstechnik + medien GmbH & Co. KG wurde 2005 gegründet und beschäftigt 30 Mit- arbeiter. Seit 2007 bietet das Unterne- hmen energieeffiziente IT-Lösungen an. Das Paderborn Center for Parallel Computing (PC2) ist ein interdisziplinär ausgerichtetes Institut der Universität Paderborn mit Spezialisierung auf dem Gebiet verteiltes und paralleles RECS - Resource Efficient Cloud System : Rechnen. Das „Blockheizkraftwerk“ der IT Zentrales Forschungsziel des Fach- gebietes Schaltungstechnik im Heinz Ihre Ansprechpartner Nixdorf Institut der Universität Pader- Wolfgang Christmann Eine der Kerninnovationen, die einen born ist der systematische Entwurf und christmann informationstechnik + solchen Durchbruch ermöglichen, ist bedarfsgerechte Einsatz ressourceneffi- medien GmbH & Co. KG die neuartige Architektur des Systems zienter mikroelektronischer Systeme. Ilseder Hütte 10 c mit signifikant höheren Packungs- Das Institut begleitet das Projekt ohne 31241 Ilsede dichten, die wiederum die Entwicklung Förderung wissenschaftlich. Telefon 05172 9876-0 neuartiger Kühlkonzepte voraussetzt. www.christmann.info Weitere innovative Ansätze liegen in modernen Übertragungstechniken zur Prof. Dr.-Ing. André Brinkmann Kopplung der einzelnen Module sowie Universität Paderborn in einer vereinfachten Administration Paderborn Center for Parallel durch neue Managementkonzepte. Computing (PC²) Letzteres soll über eine einheitliche Systemsicht mittels Virtualisierungs- Fürstenallee 11 technologien erreicht werden. Die 33102 Paderborn Systeme sind individuell konfigurierbar. Telefon 05251 60-6290 So können maßgeschneiderte Lösungen www.uni-paderborn.de/pc2 auch für mittlere und kleine Anfor- derungen an die Rechenleistung ange- Dr.-Ing. Mario Porrmann boten werden. Heinz Nixdorf Institut Ein erfolgreicher Abschluss der Ent- Universität Paderborn wicklung wird der Firma Christmann Fotos/Abbildungen: christmann informationstechnik + medien Fachgebiet Schaltungstechnik zahlreiche neue Märkte eröffnen. GmbH & Co. KG Fürstenallee 11 33102 Paderborn Der Markt und die Kunden Telefon 05251 60-6352 Das bereits auf internationalen Messen Impressum www.hni.uni-paderborn.de/sct vorgestellte RECS-Konzept soll zur Herausgeber „schlüsselfertigen“ Cloud-Computing- Bundesministerium für Wirtschaft Informationen zum Programm Lösung ausgebaut werden. Christmann und Technologie www.zim-bmwi.de nimmt damit neben dem riesigen Markt Referat Öffentlichkeitsarbeit der FuE-betreibenden mittelstän- Scharnhorststraße 34-37 Projektträger dischen Unternehmen und den Hoch- 10115 Berlin AiF-Geschäftsstelle Berlin schulen einen weiteren Kundenkreis, www.bmwi.de Tschaikowskistraße 49 die großen Internetdienstleister, ins 13156 Berlin Visier. Auch als Inhousesystem („Private Redaktion und Gestaltung Telefon 030 48163-3 Cloud“) ist RECS hervorragend geeignet. Projektträger AiF zim@aif-in-berlin.de April 2010