Gesundheit : Wettbewerb "Zukunftspreis": Musik übers Internet, eigenständige Feuermelder und Innenansichten der Lunge

gih / wez

Der Zukunftspreis des Bundespräsidenten - er wird am 19. Oktober verliehen - will eigentlich erfolgsversprechende Projekte fördern, die kurz vor ihrer Markteinführung stehen. Bei einem der vier Projekte, die für den diesjährigen Wettbewerb in der engeren Auswahl sind, kommt der Preis freilich viel zu spät. Es geht um das Komprimierungsverfahren für Audiodateien, das MP3. Musiktransport über das Internet - ohne MP3 undenkbar. Denn herkömmliche Dateiformate sind viel zu groß. Je nach Auslastung der Technik kann die Übermittlung auch nur einiger Klangminuten etwa eine Stunde dauern. Anders bei MP3, entwickelt von den Fraunhofer-Forschern Karlheinz Brandenburg, Bernhard Grill und Harald Popp. Hierbei werden jene Teile der Audio-Information, die für das menschliche Ohr nicht wahrzunehmen sind, aus der zu übertragenden Datenmenge entfernt - bis hinunter auf etwa acht Prozent des Ursprungswerts.

Als junger Doktorand wurde Karlheinz Brandenburg 1984 darauf angesetzt, eine Methode zur Komprimierung digitaler Audiosignale zu entwickeln. "Mit der Einstellung, dass das eigentlich garnicht geht, habe ich das Beste gegeben mich selbst lügen zu strafen", beurteilt der Elektrotechniker augenzwinkernd sein Werk. "Heute sind wir ganz besonders stolz, dass wir in Deutschland eine Welttechnologie für das Internet entwickelt haben, die sich auch noch durchgesetzt hat", strahlt Brandenburg.

Schnell verbreitet wurde die Technik übers Internet, wobei Hacker die Demoversion knackten und das in jahrelanger Arbeit entstandene erste Produkt schließlich als Freeware weitergaben - mit der Zusatzinfo: "Danke an Fraunhofer".

Der Druck von Zeitschriften ist kompliziert. Das Ergebnis muss brillant aussehen, aber die Herstellung darf nicht zu viel Zeit (und Geld) kosten. Dies wiederum stellt hohe Anforderungen an geeignetes Papier. Bislang musste das leichte, beschichtete Papier in mehreren getrennten Schritten, an verschiedenen Geräten produziert werden.

Nun entwickelte das Unternehmensteam der Augsburger Haindl Papier GmbH - Geschäftsführer Georg Holzhey, Bereichsleiter Magazinpapier Hartmut Wurster und Entwicklungsleiter Hans-Peter Hofmann- eine Weltneuheit: "Revolutionär ist, dass wir fünf Produktionsschritte in einer Fertigungsanlage vereint haben", betont Hartmut Wurster. Und das, ohne Herstellungstempo zu verlieren. Denn die Papierbahn kann auch hier mit 120 km/h aufgewickelt werden. Rund 800 Millionen Mark investierte Haindl in den Bau der ersten Analage, die sich in der Praxis bereits bewährt hat.

"Zudem gehen Ökonomie und Ökologie bei uns jetzt Hand in Hand: Wir sparen bis zu 25% Energie und können bei gleicher Qualität bis zu einem Drittel des Rohmaterials als Altpapier einsetzen", erläutert Wurster. Gleichzeitg entwickelte das Unternehmensteam auch noch eine neue Papiersorte. Hochwertige Erzeugnisse müssen meist nach dem Druck sofort mit hohem Energieaufwand getrocknet werden, damit die Farbe schnell hält und dennoch gut wirkt. Einfache Druckmaschinen können das in der Regel nicht leisten; mit dem neuen Papier ist es nun aber auch Zeitungsdruckereien möglich, Magazine zu drucken.

Sensoren sind die Sinnesorgane der Elektronik. Sie melden, wenn ein Feuer ausbricht oder ein Einbrecher ein Fenster einschlägt. Oft ist es jedoch nicht möglich, Kabel zwischen dem Sensor und der Auswertungseinheit zu ziehen. Dann müssen die Daten per Funk geliefert werden. Und damit braucht man Batterien für die Stromversorgung, die im Ernstfall häufig leer sind.

Zwar gibt es Transponder, kleine Sender, die erst dann aktiv werden, wenn sie zum Beispiel von Radarwellen angesprochen werden. Aber dafür darf die Distanz nicht zu groß sein, Hindernisse nicht zu hemmend. Diese Probleme galten bis jetzt. Denn die Münchner Siemens-Techniker unter Wolf-Eckhart Bulst haben Sensoren entwickelt, die ihre Energie aus dem zu meldenden Ereignis selbst holen. "Das ist wie bei Münchhausen, der sich selbst am Schopf aus dem Sumpf zieht", schmunzelt Bulst.

Bei der Piezoelektrik funktioniert das so: Werden Kristalle bewegt, entsteht ein elektrischer Strom, der zum einen das Signal selbst ist, zum anderen die elektrische Energie für das Funksignal bereitstellt. Beim Feuerzeug wird zum Beispiel die produzierte Hochspannung als Funken sichtbar, der das Gas entzündet. Eine solche Hochspannung ist aber auch in der Lage, elektromagnetische Wellen, Funkimpulse, auszulösen. Man muss den Impulsen "nur" noch den Identitätscode des jeweiligen Sensors und den Messwert aufprägen, dann ist die Datenübermittlung perfekt - auch auf Distanzen von etwa 100 Metern. "Die Funksensoren sind wie dienstbare Geister, die nur im Ereignisfall ihre Arbeit tun und ansonsten unsichtbar ruhen", beschreibt Bulst die Neuentwicklung. Der Sensor meldet sich nur dann, wenn eine Zustandsänderung eintritt, denn aus dieser bezieht er ja seine Energie.

Wie kommt man Lungenkrankheiten auf die Schliche? Zwar lässt sich vieles mit der guten alten Röntgenaufnahme feststellen. Aber Krankheiten, bei denen die Lunge schlecht belüftet wird, lassen sich nur schwer mit dieser Methode untersuchen. "Salopp ausgedrückt: Es war schon immer schwierig, Luft zu fotografieren", bringt Ernst Wilhelm Otten das Problem auf den Punkt. Der Physiker und seine Kollegen nutzten an der Mainzer Universität die Magnetresonanz-Tomographie zur Entwicklung einer neuen Untersuchungsmethode.

Die Methode hat sich bei der genauen Darstellung der Körperhöhlen bereits bewährt. Zusätzlich müssen die Patienten nun das Edelgas Helium-3 einatmen. Es wirft bei den Aufnahmen einen medizinisch aussagekräftigen "Schatten", mit seiner Hilfe läßt sich zum Beispiel ein "Film" des Ein- und Ausatmens drehen und Belüftungsstörungen der Lunge erkennen.

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