Preisträgerprojekte 2025

Moderne Städte überprüfen die Luftqualität, den Verkehrsfluss, den Lärmpegel und andere städtische Parameter in Echtzeit, um das Leben in der Stadt sicherer, sauberer und effizienter zu machen. Tausende von Sensoren sammeln und teilen Daten über ein System vernetzter Geräte bekannt als „Internet of Things“, IoT).  Die Stromversorgung dieser Sensoren ist jedoch eine echte Herausforderung. Die meisten Geräte werden über Kabel an das Stromnetz angeschlossen oder mit Einwegbatterien betrieben, was hohe Installationskosten verursacht, häufige Wartungsarbeiten erfordert und Elektronikabfall generiert. Diese Einschränkungen verlangsamen die Verbreitung von Smart-City-Technologien.

Das Projekt EMPOWER#IoT schlägt einen anderen Ansatz vor: autonome Sensoren, die mit Solarenergie betrieben werden und keine kostspielige Verkabelung oder ständigen Batteriewechsel benötigen. Zu diesem Zweck entwickelt das Konsortium neue Photovoltaik-Materialien, darunter organische und Perowskit-Solarzellen, die auch in schattigen Bereichen, bei bewölktem Wetter oder sogar unter Straßenlaternen gute Leistungen erbringen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumzellen arbeiten diese Technologien auch bei schlechten Lichtverhältnissen effizient weiter und eignen sich daher besonders für dichte städtische Umgebungen.

EMPOWER#IoT geht jedoch über die Technologie hinaus. Von Anfang an integrierte das Team Ökodesign-Prinzipien und Recyclingstrategien für photovoltaische Materialien mit dem Ziel, Abfall zu reduzieren und den Einsatz entscheidender Rohstoffe zu begrenzen.

Ein trinationales Konsortium unter der Leitung der Universität Freiburg vereint die Universität Straßburg, das CNRS, die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, die Eurométropole de Strasbourg und Novartis. Gemeinsam entwickeln sie Solarmodule, Energiemanagement-Elektronik und Prototypen von Sensoren. Praxistests werden in Städten in Frankreich und Deutschland durchgeführt.

Bis zum Ende des Projekts will EMPOWER#IoT funktionsfähige Prototypen liefern, die das Potenzial solarbetriebener, autarker Sensoren unter Beweis stellen. Für Städte und Unternehmen bedeutet dies zuverlässigere Daten zu geringeren Kosten. Und für die Oberrheinregion ist dies ein Schritt in Richtung einer Zukunft, in der digitale Innovation und saubere Energie gemeinsam voranschreiten.

• Projektpartner: Universität Freiburg (DE), Université de Strasbourg (Icube-Labor) (FR), Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), mit weiteren akademischen Partnern (Fraunhofer ISE, CNRS), Kommunen und Unternehmen
• Budget: 1.390.073,85 Eur
• Umsetzungszeitraum:  1.1.2026 – 31.12.2028

Krebs und Alzheimer verlaufen oft schleichend, mit nur geringfügigen Veränderungen in der Zellfunktion. Den heutigen Diagnosemethoden mangelt es an molekularer Präzision: Bei der Untersuchung von Patienten werden durch herkömmliche Bildgebungsverfahren häufig Stoffwechselveränderungen übersehen, die für Behandlungsentscheidungen wichtig wären.

entwickelt eine neue Generation von MRT-Geräten auf Basis von Hyperpolarisation, einer quantenmechanischen Technologie, die wie ein Vergrößerungsglas wirkt und das Signal wichtiger Moleküle wie Laktat und Pyruvat verstärkt. Warum ist das wichtig? Weil diese Moleküle Frühindikatoren für Krankheiten sind. Bei Krebs wachsen Tumore, indem sie Zucker mit hoher Geschwindigkeit verbrauchen und große Mengen an Laktat produzieren. Bei Alzheimer haben Neuronen Schwierigkeiten, Pyruvat effizient zu nutzen, was zu einem frühen Energiemangel führt. Mit quantenverstärkter MRT könnten Ärzte diese Veränderungen erkennen, was eine frühzeitigere Diagnose und effektivere Behandlungen ermöglicht.

Forschende der UniKlinik Freiburg und des ICube-Labors der Universität Straßburg werden gemeinsam einen Demonstrator entwickeln und ihn sowohl für Krebs als auch für Alzheimer testen. Akademische und industrielle Partner aus Frankreich, Deutschland und der Schweiz werden ihr Fachwissen für das Projekt bereitstellen.

Das Projekt hat ein erhebliches Potenzial: Allein in der Oberrheinregion werden jedes Jahr zehntausende Menschen mit Krebs oder neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer diagnostiziert, und mit der Alterung der Bevölkerung ist mit einem Anstieg der Fälle zu rechnen. Diese Krankheiten stellen eine schwere Belastung für Patienten, Familien und Gesundheitssysteme dar. Durch die Anwendung quantenmechanischer Technologien für dringliche gesundheitliche Belange wird QUANTUM-PRECISION eine frühzeitigere Erkennung, eine präzisere Therapiekontrolle und eine individualisierte Versorgung ermöglichen.

• Projektpartner: Uniklinikum Freiburg (DE), Université de Strasbourg (laboratoire Icube) (FR), mit anderen akademischen Partnern und Industriepartnern aus dem Bereich der Simulation und Quantenalgorithmen für die chemische und pharmazeutische Industrie
• Budget global : 999.860,66 €
• Période de réalisation : 1.1.2026 – 31.12.2028

Industrieparks sind große Energieverbraucher. Innerhalb dieser Parks verwaltet jedoch jedes Unternehmen seine Energie in der Regel selbst. Das kann dazu führen, dass ein Unternehmen Solarenergie verschwendet, während ein Nachbar Strom aus dem Netz bezieht. Andere lassen Maschinen gleichzeitig laufen, was zu kostspieligen Verbrauchsspitzen führt. Ohne Koordination wird wertvolle Energie verschwendet, Kosten steigen und CO₂-Emissionen nehmen zu. Angesichts steigender Energiepreise und ehrgeizigerer Klimaziele ist dieser Ansatz nicht mehr tragbar.

Das Projekt FLEX-E soll Unternehmen dabei helfen, gemeinsam als ein großes intelligentes System zu agieren, während ihre sensiblen Verbrauchsdaten privat bleiben. Das Projekt nutzt innovative Tools aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz, die auf föderiertem Lernen basieren. Anstatt Daten zu bündeln, trainiert jeder Standort sein eigenes Modell und teilt nur ‚gewonnene Erkenntnisse‘, um ein kollektives Modell zu erstellen, das als Leitfaden für die Energieoptimierung dient. Um diesen Ansatz umzusetzen, wird FLEX-E die Energieflüsse in drei realen Industrieparks unterschiedlicher Größe in Frankreich und Deutschland kartieren und modellieren.

Die ausgewählten Standorte dienen als Testgebiete, um zu demonstrieren, wie KI-gesteuerte Koordination die Effizienz und Flexibilität verbessern kann. Durch den Vergleich von Standorten unterschiedlicher Größe wird das Projekt prüfen, wie flexibles Energiemanagement an eine Vielzahl von industriellen Kontexten angepasst werden kann. Die Ergebnisse umfassen ein praktisches Software-Toolkit und einen Leitfaden zur Modellierung von Energieflüssen. Diese Tools, die auf den Standards des Building Information Modeling (BIM) basieren, werden es anderen Industrieparks erleichtern, die gleichen Methoden anzuwenden und von den Ergebnissen zu profitieren.

FLEX-E bringt Universitäten, Unternehmen und öffentliche Partner aus Frankreich und Deutschland zusammen. Die Hochschule Karlsruhe und die INSA Strasbourg stellen ihr Fachwissen in den Bereichen der Modellierung von Energieflüssen und künstlicher Intelligenz zur Verfügung. Zum Konsortium gehören auch Industrieakteure und Wirtschaftsförderungsagenturen beiderseits des Rheins, die dafür sorgen, dass die Forschungsergebnisse auf den Markt übertragen werden können. Zusammen bilden diese Akteure ein kollaboratives Ökosystem, das die Energieoptimierung vorantreibt.

Das Projekt hat ein erhebliches Potenzial. Unternehmen können Energie besser nutzen, ihre Kosten senken und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern. Gleichzeitig steht der Gesellschaft ein übertragbares Modell zur Verfügung, das europaweit skaliert werden kann und fragmentiertes Energiemanagement in kollektive Intelligenz umwandelt.

• Projektpartner: Hochschule Karlsruhe (DE) und INSA Strasbourg (FR) und Industriegebiete in Grand Est und Baden-Württemberg
• Budget: 995.637,97 €
• Umsetzungszeitraum: 1.1.2026 – 31.12.2028

Jeden Sommer steigt die Brandgefahr aufgrund des Klimawandels, der zu längeren Dürreperioden und höheren Temperaturen führt. Diese Brände können nicht nur Wälder, sondern auch bewohnte Gebiete und manchmal auch sensible Industriestandorte betreffen und dichte Rauchwolken freisetzen, die mit Feinstaub und giftigen Gasen belastet sind. Diese Schadstoffe können sich über große Entfernungen ausbreiten, Grenzen überschreiten und die Gesundheit der Bevölkerung gefährden. Brände im Sommer 2025 in Frankreich und Deutschland haben erneut gezeigt, wie wichtig schnelle und zuverlässige Informationen über die Luftqualität sind, um sowohl die Bevölkerung als auch die Einsatzkräfte zu schützen. Derzeit verfügen die Feuerwehren vor allem über Bodensensoren, die jedoch nicht ausreichen, um die Dynamik der Schadstoffe in der Luft in Echtzeit zu verfolgen.

Das Projekt HEDRAF will diese Lücke mithilfe einer einzigartigen Drohne füllen, die für Notfalleinsätze konzipiert ist. Sie vereint mehrere Innovationen: eine Autonomie von fünf Stunden dank einer Hybridtechnologie, die Lithium-Batterien, Wasserstoffzellen und organische Solarzellen kombiniert, eine Struktur aus biobasierten Materialien, die sowohl leicht als auch widerstandsfähig sind, sowie die Möglichkeit zum vertikalen Start und zur vertikalen Landung, was einen schnellen Einsatz vor Ort ermöglicht. Dank ihrer integrierten Intelligenz wird sie Rauchwolken verfolgen können, wobei sie sich an deren Rand aufhält, um eine Überlastung der Sensoren zu vermeiden, und so in Echtzeit genaue Messungen der chemischen Zusammensetzung der Luft liefern. Diese Informationen werden für behördliche Entscheidungen und Einsätze der Feuerwehr sehr wertvoll sein.

Dieses Projekt wird von Forschenden der INSA Strasbourg (Labor ICUBE), des CNRS (Labor ICPEES) und der Universität Freiburg im Breisgau in Zusammenarbeit mit Industriepartnern, der Feuerwehr und Luftüberwachungsbehörden durchgeführt. Mit dieser innovativen Drohne strebt HEDRAF ein strategisches Instrument an, das schnell eingesetzt werden kann und gleichzeitig eine genaue Analyse der Luftverschmutzung in unmittelbarer Nähe der Rauchwolken liefert.

• Projektpartner: INSA Strasbourg (FR), CNRS (FR) und Universität Freiburg (DE), in Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie, Feuerwehren und Luftüberwachungsbehörden
• Budget: 999.957,81 €
• Umsetzungszeitraum: 1.1.2026 – 31.12.2028

Operationssäle sind zentrale Knotenpunkte von Krankenhäusern, in denen hochmodernes Fachwissen und hoher Druck aufeinandertreffen. Das Pflegepersonal muss nicht nur die Chirurgen unterstützen, sondern auch zahlreiche logistische Aufgaben bewältigen: Rollwagen vorbereiten, Instrumente überprüfen, Material transportieren. Diese zeitaufwändigen Aufgaben sind für die Sicherheit der Eingriffe unerlässlich, verringern jedoch die Verfügbarkeit der Fachkräfte für ihre eigentliche Aufgabe: die Patientenversorgung. Angesichts des zunehmenden Mangels an Pflegepersonal in Europa belasten sie die Teams immer mehr.

Das IMARA-Projekt entwickelt eine Robotik-Plattform zur Unterstützung des Pflegepersonals. Sie besteht aus zwei sich ergänzenden Innovationen: einem autonomen mobilen Roboter, der chirurgisches Material aus dem Lager in den Operationssaal transportiert, und einem Roboterarm mit Imitationslernfunktion, der mithilfe von Computerbildverarbeitung und künstlicher Intelligenz die Handgriffe des Pflegepersonals bei der Vorbereitung und Präsentation der Instrumente beobachtet und nachahmt. Diese aus der Industrie stammenden und geschickt an den medizinischen Bereich angepassten Technologien werden Teil eines übergreifenden Ökosystems sein, das sich nahtlos in die digitale Umgebung des Krankenhauses integrieren lässt. Durch die Automatisierung dieser Vorgänge entlastet IMARA das Pflegepersonal und reduziert gleichzeitig das Risiko menschlicher Fehler bei der Vorbereitung des Materials.

Im Mittelpunkt des Projekts steht ein Ko-Konzeptionsprozess. Die Prototypen werden gemeinsam mit den OP-Teams entwickelt und getestet, um sicherzustellen, dass sie den tatsächlichen Anforderungen vor Ort entsprechen. Französische und deutsche Partner aus Wissenschaft und Technologie bringen gemeinsam mit dem IHU Straßburg ihr Fachwissen ein: die Universität Reutlingen, das Labor ICube (IRIS) in Straßburg und das Fraunhofer-Institut IPA in Mannheim.

Die angestrebten Vorteile sind vielfältig: Entlastung des Pflegepersonals von einem Teil seiner logistischen Aufgaben, mehr Zeit für die Patientenversorgung, reibungsloserer Ablauf im Operationssaal und mehr Sicherheit bei den Eingriffen. Darüber hinaus trägt IMARA dazu bei, die grenzüberschreitende Zusammenarbeit zu stärken und die Oberrheinregion als europäischen Referenzstandort für Robotik in der Medizin zu positionieren, womit es einen Vorgeschmack auf die Krankenhäuser von morgen gibt: vernetzte Bereiche, in denen Robotik und künstliche Intelligenz Fachkräfte dabei unterstützen, die Qualität und Sicherheit der Pflege zu verbessern.

• Projektpartner: Institut Hospitalo-Universitaire de Strasbourg (FR), Université de Strasbourg (Icube-Labor) (FR), Hochschule Reutlingen (DE) sowie Partner aus dem akademischen Bereich und dem Krankenhaussektor
• Budget: 956.734,80 €
• Umsetzungszeitraum: 01.01.2026 – 31.12.2027

Der Oberrhein ist die Heimat einiger der renommiertesten Weinberge Europas, doch dieses Weinerbe ist durch Rebholz-Krankheiten bedroht. Pilze zerstören die Rebstöcke langsam von innen, oft ohne erkennbare Symptome über Jahre hinweg. Wenn die Anzeichen am Holz oder an den Blättern sichtbar werden, ist es oft schon zu spät: Die Erträge sinken, die Rebstöcke sterben ab und ganze Parzellen müssen gerodet und neu bepflanzt werden. Heute basiert die Erkennung hauptsächlich auf der visuellen Beobachtung von verfärbten Blättern und abgestorbenen Stämmen. Diese einfache und kostengünstige Methode hat jedoch ihre Grenzen: Die Symptome ähneln denen, die durch andere Stressfaktoren wie Trockenheit oder Nährstoffmangel verursacht werden, und spiegeln nicht immer den inneren Zustand des Holzes wider. Interventionen erfolgen daher zu spät und sind weniger wirksam. Im Labor gibt es zwar modernste Detektionsverfahren, diese sind jedoch für den täglichen Gebrauch zu kostspielig und zu komplex.

Als Reaktion darauf entwickelt das Projekt VitiSense zwei innovative und praktische Instrumente für den Weinbau: einen tragbaren optischen Sensor, der die Photosyntheseaktivität und die Fluoreszenz der Blätter misst, um unsichtbaren Befall frühzeitig zu erkennen, und ein tragbares MRT-Gerät, das aus dem medizinischen Bereich angepasst wurde und imstande ist, das Innere des Rebstocks sichtbar zu machen und nekrotische Bereiche zu lokalisieren.

Diese Geräte können einzeln oder verbunden mit einem Netzwerk aus Sensoren eingesetzt werden, um eine kontinuierliche Überwachung und gezielte Maßnahmen zu ermöglichen und so Verluste und Kosten zu reduzieren. Die Elektronik dieser Instrumente wird eingekapselt, um sie wetterfest zu machen.

Das Projekt vereint ein grenzüberschreitendes und multidisziplinäres Konsortium: Forschende aus den Bereichen Weinbau und Rebkrankheiten der Université de Haute-Alsace und des Julius-Kühn-Instituts, Spezialisten für Optik und MRT der Université Strasbourg und der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), Experten für Gerätedesign und -kapselung der Hochschule Furtwangen sowie Partner aus der Industrie. Gemeinsam entwickeln sie Prototypen, testen diese im Labor und anschließend in den Weinbergen und machen sie widerstandsfähig gegen die Bedingungen vor Ort.

Langfristig plant VitiSense die Gründung eines Start-ups, um diese Lösungen breit zu verbreiten. Die erwarteten Vorteile sind vielfältig: gesündere Reben, geringere Verluste, nachhaltiger Weinbau und die Erhaltung eines außergewöhnlichen regionalen Erbes.

• Projektpartner: Université de Strasbourg (Icube-Labor) (FR), Université de Haute-Alsace (FR), Hochschule Furtwangen (DE) sowie weitere assoziierte akademische Partner (FHNW, Julius Kühn-Institut) und Partner aus der Industrie
• Budget: 998.141,47 €
• Umsetzungszeitraum: 1.01.2026 – 31.12.2028

Der Rhein, einer der wichtigsten Flüsse Europas, ist sowohl eine Trinkwasserquelle als auch ein wichtiger Transportweg für Mikroplastik in die Ozeane. Diese winzigen Partikel stammen entweder aus absichtlich hergestellten Kunststoffen (z. B. Kosmetika, Farben) oder aus dem Abbau unsachgemäß entsorgter Kunststoffprodukte. Bei Wasserlebewesen kann die Aufnahme von Mikroplastik zu Unterernährung, Entzündungen, verminderter Fruchtbarkeit und höherer Sterberate führen. Studien zeigen, dass ultrafeine Partikel fast alle Organe des menschlichen Körpers erreichen können, wobei die genauen Folgen für die menschliche Gesundheit noch unklar sind. Die Wasserüberwachung basiert derzeit auf manuellen Probenahmen und Laboranalysen, die kostspielig und zeitaufwendig sind.

Das ZUNAMI-Projekt will dies ändern, indem es ein automatisiertes System entwickelt, das Mikroplastik direkt vor Ort innerhalb von etwa einer Stunde erkennen und quantifizieren kann. Um dies zu erreichen, bringt ZUNAMI ein grenzüberschreitendes Konsortium aus Universitäten, Industrie und öffentlichen Wasserversorgern zusammen. Forschende der Universitäten Freiburg und Basel entwickeln gemeinsam mit der RPTU Kaiserslautern-Landau drei miteinander verbundene Innovationen: fortschrittliche Probenvorbereitungsmethoden zur Erfassung von Mikroplastik aus großen Wassermengen, mikrofluidische Systeme zur Automatisierung der Probenvorbereitung und Mikroporen-/Nanoporen-Sensoren zur Erkennung einzelner Partikel durch Veränderungen im elektrischen Strom. Eine Pore ist ein winziges Loch in einer Membran, durch das elektrischer Strom fließt. Wenn sich ein Partikel der Pore nähert, verändert es kurzzeitig den Strom in Abhängigkeit von seiner Größe und Form. Diese Veränderung erzeugt eine einzigartige elektrische „Signatur”, die entschlüsselt werden kann, um das Partikel zu identifizieren.

Über einen Zeitraum von drei Jahren wird das Projekt zunächst die Technologie unter Laborbedingungen testen und anschließend mit echten Rheinwasserproben validieren, die von öffentlichen Wasserversorgungsunternehmen in der Schweiz und Frankreich bereitgestellt werden. Die größte Herausforderung besteht darin, nachzuweisen, dass die Mikroporenerkennung Partikeltypen und -größen zuverlässig unterscheiden kann und dass der kombinierte Arbeitsablauf Ergebnisse liefert, die mit herkömmlichen Laborverfahren vergleichbar sind.

Die potenziellen Auswirkungen sind beträchtlich. Durch eine schnellere, kostengünstigere und einfachere Messung könnte ZUNAMI die regelmäßige Überwachung von Mikroplastik für Wasserbetreiber vereinfachen. Zuverlässige Daten würden eine bessere Grundlage für Umweltvorschriften schaffen. Langfristig könnte dieser Ansatz über den Rhein hinaus ausgeweitet werden und so einen Beitrag zu den weltweiten Bemühungen zur Bekämpfung der Plastikverschmutzung und zum Schutz von Natur und Mensch leisten.

• Projektpartner: Universität Freiburg (DE), Universität Basel (CH) und RPTU Kaiserslautern-Landau (DE) sowie Wasserversorger und Industriepartner
• Budget: 1 378 583,37 Eur
• Umsetzungszeitraum: 01.01.2026 – 31.12.2028