HSR Magazine 2-2017 by hsrpublishing

AUSGABE 2 / 2017

INFORMATIK-OFFENSIVE Der Kanton St. Gallen bekämpft mit der IT-Bildungsoffensive den Fachkräftemangel in der Informatik. Die HSR ist vorne mit dabei. HOCHWASSERSCHUTZ AUS DEM 3D-DRUCKER Die HSR arbeitet derzeit an einer Evolution im Hochwasserschutz. Mit 3D-Scanner und 3D-Drucker werden Modelle in ungekannter Detailtreue entwickelt. UV-LICHT AUS LED GEGEN BAKTERIEN Neuerdings können LEDs energiereiches UVC-Licht emittieren und damit Bakterien und Viren abtöten.

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INFORMATIK-OFFENSIVE

Ein Team der HSR rettet an der European Robotics League Menschenleben mit kooperativen Drohnen.

Liebe Magazinleserinnen, Liebe Magazinleser In der Umarmung der Informatik «Wir benötigen pro Tag vier Umarmungen zum Überleben, acht Umarmungen zum Leben, zwölf Umarmungen zum Wachstum» sagte die US-amerikanische Familientherapeutin Virginia Satir. Gemeint sind Umarmungen von Mensch zu Mensch. Und wie sieht es mit den Umarmungen durch Informatik aus? Wenn Menschen von der Informatik umarmt werden, können sie sich erdrückt fühlen oder beflügelt. Die Informationstechnologie begleitet uns auf Schritt und Tritt, häufig eilt sie uns Nutzerinnen und Nutzern voraus und wir fürchten, sie an der nächsten Kreuzung aus den Augen zu verlieren. Dann haben wir zwei Möglichkeiten: Entweder wir ziehen Weiterbildungsturnschuhe an und passen unser Lauftempo der Geschwindigkeit der technologischen Entwicklung an. Oder wir warten auf den nächsten Bus und lassen uns zum Ziel fahren. Gemeinsam mit vielen anderen ÖV-Gästen, wobei der Weg nicht das Ziel ist. Den Weg kann nämlich niemand im Detail beschreiben. Und was passiert, wenn wir Fahrgäste am Ziel angekommen sind,

aber unseren sportlichen Kolleginnen und Kollegen im sumpfigen Hochmoor die Puste ausging? Dann müssen wir uns so lange mit der Betaversion vergnügen, bis Nachschub an Vitaminriegeln im Moorgelände ausgeliefert worden ist. Wir, die Busreisenden, könnten jedoch auch in festes Schuhwerk schlüpfen und den Sportskanonen entgegenkommen. Sie aus dem Wald hinausführen, damit wir alle vereint auf dem Horizont in der aufgehenden Sonne den Release 2 sehen, die Fahrgastwünsche inklusive. Ganz so romantisch ist das Aufeinandertreffen von Usern und IT-Spezialistinnen nicht. Was zählt ist die effiziente Zusammenarbeit der beiden Gruppen, wobei die User hochqualifizierte Fachpersonen wie Ärzte, Forscherinnen, Techniker oder Planerinnen sind, die durch neue, automatisierte IT-Anwendungen ihre Leistungen schneller oder preiswerter oder überhaupt erst erbringen können. Die Umarmung der IT-Möglichkeiten macht uns innovativer und wettbewerbsresistenter. Vorausgesetzt wir dämonisieren sie nicht, sondern beziehen sie in unsere Aufgaben mit ein. Oder wir lassen uns gänzlich auf sie ein: als Schülerinnen der neuen Informatikmittelschule in Rapperswil, als Informatikstudierende in neuen Vertiefungen, als Stu-

Illustration: Tobias Leuenberger

dierende anderer Bachelorrichtungen in Data Science und Data Engineering oder als Forschende der HSR Institute. Lassen Sie sich durch die Vielfalt unserer Hochschulprojekte in der angewandten Informatik inspirieren. Viel Spass beim Lesen!

Eva Tschudi Chefredaktorin P.S. Wenn schon umarmen, dann richtig. Wenn ich ins Auto steige – egal ob in mein eigenes oder in ein Sharecar, könnte das Beförderungsmittel mich mit Namen begrüssen und mir eine sichere Reise wünschen. Und meinen Namen auf der Einstiegsleiste leuchten lassen. Ich brauche Zuneigung in der virtuellen Welt. N.B. Virginia Satir wirkte zuletzt in Palo Alto in Kalifornien, wo grosse Tech-Unternehmen zuhause sind. Ist es ein Zufall oder war das Bedürfnis der dortigen Bevölkerung nach Umarmungstherapie so gross?

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INHALT

FOKUS

THEMEN

AKTUELLES

Digitale Evolution an der HSR

Pensionierung, Textilaltro, Agenda

Drucken, tüfteln, testen: 1 Jahr 3D-Lab an der HSR

Ein Drohnenteam als vielseitiger Ersthelfer

News

Effizient, leicht, widerstandsfähig

48 Neue Professuren

Eine Software schützt Flüsse und Seen

HSR Studentin hilft Spitzensportlern aufs Podest

49 Impressum

Algorithmus bestimmt DNA schnell und genau

«Mir gönd in Zoo»

50 Sprungbrett

HSR Absolventen digitalisieren Baufirmen

Mit UV-Licht aus LED-Lampen gegen Bakterien und Viren

Hochwasserschutz aus dem 3D-Drucker

Videos werden zur Erfahrung mit allen Sinnen

Der Sonne einen Schritt voraus

Weiterbildung für aktuelle IT-Kompetenz

HSR arbeitet mit lokalem Tourismus zusammen

So funktionieren lernende Algorithmen

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Expertenwissen digital verschmelzen

Prof. Dr. Margit Mönnecke HSR Rektorin

Dieser Tage startete die Aufrichtephase unseres zweiten objekt zu produzieren. Bereits während des Aushubs Studentenwohnheims in Rapperswil-Jona, unweit des kann die Produktion des Holzbaus in den Werkhallen beCampus. Während die Fundamentarbeiten nach minu ginnen. Die Maschinen werden vollautomatisch gesteuert tiöser Planung acht Monate in – mit einer bisher nicht realisierbaAnspruch nahmen, wird das Aufren Präzision. «DIGITALISIERUNG IST KEIN Digitalisierung ist kein Buzzword richten der zwei Obergeschosse BUZZWORD MEHR, SONDERN mehr, sondern hat heute tief 15 Arbeitstage dauern. Beide BauHAT HEUTE TIEFGREIFENDE REALE greifende reale Auswirkungen auf phasen setzen eine detaillierte AUSWIRKUNGEN AUF GANZE ganze Branchen. Die HSR be Ausmessung des Geländes nach grüsste Anfang September rund Bauplänen voraus und eine ÜberBRANCHEN. » 220 Unternehmerinnen und Untragung der CAD-Daten in eine automatische Baumaschinensteuternehmer zur Digitalisierungskonerung. Der Bagger, der Kran und die Säge werden zwar ferenz und liess Praxisbeispiele für sich sprechen. U nser von Menschen bedient, die Maschinen werden jedoch DigitalLab@HSR realisiert gemeinsam mit Unternehmen durch Daten gesteuert, die der Geometer, die A r chi - Digitalisierungsmöglichkeiten – von Start-ups bis zu grostektinnen und der Bauunternehmer zuvor berechnet und sen Konzernen – und hilft, den Paradigmenwechsel vorin digitaler Form konsolidiert haben. Alle P lanungsschritte anzutreiben. werden in einem digitalen Datenplan zusammengefasst und exakt abgeglichen. Die Digitalisierung ermöglicht es, Informationstechnologie im Studium an verschiedenen Standorten gleichzeitig für ein Bau Auch im Unterricht tragen wir dem Wandel durch die Digitalisierung vorausschauend Rechnung. Unser Informatikstudium ist sehr breit aufgestellt und auch alle anderen Studiengänge beziehen die neuen Möglich keiten der Informatik verstärkt in den Unterricht mit ein. Bereits heute ist der Umgang mit Daten zentral, wenn es um Auswertungsmethoden, Simulationen, Artificial Intelligence oder Cyber Security geht. Auch unsere praxisorientierte Forschung macht sich das Data Engineering in seinen vielen Formen zunutze, um Menschen zu helfen, zum Beispiel durch personalisierte Medizin oder durch das frühzeitige Erkennen von Überschwemmungs- oder Murganggefahr. Unsere IT-Kompetenzen geben wir in der Weiterbildung im Rahmen von Masterund Zertifikatslehrgängen weiter. Die steigenden Anmeldungen in den IT-Lehrgängen belegen, dass sich auch erfahrene Berufsleute den neuen Informatikmöglichkeiten stellen wollen und müssen. Die HSR ist gut aufgestellt, das breite Spektrum der Informatik sowohl im Unterricht wie in der angewandten Forschung weiter zu geben und zu nutzen. Damit das auch morgen und übermorgen der Fall ist, planen wir weiteren Kompetenzausbau beispielsweise in den Be reichen Artificial Intelligence und angewandtes Data Engineering.

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Alle sprechen zurzeit von der Digitalisierung – zu Recht, denn dieses Phänomen ist grundlegend und gilt sogar als Leitmedienwechsel: nach Sprache, Handschrift und Druck dominiert nun die digitale Kommunikation. Sie erfasst die Gesellschaft ganzheitlich, in der ökonomischen Wertschöpfung wie in der kulturellen Entfaltung. Die Digitalisierung ist auch für die Bildung zentral.

Angewandte Digitalisierung

Stefan Kölliker

Der Kanton St.Gallen hat gute Voraussetzungen, um den Eine grosse Chance gerade auch für die HSR ist das digitalen Sprung zu meistern: dezentral-autonome Kompetenzzentrum für Angewandte Digitalisierung. Es Strukturen, Arbeitswille und Qualitätsbewusstsein so- besteht aus einem Digitalen Campus und forciert den Wissens- und Technologie-Transwie Verständnis für die «Bildung fer (WTT) zwischen Hochschulen als Rohstoff». Auch bei uns sind «IM ZENTRUM STEHEN und Wirtschaft. Mit dem Digitalen aber Anstrengungen nötig, um BILDUNGSINVESTITIONEN FÜR Campus kann unter anderem eine das Beste aus der Digitalisierung Forderung der Industrie- und herauszuholen. Der Kantonsrat FACHKRÄFTE UND WIRTSCHAFT» Handelskammer (IHK) erfüllt werhat die Motion «IT-Bildungs den: Nach deren Erkenntnissen offensive» überwiesen. Ende Jahr unterbreitet ihm die Regierung die Vorlage für einen besteht im Raum Bodensee-St.Gallen-Fürstenland eine grossen Sonderkredit. Damit werden Efforts für digitale ungedeckte Nachfrage nach Informatik-Kadern. Quantensprünge auf allen Schulstufen finanziert. Im Zentrum stehen Bildungsinvestitionen für Fachkräfte Alleinstellungsmerkmal festigen und Wirtschaft. Nicht ausser Acht gelassen werden dür- Solche werden an der HSR ausgebildet. Die Lösung: Die fen aber auch Aktivitäten im Schulunterricht zur Förde- HSR baut mithilfe der IT-Bildungsoffensive ihren Inforrung des «Computational Thinking». matik-Studiengang – für den wir im August 2017 den Zubringer der technischen Informatikmittelschule (IMS-T) in Rapperswil eröffnet haben – auch für Studierende im GEPLANT SIND VIER SCHWERPUNKTE Raum St.Gallen auf. Damit festigt sie ein Alleinstellungsn Pilotschulen für digitale Unterrichtsformen mit merkmal und wird zum Musterbeispiel für die Stärkung Lead der Pädagogischen Hochschule St.Gallen aller Schulstandorte in der neuen Fachhochschule im n Forschungs- und Lehrschwerpunkt in Informatik Kanton St.Gallen! und Management an der Universität St.Gallen Kompetenzzentrum für Angewandte Digitalisierung für die Fachhochschulen n Vernetzungsplattform für Praktika von Studierenden in Wirtschaftsbetrieben sowie MINT-Förderprogramme für Schülerinnen und Schüler n

Stefan Kölliker, Regierungsrat und Vorsteher des Bildungsdepartementes des Kantons St.Gallen

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Digitalisierung ist das Schlagwort der Stunde. Doch sie kann nicht nur herbeigeredet werden. Für ihre Umsetzung braucht es fundiert ausgebildete IT-Fachleute auf verschiedenen Stufen. Ausgebildete Informatiker, praxisorientierte Informatik-Ingenieurinnen und eine anwendungsorientierte Informatik-Forschung. Im Fahrwasser der IT-Bildungsoffensive des Kantons St. Gallen stellt sich die HSR in der Informatik in vier Kernbereichen mit verstärkten Ressourcen auf.

Digitale Evolution an der HSR HSR IT-Profis lehren an der Informatikmittelschule in Rapperswil-Jona Der Kanton St. Gallen will den Fachkräftemangel in der Informatik mit der Informatikmittelschule (IMS-T) eindämmen. Die Schule ist mit der Kombination des Berufsabschlusses als Informatikerin oder Informatiker und Berufsmaturität TALS schweizweit ein Novum. Der Abschluss befähigt direkt für ein

Informatikstudium an einer Fachhochschule wie zum Beispiel der HSR oder für den Berufseinstieg als ausgebildete Informatiker. Das ist insofern wichtig, als die Nachfrage nach Informatik-Ausbildungsplätzen weit höher liegt als das Angebot in der Wirtschaft besteht – dem gegenüber steht ein hoher Bedarf an ausgebildeten Informatikerinnen und Informatikern. Mit dem Abschluss an der Informatikmittelschule werden künftig mehr junge Menschen Zugang zu einer Informatikausbildung haben und so den InformatikFachkräftemangel dämpfen können. Die HSR unterstützt die Informatikmittelschule mit wissenschaftlichen Mitarbeitenden. Sie werden im Teilzeitpensum ihr Informatik-Know-how an die Lernenden weitergeben. (MEW)

markus.stolze@hsr.ch

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HSR Studierende behalten mit Data Science die Übersicht im Datenberg Daten werden heute überall gesammelt: von Smartphones, von Produktionsstrassen in Industriebetrieben, von Websites und Onlineshops, von Navigationssystemen, von Sensornetzwerken oder von Kameras. Diese oft als Big Data bezeichneten Datenberge auszuwerten und nützliche Erkenntnisse, Prozessverbesserungen oder Handlungsempfehlungen daraus abzuleiten ist deshalb zu einer eigenen Disziplin in der Informatik herangewachsen: Data Science. An der HSR beschäftigen sich fast alle der 16 Institute in der angewandten Forschung und Entwicklung mit diesem Thema, denn kaum ein Fachbereich kann es sich leisten, den Wettbewerbsvorteil einer professionellen Datenwissenschaft nicht zu nutzen. Betrugsprävention für Kreditkarten, Predictive Maintenance, energieeffiziente Routenplanung und diagnostische Bilderkennung, DNA-Analysen für personalisierte Medizin – die Anwendungsfelder für Data Science sind weitläufig und haben das Potenzial, ganze Berufszweige nachhaltig zu verändern. Zwei Beispiele: Warum sollte ein Arzt jeden Tag Hunderte Röntgen-

bilder bewerten, wenn eine Maschine schnellere und zuverlässigere Diagnosen stellen kann? Oder wieso sollten Menschen verdächtige Kreditkarten-Buchungen prüfen, wenn Computer mit Zugriff auf Millionen tägliche Transaktionen die Hinweise auf Betrug viel besser erkennen können? Damit Know-how wie dieses seinen Weg in die Wirtschaft findet, bietet der Studiengang Informatik eine eigene Vertiefung in Data Engineering & Machine Intelligence für die angehenden Informatik-Ingenieurinnen und -Ingenieure an. Mit den Data-Science-Modulen Deep Learning, Statistical Machine Learning, Parallelrechnen und Data Engineering bringen drei renommierte Professoren ihr Praxiswissen aus der Forschung in den Studiengang Informatik an der HSR ein. Ein Brückenmodul der HSR Mathematiker stellt zudem sicher, dass die Studierenden mit dem nötigen mathematischen Wissen ausgestattet werden, um die komplexen Auswertungsmethoden anwenden zu können. Data Science ist nämlich weit mehr als nur Informatik, sie verschmilzt Expertenwissen unter anderem aus den Bereichen Signalverarbeitung, Mathematik und Informatik. (MEW)

Cybersicherheit als wichtiger Bestandteil des Informatikstudiums Cybersicherheit ist derzeit in aller Munde. Das Schweizer Militär investiert in Cyber Defence, Firmen heuern Sicherheitsspezialisten an, selbst Privatleute verschlüsseln immer konsequenter ihre Kommunikation. Nach Virenattacken wie WannaCry, Hackerangriffen auf Industriebetriebe wie die Ruag, Wahlmanipulationen sowie militärischen Hackerangriffen und weltweit steigenden staatlichen Überwachungstendenzen ist das kein Wunder. Der Bedarf an Fachleuten für Cyber Security steigt. Die HSR engagiert sich seit Längerem in der Cyber-Security-Thematik

und bietet folgende Module an: Netzwerksicherheit, Internetsicherheit, Applikationen im Internet, CloudInfrastrukturen und Kryptografie. Durch eine zielgerichtete Rekrutierung neuer Dozierender und mithilfe der Professorenschaft ist es dem Studiengang ein Anliegen, aktuelles Cybersicherheits-Know-how auf hohem Niveau zu vermitteln. Mit zwei auf die Blockchain-Technologie fokussierten Professuren und erfahrenen externen Dozierenden wie beispielsweise Ivan Bütler von der renommierten IT-Sicherheitsfirma Compass Security nimmt die Cyber Security einen wichtigen Platz in der Informatikausbildung an der HSR ein. (MEW)

DigitalLab@HSR digitalisiert die Schweizer Wirtschaft Das Interesse an der Digitalisierung ist in der Schweizer Wirtschaft riesig. Immer mehr Unternehmen investieren in digitalisierte oder teildigitalisiere Prozesse, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten oder Wettbewerbsvorteile zu erlangen. Deshalb hat die HSR im Juni 2016 das DigitalLab@HSR eröffnet. Digitalisierungswillige Firmen können so auf die gebündelten On-Demand-Kompetenzen aus den Bereichen Technologie, Prozesse und Change-Management zurückgreifen. Denn im DigitalLab@HSR sind mehr als 20 Fachleute der HSR, der Universität St. Gallen und

des IT-Konzerns Cognizant engagiert. So wird sichergestellt, dass gute Ideen nicht nur erzeugt, sondern auch auf den Weg gebracht werden, um einen konkreten, nachhaltigen Mehrwert zu liefern. Dafür setzt das DigitalLab@HSR auf eine selbst entwickelte Methode, die die Prinzipien von «digitalem Denken» mit Mechanismen zur industriellen Skalierung und multidisziplinärem Know-how kombiniert. Seit der Eröffnung im Juni 2016 konnte das DigitalLab@HSR mehrere KMU und börsenkotierte Unternehmen bei der Digitalisierung in unterschiedlichen Phasen begleiten. (MEW) Weitere Informationen auf www.digitallabathsr.ch.

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Unbemannte Drohnen können in Gebieten operieren, die für Menschen zu gefährlich sind. Den Praxisbeweis dafür hat das Team «HSR Search and Rescue» des ILT Institut für Laborautomation und Mechatronik in der Notfall-Disziplin der European Robotics League angetreten. In einem Katastrophengebiet galt es, mit einer multifunktionalen Flugdrohne vermisste Menschen zu finden. Die Drohne wurde mit dem Forschungspartner armasuisse W+T entwickelt.

Ein Drohnenteam als vielseitiger Ersthelfer Ein Erdbeben verwüstet eine Küstenregion, in der ein Atomkraftwerk steht. Kurz darauf trifft ein Tsunami das Kraftwerk, in dem gerade noch die Evakuierung läuft. Mehrere Arbeiter werden vermisst. Es gibt wahrscheinlich Lecks in diversen Pipelines, aus denen radioaktives Material austritt. Einige davon führen direkt ins Meer. Für Menschen wäre es zu gefährlich, dieses mutmasslich stark verstrahlte Gebiet zu betreten. Deshalb treffen Notfall-Teams mit Luft-, Boden- und Unterwasser-Drohnen ein. Sie sollen die Lage aufklären, müssen vermisste Personen finden und retten sowie radioaktive Lecks entdecken und so schnell wie möglich schliessen. Was im ersten Moment nach einer futuristischen Version des Kraftwerksunglücks von Fukushima 2011 klingt, ist die Missionsbeschreibung der Emergency Grand Challenge 2017, die im Rahmen der European Robotics League (ERL) in Piombino in Italien veranstaltet wurde. Ende September nahm ein Team der HSR mit einer unbemannten Flugdrohne daran teil. 3D-Karten und fliegende Notfallkoffer Eine fliegende Drohne bewegt sich mit ihren sechs Rotoren blitzschnell von einem Punkt zum nächsten. Sie filmt die Umgebung und verwandelt die Kameradaten in Echtzeit in eine aktuelle 3D-Karte der Umgebung. Sie teilt die Informationen mit anderen Drohnen, die im Wasser oder an Land operieren. Wird eine verletzte Person entdeckt, kann sie sogar einen rund ein Kilogramm schweren Notfallkoffer aufnehmen und der verletzten Person bringen. Die drei HSR Ingenieure des ILT Instituts für Laborautomation und Mechatronik sind mit einem schlanken Steuerungs-Setup angetreten, das auch in schwierigem Gelände schnell per Stativ aufgestellt werden kann. Gesteuert wird die Drohne per Touch-Steuerung auf einem

Tablet oder wahlweise auch per Funkfernbedienung. Die gesamte Drohnensoftware basiert auf Open-Source- Lösungen und ist grösstenteils durch die Informatiker des HSR Instituts für Software entwickelt worden. «Wir haben in der Zusammenarbeit zwischen ILT und IFS ein perfektes Beispiel für Interdisziplinarität an der HSR gesehen. Die räumliche Nähe im HSR Forschungszentrum hat einen flexiblen Austausch der Entwickler jederzeit möglich gemacht», sagt der Projektverantwortliche Prof. Dr. Christian Bermes. Drei Teams, drei Drohnen, eine Mission Bei der European Robotics League ist das HSR Team zusammen mit Teams der Fachhochschule Kiel und der Fachhochschule Luzern in der Notfall-Disziplin angetreten. Kiel steuerte eine Unterwasser-Drohne bei, die Luzerner brachten ihre Boden-Drohne mit. Um im Wettkampf alle Aufgaben erfüllen zu können, mussten die drei Teams zusammenarbeiten. Drei Aufgaben mussten kooperativ bewältigt werden: 1. Vermisste Arbeiter des Atomkraftwerks finden; 2. Die Lage im Erdbebengebiet um das Atomkraftwerk aufklären, aktuelle Kartendaten erstellen und mit anderen Drohnen teilen; 3. Pipelines inspizieren sowie mögliche Lecks finden und stopfen. Um die Missionen zu bewältigen, mussten die drei Teams die Stärken ihrer jeweiligen Drohnen kooperativ nutzen. Deshalb setzt die HSR Drohnensteuerung auf das Teilen von Informationen. Mit der Flugdrohne war das HSR Team am schnellsten unterwegs und konnte die Lage aus der Luft schnell einschätzen sowie umfassende Kartendaten für die anderen Teams bereitstellen. Per Tablet lassen sich Informationen mit den anderen Teams teilen – ein Druck aufs Display und die Kieler und Luzerner sahen auf ihren Karten, wo vermisste Personen liegen oder wo radioaktive Lecks zu stopfen sind.

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Zivil nutzbares Entwicklungsprojekt Zwei Preise konnte das HSR Team an der ERL gewinnen. In der Disziplin Luft-See reichte es zusammen mit der Unterwasser-Drohne der Fachhochschule Kiel für den dritten Platz. Viel wichtiger für das HSR Team war jedoch der «Stehaufmännchen-Preis», wie ihn Projektingenieur Sergio Miracco nennt – der «Preseverance Award». Denn der ERL-Wettkampf war gleichzeitig der erste Praxistext für die HSR Drohnensteuerung, die im Rahmen eines Forschungsprojekts für armasuisse W+T entwickelt wird. Das Milizsystem der Schweiz bringt es mit sich, dass auch

weniger intensiv geschulte Soldaten Mini-Drohnen sicher steuern können müssen. Deshalb forscht das HSR Team an einem Mensch-Maschine-Interface, welches eine sichere und effiziente Bedienung der Kamera-Drohnen mit minimaler Ausbildung der Piloten sowie unter widrigen Feldbedingungen zulässt. Der HSR Projektleiter Simon Göldi ist Offizier in der Infanterie und kennt die militärischen Herausforderungen aus eigener Erfahrung: «Der Preseverance Award wurde dafür verliehen, dass unser Setup während 10 Tagen im Einsatz durch seinen modularen Aufbau und die hohe Adaptionsfähigkeit einsatzfähig blieb und auch nach Beschädigungen schnell wieder in der Luft war.» Die Drohnensteuerung besteht aus Tablet, AugmentedReality-Headset sowie einem Controller. Per Controller wird die Drohne gesteuert, auf dem Tablet können je nach Lagekontext nützliche Funktionen gewählt werden und per AR-Headset erhalten der Pilot sowie alle weiteren mit einer AR-Brille ausgerüsteten Soldaten E insicht in die aktuellen Drohnendaten. Diese Fähigkeiten sollen im Sommer 2018 gemeinsam mit der Hochschule Luzern und der ETH Zürich in der Schweiz vorgestellt werden. (MEW) christian.bermes@hsr.ch Die Drohne wird primär über ein Touch-Interface sowie Live-Kamerabilder gesteuert (Bild links) – wichtige Informationen können mit Ortsangabe (POI) eingefügt werden. Das Setup ist sehr leicht transportierbar (Bild unten) und besteht aus dem Stativ mit der Steuerungs-Hardware sowie zwei baugleichen Flugdrohnen.

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Bei starken Regenfällen sind Abwasserreinigungsanlagen teils mit den Wassermassen überfordert. Ein Teil des Abwassers gelangt dann ungeklärt in die Umwelt. Die HSR hat zusammen mit Partnern aus Forschung und Industrie ein Regelungssystem entwickelt, das Schweizer Flüsse und Seen mit der vorhandenen Infrastruktur durch intelligente Software-Steuerung besser schützt.

Eine Software schützt Flüsse und Seen Die Abwasserreinigungsanlagen (ARA) in der Schweiz sind darauf ausgelegt, das bei trockenem Wetter anfallende Abwasser zu behandeln. Bei mittlerem Regen fällt jedoch so viel Regenwasser aus umliegenden Siedlungen an, dass es die ARA teils überlastet. Der Grund dafür ist, dass ARAs für einen wirtschaftlichen Betrieb nicht auf die seltenen starken Regenfälle ausgelegt werden können. Deshalb wird der Wasserüberschuss in sogenannten Regenbecken zwischengespeichert und später zur ARA weitergeleitet. Wenn die Speicherkapazität der Regenbecken überschritten wird, gelangt das unbehandelte Schmutzwasser direkt ins Gewässer. Um das Risiko solcher Entlastungen zu minimieren, haben die Gemeinden viel Geld in Speicherbecken investiert, welche vor allem in den 1970er und 1980er Jahren erbaut wurden. Oft wurden diese nicht mit Mess- und Regeltechnik ausgestattet, weil es früher sehr aufwändig und teuer war, die oft entlegenen Becken mit Strom zu versorgen und aus der Ferne zu überwachen. Mit der weiten Verbreitung der mobilen Kommunikation sind auch die Überwachung und die Funktionsweise der Regenbecken in den Fokus gerückt. Zusätzlich ist bekannt geworden, dass bei Speicherbecken, die ein wichtiges Element im Gewässerschutz darstellen, die vorhandene Speicherkapazität nicht voll genutzt wird.

INKA versorgt die ARAs intelligent und automatisch Das neue INKA-Regelungssystem verspricht, diese teuer erkaufte Speicherkapazität besser auszunutzen. Das System bekommt aktuelle Sensor-Messdaten aus den Speicherbecken sowie weitere Information über die ARA, das Kanalnetz und die Wetterlage. Damit berechnet INKA die aktuelle, optimale Nutzung der verfügbaren Speicher- und ARA-Leistung. Das System beurteilt an-

hand der Vorgaben des Betreibers, wie viel Wasser in die Regenbecken der ARA weitergeleitet werden soll. Wenn ein Regenbecken mit einem dynamischen Abflussregler ausgestattet ist, passt INKA die Weiterleitmengen in Echtzeit automatisch an sich verändernde Bedingungen an. Der Betreiber hat darüber auf Wunsch jederzeit die finale Kontrolle. Das Resultat: Weniger ungeklärtes Abwasser und Schmutzstoffe in Flüssen und Seen und verbesserter Gewässerschutz – ohne teure Investitionen in neue Betonbecken. Aus der Vergangenheit für die Zukunft lernen Das INKA-System kann nicht nur den aktuellen Zustand optimieren, sondern auch Einsicht in die grundlegende Funktionsweise des Abwassersystems liefern und so Verbesserungspotenzial aufzeigen. Mit aufgezeichneten Messdaten von vergangenen Regenereignissen lassen sich statistische Auswertungen erstellen und die komplexen Zusammenhänge in den Kanalnetzen visualisieren. Damit Schwächen im Kanalnetz gezielt erkannt werden können, lässt sich jedes Abwassersystem modular nachbauen und mit historischen Messdaten verknüpfen. Entwickelt wurde INKA zusammen mit Eawag, Unimon, Stebatec, Hunziker Betatech und dem UMTEC Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der HSR. Finanziert wurde das Projekt vom Bundesamt für Umwelt und den Projektpartnern. Angehenden Ingenieurinnenn und Ingenieuren des HSR Studiengangs «Erneuerbare Energien und Umwelttechnik» steht das Wissen aus diesem Projekt und vielen weiteren aus der angewandten Forschung und Entwicklung der HSR zur Verfügung. (MEW)

michael.burkhardt@hsr.ch

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Bild oben: Bei starken Regenfällen gelangen teilweise ungeklärte Abwässer in Flüsse und Seen. Bild rechts: In Kombi nation mit solchen pneumatischen Abflussreglern kann das INKA-System durch intelligente Steuerung die Gefahr minimieren, dass ungeklärte Abwässer in die Umwelt gelangen.

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Ein Krebs-Tumor verrät durch sein Erbgut (DNA), welche Medikamente am besten gegen ihn helfen – wenn die DNA schnell und exakt bestimmt werden kann. An der HSR wurde ein Verfahren entwickelt, das die menschliche DNA schneller und genauer bestimmen kann als alle aktuellen Lösungen weltweit. Fünf Patente w urden darauf angemeldet. Der HSR Basecaller ist ein grosser Schritt in die Zukunft der personalisierten Medizin.

Algorithmus bestimmt DNA schnell und genau Die Medizin wird derzeit revolutioniert. Die Begriffe «Präzisionsmedizin» und «personalisierte Medizin» sagen bereits, wohin die Reise gehen soll. Heute gibt es Medikamente gegen bestimmte Krankheiten. Künftig soll es personalisierte Medikamente für jeden Patienten für jedes Krankheitsbild geben – basierend auf der Analyse der menschlichen DNA. In der Krebsmedizin werden heute bereits teilweise DNA-Analysen für eine individuelle und damit wirksamere Bekämpfung von Krebs-Tumoren eingesetzt. Da-

mit dieses Vorgehen auch für die Behandlung anderer Krankheiten üblich wird, muss die Analyse der menschlichen DNA exakter, schneller und damit kostengünstiger werden. An der HSR wurde von Prof. Dr. Guido Schuster ein Verfahren entwickelt, das die Grundbausteine der menschlichen DNA schneller und genauer bestimmen kann als alle anderen Lösungen, die es weltweit bisher gibt. Bestätigt wurde das unter anderem vom Broad Institute vom Massachusetts Institute of Technology und Harvard in Boston, USA.

So sieht DNA mit ihren vier paarweise angeordneten Basen im Detail aus. Beim Menschen besteht die DNA aus rund 3,27 Milliarden Basenpaaren.

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Adenin

Nach 10 Lesezyklen (Reihe oben) lässt sich die dominante (hellste) Base noch mit blossem Auge erkennen. Nach 100 Lesezyklen (Reihe unten) ist das für einen Menschen nicht mehr möglich.

Thymin

Guanin

Die vier Bausteine des Lebens Geschwindigkeit und Präzision sind bei der DNA-Analyse die wichtigsten Faktoren. Für eine komplette Sequenzierung eines Menschen müssen rund 3,2 Milliarden Basenpaare bestimmt werden – das sogenannte Basecalling. Denn die DNA besteht aus vier Bausteinen, den Nukleotiden. Jedes Nukleotid besteht aus Zucker, Phosphat und einer von vier verschiedenen Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Für die Vision der personalisierten Medizin ist es nötig, den Grossteil der relevanten Basenpaare fehlerfrei und schnell zu bestimmen. Der Teufel steckt hierbei im Detail. Denn die Analyse basiert auf einem Bildanalyse-Verfahren, das jeweils die dominante (hellste) Base erkennen und korrekt zuordnen muss. Das Problem dabei: Wenigstens 100 Lesezyklen sind für eine medizinisch verwendbare Analyse nötig, jedoch ist bereits nach 20 bis 40 Zyklen die visuelle

Cytosin

Erkennung der richtigen Base visuell kaum mehr möglich (siehe Bildvergleich). Das menschliche Auge hätte keine Chance mehr und für einen Computer wird es ebenfalls sehr schwierig. Der Computer bringt sich die Analyse selbst bei Trotzdem haben Prof. Dr. Guido Schuster und sein Team eine Lösung gefunden. Dafür haben sie auf Unsupervised Machine Learning gesetzt – ein Verfahren, bei dem sich ein selbstlernender Algorithmus schrittweise selbst trainiert. Weil jeder Zyklus dem vorhergehenden biochemisch sehr ähnlich ist, kann das HSR Verfahren zuverlässig den nächsten Zyklus prognostizieren. Ausgehend vom ersten Lesezyklus nutzt der Algorithmus also das Konzept des iterativen (schrittweisen) Lernens und entwickelt so eine bisher unerreichte Genauigkeit. (MEW)

guido.schuster@hsr.ch

FUTUR-PREIS FÜR HSR BASECALLER

Prof. Dr. Guido Schuster erhält den FUTUR-Preis für den HSR Basecaller.

Der HSR Basecaller wurde Anfang Mai 2017 mit dem Hauptpreis der Stiftung zur Förderung und Unterstützung technologieorientierter Unternehmungen Rapperswil (kurz: Stiftung FUTUR) ausgezeichnet. Der Preis ist mit 10 000 Franken dotiert und wird jährlich für wissenschaftliche Innovationen mit gesellschaftlicher Relevanz vergeben.

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In der Rapperswiler Altstadt arbeitet ein Informatik-Start-up, das aus fünf HSR Absolventen besteht. Die jungen SoftwareIngenieure entwickeln die digitale Vernetzung der Schweizer Baubranche. Mit ihrer Software wollen sie die Abläufe auf Baustellen effizienter und planbarer organisieren. Sie sehen ihre Lösung als Instrument, um den Preisdruck in der Baubranche in produktive Bahnen zu lenken.

HSR Absolventen digitalisieren Baufirmen

Das Team von BBC Systems besteht aus diesen fünf HSR Absolventen sowie zwei Mitgründern aus der Baubranche.

Moderne Baustellen werden immer komplexer. Egal ob Wohnhaus oder Produktionshalle – nicht selten sind 50 oder mehr Unternehmen beteiligt. Von der Fundamentlegung über die Haustechnikinstallation bis zur energieeffizienten Selbstversorgung mittels Solaranlage und Wärmedämmung ist eine Baustelle heute ein Ameisenhaufen voller Spezialisten. Das Software-Start-up BBC Systems AG in RapperswilJona hat evaluiert, wie effizient Baustellen heute organisiert sind. «Bei grösseren Bauprojekten werden teils mehr als 50 000 Mails mit viel Text, unzähligen Bildern, PDFs, Plänen, Word- und Exceldateien zwischen allen Akteuren versendet», sagt Mitgründer Silvio Büsser.

Nicht wieder auffindbare Informationen, unerledigte Aufgaben und die Unmenge an Mails im Posteingang lassen die beteiligten Mitarbeiter häufig ohne Überblick vor einem Berg Arbeit stehen. Das kostet Zeit und Geld und ist in der Baubranche ein bekanntes Problem. Deshalb hat der HSR Maschinentechnik-Absolvent Büsser zusammen mit Sandor Balogh und Georgios Chaitidis, beide aus der Baubranche, BBC Systems gegründet. Balogn und Chaitidis, beide Architekten, bringen das Know-how zu den Prozessen in der Baubranche, Büsser bildet die Schnittstelle zur technischen Entwicklung. Dieses Praxiswissen bringt die Firma mit den Fähigkeiten von vier direkt von der HSR rekrutierten Informatik-Absolventen zusammen. Zusammen entwickeln sie derzeit eine Software, die es Bauherren, Planern, Ämtern und Unternehmern leichter machen soll, den Überblick und die Planungshoheit über ihre Baustellen zu behalten und gleichzeitig Missverständnisse unter den Unternehmen zu vermeiden. Im Januar 2018 soll die Smino genannte Lösung auf der schweizweit grössten Baumesse Swissbau präsentiert werden. Digitalisierung hat die Branche wachgerüttelt Büsser schätzt den Zeitpunkt für eine neue Lösung als günstig ein: «Das Aufkommen der digitalen Bauwerksdatenmodellierung (BIM) sowie die Digitalisierung von Baustellen im Ausland hat die Baubranche aufgescheucht. Im Fahrwasser dieser Entwicklung suchen viele Baufirmen derzeit nach effizienten, digitalen Lösungen.» Eine solche Lösung will BBC Systems mit der Software Smino anbieten. Die Software ist eine cloudbasierte Web-Applikation, mit der die gesamte Kommunikation und Planung einer Baustelle zentral koordiniert

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HEUTE

MORGEN

ohne Smino

Ineffiziente Prozesse (links) sind bei Bau projekten ein grosses Problem. Mit der neuen Software soll die Abstimmung aller Akteure bei einem Bauprojekt zentral (rechts) gesteuert und überwacht werden können.

werden kann. «Bauleitungen sind heute fast nur am Reagieren, also mit administrativen Aufgaben oder Abklärungen bei Kommunikationsproblemen beschäftigt», sagt Büsser. Mit Smino sollen sie wieder agieren und proaktiv steuern können. Baustellen zentral organisieren und steuern Das will die Software über eine zentrale, projekt basierte Organisation erreichen. Alle Firmen mit allen Mitarbeitern, die an einer Baustelle beteiligt sind, werden darin erfasst. Bei Bedarf können sie auch entfernt oder neue hinzugefügt und mit Projektaufgaben verknüpft werden. Ebenso haben alle Beteiligten immer Zugriff auf die aktuellen Baupläne, Arbeitsprotokolle und Materialbestellungen. Auch für grobe Probleme wie etwa eine Pleite gegangene, am Projekt beteiligte Firma, hat Smino eine Lösung: Geht ein Unternehmen Konkurs, können sämtliche offenen Aufgaben direkt an ein neu erfasstes Unternehmen übergeben werden – inklusive der vollständigen Dokumentation aller bisher geleisteten Arbeiten. «Die Idee hinter Smino ist, dass alle an einem Bauprojekt beteiligten Akteure jederzeit die Kontrolle und die Übersicht über die Abläufe auf der Baustelle behalten», erklärt Büsser: «Jeder sieht jederzeit alle relevanten Daten.» Über ein Berechtigungssystem wird sichergestellt, dass übergeordnete Planungsinstrumente wie die Baupläne oder Dokumente wie Arbeitseinteilungen und Zeitpläne beispielsweise nur vom Architekten oder der Bauleitung editiert werden können. Ausserdem wird die komplette Dokumentation der Baustelle inklusive aller garantierelevanten Daten für die Bauherrschaft automatisch im Verlauf der Bauarbeiten generiert. Eine aufwändige Abschluss-Dokumentation entfällt.

mit Smino

Nähe zur HSR wichtig «Es gibt viele Ansätze aus der Baubranche, aber bisher war die Software-Branche relativ innovationsscheu – die Wünsche des Bausektors haben sich bisher nicht in Lösungen manifestiert», erklärt Büsser. Er rechnet deshalb damit, dass Smino nach der Präsentation an der Swissbau-Messe einige Aufmerksamkeit erhält. Nicht zuletzt deshalb hat BBC Systems seinen Sitz in der Rapperswiler Altstadt, keine fünf Minuten vom Campus der HSR entfernt. «Wir rechnen mit einem erhöhten Personalbedarf nach der Lancierung unserer Software, und erhalten deshalb unsere guten Kontakte zur HSR», sagt Büsser. Ein schneller Zugriff auf gut ausgebildete InformatikIngenieurinnen und Ingenieure ist ein wichtiger Erfolgsfaktor für das junge Start-up. Neben gut ausgebildeten Arbeitskräften erhofft sich BBC Systems von der Nähe zur HSR auch eine vertiefte Zusammenarbeit über Studien- und Bachelorarbeiten. «Davon profitiert der Studiengang Informatik genauso wie wir», erklärt Büsser. Während die derzeit an der HSR studierenden Informatikerinnen und Informatiker attraktive, praxisbezogene Aufgabenstellungen für Studien- und Bachelorarbeiten erhalten, kann das junge Start-up Teile der Weiterentwicklung seiner Software so vorantreiben. Im Januar 2018, wenn Smino der Baubranche vor gestellt wird, wird sich zeigen, ob der Optimismus der jungen Unternehmer auf fruchtbaren Boden fällt. (MEW)

silvio.buesser@bbc-systems.ch

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Eine Talsperre bricht, Wassermassen rasen innerhalb weniger Sekunden durch eine Schlucht in Richtung Bahnschienen und Strassen. Reicht der Abflusskanal, um das Wasser zu zähmen? Solche Fragen können an der HSR im Wasserbau-Labor künftig dank 3D-Druck noch genauer, schneller und günstiger als bisher beantwortet werden.

Hochwasserschutz aus dem 3D-Drucker Die Kanten, Spalten und Windungen wirken, als wären sie echt. Eine in der Realität meterhohe, verschlungene Schweizer Schlucht steht im Wasserbau-Labor des IBU Institut für Bau und Umwelt an der HSR. Nur ist sie hier lediglich rund zwei Meter lang, einen halben Meter hoch und besteht aus rund 104 im 3D-Drucker erstellten Kunststoff-Bauteilen und unzähligen Schrauben. Wenn Projektingenieurin Andrea-Kristin Bachmann die massstabsgetreu nachgebildete Talsperre vor der

Simulierter Notfall im Kunststoffmodell: Nachdem die Talsperre im Modell gebrochen ist, ergiessen sich massstabsgetreu 23 000 Kubikmeter Wasser durch die exakt nachgebildete Schlucht.

Schlucht schlagartig öffnet und so einen Bruch der Sperre simuliert, fliessen innerhalb von wenigen Sekunden Zigtausende (simulierte) Kubikmeter Wasser durch die Plastik-Schlucht. Das Wasser fliesst realitätsgetreu durch die Miniatur-Schlucht, bevor es in den Abfluss kanal rast. Der Kanal soll die Flut zähmen und bündeln, damit die Bahnschienen und Strassen im Tal nicht unkontrolliert überschwemmt werden. Mit dem Versuch kann genau vorhergesagt werden, welche Folgen ein Bruch der Talsperre für die Bevölkerung und die Umwelt um die Schlucht hätte. Ebenso lässt sich untersuchen, ob der Abflusskanal die rasenden Wassermassen im Notfall ausreichend bündeln und ableiten kann. Zeigt der Versuch, dass ein Bruch der Talsperre eine Gefahr wäre, können präventive Baumassnahmen ergriffen werden, bevor ein Notfall eintritt. Schneller, flexibler, günstiger, realitätsnah Die Schlucht ist im 3DLab der HSR entstanden (siehe Artikel auf Seite 30/31). Die insgesamt 104 Bauteile wurden in rund 1200 Stunden Druckzeit hergestellt. Rund 2,4 Kilometer Kunststoff-Filament mit einem Gewicht von rund 21 Kilogramm wurden dabei verbraucht. Was nach viel Aufwand klingt, ist tatsächlich eine enorme Erleichterung und Kostenersparnis im Vergleich zu bisherigen Modellbau-Verfahren im Wasserbau. «Früher hat man solche Modelle zusammen mit einer mechanischen Werkstatt nach exakten Plänen handwerklich herstellen müssen – heute können wir mit 3DScannern eine Schlucht vermessen, die Daten im Computer in einzelne Bauteil-Pläne umwandeln und das Ganze einfach im 3D-Drucker ausdrucken», erklärt IBU Projektingenieurin Bachmann. Auch der Materialaufwand ist gesunken. Komplexe Modelle wurden bisher gefräst, teilweise mit Verlusten von zwei Dritteln des

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Mit Laserscannern wird die Schlucht zentimetergenau vermessen und in ein Computermodell umgewandelt (oben). Diese Daten werden so bearbeitet, dass das realitätsnahe Modell aus insgesamt 104 Einzelteilen im 3D-Drucker gefertigt werden kann (unten).

Computer Mesh

Baumaterials. Weil das Schmelzschicht-Verfahren im 3D-Drucker additiv funktioniert, gibt es keine Materialverluste. Der grosse Vorteil: 3D-Drucker drucken auch nachts, für das Schlucht-Modell waren die sechs Schmelzschichtungs-Drucker im HSR 3DLab teilweise über das Wochenende komplett ausgelastet. Ein Teil nach dem anderen wurde gedruckt. «Mit dem 3D-Druckverfahren ist der Aufwand für den Modellbau geringer: Ich bin schneller, kann alles alleine machen und wenn Änderungen am Modell nötig sind oder beschädigte Teile ausgetauscht werden müssen, passe ich einfach die Daten der betroffenen Teile an, drucke sie über Nacht aus und kann am nächsten Tag sofort wieder Versuche durchführen», sagt

3D-Druck-Modell

Original

Bachmann. So ist das IBU Wasserbau-Labor nicht mehr von der Kapazität einer Werkstatt abhängig und kann gleichzeitig auch die bisher tote Zeit über Nacht nutzen. Genauere Ergebnisse Auch wissenschaftlich ist das 3D-Kunststoff-Modell besser als herkömmliche Wasserbau-Modelle. Weil die Schlucht mit 3D-Scannern zentimetergenau erfasst wurde, stimmt jedes Detail des Modells mit der Realität überein. «So können wir das Verhalten des Wassers exakt nachvollziehen und damit steigt die Qualität der Testergebnisse», sagt Bachmann. Derzeit testet das IBU auch andere Anwendungen für das 3D-Druck-Verfahren im Wasserbau. So wurden beispielsweise verschiedene Varianten einer Geschiebesperre untersucht, die bei Murgängen die Gemeinden Brienz, Hofstetten und Schwanden im Kanton Bern vor angespülten Schlammlawinen und Felsen schützen sollen. Der dafür essenzielle Mittelteil der Sperre wurde vom IBU in acht verschiedenen Varianten im 3D-Drucker angefertigt und jeweils einzeln in das Modell eingesetzt. So konnte das IBU in sehr kurzer Zeit ermitteln, welche Variante den besten Schutzfaktor bietet, ohne bei ungefährlichen Murgängen den Abfluss zu stark zu stoppen. Das IBU will in künftigen Projekten sowie durch Projektarbeiten mit Studierenden mit dem Modell der Schlucht noch weitere Erfahrungen sammeln und die Vorteile von Modellen aus dem 3D-Drucker prüfen. Die bisherigen Versuche deuten an, dass in nicht allzu ferner Zukunft vor allem Bauteile mit komplexen Geometrien für Wasserbau-Modelle aus dem 3D-Drucker kommen könnten. (MEW)

andrea-kristin.bachmann@hsr.ch

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Es gibt wenige Branchen, in denen Wissen so schnell verjährt wie in der Informatik. An der HSR manifestiert sich das durch eine erhöhte Nachfrage nach Informatik-Weiterbildungen. Entsprechend wird das Angebot laufend angepasst. Das Spektrum reicht vom Tageskurs bis zum dreijährigen Studium.

Weiterbildung für aktuelle IT-Kompetenz Die Bedeutung der Informatik hat in den letzten Jahren in allen Bereichen des Lebens sehr stark zugenommen. Immer mehr Produkte und Dienstleistungen sind softwareintensiv geworden. Das beginnt bei der Jura- Kaffeemaschine, die uns heute ungeahnte Möglichkeiten an Personalisierung und Individualisierung bei den Rezepturen anbietet, und endet bei der Regelung von B eleuchtung, Lüftung und Heizung via Smartphone in unserem Zuhause. Wir sind an digitale Helfer gewöhnt – für die Organisation unserer täglichen Aufgaben, zur Budgetkontrolle, zur Einreichung der Steuererklärung, zur Aufzeichnung und Auswertung unseres Schlafs und unserer Trainingsintervalle und für die Planung unserer Altersvorsorge. Überall werden wir von Software unterstützt. Neue, bisher unbekannte Anwendungen verändern unseren Alltag, unser Verhalten, unsere Gewohnheiten: Die Art, wie wir uns fortbewegen (Carsharing, Taxidienste), die Art, wie wir Musik hören (Streaming) oder wie wir uns ernähren (Kochportale inklusive Lebensmittel-Onlineshop). Nachfrage nach IT-Weiterbildung steigt Diese Vielfalt an Informatikanwendungen erfordert spezialisierte Weiterbildungen für unterschiedliche Anspruchsgruppen. Das spürt die HSR auch in der Weiterbildung. Die Nachfrage nach spezifischen IT-Angeboten hat in den letzten Jahren markant zugenommen. Bei der Konzeption von neuen Angeboten orientiert sich die HSR im Wesentlichen an vier Rollen, wie sie auch in der Arbeitswelt wahrgenommen werden. Die Weiter bildungen unterscheiden zwischen Beratern, User-Researchern, Interaction-Designern und Software-Entwicklern.

Das Feedback unserer Absolventinnen und Absolventen sowie der aktive Austausch mit Industrievertretern liefert dabei die nötigen Impulse, um das Angebot fortlaufend den wechselnden Bedürfnissen anzupassen.

IT-WEITERBILDUNG AN DER HSR Die Weiterbildung an der HSR umfasst die Bereiche Technik und Informationstechnologien, Bau- und Planungswesen, Energie- und Umwelttechnik sowie fachübergreifende Angebote. Die Durchführungen reichen vom Tageskurs bis zum dreijährigen Weiterbildungsstudium.

DAS AKTUELLE ANGEBOT IM BEREICH INFORMATIK MAS Software Engineering, MAS Human Computer Interaction Design, CAS Front End Engineering, DAS Enterprise Application Development, CAS Desktop Application Development, CAS Web Application Development, CAS Mobile Application Development und verschiedene Vertiefungsrichtungen, z.B. in Cloud-Entwicklung, Database Development und Internet of Things / Industrie 4.0

FOLGENDE CAS- UND MAS-ANGEBOTE SIND DERZEIT IN PLANUNG Data Engineering und Analytics, Software Testing, ALM Application Lifecycle Management, Screen Design, IT Architecture / SW Architecture, Advanced Themen in Web- und Front-End-Engineering Weitere Informationen: www.hsr.ch/weiterbildung

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Das Weiterbildungsangebot orientiert sich dabei entlang der Kernkompetenzen der HSR. Gezielte Kooperationen mit anderen Hochschulen und Industriepartnern stellen die Inhalte der Weiterbildungen auf eine praxisnahe Basis. Mit dem neu gegründeten DigitalLab@HSR und seinem Bezug zum Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen eröffnen sich für die HSR

ausserdem neue, bisher nicht dagewesene Möglichkeiten in Beratung, Weiterbildung und Technologietransfer. Mit dieser gezielten Verbindung von Theorie und Praxis erreichen wir, dass die angebotenen Themen den aktuellen und zum Teil auch schon künftigen Bedürfnissen Rechnung tragen. (PNE)

peter.nedic@hsr.ch

«Für IT-Spezialisten steigt ab 45 das Risiko, arbeitslos zu werden» Das Interview mit Peter Nedic führte Willi Meissner, Redaktion

Peter Nedic, HSR Weiterbildung

Die steigenden Studierendenzahlen der HSR Weiterbildung zeigen, dass auch erfahrene IT-Berufsleute auf neue Kenntnisse angewiesen sind. Ein grosser Teil der rund 400 Studierenden nimmt an IT-Weiterbildungen teil. Im Interview reflektiert Peter Nedic, Leiter Weiterbildung, die Gründe dafür.

fragt? Welche Wissensbereiche sind im Wandel? Bei der Suche nach der richtigen Weiterbildung empfehle ich unbedingt, die Unterstützung von Profis in Anspruch zu nehmen, indem man sich an die Personalabteilung wendet, eine öffentliche Berufsberatung oder eine private Laufbahnberatung aufsucht.

Herr Nedic, die Weiterbildung an der HSR bereitet derzeit im Vergleich zu anderen Themen verstärkt neue IT-Angebote vor. Warum? Peter Nedic: Die Teilnehmerzahlen der HSR Weiterbildung sind ein Beleg dafür, dass die ausgeschriebenen Angebote der HSR im Moment den Bedürfnissen des Marktes sehr gut entsprechen. Die zusätzlichen Angebote bereiten wir aufgrund von Rückmeldungen und Anfragen unserer Absolventinnen und Absolventen sowie aus der Wirtschaft vor.

Die Studierenden sind also vor allem auf sich allein gestellt? Wir führen regelmässig Informationsveranstaltungen durch. Damit wollen wir sicherstellen, dass potentielle Studierende und ihre Arbeitgeber über die Informationen verfügen, die für die richtige Weiterbildungswahl ausschlaggebend sind. Wir bieten auch persönliche Studienberatung und die Möglichkeit, Probelektionen zu absolvieren. Unternehmen sollten zudem vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels in der IT-Branche eigenen Mit arbeitenden Sorge tragen und deren kontinuierliche Weiterbildung unterstützen. Im Arbeitsmarkt sind nicht genügend junge, frisch ausgebildete Arbeitskräfte vorhanden, um Vakanzen besetzen zu können.

Wie erklären Sie sich, dass die Nachfrage nach Erwachsenen-Weiterbildung vor allem im IT-Bereich so stark steigt? Informationstechnologien sind einem überdurchschnittlich starken Wandel unterworfen. Wissen hat hier eine relativ kurze Halbwertszeit. Die laufende Digitalisierung beschleunigt das noch zusätzlich. Im Vergleich zu anderen Berufsfeldern steigt für IT-Spezialisten ab 45 Jahren das R isiko, arbeitslos zu werden. Experten sind sich einig: Weiterbildung ist wichtig, um die Arbeitsmarktfähigkeit zu erhalten. Kommen die Studierenden also vor allem aus eigenem Antrieb, um den Anschluss nicht zu verlieren? Sowohl Arbeitnehmer auch als Arbeitgeber stehen in der Verantwortung. Karrieren und Lebensläufe verlaufen heute weniger linear. Laufbahnen sind äusserst individuell geworden. Vorgespurte, lineare und hierarchische Karrieren sind sowohl in grossen wie auch in den kleinen, eher familiär geführten Betrieben dabei, zu verschwinden. Mitarbeitende sind vermehrt selber für die eigene Laufbahnplanung verantwortlich. Die passende Weiterbildung zu finden, ist Teil dieser Verantwortung. Woher wissen die Studierenden, welche Angebote ihnen beruflich wirklich etwas nützen? Die Kenntnis der eigenen Kompetenzen ist der Ausgangspunkt, um in der Berufswelt bestehen zu können und für sich den richtigen Platz zu finden. Was kann ich gut? Was ist mir wichtig? Was interessiert mich? Welche Themen motivieren mich? Welche Kompetenzen sind künftig ge-

In welchen Abständen empfiehlt sich eine IT-Weiterbildung? Mitarbeitende sollten alle fünf Jahre eine Neubeurteilung ihrer beruflichen Situation vornehmen und eine substanzielle Weiterbildung mit einem anerkannten Abschluss absolvieren, um die eigene Arbeitsmarktfähigkeit zu erhalten. Warum eine Weiterbildung an der HSR besuchen? Unsere Studierenden profitieren von der Nähe der Studiengangleitungen und Professoren zur angewandten Forschung und Entwicklung an der HSR. Durch diese Nähe entstehen innovative und relevante «State of the Art»Weiterbildungen. Die Angebote sind berufsbegleitend absolvierbar und richten sich primär an Berufsleute mit einem Hochschulabschluss sowie an langjährige Berufspraktikerinnen und -praktiker. Die Freundschaften, die während der Weiterbildungen entstehen, sind sicher ein gutes Argument für eine Weiterbildung an der HSR. Sie werden oft auch nach dem Studium gepflegt. Wir verfolgen mit Spannung, wenn ehemalige Studierende neue spannende Ideen verwirklichen. Aktuelle Beispiele sind «Freshjobs», eine Job-Plattform für Stellen im Web-Umfeld oder der viermal jährlich stattfindende «UX Brunch» und nicht zuletzt «We shape Tech – The Swiss Network for Women in Tech and Innovation». Bei all diesen Initiativen waren unsere Absolventinnen und Absolventen beteiligt.

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Die übliche Geschichte über Algorithmen geht so: Informatiker von Weltkonzernen wie Google, Amazon, Facebook und Co haben einen Algorithmus entwickelt, der irgendetwas Faszinierendes macht. Kreditkartenbetrug entdecken, die Timeline in sozialen Netzwerken steuern, Sprachen übersetzen oder autonome Autos steuern. Magie quasi. Wenige verstehen es, viele bewundern (oder fürchten) es. Dabei ist das Potenzial der programmierten Helfer für unseren Alltag enorm und Algorithmen sind ebenso nützlich wie erklärbar.

So funktionieren lernende Algorithmen Um Algorithmen zu verstehen, muss man sie nicht programmieren können. Ein Algorithmus ist erst einmal nichts anderes als ein genau definierter Ablauf vieler kleiner Einzelschritte. Sogar selbstlernende Algorithmen funktionieren so – mit dem Unterschied, dass sie sich anhand von Trainingsdatensätzen selbst beibringen, was sie tun sollen. Bereits sehr einfache Aufgaben lassen sich von selbstlernenden Algorithmen erledigen. Nehmen wir als Beispiel die Aufgabe «Trenne rote und grüne Punkte in zwei separaten Datenwolken.» Übersetzt in Programmcode sieht das dann so aus wie auf Seite 25. Wenn der Algorithmus nun das Trennen der Datenwolken trainiert, kann man sich das visualisiert so vorstellen, wie in der Grafik auf der rechten Seite ersichtlich. Nach 14 Wiederholungen hat der Algorithmus gelernt, die Datenwolken zuverlässig zu trennen. Dies war das Training. Wenn jetzt ein neuer Punkt auftaucht und dieser oberhalb der gelernten Trennlinie liegt, dann wird dieser neue Punkt als grüner Punkt klassifiziert. Erscheint ein Punkt unter der Trennlinie, wird er als roter Punkt klassifiziert. Mit selbstlernenden Algorithmen Erbgut entschlüsseln Algorithmen wie im obigen Beispiel gehören in der Fachsprache zum Themenfeld des Machine Learning. Die damit verbundenen Methoden sind laut ElektrotechnikProfessor Guido Schuster «unsere stärkste Waffe, um aus Big Data verwendbare Einsichten zu gewinnen.» Als Anwendungsbeispiel nennt er Algorithmen, die im DigitalLab@HSR eingesetzt werden, um zum Beispiel aus kombinierten Produktions-, Logistik-, Verkehrs- und Geodaten Handlungsempfehlungen für effizientere Prozesse in globalen Unternehmen zu erhalten. Ein aktuelles Beispiel für komplexe, selbstlernende Algo-

rithmen ist die weltweit schnellste und genauste Methode zur Bestimmung von menschlichem Erbgut, Basecaller genannt. Diese wurde mit dem FUTUR-Preis ausgezeichnet und von Schuster entwickelt (siehe Artikel Seite 16/17). Er hat dafür einen Algorithmus programmiert, der mit Hilfe mikroskopischer Bilddateien von menschlichem Erbgut die gesuchte DNA eines Menschen entschlüsseln kann. «Es wäre für einen Menschen unmöglich, in diesen riesigen Datenmengen Strukturen zu erkennen», sagt Schuster. Mehr Schutz bei gleichen Kosten Auf solchen algorithmusgesteuerten Verfahren basieren auch alle verteilten Überwachungssysteme, wie beispielweise Sensornetzwerke in Gebirgsregionen. Mit einem solchen System (RockNet) haben Guido Schuster und Hansruedi Schneider 2007 den FUTUR-Preis gewonnen. Diese Sensornetzwerke überwachen etwa Hänge über Bahnschienen und schlagen im Fall von gefährlichen Veränderungen automatisch Alarm. «Ein Sensornetzwerk ist natürlich nicht so sicher wie ein mit Netzen gesicherter Hang. Aber die Sensorlösung ist um Dimensionen günstiger. So kann man zu den gleichen Kosten mehrere gefährliche Stellen absichern, anstatt eine Stelle zu 100%», sagt Schuster. Grundsätzlich befürwortet Schuster den Einsatz von Machine Learning in allen Bereichen, wo aus grossen Datenmengen zuverlässige Vorhersagen generiert werden sollen. Ein Beispiel, wo das derzeit noch zögerlich geschieht, sind Wettervorhersagen. Heute versuchen Meteorologen, aus physikalischen Daten der nahen Vergangenheit die nahe Zukunft vorherzusagen. «In vielen Bereichen hat sich gezeigt, dass dieser Ansatz ausgereizt ist – datenbasierte Auswertungen mit lernenden Algorithmen können die Qualität hingegen noch spürbar

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Das abgebildete Codesegment zeigt den Algorithmus, mit dem sich ein Computer das Trennen von roten und grünen Punkten selbst beibringen kann. Nach insgesamt 14 Iterationen kann der Computer zuverlässig trennen, wenn neue Punkte auftauchen.

1. Iteration

3. Iteration

6. Iteration

14. Iteration

a=100*randn(3,1); miss=1;iter=0; while miss iter=iter+1 miss=0;sumy=zeros(3,1); for k=1:length(y) if a›*y(:,k) <= 0 sumy=sumy+y(:,k); miss=1; end end a=a+sumy; subplot(4,4,iter);title(num2str(iter)); plot(x1(1,:),x1(2,:),›r.›,x2(1,:),x2(2,:),›g.›);hold on; plot([0, -a(1)/a(2)],[-a(1)/a(3), 0],›b›);axis([0.5 1.5 0.5 1.5]); end

verbessern», sagt Schuster. Das Problem dabei: Die Wettervorhersagen dieser Algorithmen sind zwar bereits heute sehr genau, lassen sich dem öffentlichen Publikum aber nicht mit leicht verständlichen Konzepten wie Hochdruckgebieten, Luftdruck oder Temperaturschwankungen erklären. «Deshalb nutzt man den menschenverständlichen Ansatz, solange es geht. Erst wenn die datengetriebenen Modelle so genau und zuverlässig sind, dass man sie nicht mehr ignorieren kann, werden die Wetterdienste darauf umsteigen», prognostiziert Schuster. Luftverschmutzung hören statt messen Selbstlernende Algorithmen bieten laut Schuster aber auch abenteuerlich klingende Möglichkeiten. Statt einen teuren Abgassensor an jeder Kreuzung aufzustellen und zu betreiben, könnte ein selbstlernender Algorithmus durch Beobachten erkennen lernen, wann die Grenzwerte für Feinstaub, Ozon oder andere luftverschmutzende Stoffe erreicht sind. Die Grundidee ist, dass ein spezialisierter und teurer Sensor durch mehrere günstige Sensoren ersetzt wird. Die Inputs dieser einfachen Sensoren werden dann von den Machine-Learning- Algorithmen benutzt, um das Messresultat des teuren Sensors zu schätzen. Sobald der Algorithmus gelernt hat, den Grad der Luftverschmutzung durch das Beobachten des Verkehrs abzuschätzen, lässt er sich an jeder beliebigen Kreuzung ohne teuren Abgassensor betreiben. Zum Beispiel sind die Sensoren in einem modernen Mobiltelefon (Kamera, Mikrofon, Beschleunigungssensoren) ausreichend, um die Luftverschmutzung vernünftig zu schätzen. Die Luftverschmutzung könnte so flächendeckend zu einem Bruchteil der heutigen Kosten überwacht werden. «Die Lösung liefert zwar keine exakten Ozon- oder Smogwerte, damit kann der Durchschnittsbürger aber sowieso nicht viel anfangen», führt Schuster aus. «Für die Öffentlichkeit ist doch vor allem relevant, wo, wann und wie stark die Grenzwerte überschritten werden.» Dies könnte mit so einem System, basierend auf vielen verschiedenen und günstigen Sensoren, verbunden mit intelligenter Signalverarbeitung, heute schon realisiert werden. Dieses Konzept will Schuster künftig vermehrt für technische KMUs in der Schweiz einsetzen. «Meistens wird in der Industrie viel Geld in die Entwicklung von sehr guten Einzelsensoren investiert, aber nur wenig in die digitale Signalverarbeitung und die Datenanalyse.» Mit dem Ansatz des Machine Learning könnte die Schweizer Industrie künftig zu einem Bruchteil der Kosten mit mehreren günstigen Sensoren Messtechnik betreiben, die ähnlich gut wie teure Einzelsensoren arbeitet – eine wichtige Komponente bei den meisten Industriebetrieben. Oft ist man ja auch nicht am eigentlichen Messresultat interessiert, sondern an dessen Bedeutung. Ist die Luft verschmutzung zu hoch? Ist die Qualität des Bauteils akzeptabel? In all diesen Fällen könnte eine Klassifizierungslösung mittels Machine Learing und vielen verschiedenen günstigen Sensoren eine vernünftigere Antwort geben als ein hochpräziser Einzelsensor, dessen Resultat zuerst interpretiert werden muss. (MEW)

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Als weltweit führendes Technologieunternehmen mit Schwerpunkten in der Blechbe arbeitung, Lasertechnik und Elektronik glauben wir daran, dass man Gutes immer noch besser machen kann. Nicht nur, wenn es um unsere Produkte geht, sondern auch im Hinblick auf Unternehmenskultur, Mitarbeiterförderung und gesellschaftliches Enga gement. Für ein Umfeld, in dem neben Innovationen vor allem eines wachsen kann: Begeisterung. www.trumpf.com/karriere

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Seit Herbst 2016 können Studierende und Forschende an der HSR die zehn hauseigenen 3D-Drucker des 3D-Labs für ihre Projekte einsetzen. Die Studierenden erarbeiten selbstständig die benötigten Bauteile und lernen die verschiedenen 3D-Druckverfahren kennen.

Drucken, tüfteln, testen: 1 Jahr 3D-Lab an der HSR «Beim 3D-Druck purzeln die Teile nicht einfach per Knopfdruck aus dem Drucker, es steckt viel Arbeit dahinter. Im 3D-Lab geht es vor allem um Learning by doing» erklärt Urs Egger, Leiter des 3D-Labs. Der 3D-Druck ermöglicht den Studierenden, ihre fächerübergreifenden Kompetenzen zu vertiefen. Selbst entwickeln, konstruieren, produzieren und dann verifizieren – die Studierenden durchlaufen den gesamten Prozess einer Eigenentwicklung. Nach einem Jahr ist

es Zeit, Bilanz zu ziehen: Welche Werkstücke entstanden aus den rund 100 Kilogramm Material? Das Fazit: Der 3D-Druck kommt in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz – von Maschinentechnik über Bauingenieurwesen bis zu Landschaftsarchitektur. Auch die gedruckten Werkstücke variieren stark – von kleinen Detail-Bauteilen bis zu mannshohen Modellen stellen wir Ihnen auf Seite 31 einige Druck-Projekte vor. (PRE) urs.egger@hsr.ch

DIESE DREI VERSCHIEDENEN 3D-DRUCK-VERFAHREN GIBT ES IM HSR 3D-LAB Die erste Herausforderung jedes Druck-Projekts ist, herauszufinden, welches Verfahren sich am besten für ein Bauteil eignet. Denn Drucker ist nicht gleich Drucker. Die Studierenden müssen die Vor- und Nachteile entsprechend ihren Zielen abwägen. Fused Deposition Modeling (FDM) Beim Drucken im FDM-Verfahren wird ein Kunststoffdraht geschmolzen und durch eine Düse extrudiert. Schicht um Schicht entsteht aus dem Kunststoff das Bauteil, zwischendurch muss es abkühlen und aushärten. Die Vorteile: Der Drucker verarbeitet kostengünstige Standard-Kunststoffe und kann massive Bauteile mit einer Wabenstruktur aufbauen, was Material spart. Der Nachteil: Feine Details kann der Drucker nicht realisieren.

Stereolithografie (SLA) Bei der SLA härtet ein UV-Laser ein flüssiges Photopolymer an der Grundfläche eines Bades. Beim Photopolymer handelt es sich um einen chemischen Stoff, der seine Eigenschaften ändert, wenn er mit Licht bestrahlt wird. Nach dem Aushärten der Schicht hebt sich die Bauplattform und die nächste Schicht wird angesetzt. Das Verfahren benötigt eine Stützstruktur, die aus dem gleichen Material aufgebaut wird. Die Vorteile: Das Verfahren arbeitet sehr genau. Der Nachteil: Das Material ist nicht UV-beständig und die Bauteile sind einem Alterungsprozess ausgesetzt.

Selective Laser Sintering (SLS) Beim SLS-Verfahren trägt eine Laser-SinteringMaschine eine Schicht Kunststoffpulver auf eine Bauplattform auf. Ein Laser schmilzt die Schicht und fügt sie zusammen. Die Bauplattform senkt sich ab und die Maschine trägt die nächste Schicht Pulver auf. Die Vorteile: Das Pulverbett dient als Stützstruktur für die darüber liegenden Schichten, es braucht keine zusätzliche Stützstruktur. Der Drucker kann mehrere Teile gleichzeitig drucken, selbst Verschachtelung und Stapelung sind möglich. Die Nachteile: Die Oberfläche der Bauteile ist rau und sandartig und das Verfahren arbeitet nicht sehr genau.

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EINE SCHLUCHT DETAILGETREU NACHBAUEN Das bisher grösste 3D-Modell, das im 3D-Lab der HSR gedruckt wurde, beanspruchte zeitweise alle 6 FDM-Drucker, die sogar über das Wochenende druckten und druckten und druckten. «Durch das 3D-Lab können wir viel flexibler arbeiten. Wir sind nicht von einer Werkstatt abhängig und können auch Änderungen schnell umsetzen», sagt AndreaKristin Bachmann, Ingenieurin am IBU Institut für Bau und Umwelt. Aus den 104 gedruckten Bauteilen schraubte sie das 3D-Modell einer Schlucht, mit dem sie Untersuchungen im Bereich Wasserbau anstellt. Mehr über das Modell lesen Sie auf Seite 20/21 dieser Ausgabe.

ANTRIEB FÜR LÜFTUNGSKLAPPEN Für ihr Entwicklungsprojekt bearbeiteten die Studierenden des Studiengangs Maschinentechnik | Innovation zwei Semester lang innovative Antriebslösungen für Lüftungssysteme ihres Projektpartners Siemens. Das 3D-Lab ermöglichte den Studierenden, ihre Ideen schnell und kostengünstig in Prototypen zu verwandeln. «Es war spannend für uns, dass wir schon im 1. Semester Teile drucken und schauen konnten, ob unsere Ideen funktionieren», sagt Jennifer Ehrbar. Gemeinsam mit ihrem Teamkollegen Patrick Bischof nutzte sie den 3D-Drucker intensiv für ihr Projekt «Barrel Drive». «Beim Drucken haben wir je nach Bauteil verschiedene Verfahren angewandt: für die weissen Teile FDM und für die kleineren Teile SLA, weil es genauer druckt. Die Teile zu fräsen oder anders herzustellen, hätte uns ein Vermögen gekostet. Mit dem 3D-Druck haben wir ein Teil in ein paar Stunden gedruckt und es hat uns 120 Franken gekostet», erklärt Patrick Bischof.

9000 Betriebsstunden 1200 Druckaufträge 100 kg verbrauchtes Druckmaterial

SCHNELLER NACHRÜSTEN DANK MOBILEM TIEFLOCHBOHREN Sven auf der Maur entwickelte für seine Bachelorarbeit in Maschinentechnik eine mobile Vorrichtung, mit der Tieflochbohrungen mit einem Durchmesser von 3 bis 12 mm in Stahl und Grauguss vorgenommen werden können. Für sein 3D-Modell nutzte er das 3DLab. Der Vorteil seiner Entwicklung: Nachrüstungen an grossen Maschinen können mit der mobilen Vorrichtung schneller vorgenommen werden und die Vorrichtung kann optimal an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden.

VON DER DROHNE IN DEN DRUCKER Für seine Bachelorarbeit in Landschaftsarchitektur setzte Peter Rier eine Drohne zur Geländevermessung ein – mit den gewonnenen Daten druckte er ein 3DModell des Gebiets. Sein Ziel: einen Masterplan für ein 4 Hektar grosses Grundstück aus Wald und Wiese zu erstellen. Damit kann der angedachte Neubau auf dem Grundstück optimal positioniert und geplant werden.

DER DOZENT AUS DEM DRUCKER Die individuellen Bauteile für den Lego-Roboter von Prof. Dr. Felix Nyffenegger druckte der 3D-Drucker. Jetzt übernimmt der Roboter den Unterricht... Naja, fast. Den Roboter verwendet N yffenegger als Schulungsmodell, von dem Wirtschaftsingenieurwesen- und Maschinen technik-Studierende die Prinzipien des Product Lifecycle Managements lernen.

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Alles, was sich bewegt, verbraucht Energie. Generell soll der Energiebedarf möglichst gering sein, weshalb man Gewicht aus bewegten Strukturen zu entfernen versucht. Faserverstärkte Kunststoffe machen es möglich: Mit Glas- oder Kohlefasern in einer Kunststoffmatrix werden bewegte Bauteile besonders stabil und besonders leicht.

Effizient, leicht, widerstandsfähig Im Flugzeugbau haben sich faserverstärkte Kunststoffe auf breiter Front durchgesetzt und auch in anderen Bereichen, z.B. in der Automobilindustrie, sind sie immer häufiger anzutreffen. Die eingesetzten Werkstoffe sind aber meist teuer und aufwändig in der Verarbeitung. Alternative Materialien und Prozesse sind deshalb ein aktuelles Forschungsgebiet. Das IWK hat zusammen mit acht Partnern aus drei Ländern ein Projekt ins Leben gerufen, bei dem es um den Einsatz von Polyurethan im sogenannten ResinTransfer-Molding(RTM)-Prozess geht. Bei diesem Verfahren werden trockene textile Halbzeuge (z.B. Gewebe aus Glasfasern) in einer geschlossenen Form von einem flüssigen Harzsystem (in diesem Fall Polyurethan) benetzt. Nach dem Aushärten kann das fertige, stabile Bauteil entformt werden. Im Forschungsprojekt wurden verschiedene Aspekte beleuchtet und schliesslich zwei unterschiedliche Demonstratorbauteile hergestellt, um das Potential der

Technologie aufzuzeigen. Im Zusammenspiel mit den Projektpartnern konnten alle wichtigen Bereiche von der Materialentwicklung über die prozesstechnische Umsetzung bis zur Charakterisierung und Prüfung der Komponenten vollständig abgedeckt werden. Die Nase im Wind Die Firma FACC aus Österreich ist einer der grössten Zulieferer von Faserverbundbauteilen in der Luftfahrt. Unter anderem werden dort auch «nose cones» produziert, die Kegel, die bei jedem Triebwerk (meist mit einer Spirale versehen, um die Drehung zu signalisieren) vorne montiert sind. Das übliche Herstellungsverfahren in PrepregAutoklaven-Bauweise ist äusserst aufwendig und dauert pro Konus mehrere Tage. Die Bauteile sind ausserdem mit einer Beschichtung aus Polyurethan versehen, um die Abriebeigenschaften zu verbessern. Im PRISCA-Forschungsprojekt wurde die «nose cone» nun als RTM-Bauteil direkt mit Polyurethan als Matrix umgesetzt.

Die sogenannte «nose cone» sitzt in der Mitte des Triebwerks, optimiert den Luftstrom und schützt empfindliche Teile.

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Herstellung/Harz Entwicklung/Know-how Prüfung/Information

Herstellung/Proben

Die Köpfe hinter dem neuen faserverstärkten Kunststoff, die im Projekt Prisca (siehe Box unten) im Rahmen der Forschungs zusammenarbeit Eureka zusammengearbeitet haben.

Hinter der Entwicklung der neuen, faserverstärkten Kunststoffe steht ein Projektkonsortium, das die jeweiligen Kompetenzen der beteiligten Akteure optimal nutzen konnte.

Neben einer deutlichen Zykluszeitverkürzung um fast 75% werden damit auch die Eigenschaften bezüglich Schlagbeanspruchung und Abrasion verbessert. Da jedes Strahltriebwerk (egal ob Businessjet oder A380) über eine «nose cone» verfügt, ergibt sich ein entsprechend grosser Absatzmarkt – für Transport- und Passagierflugzeuge rechnet man in den nächsten 20 Jahren mit über 4000 Triebwerken pro Jahr (somit 8000 «nose cones»). Kleinere Geschäfts- und Transportflugzeuge sind hier noch gar nicht berücksichtigt. Die Technologie lässt sich auch auf andere Bauteile übertragen, womit weiteren Anwendungen nichts im Weg steht.

Besser sitzen Im zweiten, parallel geführten Teil des Projekts, geht es um die Anwendung der Technologie auf ein Sandwichbauteil. Solche Strukturen bestehen aus mehreren Schichten: einem Kern (in der Mitte, aus sehr leichtem Schaum) und zwei Deckschichten (aussen, für die Stabilität und den Schutz des Kerns). Der Vorteil ist das extrem niedrige Gewicht bei gleichzeitig sehr hoher Steifigkeit. Die Herausforderungen in der Umsetzung liegen dabei vor allem im Herstellungsprozess, da das leichte Kernmaterial dem hohen Verarbeitungsdruck während des RTM-Prozesses nicht standhält. Zusammen mit der Firma Airex in Sins wurden deshalb verschiedene Prozessversuche und Optimierungsrunden durchgeführt, um einen vorgeformten und mit Decklagen aus Glasfasergewebe belegten Schaum direkt im Werkzeug mit dem Polyurethan imprägnieren zu können. Eine typische Anwendung sind Sitzschalen, wie sie in Bahnen oder Bussen zum Einsatz kommen. Hier spielen neben dem Gewicht auch der Brandschutz sowie die Vandalensicherheit eine Rolle – beides Aspekte, die im Projekt ebenfalls berücksichtigt wurden. So konnte nachgewiesen werden, dass mit der richtigen Materialkombination auch kommende, strengere Brandnormen erfüllt werden können. Besonders eindrücklich ist die Gewichtsersparnis im direkten Vergleich mit den heute noch häufig eingesetzten Sitzen aus Schichtholz: Die neu aufgebaute Sitzschale wiegt noch etwas mehr als die Hälfte des ursprünglichen Bauteils. (BAG) gionandrea.barandun@hsr.ch

EUREKA – INTERNATIONAL ARBEITEN

Ein «nose cone»Prototyp aus dem neuen Material.

Neben dem grossen europäischen Forschungsprogramm Horizon 2020 existiert auch die Möglichkeit, unter dem EUREKA-Label auf Projektbasis mit anderen Ländern zusammenzuarbeiten. Dabei werden die jeweiligen nationalen Forschungsförderungen (z.B. ZIM in Deutschland, KTI in der Schweiz) unter dem EUREKA-Dach kombiniert. Der Vorteil ist eine sehr effiziente Zusammenarbeit mit bekannten Institutionen, und damit auch eine schnelle Umsetzung von Forschungsvorhaben. Mehr Informationen zum Projekt: www.prisca-eureka.eu

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In Bubikon fertigt die Firma Oxess in hochpräziser Handarbeit Ski und Snowboards, die den Athletinnen und Athleten passen wie ein Massanzug. Noch exakter geht es in Zusammenarbeit mit der HSR: Mit ihrer Innovation im Bereich Faserverbund mischt jetzt eine HSR Studentin bei den Ski- und Snowboardrennen der Weltelite mit.

HSR Studentin hilft Spitzensportlern aufs Podest

Kathrin Hoff (rechts) und Marcel Brunner (links) gemeinsam mit Oxess-Rider Nevin Galmarini (Mitte): «Für ein erfolgreiches Rennen müssen viele Faktoren zusammenspielen – einer davon ist das Material. Kathrin und Marcel helfen mir dabei, mein Board perfekt auf meinen Fahrstil abzustimmen.»

Er gleitet mit 80 km/h den Hang hinab, unter seinen Füssen knackt der Schnee, doch das hört er kaum. Sein Kopf und sein Körper sind voll und ganz auf die Strecke konzentriert – im Spitzensport zählt schliesslich jeder Bruchteil einer Sekunde. Für Snowboard-Olympiasieger Nevin Galmarini bedeutet das: Um eine Nasenlänge früher als seine Konkurrenten über die Ziellinie zu fahren, muss er

topfit sein – genau wie sein Board. Wie sich das Snowboard unter seinen Füssen verhält, das überlassen Spitzenathleten wie er längst nicht mehr dem Zufall. Spritziger, aggressiver, ein ruhigerer Lauf oder eine stärkere Taille – jeder Athlet im Alpinsport weiss, welche Fahreigenschaften den Ski oder das Board zur perfekten Erweiterung seines Körpers machen. Marcel Brunner über-

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Kathrin Hoff und Marcel Brunner vermessen ein Snowboard auf dem neuen Teststand.

trägt diese Wünsche so genau wie möglich auf das Material jedes einzelnen Sportlers. Seit den frühen 90er Jahren fertig der Oxess-Gründer massgeschneiderte Ski und Snowboards für Spitzensportlerinnen und Spitzensportler. Nicht spüren, sondern wissen Um für seine Kundinnen und Kunden aus dem Spitzensport optimales Material zu fertigen, tauscht sich Marcel Brunner intensiv mit ihnen aus: «Wir planen gemeinsam das Board. Sobald es produziert ist, testet es der Athlet, kommt mit Feedback zurück und wir passen es wiederum an.» Ein Holzkern in der Mitte, darüber Glasfaser und Aluminium, Edelstahl und Carbon an den Kanten – die Materialeigenschaften eines Skis oder Snowboards kennt der gelernte Schreiner wie seine Westentasche. Genau messen konnte er sie bisher nicht. «Was passiert, wenn ich mehr Glasfaser verwende und gleichzeitig den Holzkern dünner fertige? Glasfaser macht das Board härter, weniger Holz bewirkt das Gegenteil. Welche Steifigkeit das ergibt, haben wir bisher händisch erspürt – also das Board in die Hand genommen und ein bisschen durchgedrückt.» Doch das geht auch anders, zeigte die HSR Studentin Kathrin Hoff. Sie entwickelte einen Teststand, mit dem Marcel Brunner Torsion und Biegelast exakt messen kann. Die innovative Prüfvorrichtung entstand als Masterarbeit der Erasmus-Studentin an der HSR. Sie gibt Marcel Brunner erstmals Aufschluss darüber, was genau mit einem Snowboard oder Ski passiert, wenn er die Zusammensetzung der Materialien verändert. Kathrin Hoff investierte viele Stunden Arbeit, um sich mit dem Anwendungsgebiet von Oxess vertraut zu machen. Sie hat für Marcel Brunner ein Gerät entwickelt, das einzigartig ist: «So einen Teststand kann man nirgendwo kaufen. Er ist auf Marcels Arbeit zugeschnitten und kann für Ski, Snowboards und Langlaufski eingesetzt werden. Das war eines der Ziele des Projekts – alle seine Anwendungsgebiete abzudecken», sagt Kathrin Hoff. «Bevor ich laufen konnte, stand ich auf den Ski» Bei der Projektpartnerschaft der Master-Diplomandin mit der Firma Oxess fanden zwei zusammen, die kaum besser

zusammenpassen könnten. Kathrin Hoff studierte Leichtbau und Simulation an der FH Landshut in Bayern, als sie sich für ein Praktikum am IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung der HSR entschied. «Das IWK ist sehr bekannt für die Forschung mit Faserverbundstoffen – ein Fachgebiet, das mich seit dem Bachelor-Studium faszinierte.» Während des Praktikums wandte sich HSR Professor Gion Andrea Barandun mit der Projektidee von Oxess an Kathrin Hoff. Sie war sofort überzeugt: «Es war das perfekte Thema für mich! Ich bin in der Nähe von München aufgewachsen. Bevor ich laufen konnte, stand ich auf den Ski. Und ich hatte grosse Lust, mit einer lokalen Firma zusammenzuarbeiten.» Kathrin Hoff stellte Kontakt zwischen den beiden Hochschulen her, organisierte zuhause in Bayern ihr Erasmus-Semester an der HSR und im September 2016 konnte die Arbeit an ihrem Master-Projekt beginnen. «Die Zusammenarbeit mit Marcel war sehr eng. Wenn wir Themen zu besprechen hatten, konnte ich rasch nach Bubikon kommen, wir setzten uns zusammen und diskutierten offene Fragen.» Kathrin Hoff weiss, wie wichtig der intensive Kontakt in einem solchen Projekt ist. «Der Teststand muss so anwenderfreundlich wie möglich sein, damit Marcel ihn auch wirklich einsetzen kann. Wird die Vorrichtung zu komplex, besteht die Gefahr, dass der Teststand nur noch herumsteht und verstaubt.» Immer noch ein bisschen mehr herausholen Staub ansetzen wird der Teststand bei Marcel Brunner bestimmt nicht. Ihn befähigt Kathrin Hoffs Innovation, weiter an den weltbesten Ski und Snowboards zu feilen. Der Teststand kommt für Brunner zur richtigen Zeit. «Die Entwicklung ist in den letzten Jahren viel professioneller geworden – wir arbeiten auf sehr hohem Niveau und es gibt keine grossen Schritte mehr. Der Teststand war deshalb dringend notwendig», sagt Brunner. Beim Produkte entwickeln ist es wie im Sport: Es geht nicht nur darum, gut zu sein, sondern immer noch ein kleines bisschen besser zu werden. «Vor 10 Jahren waren wir in der Branche an einem Punkt, wo es noch viel zu optimieren gab. Heute geht es um Feinheiten – noch besser zu werden ist nicht so einfach. Mit dem Teststand können wir jetzt noch mehr herausholen.» Kathrin Hoff hat ihm weiteres Tüfteln ermöglicht. Er wird den Teststand vor allem dazu verwenden, neue Prototypen zu erstellen und Neues auszuprobieren. Auch Nevin Galmarini blickt der kommenden Saison optimistisch entgegen. Gemeinsam mit Brunner möchte er sein Board punktgenau weiterent wickeln: «Bisher haben wir uns auf mein individuelles Gefühl beim Fahren gestützt. In der nächsten Saison werden wir dafür objektive Messdaten nutzen können, darauf freue ich mich sehr». Wenn Nevin Galmarinis Snowboard in der kommenden Saison aufs Podest fährt, darf sich Kathrin Hoff doppelt mit ihm freuen. Ihrem Fachgebiet Faserverbund wird sie jedenfalls erhalten bleiben: «Die Breite des Fachs, der Leichtbau, die Materialkombinationen – das Fachgebiet fasziniert mich einfach.» Jetzt möchte sie noch mehr Einblick in die Forschungsarbeit am IWK bekommen, noch mehr Projekte kennenlernen. «Und weiterhin mindestens einmal wöchentlich auf den Ski stehen.» (PRE) gionandrea.barandun@hsr.ch oxess@bluewin.ch

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HSR Studierende entwickeln Beschäftigungsmöglichkeiten für Tiere in Knies Kinderzoo in Rapperswil-Jona. Dafür müssen sie in Teams innovative Ideen finden und in einer Konzeptstudie umsetzen. Der Zoo prüft, ob die besten Konzepte zu echten Spielzeugen für die Tiere werden.

«Mir gönd in Zoo» Wussten Sie, dass Giraffen am liebsten mit ihrer 45 cm langen Zunge spielen, aber sich schnell einmal den Kiefer brechen? Dass E lefanten kaum schlafen, aber dafür mit ihrer Kraft so ziemlich alles kaputtbekommen? Und dass Geparden zwar die schnellsten Raubkatzen sind, aber gerne die meiste Zeit einfach liegen und chillen? Wenn nein, dann geht es Ihnen wie den Studierenden aus den Studiengängen «Maschinentechnik | Innovation» und «Erneuerbare Energien und Umwelttechnik». Diese standen nämlich im Kurs «Teamkommunikation für Ingenieure und Ingenieurinnen» vor der Aufgabe, für Knies Kinderzoo Beschäftigungsmöglichkeiten für diese drei Tierarten zu entwickeln. Anhand eines Praxisprojekts lernen die Studierenden in dem Kurs, wie man ein Team formt, Projekte kunden- und zielorientiert aufgleist, gemeinsam Ideen entwickelt und überprüft – und vor allem, wie man auf Dauer und unter Druck effizient und erfolgreich im Team zusammenarbeitet. Dazu vermitteln ihnen die Dozierenden aus der Fachgruppe Kommunikation und Sprachen die Grundlagen der Teamarbeit, die die Studierenden begleitend im Praxisprojekt umzusetzen versuchen.

Zoo-Eigentümer Franco Knie ist sich der Verantwortung für seine Tiere bewusst.

Spielzeuge für Tiere In diesem Semester wurden die Studierenden von Knies Kinderzoo beauftragt, innovative technische Lösungen zu entwickeln, mit denen Elefanten, Geparden und Giraffen über eine möglichst lange Zeit beschäftigt werden können. Tiergerechte, abwechslungsreiche Beschäftigungsmöglichkeiten sind für Zootiere besonders wichtig, weil sie sonst Verhaltensauffälligkeiten (Stereotypien) entwickeln und ihr Wohlbefinden abnimmt. Gleichzeitig sollten die Lösungen so gestaltet sein, dass die Tiere sich nicht an ihnen verletzen, sie aber auch den Kräften der Tiere standhalten und ihre Bedienung für die Tierpflegerinnen und -pfleger keinen allzu grossen Aufwand bedeutet. Schliesslich sollten die Studierenden auch die Kosten im Auge behalten, die mit den erstellten Lösungen verbunden sind. Die Zusammenstellung der Projektteams erfolgt in den Teamkommunikationskursen immer zufällig, um auch hier möglichst reale Arbeitsbedingungen abzubilden. Die Studierenden müssen schliesslich in der Arbeitswelt in der Lage sein, nicht nur mit ihren engsten Kolleginnen

Franco Knie Eigentümer Knies Kinderzoo

«Wenn Tiere in menschlicher Obhut leben, muss man sie auch beschäftigen.» 36

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Geparden liegen zwar gerne und oft faul in der Sonne herum, brauchen jedoch auch Beschäftigungsmöglichkeiten.

Elefanten können mit ihrem Rüssel enorme Kräfte entfesseln, entsprechend stabil müssen die Beschäftigungsmöglichkeiten gebaut werden.

und Kollegen zu kooperieren, sondern auch mit Personen, die sie noch nicht so gut kennen und die eventuell ganz andere Interessen und Fähigkeiten haben. Diese Dynamik steuern zu können, den Teamprozess zu strukturieren, eine hohe Qualität sicherzustellen, dabei eine gleichbleibend hohe Motivation aufrechtzuerhalten und eine aussagekräftige Dokumentation zu erstellen, sind wichtige Lernziele in diesem Kurs. Selbständiges Arbeiten im Zoo Damit die Studierenden möglichst kundengerechte Lösungen entwickeln konnten, wurden sie von der ZooLeitung um Freddy Knie und Benjamin Sinniger zu einem Kick-off-Meeting in die Himmapan-Lodge eingeladen. Dort wurden ihnen der Projektauftrag sowie die Besonderheiten der einzelnen Tierarten detailliert erklärt. Ausgestattet mit einem Passierschein für die Projektlaufzeit konnten sich die Teams selbständig ein Bild von den Lebensgewohnheiten der Tiere und dem Tierpflege-Alltag machen. Das Kinderzoo-Team, neben der Zooleitung insbesondere auch der Kurator Kurt Müller, der Leiter des Tiermanagements Torsten Oppermann und die

Chef-Veterinärin Jessica Guhl, gaben im Verlauf des Projekts den Teams immer wieder Feedback zu ihren Ideen, so dass die Konzepte immer weiter ausdifferenziert werden konnten. Am Ende des Semesters wurde es ernst. Es galt, die Lösungen in einem offenen «Pitch», in einer Kurzpräsentation vor dem Kinderzoo-Team zu präsentieren und für die Umsetzung zu werben. Auch dieser Schritt wurde zuvor im Kurs gezielt besprochen und geübt, denn es ist auch in der Arbeitswelt häufig nicht ausreichend, eine vielleicht geniale Lösung in einem Projektbericht einzureichen, sondern sie muss auch entsprechend präsentiert werden und die Kunden begeistern. Erst dann kann sie ihre Wirkung entfalten. 14 Lösungen von der Futterseilbahn bis zum Solar-Ball Den Studierenden ist das hervorragend gelungen. 14 Teams präsentierten ihre Lösungen mit argumentativem Geschick und viel Herzblut. Das Leitungsteam von Knies Kinderzoo war sehr angetan von den Präsentationen und möchte nun sieben Konzepte in Zusammenarbeit mit den Studierenden und der HSR im Herbstsemester realisieren. «Die Wahl fiel uns nicht ganz einfach. Es hatte so viele grossartige Ideen und Konzepte!», freute sich Zoodirektor Benjamin Sinniger. Stellvertretend für die vielen spannenden Ideen: die «Elefanten-Rassel», bei der die Dickhäuter erst einmal kräftig überlegen und ausprobieren müssen, wie sie an ihr Futter kommen, oder der solargetriebene «Mini-Ball», dem die Geparden nachjagen können, und eine von Zuschauern und Tierpflegern gemeinsam betriebene Futterseilbahn für die Giraffen. Für alle Beteiligten war dieses Nachbarschafts-Projekt eine gewinnbringende Erfahrung. Die HSR Studierenden konnten anhand einer attraktiven Projektaufgabe wichtige Kompetenzen erlernen, was wiederum den Do zierenden das Unterrichten erheblich erleichterte. Der Projektpartner, Knies Kinderzoo, konnte von neuen Sichtweisen, Ideen und Methoden aus einer externen Perspektive profitieren, und alle konnten gemeinsam zeigen, über welche Synergie-Potenziale die Stadt Rapperswil-Jona verfügt. (KST)

stefan.kammhuber@hsr.ch

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Eine sichere Desinfektion ist in Medizin, Lebensmittelindustrie, Tierzucht oder Trinkwasseraufbereitung essenziell. Oft wird dafür UVC-Strahlung von quecksilberhaltige Lampen eingesetzt. An der HSR untersuchen Forscher neue UVC-Leuchtdioden (LED), die quecksilberfrei sind und viele weitere Vorteile haben.

Mit UV-Licht aus LED-Lampen gegen Bakterien und Viren

Eine UVC-LED ist kaum so gross wie ein Streichholz-Kopf – sie können Flüssigkeiten von Bakterien, Viren und weiteren Organismen befreien.

UV-Licht, oft auch Schwarzlicht genannt, kennt man aus Clubs und Bowlinghallen – es bringt Zähne, helle Kleidung und sogar manche Drinks zum Leuchten. UV-Licht kann jedoch noch viel mehr, zum Beispiel Bakterien, Viren und Pilzsporen abtöten. In der Industrie ist die Desinfektion durch UV-Licht weit verbreitet. So wird Trinkwasser durch UV-Licht entkeimt und erst dann ins öffentliche Wassernetz eingespiesen. In der Medizin und der Tierzucht, der Lebensmittel- sowie der Pharmaindustrie werden damit Oberflächen, Flüssigkeiten und Luft von gefährlichen Keimen, Erregern und Schimmelpilzen befreit. Das UV-Licht besteht aus drei Spektren. UVA- und UVBStrahlung sind allgemein bekannt, wir schützen uns mit Sonnencreme dagegen. Weniger bekannt ist die UVCStrahlung, denn sie kommt auf der Erde nicht in natürlicher Form vor – die Ozonschicht der Atmosphäre absorbiert sie. Genau diese UVC-Strahlung eignet sich zur Desinfektion, denn sie ist sehr energiereich und tötet bei ausreichender Bestrahlung Bakterien, Viren und weitere schädlich Organismen zuverlässig ab, indem sie ihre DNA zerstört. Die Methode kommt im Gegensatz zu chemi-

schen Desinfektionsmitteln ohne unerwünschte physikalische Nebenwirkungen aus. Chlor verändert zum Beispiel den Geschmack von Wasser. Der vom IET Institut für Energietechnik untersuchte UV-Lichtbereich desinfiziert hingegen rückstandsfrei sowie geruchs- und geschmacksneutral. LEDs statt Quecksilberdampf-Lampen Bisher wird die UVC-Strahlung in der Industrie vor allem mit Quecksilberdampf-Lampen erzeugt. Diese haben jedoch einige Nachteile. Sie enthalten giftiges Quecksilber, das beim Bruch der Lampe in die Umwelt gelangt. Zudem benötigen sie meist einige Minuten Aufwärmzeit, bis sie ihre volle Leistung abgeben, sind verhältnismässig gross, können nicht punktuell bestrahlen, benötigen eine Spannung von mehr als 50 Volt und a ltern schneller bei häufigem Ein- und Ausschalten. Seit etwa fünf Jahren kann UVC-Strahlung auch mit UVCLEDs erzeugt werden – ohne die Nachteile der Quecksilberdampf-Lampen. UVC-LEDs sind ähnlich gross wie normale LEDs, bestehen jedoch aus anderen Materia-

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Projektkonsortium bitte Legende ergänzen

In den Labors an der HSR wird untersucht, welche LED-Lampen in welcher Konfiguration sich am besten eignen, um Lebensmittel und Flüssigkeiten zu desinfizieren (Symbolbild).

lien, lassen sich mit nur 6 bis 9 Volt Spannung betreiben, enthalten keine Giftstoffe und lassen sich ohne Auswirkungen auf die Lebensdauer beliebig oft ein- und ausschalten. Zudem arbeiten die grossen Leuchtmittelhersteller fieberhaft an Verbesserungen – gegenüber dem letzten Jahr hat sich die Leistung der LEDs verdoppelt. Gründe genug für die HSR Forschenden des IET Institut für Energietechnik, sich intensiv mit der Anwendbarkeit der neuen Technik zu befassen. Die beste LED für den besten Preis UVC-LEDs sind so klein, dass sie sogar direkt in einem Wasserhahn eingesetzt werden könnten – eine unvorstellbare Anwendung für eine QuecksilberdampfLampe. Im Rahmen eines Forschungsprojekts im Bereich der Wasser-Desinfektion untersuchen die IET Forschenden derzeit die aktuell leistungsstärksten UVC-LEDs in Hinblick auf ihre desinfizierende Wirkung auf Bakterien, Viren, Phagen und Pilzsporen. Denn die Herstellerangaben alleine reichen für eine zuverlässige Einschätzung der Desinfektionsleistung nicht aus. «Die Kombination aus Bestrahlungsstärke, Bestrahlungszeit und Wellenlänge ist je nach Ziel-Organismus

anders – so lassen sich etwa Bakterien wie Escherichia coli schneller und mit weniger Leistung abtöten als Bacillus-subtilis-Sporen», sagt Projektingenieur Raffael Palazzolo. In den Testreihen konzentriert sich das IET deshalb auf die effektive Bestrahlungsdosis, also die Energie, die tatsächlich auf die Test-Organismen einwirkt. Für eine medizinisch sichere Desinfektion müssen zum Beispiel 99,99 Prozent der Bakterien in einer Petrischale getötet werden. «Unser Ziel ist es, die LED mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis zu ermitteln», sagt Palazzolo. Nur so werden mobile Anwendungen für den Privatgebrauch denkbar. Palazzolo nennt unter anderem den Einsatz in Klimaanlagen oder im Outdoor-Bereich als mögliche Anwendungsgebiete. Bis die beste UVC-LED für eine massentaugliche Nutzung bekannt ist, werden im IET noch einige Monate vergehen. Die nächste Generation UVC-LEDs steht bereits zur Verfügung und will ebenfalls in Versuchsreihen getestet werden. (MEW)

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Videos von Extremsportlern aus der Ich-Perpektive lassen sich mit einem an der HSR entwickelter Simulator neu erleben. 360°-Videos werden von einer Software in echt wirkende 3D-Bewegungen übersetzt. Zusammen mit einem Simulator, Virtual-Reality-Brille und Windmaschine ist das Unterhaltung auf einem neuen Level.

Videos werden zur Erfahrung mit allen Sinnen Das Wasser des oberen Zürichsees glitzert im Sonnenlicht, der Seedamm zieht langsam vorbei, ein Blick nach links bietet ein einmaliges Panorama des Rapperswiler Schlosshügels. Der Propeller dröhnt laut, der Sitz ruckelt im Takt und folgt jeder Flugbewegung – die Illusion wirkt. Denn dieses Erlebnis ist seit Kurzem nicht mehr nur Hobbypiloten vorbehalten. Ein an der HSR entwickelter Virtual-Reality-Simulator (VR) bietet ein Simulationserlebnis der besonderen Art. Mit einer Kombination aus Kopfhörer, VR-Brille, Windmaschine und einem speziellen über sechs Achsen elektrisch bewegten Sitz simuliert der VR Motion die Realität in einer neuen Detailtreue. Von der Rodelbahn Floomzer am Flumserberg über einen Propellermaschi-

Der neue Simulator, hier am Tag der offenen Tür an der HSR, begeistert ab der ersten Sekunde. Die Bildschirme dienen nur zur Visualisierung für die Zuschauer - wer selbst auf dem Sitz Platz nimmt, erlebt das virtuelle Geschehen mit jeder Faser des Körpers.

nen-Flug über den Zürichsee bis hin zum Wingsuit-Sprung ins Lauterbrunnental. Jedes Erlebnis kann der Simulator in Bewegungen übersetzen – zusammen mit VR-Brille, Kopfhörern und Wind aus der Windmaschine wähnt man sich direkt im Erlebnis und vergisst schon nach wenigen Sekunden, dass alles nur eine Simulation ist. 360°-Videos in 3D-Simulationen verwandeln Der geistige Vater des Simulators ist Guido Schuster, Elektrotechnik-Professor für digitale Signal- und Bildverarbeitung an der HSR. Zusammen mit Ingenieurinnen und Ingenieuren des ICOM Institut für Kommunikationssysteme und dem Start-up VR Motion hat er das bisherige Simulator-Modell auf den heutigen Stand weiterentwickelt. Besonders bemerkenswert ist dabei die Software, die für den Simulator entwickelt wurde. Nicht nur, dass der Simulator 360-Grad-Videos zum fühlbaren Erlebnis macht. Die Software geht so weit, dass sie einen beliebigen Film, beispielsweise den Sprung eines Gleitschirmfliegers auf Youtube, in ein Simulationserlebnis verwandeln kann. «Jedes Video kann mit der Software so animiert werden, dass sich der Sitz des Simulators genauso bewegt, wie die Kamera des Videos bewegt wurde», erklärt Guido Schuster. Fliegen, Reiten, Fahren lernen An Ideen und Möglichkeiten, den neuen Simulator einzusetzen, mangelt es nicht. Aktuell laufen Verhandlungen mit einer Firma aus der Flugbranche, die Interesse an dem Simulator hat. Auch mit Google wurde bereits während eines informellen Treffens darüber gesprochen, so Schuster. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind der Reitsport, Fahrschulen oder die Medizin. Die ersten Fahr- oder Reitstunden liessen sich mit einem entsprechend angepassten Cockpit oder Sattel-Sitz realitätsgetreu absolvieren. Patienten mit Gleichgewichtsstörungen könnten in Therapie-Settings mit dem Simulator arbeiten, ganz ohne Verletzungsgefahr. Auf diversen Messen durfte der neue Simulator bereits auch gestandene Militärpiloten begeistern. Welche Anwendungen in Zukunft auf das Gerät warten, zeigt sich in den nächsten Monaten. (MEW)

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Mitten in der Stadt steht ein völlig zerstörtes Auto: Der Lack wirft Blasen, das Gehäuse ist verzogen. Genau so geschehen ist das in London. Das Hochhaus gegenüber hatte durch seine Glasfassade einen gebündelten Lichtkegel auf ein Auto geworfen. An der HSR untersuchen Forschende, wie sich potenziell gefährliche Glasfassaden bereits während der Planung von Gebäuden verhindern lassen.

Der Sonne einen Schritt voraus

Im Londoner Fall sperrte die Stadt alle vom Lichteinfall betroffenen Parkplätze, bis schliesslich die Baufirma Lamellen an der Fassade anbrachte, um die Reflexion zu verhindern. Bis dahin war nicht nur ein Auto geschmolzen, auch Fussmatten vor Geschäftseingängen waren verbrannt und der Asphalt auf der Strasse hatte sich verflüssigt. Das architektonische Missgeschick lenkte einige Aufmerksamkeit auf die negativen Folgen, die durch reflektiertes Sonnenlicht hervorgerufen werden können. Das gebündelte Licht eines futuristisch geformten Hochhauses ist dabei die spektakulärste, aber nicht die einzig mögliche problematische Auswirkung. Auch eine nicht gekrümmte Glas- oder Blechfassade kann aufgrund von reflektiertem Sonnenlicht ein Sicherheits risiko für geblendete Autolenker oder einen unangenehmen Kontrast im Wohnzimmer des Nachbarn erzeugen. Verschiedene Gerichtsfälle in der Schweiz und in Deutschland zeigen, dass störende Reflexionen von Sonnenlicht für die architektonische und städtebauliche Planung in Zeiten zunehmender Verdichtung ein ernstzunehmendes Problem sind. Die Rechtspraxis ist dabei bislang nicht hinreichend geregelt und teilweise uneinheitlich. Aus diesem Grund erarbeitet der Bund momentan neue Richtlinien zur Thematik.

Materialien der Gebäudehülle systematisch untersucht Um eine wissenschaftliche Grundlage zur Bewertung von störender Blendung zu erarbeiten, führten die Forscher des Instituts für Solartechnik (SPF) ein vom Bundesamt für Energie finanziertes Forschungsprojekt durch. Die Forscher des Instituts haben die Reflexionseigenschaften verschiedener Materialien der Gebäudehülle genau vermessen und eine umfangreiche Datenbank aufgebaut. Wie stark blenden verschiedene Elemente, die typischerweise an Gebäuden verbaut sind? Mit Hilfe der Messresultate werteten sie das Blendungspotential der am häufigsten verbauten Gebäudeelemente aus. Ihre Resultate zeigen zum ersten Mal einen systematischen Vergleich verschiedener Oberflächen. Besonderes Augenmerk legten die Forscher auf die Frage, inwiefern sich eine Streuung des reflektierten Lichts auf das räumliche und zeitliche Auftreten der Blendung auswirkt. Sie fanden heraus, dass spiegelnde Oberflächen wie beispielsweise Gläser nicht zwingend die grösste Blend belastung verursachen. Auch streuende matte Oberflächen wie Bleche oder strukturierte Gläser können diesbezüglich problematisch sein. Die genaue Beurteilung hängt jedoch stark von der gegebenen Situation ab.

ÄRGER AM WALENSEE Einige Bewohner von Weesen am Walensee fühlten sich nicht nur durch den Lärm des Wakeboard-Festivals gestört, sondern auch durch die reflektierenden Drahtseile.

DAS WALKIE-TALKIE, DAS AUTOS SCHMILZT 2013 sorgte das Gebäude 20 Fenchurch Street – wegen seiner Form besser bekannt unter dem Namen Walkie-Talkie – für Auf regung. Seine geschwungene Fassade liess Autos schmelzen, Fahrradsättel aufplatzen und verflüssigte den Asphalt. Ein NewsReporter konnte sich an einer erhitzten Fensterbank sogar ein Ei braten – und die Londoner hatten bald einen neuen Spitznamen parat: «Walkie-Scorchie» (to scorch: anbrennen, ansengen).

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Im direkten Vergleich zeigt sich: Bei gleicher Lichtquelle wirkt die Blendung je nach Streuung unterschiedlich stark.

Das Know-how des SPF kann bei Neubauten oder Erweiterungen bestehender Einrichtungen bereits in der Projektphase angewandt werden. Potenzielle Probleme durch Blendung können die Experten somit schon vor der Realisierung des Projekts klären. Erste Messaufträge durch Industriepartner zeigen: Der Bedarf an genauer Charakterisierung von Oberflächenmaterialien und ihren Reflexionseigenschaften besteht.

Werden in der Umgebung von Strassen und Flughäfen streuende Oberflächen verwendet, kann dies das Risiko einer sicherheitsgefährdenden Blendung wirkungsvoll verhindern. Die Streuung führt aber auch zu einer zeitlichen Verlängerung der Reflexion, weshalb sich diese Oberflächen in Bezug auf Komfort in Wohngebieten als nachteilig erweisen können. Möglichkeit zur genauen Simulation und Bewertung Mit den am Institut vorhandenen Messgeräten und dem erarbeiteten Know-how ist das SPF in der Lage, beliebige Oberflächen auszumessen und Kennzahlen zur total reflektierten Lichtmenge sowie zum Streuverhalten der Oberfläche anzugeben. Zusätzlich können die Messdaten in eine Simulation eingebunden werden, um so für konkrete Situationen die reflektierte Lichtmenge über den Tages- und den Jahresverlauf zu bestimmen. Eine entsprechende Software wurde während des Projekts entwickelt.

GEFÄHRLICHE BLENDUNG Der flache Einfallswinkel der tiefstehenden Sonne führt vor allem im Spätsommer zu Autounfällen. Besonders unangenehm: Armaturenbretter, die sich in der Windschutzscheibe spiegeln.

Exakte Grenzwerte fehlen Eine Einschränkung hat sich während des Projekts jedoch gezeigt: Ein exaktes, experimentell hergeleitetes Kriterium zur Beurteilung, welche Lichtmenge zu störender Blendung führt, existiert bislang nur für Innenräume und für künstliches Licht bei Nacht. In der internationalen Forschungsgemeinschaft herrscht Einigkeit darüber, dass exakte Grenzwerte unter Einfluss von Tageslicht bislang nicht definiert werden können. Bisherige Anstrengungen zur Klärung dieser Frage sind an der Herausforderung gescheitert, passende Rand bedingungen zu definieren. Denn klar ist, dass das Empfinden von Blendung einerseits von der Helligkeit der Umgebung abhängt, andererseits aber auch stark von Person zu Person unterschiedlich ist. Entsprechende weiterführende Forschungsarbeiten sind dringend notwendig, um eine verlässliche Grundlage zur Beurteilung des Einflusses von störender Blendung im städtebaulichen Kontext zu erhalten. Die Forschenden des SPF planen, diese offenen Fragestellungen in weiterführenden Projekten zu vertiefen. (BAM)

mattia.battaglia@spf.ch

NACHBARSCHAFTSSTREIT WEGEN SOLARANLAGE 2012 sorgte eine Solaranlage in Burgdorf (BE) für Streit zwischen Nachbarn. Die Anlage warf eine Lichtreflexion auf das Nachbargrundstück, die über Balkon, Fassade und Garten wanderte. Die betroffenen Bewohner reichten eine Anzeige gegen den Nachbarn ein und verlangten eine Sanierung.

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Rapperswil Zürichsee Tourismus ist seit 2017 das touristische Kompetenzzentrum rund um den Zürichsee und vermarktet die vielseitige Region lokal, national und international, teils in Zusammenarbeit mit Zürich Tourismus.

HSR arbeitet mit lokalem Tourismus zusammen

Rapperswil Zürichsee Tourismus nutzt unter anderem die Räume der HSR direkt am See für Veranstaltungen und bietet wissenschaftlich Interessierten Führungen auf dem Campus an.

Lokales und regionales Marketing hat zum Ziel, die touristischen Angebote der Region und ihre Perlen über die Grenzen hinaus zu tragen. So werden gezielte Kooperationen weiterentwickelt und Partnerschaften ausgebaut. Die HSR Hochschule für Technik ist eine solche Partnerin und arbeitet eng mit der Tourismusstelle zusammen. Zum einen ist das HSR Logo auf den Publikationen, den Angeboten und der Website immer dabei. Das trägt zur Sichtbarmachung der Hochschule als Bildungsinstitution bei, stärkt aber auch die Bedeutung der Region als W issensstandort. Die Tourismusorganisation vermittelt wissenschaftlich und technisch interessierten Stadtbesucherinnen und -besuchern Führungen an der Hochschule. Sie nutzt auch rege das Raumangebot der HSR für Veranstaltungen.

Gemeinsames Programm für Gäste Die HSR wiederum greift bei ihren Events auf die Erfahrung und die K ompetenzen von Rapperswil Zürichsee Tourismus zurück, wenn es um Übernachtungen, geeignete Rahmenprogramme oder Stadtführungen für inländische und ausländische Dozierende, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler oder Studierende geht. Nicht nur für die Gäste aus Nah und Fern, sondern auch für die Dozierenden und die Studierenden der HSR ist das Tourist Information Office in Rapperswil-Jona eine Anlaufstelle, wenn es um die Vermittlung von spannenden Angeboten im Freizeitbereich geht.

corinna.pagani@rzst.ch

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AKTUELLES PENSIONIERUNG

AGENDA

Hansruedi Schneider, Professor für Bauingenieurwesen

26.10.2017 Drehen und Schieben Was uns Astrofotos über Gruppentheorie lehren können: Vortrag von Tabea Méndez und Andreas Müller über Anwendungen der nichtkommutativen harmonischen Analysis auf das allgemeine Registrierungsproblem der Astrofotographie. Der Vortrag findet am 26. Oktober 2017, 17.10 Uhr im Hörsaal 3.114 statt. Der Vortrag ist im Rahmen des Kolloquiums über Mathematik, Informatik und Unterricht am Mathematikdepartemen der ETHZ am 2. November 2017 um 17.15 Uhr im Hauptgebäude der ETH, Hörsaal G3, ein weiteres Mal zu hören.

Nach 24 Jahren als Professor für Geotechnik im Studiengang Bauinge nieurwesen geht Hansruedi Schneider in Pension. Hansruedi Schneider gehörte zur ersten Klasse der Bauingenieurstudenten am damaligen ITR und schloss 1975 das Studium erfolgreich ab. Er ist auch der erste an der HSR gewählte Professor, der an der HSR bzw. am ITR studiert hat. Anschliessend arbeitete er bei der damaligen Elektrowatt Ingenieurunternehmung AG in Zürich und konnte auf zahlreichen Kraftwerkbaustellen im Ausland erste Berufserfahrungen sammeln. Von 1979 –1982 absolvierte er an der Colorado State University in den USA ein Masterstudium und gerade im Anschluss doktorierte er an der Purdue Uni versity, USA. 1986 kehrte er in die Schweiz zurück und gründete nach Tätigkeiten in verschiedenen Ingenieurbüros in der Schweiz Ende 1991 sein eigenes geotechnisches Büro in Zug. Im Oktober 1993 wurde er als Professor für Geotechnik ans ITR berufen, zuerst

mit einem 50% Pensum, damit er seine Tätigkeiten im eigenen Büro weiter ausüben konnte. Dies ermöglichte ihm, seine Praxiserfahrung direkt in den Unterricht einfliessen zu lassen, was die Studierenden sehr geschätzt haben. Zusätzlich zu einer Erhöhung im Jahr 2006 auf ein Vollzeitpensum, engagierte sich Hansruedi Schneider in verschiedenen nationalen und internationalen Fachgremien und -kommissionen. An der HSR baute er das geotechnische Labor kontinuierlich aus und kann heute stolz ein top modern ausgestattetes Labor seinem Nachfolger übergeben. Dank Hansruedi Schneider konnten Studierenden des Bauingenieurwesens ihre Abschlussarbeit im Fachbereich Geotechnik an der NTU in Singapur schreiben. Er führte auch mehrjährige Forschungsprojekte zusammen mit der NTU zu Hangrutschungen und zur ungesättigten Bodenmechanik durch. Mit Hansruedi Schneider verlässt ein hoch motivierter Dozent und neugieriger Forscher die HSR. Für seinen nächsten Lebensabschnitt wünscht die HSR Hansruedi Schneider alles Gute. (SPE)

28.10.2017 HSR Infotag Interessierte können sich an der HSR über die acht Bachelor-Studiengänge an der HSR informieren. www.hsr.ch/infotag

9.11.2017 World Usability Day Dieses Jahr widmet sich der World Usability Day der «Inclusion», also der Einbeziehung aller Menschen auf diesem Planeten, deren Leben von durchdachter und anwenderfreundlicher Technik vereinfacht werden kann. Am 9. November 2017 stellen sich Referentinnen und Referenten ans Mikrofon, die Lösungen entwickelt haben, welche universell für alle Menschen einsetzbar sind. 16.11.2017 Lange Nacht der Karriere Die lange Nacht der Karriere ist alles andere als eine alltägliche Jobmesse. An diesem Abend können Sie sich in Sachen Bewerbung fit machen, mögliche Arbeitgeber und Arbeitskollegen von einer anderen Seite kennenlernen und sich in lockerer Atmosphäre mit Ihrer beruflichen Zukunft beschäftigen. http://www.lnoc.ch

TEXTILALTRO, 20. OKTOBER BIS 15. DEZEMBER 2017

Ruth Ingold-Wöhrle und Nancy van Dijk: Natur–Struktur Eine abwechslungsreiche Ausstellung zeigt die Spannung zwischen den Begriffen Natur und Struktur in textilen Arbeiten. Beide Künstlerinnen arbeiten auf ihre eigene Art, mit eigenen Techniken und Farben. Die Gegenüberstellung der Werke fasziniert. Es ist interessant zu sehen, wo sie übereinstimmen oder eben unterschiedlich sind. Die gelernten Handarbeitslehrerinnen lassen sich von vorhandenen Materialien, auch Restposten, inspirieren. Ruth Ingold-Wöhrle ist stark fasziniert von Strukturen. In ihren Arbeiten bestimmt die Struktur das Bild. Dies erstreckt sich von der Struktur eines Gewebes bis hin zu

eigens geschaffenen Stoffen aus kleinen Stoffteilen. Nancy van Dijk verändert die Struktur, die Kette oder den Einschlag von bestehenden Stoffen und so entstehen eigenwillige, freie Bilder der Natur. In letzter Konsequenz durchgeführt, sind einige Arbeiten gar freihängende Skulpturen geworden. Ihre Stickarbeiten zeigen die Rückseite von Alphabet-Kreuzstichmustern. Hier fasziniert der Kontrast zwischen der streng grafischen Struktur des Musters und den Spuren der Handarbeit. (PFL) www.textilaltro.hsr.ch

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AKTUELLES NEWS

HSR Studierende auf Auslandsexkursion

Jeweils ein Studierender der hepia oder der HSR musste ein Projekt vorstellen. Die Kommunikation funktionierte problemlos und es wurden viele Freundschaften geschlossen.

Die diesjährige Auslandsexkursion der HSR wurde zum zweiten Mal gemeinsam mit dem Studiengang Landschaftsarchitektur der hepia

durchgeführt. Reiseziel der Genfer und Rapperswiler Studierenden war Barcelona. Allerdings standen nicht die überlaufen Touristenziele wie

Park Güell auf dem Programm, sondern Projekte in der Peripherie. Einen Tag ging es sogar etwas weiter weg nach Olot. Dort besuchte die

Gruppe Arbeiten von RCR Architekten. Der diesjährige Pritzker Preis, die weltweit renommierte Architektur Auszeichnung, ging an das Architekten-Trio RCR Rafael Aranda, Carme Pigem und Ramon Vilalta, die aus Olot stammen. RCR hat in der katalanischen Kleinstadt am Rande der Pyrenäen mehrere Bauten und Aussenanlagen realisiert. Die RCR Projekte zeichnen sich vor allem durch die Verbindungen von Innen und Aussen und den sehr starken lokalen Bezug aus. hepia und HSR sehen das Format der Auslandsexkursion im 4. Semester als sehr gute Möglichkeit an, um den Austausch zwischen den zukünftigen Fachleuten der Romandie und der Deutschschweiz zu fördern. (PEP)

Regierungspräsident Fässler diskutiert mit Gästen über Roboter und AI In seinem Präsidialjahr sucht RR Fredy Fässler das Gespräch mit der Öffentlichkeit. «Was macht das Fremde mit mir?»: Bei 8 Anlässen an verschiedenen Orten des Kantons sucht Fässler im Austausch mit der Bevölkerung und Fachpersonen Antworten auf diese Frage. Gestern begrüsste er zusammen mit seinen Podiumsgästen, HSR Professor Guido Schuster und Marloes Caduff, Gründerin der Firma Codillion, das Publikum an der HSR. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erhielten spannende Einblicke in das Potential und die Gefahren von Big Data und künstlicher Intelligenz. Welche Auswirkungen hat die Digi talisierung auf unseren Alltag und unser Zusammenleben? Die Diskussion drehte sich um die Anwendung digitaler Medien, die Automatisierung verschiedenster Prozesse und um die Frage, wieso diese manchmal als Bedrohung und manchmal als Erleichterung wahrgenommen wird. Die Sichtweise variiert je nach Altersgruppe, je nach gefühltem Verständnis, je nach wahrgenommener Vereinfachung oder Beschleunigung einer Tätigkeit. Marloes Caduff ver-

mittelt Kindern im Rahmen von Kursen digitale Kompetenzen. Sie arbeitet mit Kindern verschiedener Altersklassen und lehrt sie das Programmieren auf spielerische Weise. Während der Fokus bei den Kindergärtnern auf dem Umgang mit digitalen Tools liegt, ist das Ziel bei der Mittelstufe den reinen Konsum hin zur Kreativität, zum Erschaffen zu verschieben. Auch Guido Schuster sieht in der di gitalen Automatisierung einen Ge-

winn, da sie zur Effizienzsteigerung, zu mehr Raum für Kreativität und schliesslich zu mehr Wohlstand führt. Das zeigt uns die Geschichte der Automatisierung vor 30 Jahren. Allerdings warnt er davor, essenzielle Prozesse eines Unternehmens oder einer gesellschaftlicher Ordnung zu digi talisieren. Für die Schweizer Demokratie ist der Abstimmungsprozess zentral. Die Digitalisierung mittels E-Voting macht den Prozess so schnell und effizient, dass Betrüge

schwer nachvollziehbar wären. Schuster plädiert deshalb für mehr Mut zur Langsamkeit und einer Rückkehr zur physischen Abstimmung mittels Papier. Auch Fredy Fässler als Sicherheitsund Justizdirektor des Kantons St. Gallen liegen die Sicherheit und der Datenschutz am Herzen. Ihn erschrecke die Idee, sein Smartphone könnte ihm mittels Profiling quasi im Vorbeigehen «passende» DatingObjekte vorschlagen. (TSE)

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AKTUELLES NEUE PROFESSUREN

Carlo Rabaiotti, Professor für Geotechnik

Claudio Büchel, Professor für Verkehrsplanung

Anfang August 2017 übernahm Carlo Rabaiotti die Professur für Geotechnik im Studiengang Bauingenieurwesen. Zudem wird er am IBU Institut für Bau und Umwelt in der angewandten Forschung und Entwicklung an der HSR tägig sein und in den Gebieten Entwicklung von Stoffgesetzen für Boden und Fels, numerische Methoden sowie faseroptische Sensortechnik forschen. Rabaiotti studierte Bauingenieurwesen an der Universität Parma in Italien und absolvierte seinen Dr. sc. an der ETH Zürich.

Mit Claudio Büchel kommt ein HSR Absolvent aus dem Studiengang Raumplanung als Professor an die HSR zurück. Seit August 2017 ist Büchel Professor für Verkehrsplanung im Studiengang Raumplanung. Darüber hinaus wird er in der angewandten Forschung und Entwicklung als Institutspartner am IRAP Institut für Raumentwicklung arbeiten.

Akademische ETH-Karriere Rabaiotti bringt insgesamt 15 Jahre Erfahrung von der ETH mit, wo er im Institut für Geotechnik (IGT) als Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Dok torand, Dozent und zuletzt als Fachbereichsleiter Verkehrswegebau

engagiert war. Lehrerfahrung auf Masterstufe konnte er als Dozent für Verkehrswege sowie für Constitutive and Numerical Modelling in Geotechnics sammeln. An der HSR ist Rabaiotti ein nicht ganz unbekanntes Gesicht. Als Referent war er an den Geotechnik-Tagungen in den Jahren 2012 und 2016 bereits zu Gast auf dem HSR Campus. Projektleitungen in Zürich In der Privatwirtschaft engagierte sich Rabaiotti unter anderem als Senior Projektleiter bei der Basler & Hofmann AG in Zürich sowie als Projektingenieur bei Ernst Basler & Partner, Zürich. Er ist unter anderem Mitglied bei Geotechnik Schweiz und der International Societey of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering sowie als Gutachter unter anderem für das Journal of Rheology und das Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering tätig. (MEW)

Studium fertig – und dann?

Lehrerfahrung an der HSR Büchel war bereits vor seinem Stellenantritt seit 2014 Dozent für das Modul «GIS in der Raumplanung» in der Ausbildung an der HSR tätig. Er selbst schloss sein Raumplanungsstudium 2006 als Diplomingenieur Raumplanung FH an der HSR ab.

Erfahrung in der Verkehrs planung Seine berufliche Laufbahn führte Büchel durch diverse Planungsbüros, darunter die Metron AG in Bern sowie die asa AG in Rapperswil. Zuletzt war er Angebotsplaner bei den SBB im Bereich Personenverkehr und war dort für die Erstellung des nationalen Angebotskonzeptes für den Angebotsausbauschritt 2030 tätig, das in enger Zusammenarbeit mit SBB Infrastruktur. Zuvor arbeitete Büchel als Gebietsmanager bei den Verkehrsbetrieben Zürich. (MEW)

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AKTUELLES NEUE PROFESSUREN

Laurent Metzger, Professor für Internet Infrastructure

Thomas Bocek, Professor für Verteilte Systeme

Ab Februar 2018 erhält der Studiengang Informatik an der HSR Verstärkung durch den Professor für Internet Infrastructure Laurent Metzger. Der Netzwerk- und Sicherheitsarchitekt wird zudem in der angewandten Forschung und Entwicklung der HSR am INS Institut für Networked Solutions arbeiten.

Thomas Bocek wird ab Februar 2018 im Studiengang Informatik als Professor für Verteilte Systeme beginnen. In der angewandten Forschung und Entwicklung an der HSR wird Bocek am IFS Institut für Software tätig sein.

Sicherheit im Fokus Das Steckenpferd von Metzger sind die Performance und die Sicherheit von Netzwerk-Infrastrukturen. Zuletzt arbeitete er bei der Ruag AG in Bern als Senior IT- und Sicherheit sarchitekt, wo er unter anderem für Beratung und Design der Netzwerk infrastrukturen der Armasuisse zuständig war. Zuvor sammelte er bei der Swisscom AG in Bern als Lead-Ingenieur für den

Einsatz von Rechenzentrumsinfrastrukturen Erfahrung. Weiter zurückliegende Stationen führten Metzger zu Fujitsu nach Spanien, BT Netherlands BV in Amsterdam sowie zu BT Radianz in Genf. Workshops an der HSR Als Lehrperson konnte Metzger ebenfalls bereits Erfahrung sammeln. Seit 2016 ist er zum Beispiel für die CCIE Routing & Switching Workshops an der HSR zuständig. Zudem führte er SDN-Schulungen und Smart-CitiesWorkshops in Dänemark, Finnland und Rumänien durch und unterrichtete an Datacenter-CCIE-Bootcamps in den USA. Metzger studierte Ingenieurwissenschaften an der Universität in Bordeaux mit einem Fokus auf Mathematik, Physik und Informatik. Zuvor absolvierte er an der gleichen Universität den Bachelor in Physik. (MEW)

Dezentrale Systeme Seine Ausbildung absolvierte Bocek an der Universität Zürich, wo er den Master of Science und den PhD im Fachgebiet Informatik erwarb. Seine Schwerpunkte setzt Bocek in den Fachgebieten Dezentralisierte Systeme, Blockchains, Peer-to-peerNetzwerke und verteilte Systeme. Lehrerfahrung in diesen Gebieten sammelte Bocek ab 2012 als Dozent unter anderem für Overlay-Netz-

Aktiv in Start-ups Beruflich ist Bocek derzeit beim IoT/ Blockchain-Start-up modum.io engagiert. Zuvor sammelte er unter anderem als technischer Projektleiter und Softwareentwickler Erfahrung bei Netcetera AG, Credit Suisse sowie Tempobrain AG und gründete das Start-up BMCast. (MEW)

werke, Peer-to-Netzwerke, dezentralisierte Systeme und Applikationen.

HSR Magazin 2/2017 Herausgeberin: HSR Kommunikation HSR Hochschule für Technik Rapperswil Oberseestrasse 10, 8640 Rapperswil Telefon 055 222 49 82, magazin@hsr.ch www.hsr.ch/magazin

IMPRESSUM

Im Lauf seiner Dozententätigkeit war Bocek als Betreuer für mehr als 70 Arbeiten auf Bachelor- und Masterstufe verantwortlich.

Redaktion (Red.): (TSE): Eva Tschudi (Chefredaktion) (MEW): Willi Meissner (Projektleitung) (PNE): Peter Nedic (PRE): Eva Proske (BAG): Gion Andrea Barandun (KST): Stefan Kammhuber (BAM): Mattia Battaglia (PEP): Peter Petschek (SPE): Jürg Speerli (PFL): Laura Pfenninger Fotos/Bilder/Grafiken: Titelbild + S. 21, 31: HSR/Andrea-Kristin Bachmann S. 4, 10, 11: Tobias Leuenberger, leuen.com S. 6: HSR S. 9, 15, 31, 33, 46-49, 50: zvg S. 13: HSR/Andreas Zolliker S. 16, 17, 19, 21, 31, 33-35, 38, 39, 43: HSR/Urs Matter S. 17, 18: HSR/Willi Meissner S. 20, 36, 37: HSR/Simon Vogel S.23: Tobias Ryser, tobias-ryser.ch S. 25, 42, 43: kommUnikate GmbH, Baden

S. 30: Formlabs (www.formlabs.com/de); BCN3D technologies (www.bcn3dtechnologies.com); Sintratec AG S. 32: Rolls-Royce S. 40: Damian Imhof, kurzschuss.ch S. 44: Rapperswil Zürichsee Tourismus S. 47: HSR/Eva Tschudi Layout: kommUnikate GmbH, Baden Druck: Spälti Druck AG, Glarus Anzeigenverkauf Schweiz: Somedia Promotion Zwinglistrasse 6, 8650 Glarus Telefon +41 55 645 38 88 glarus.inserate@somedia.ch, www.somedia.ch Nachdruck auf Anfrage und mit Angabe der Quelle gestattet. Text- und Bildmaterial auf Anfrage. Belegexemplar nach Abdruck erbeten an magazin@hsr.ch per PDF. Externe Autoren: Copyright bei den Verfasserinnen und Verfassern. Erscheint zweimal jährlich. Auflage 8500 Exemplare. Das nächste Magazin erscheint am 21. Februar 2018, Redaktionsschluss ist der 12. Januar 2018. Inserateschluss ist am 10. Januar 2018.

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SPRUNGBRETT

Name: Marco Achermann Alter: 38 Studienrichtung: Raumplanung Studienabschluss: 2005 Lehre als: Vermessungszeichner Heutige Funktion: Kantonsplaner / Abteilungsleiter Raumplanung, Kanton Uri

Gute Raumplanung berücksichtigt… … alle massgeblichen Interessen. Diese zu identifizieren, zu gewichten und transparent abzuwägen, ist in der Praxis die grosse Kunst – aber auch der Kern gelungener Raumplanung. Ihr persönliches Erfolgsrezept? Man kann nicht alles selber machen. Wichtig ist, am Anfang einer Planung ein klares Vorgehenskonzept zu haben und auch ein Gefühl dafür, was die wesentlichen Themen und auch die politisch heiklen Fragen sein werden. Dafür ist ein Austausch mit den Kolleginnen und Kollegen innerhalb der Verwaltung, aber auch mit den Gemeinden wichtig. Ein respektvoller Umgang und eine gute Zusammenarbeitskultur müssen gepflegt werden, helfen dann aber bei schwierigen Prozessen enorm. Als Planungsgrundlage: Digitale Daten oder persönliche Eindrücke vor Ort? Sowohl als auch. Ohne digitale Datengrundlagen geht es nicht. Oft bringt einem aber nur schon ein kurzer Eindruck vor Ort ein besseres Gefühl für den Ort und die wesentlichen Themen. Eine Erkenntnis, die ich aus Zeitgründen immer wieder «vergesse» und nach jeder Begehung vor Ort wieder von neuem «gewinne». Ihr Lieblingsort? Das Kapuzinerkloster mit Ausblick über Altdorf, nur 10 Gehminuten von meinem Arbeitsplatz entfernt. Kleine und mittelgrosse Städte wie Altdorf, Rapperswil-Jona oder viele andere, sind aus meiner Sicht sehr wichtig und für die hohe Lebensqualität in der Schweiz wesentlich mitverantwortlich.

Sie scheinen vom Massstab bzw. ihrer Grösse her der schweizerischen Identität gut zu entsprechen. Allen Regionen der Schweiz bieten sie sowohl für die regionale Versorgung, das kulturelle Leben wie auch für die wirtschaftliche Entwicklung viel. Diese Kleinstädte gilt es aus meiner Sicht zukünftig weiter zu stärken. Hier soll die Entwicklung einer Region konzentriert werden. Die schönste Erinnerung an Ihre Zeit an der HSR? Ich habe viele schöne Erinnerung an die Zeit an der HSR. Die Wohnung in Seenähe. Der Weg per Velo an die HSR mit Kurzstopp beim Zoo, weil die Giraffen gerade die Strasse überqueren müssen. Die gschaffige, kreative Stimmung bei Projektarbeiten an unseren Arbeitsplätzen im «Graben». Das Bier danach, z.B. im «Bären» oder an einem der zahlreichen Apéros. Die gemeinsamen Studienreisen oder PlanerInnenTreffen PIT. Der erste Arbeitsplatz nach dem Studium ist… ...richtungsweisend für die berufliche Entwicklung, aber auch – ähnlich einer Berufslehre – ein Teil der Ausbildung. Hier wird das praktische Handwerk geübt.

Der wichtigste Tipp für frische Absolventinnen und Absolventen? Auch wenn alles vorgegeben und reguliert scheint, oder wenn ihr hört: «Das haben wir vor 20 Jahren auch schon probiert.» Scheut euch nicht, kreativ zu sein und nach neuen Lösungswegen zu suchen. Millionenstadt oder ländliche Dörfer? Die Lebendigkeit, die Vielfalt und die fussläufige Erreichbarkeit einer Millionenstadt und der Gemeinschaftssinn sowie der Wille zu einfachen, praktischen Lösungen ländlicher Dörfer. Ihre drei Raum-Unwörter? Raumrelevant, Raumgeborgenheit, Raumverträglichkeit Ihre drei Raum-Lieblingswörter? Raumwirksam, Raumplanung, Raumentwicklungsstrategie Unter Studierenden erkennt man die Raumplaner immer daran, dass… ...sie den Dingen auf der Grund gehen wollen und sehr breite Interessen mitbringen. Sie sind daher immer mal wieder als Gäste in Vorlesungen anderer Fachbereiche anzutreffen.

Eine Raumplanerin, ein Raumplaner darf niemals… … Aussagen oder Gegebenheiten 1:1 übernehmen, die er/sie nicht selber wirklich versteht. Nur wenn ein Anliegen auch für mich verständlich ist, kann ich es korrekt in die Abwägung der Interessen einfliessen lassen. Deshalb: Nachfragen und den Dingen auf den Grund gehen.

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Knacknuss präsentiert von Ergon Informatik AG

Würfel in Normalprojektion Im Kino ist 3D schon passé. Bei den Rätseln aber extrem angesagt – oder das wird es zumindest sein nach dieser Knacknuss-Ausgabe. Die Figuren bestehen aus Würfelchen in Normalprojektion. In der Aufsicht zeigt sich jeweils ein Zeichen. Die Zahlen bezeichnen die «Höhe» (Abstand von der Ursprungsebene). Das herausgeknobelte Wort ist chiffriert. Damit du es lesen und einsenden kannst, musst du es erst decodieren. Dabei hilft dir ergon.ch/code. Am gleichen Ort erhältst du auch einen Hinweis zur korrekten Würfelbetrachtungsweise. Das endgültige Lösungswort hat unterschiedliche Bedeutungen. Mein Favorit daraus ist klar.

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Rätselautor: Erwin Huber Entwicklungsleiter Web Application Security

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