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Mit ihrer Rechenleistung auf Exascale-Niveau bietet die JUPITER AI Factory (JAIF) einzigartige Möglichkeiten zum Training von KI-Modellen in Europa. Sie eröffnet Start-ups und KMU sowie Forschenden und der Industrie einen kostenlosen, schnellen und einfachen Zugang zu Rechenzeit. Nun erweitert JAIF ihre Infrastruktur und ihr Leistungsspektrum durch die Zusammenarbeit mit dem NVIDIA Inception-Programm für Start-ups.

JAIF basiert auf JUPITER, Europas erstem Exascale-Supercomputer. Indem JAIF mit NVIDIA Inception zusammenarbeitet – das Start-ups ebenfalls Zugang zu Entwicklertools, Schulungen und einem Netzwerk aus Investoren und technischen Experten bietet – bringt sie ihre enorme Rechenleistung direkt in ein größeres, rasch wachsendes Ökosystem für KI-Innovation ein. Damit erhöht sie ihre Sichtbarkeit bei Start-ups und KMU im deutschen und europäischen KI-Umfeld.

Diese Kooperation ergänzt die bestehenden Partnerschaften von JAIF und erweitert das Angebot an offenem, herstellerneutralem Zugang zu europäischen KI- und HPC-Ressourcen.

Wissenstransfer und Kompetenzaufbau für KI und HPC

Von der Zusammenarbeit profitieren soll die gesamte JAIF-Forschungs- und Entwicklungs-Community, bestehend aus Wissenschaft, Start-ups und KMU. Im Rahmen der geplanten Initiativen werden gezielte Schulungs- und Mentoring-Angebote über Programme von NVIDIA Training für Entwickler:innen und Administrator:innen, das NVIDIA AI Technology Center sowie die Open-Hackathon-Initiative bereitgestellt. Diese Aktivitäten sollen den Wissensaustausch fördern und praktische Kompetenzen für die Entwicklung von KI- und HPC-Anwendungen vermitteln.

Zudem werden durch die Kooperation die Rechenressourcen und Serviceangebote von JAIF über das NVIDIA Inception-Portal noch sichtbarer. Start-ups und KMU steht eine leistungsstarke, hochmoderne KI-Infrastruktur offen – sowohl über die regulären Antragswege von JAIF als auch über das NVIDIA Inception-Portal als ergänzenden Zugangsweg. Durch diese Kombination sollen für das JAIF-Ökosystem neue Nutzergruppen gewonnen und bestehende Dienstleistungsangebote stärker genutzt werden. JAIF-Anwender erhalten ergänzende Expertise im Wissenstransfer und in den jeweiligen Fachdisziplinen, was die effektive Nutzung der vorhandenen Rechenkapazitäten fördert. Die Verknüpfung eines größeren Ökosystems für KI-Innovation mit europäischen KI- und HPC-Ressourcen soll dazu beitragen, den Einsatz und die Skalierung von KI-Anwendungen in zahlreichen Feldern voranzutreiben – darunter im Gesundheitswesen, in der Energieversorgung, der Fertigung, in den Bereichen Klima und Umwelt, Bildung, Kultur und Medien sowie im öffentlichen Sektor und im Finanz- und Versicherungswesen.

JUPITER – Schlüsselinfrastruktur für KI und Hochleistungsrechnen

Integriert in eine breitere, herstellerneutrale Dienstleistungslandschaft ergänzen diese neuen Angebote das Fachwissen der deutschen und europäischen Partner von JAIF. Gleichzeitig treiben sie die KI-Innovation mit JUPITER, Europas erstem Exascale-Supercomputer, voran. Das im September 2025 eingeweihte EuroHPC-System wird von rund 24.000 NVIDIA Grace Hopper-Superchips angetrieben und bildet das zentrale technologische Rückgrat des JAIF-Ökosystems. JUPITER stellt eine Schlüsselinfrastruktur für KI und Hochleistungsrechnen in Deutschland und Europa dar. Um Training und praktische Anwendungen nahtlos miteinander zu verbinden, umfasst das JAIF-Ökosystem zudem JARVIS, eine spezialisierte Cloud-Plattform für fortschrittliche KI-Inferenz und skalierbare Nutzerdienste.

Langjährige Zusammenarbeit im Bereich Hochleistungsrechnen und GPU-gestützter Forschung

Das JSC arbeitet in den Bereichen Hochleistungsrechnen und GPU-gestützter Forschung seit vielen Jahren eng mit NVIDIA zusammen. Dazu gehören Entwicklungs- und Optimierungsarbeiten für KI- und HPC-Anwendungen sowie der Betrieb von Forschungs- und Entwicklungslabors, darunter ein NVIDIA Application Lab am Standort Jülich.

Diese Zusammenarbeit trägt dazu bei, JAIF als eines der führenden KI-Innovationszentren Deutschlands zu stärken und fördert die wirtschaftliche Entwicklung in Nordrhein-Westfalen, Hessen, Deutschland und Europa.

JAIF hat das Ziel, Dienstleistungen anzubieten, die Start-ups und KMU den Zugang zu KI-Anwendungen in großem Maßstab erleichtern. Unsere Zusammenarbeit mit NVIDIA und dessen Inception-Programm trägt maßgeblich dazu bei. Die Partnerschaft stellt sicher, dass die Stärken von JUPITER einerseits und die Flexibilität von JARVIS andererseits voll ausgeschöpft werden können.

Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert, Jülich Supercomputing Centre (JSC), Koordinator von JAIF

„Deutschlands Forschungseinrichtungen bringen Gründer hervor, die ihre eigenen Modelle trainieren wollen, und dieser Anspruch stößt schon früh an infrastrukturelle Grenzen“, sagt Tobias Halloran, Direktor für EMEAI-Start-ups bei NVIDIA. „Durch diese Zusammenarbeit erhalten Start-ups und KMU im NVIDIA Inception-Programm über JAIF ebenfalls Zugang zu JUPITER für das Training und zu JARVIS für die Inferenz sowie fachkundige Unterstützung bei deren Nutzung. Damit erweitert JAIF seinen Nutzerkreis unter Start-ups und KMU weiter.“

Über das Jülich Supercomputing Centre (JSC) am Forschungszentrum Jülich

Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) betreibt Systeme für das Hochleistungsrechnen und stellt Wissenschaft und Industrie in Deutschland und Europa Zugang zu modernster Supercomputing-Infrastruktur bereit. Als eines der führenden Supercomputing-Zentren Europas ermöglicht das JSC Forschenden, komplexe wissenschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen mit innovativen Methoden aus Simulation, Data Science und Künstlicher Intelligenz anzugehen. Mit seinen Systemen – darunter Europas erster Exascale-Supercomputer JUPITER – unterstützt das JSC interdisziplinäre Forschung in einer Vielzahl wissenschaftlicher Felder und entwickelt Methoden für Recheninfrastrukturen der nächsten Generation. Darüber hinaus betreibt das JSC JUNIQ, eine europäische Quantencomputer-Infrastruktur, die Zugang zu modernsten Quantencomputern bietet und die frühe Erforschung sowie den Einsatz von Quantentechnologien unterstützt. Das JSC ist Teil des Forschungszentrums Jülich (FZJ), Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft.

Über die JUPITER AI Factory (JAIF)

Die JUPITER AI Factory (JAIF) ist Teil eines Netzwerks von KI-Fabriken in ganz Europa, das von der EuroHPC JU kofinanziert wird. Im Rahmen dieser Initiative betreut die EuroHPC JU den Aufbau von 19 KI-Fabriken, ergänzt durch 13 KI-Fabrik-Antennen, um die Einführung künstlicher Intelligenz in Start-ups, KMU, der Industrie, der Forschung und im öffentlichen Sektor zu beschleunigen. Basierend auf JUPITER, Europas erstem Exascale-Supercomputer, der von EuroHPC beschafft wurde und vom JSC betrieben wird, bietet JAIF Zugang zu hochmoderner KI-Infrastruktur für Training und Inferenz sowie fachliche Unterstützung, Schulungen und Innovationsangebote, die Organisationen bei der Entwicklung, Skalierung und dem Einsatz von KI-Lösungen unterstützen. Als zentrale Anlaufstelle für KI-Innovation ermöglicht JAIF Anwendungen in Bereichen wie Gesundheit, Energie, Klima, Fertigung, Finanzen, Bildung, Medien und dem öffentlichen Sektor.

Die JUPITER AI Factory wird vom FZJ koordiniert und vereint die RWTH Aachen University, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT), das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS), hessian.AI sowie AI Factory Antennas in Belgien und Ungarn, um die KI-Innovation und -Anwendung in Europa zu unterstützen.

Förderung

JAIF wird durch das EuroHPC Joint Undertaking (JU) finanziert, mit Kofinanzierung durch die Bundesregierung sowie die Länder Nordrhein-Westfalen und Hessen. Das Gesamtvolumen der Förderung für die AI Factory beträgt 25 Millionen Euro. Zusätzlich wird das mit JAIF verbundene KI-Inferenzsystem JARVIS mit 30 Millionen Euro durch die Bundesregierung und das Land Nordrhein-Westfalen finanziert.

JUPITER, der „Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research“, wird zur Hälfte von der europäischen Supercomputing-Initiative EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU) und zu je einem Viertel vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR, vormals BMBF) sowie dem Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) finanziert.

Quelle: https://www.fz-juelich.de/de/aktuelles/news/pressemitteilungen/2026/jupiter-ai-factory-kooperiert-mit-nvidia-um-startups-and-smes-zu-unterstuetzen

Zum Auftakt der Forschungsarbeiten kamen die Projektpartner am 30. September 2026 bei der SDC Control GmbH in Neuenrade zusammen. Dort stimmten Fraunhofer IMS, Scemtec und SDC Control Arbeitspakete, Schnittstellen und die ersten Entwicklungsschritte ab.

Warum feste Prüfregeln an Grenzen stoßen

Heutige kamerabasierte Prüf- und Sortieranlagen arbeiten überwiegend mit festen Regeln und Schwellenwerten. Verschmutzungen, wechselnde Lichtverhältnisse oder Fokusabweichungen führen daher regelmäßig dazu, dass einwandfreie Bauteile als Ausschuss deklariert werden. Starre Schwellenwerte können solche Veränderungen nicht ausgleichen, weil sie den Zustand der Anlage nicht kennen.

»Pseudoausschuss heißt: Wir prüfen und sortieren dieselben Teile mehrfach und kalibrieren zwischendurch von Hand nach. Das mindert die Effizienz der ganzen Linie. Besonders deutlich zeigt sich das in der Lohnsortierung: Wer Bauteile im Kundenauftrag prüft und sortiert, rechnet pro Teil ab, jeder Fehlausschuss kostet unmittelbar Geld«, sagt Dennis Freudenreich, Geschäftsführer der SDC Control.

Edge-KI: Lernen direkt an der Anlage

Im Zentrum von KIMIPA steht eine universell nachrüstbare Hardwareplattform, auf der KI-Modelle nicht nur ausgeführt, sondern direkt vor Ort nachtrainiert werden. Das System ordnet geprüfte Bauteile den Klassen »in Ordnung«, »nicht in Ordnung« und »Pseudoausschuss« zu und erkennt parallel die Ursache einer Fehlbewertung, zum Beispiel Verschmutzungen, ungünstige Beleuchtung oder eine Prozessabweichung. Angestrebt wird eine Klassifikationsgenauigkeit von mindestens 90 Prozent.

Die technische Grundlage dafür liefert das Fraunhofer IMS: Mit dem am Institut entwickelten Open-Source-Framework AIfES lassen sich neuronale Netze ausführen, direkt auf Mikrocontrollern trainieren und anpassen. Damit gehört das Fraunhofer IMS zu den wenigen Einrichtungen, die selbstadaptives Lernen auf ressourcenbeschränkter Hardware beherrschen. Dies ist Voraussetzung dafür, dass KIMIPA ohne Cloud auskommt.

Erfahrungswissen fließt in das Training ein

Über eine digitale Benutzeroberfläche kennzeichnen Anlagenmechaniker fehlerhaft aussortierte Teile und bringen so ihr Erfahrungswissen unmittelbar in das KI-Training ein. Umgekehrt liefert das System konkrete Handlungsempfehlungen zur Nachsteuerung, etwa zur Beleuchtung, zur Zuführgeschwindigkeit oder zur Reinigung von Anlagenkomponenten. Perspektivisch soll die Plattform ausgewählte Prozessparameter selbst anpassen und auf Abweichungen in weniger als einer Sekunde reagieren.

Herstellerunabhängig und nachrüstbar

Da vorhandene Anlagen weiter genutzt werden sollen, setzt das Konsortium konsequent auf offene Standards und gängige Industrieschnittstellen wie OPC UA und MQTT. Die Lösung ist modular aufgebaut und soll sich herstellerunabhängig in vorhandene Produktions-, Prüf- und Sortierlinien integrieren lassen. Vergleichbare Systeme sind derzeit nicht am Markt verfügbar: Bestehende Ansätze arbeiten entweder regelbasiert, cloudgestützt oder branchenspezifisch geschlossen.

Vom Prüfaufbau in die Serienfertigung

In den kommenden Projektphasen werden die entwickelten Verfahren zunehmend unter realen Produktionsbedingungen erprobt. Geplant sind Messreihen an realen Prüfaufbauten sowie die schrittweise Integration in bestehende Anlagen. Im Fokus steht dabei die Übertragbarkeit der KI-Modelle auf unterschiedliche Bauteile, Prüfmerkmale und Anlagentypen.

Mit KIMIPA leisten die Partner einen Beitrag zur ressourcenschonenden Produktion: Weniger Pseudoausschuss bedeutet kürzere Prüfzeiten, geringeren Material- und Energieeinsatz sowie eine Entlastung des Bedienpersonals. Da die Plattform ohne Cloud-Backend arbeitet, entstehen zudem keine laufenden Betriebskosten für externe Rechenleistung und Datenübertragung. Im Fokus stehen die Lohnsortierung und die optische Qualitätssicherung in der Serienfertigung.

KIMIPA wird von einem Konsortium aus Mittelstand und Forschung getragen. Neben dem Fraunhofer IMS sind die SDC Control GmbH (Neuenrade) und die Scemtec Hard- und Software für Mess- und Steuerungstechnik GmbH (Reichshof-Wehnrath) beteiligt. Das Fraunhofer IMS erhält eine Fördersumme von 279.720 Euro. KIMIPA läuft seit dem 01. Juni 2026 bis zum 31. Mai 2028. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gefördert (Förderkennzeichen: 16KN126526).

Quelle: https://www.ims.fraunhofer.de/de/Newsroom/Presseinformationen/2026/kimipa–nachruestbare-edge-ki-soll-pseudoausschuss-reduzieren.html

Enzyme, die besonders effizient Wasserstoff herstellen, müssen dafür extrem schnell Protonen aus dem Lösungsmittel einfangen. Bochumer Forschende haben herausgefunden, wie sie das bewerkstelligen.

Fast alle Stoffwechselprozesse benötigen Protonen – positiv geladene Wasserstoffatome. Obwohl diese in der Zellflüssigkeit reichlich vorhanden sind, brauchen die beteiligten Biokatalysatoren Mechanismen, um Protonen effizient einzufangen und sie zum Ort der Katalyse zu transportieren. Enzyme aus Mikroorganismen können Wasserstoff (H₂) herstellen, indem sie Elektronen mit Protonen kombinieren. Sogenannte Hydrogenasen sind dabei so effizient, dass ein Biokatalysator fast 10.000 Protonen pro Sekunde einfangen kann. Wie sie das machen, hat ein Team der Photobiotechnologie der Ruhr-Universität Bochum aufgeklärt. Die Forschenden berichten im Journal of the American Chemical Society vom 17. Oktober 2026.

Wie ein Hemmstoff helfen kann, Biokatalysatoren zu verstehen

Zink ist natürlicherweise in vielen Biokatalysatoren enthalten und wird dort für den Reaktionsmechanismus benötigt. Dabei bindet das Metallion an reaktive Gruppen bestimmter molekularer Bausteine der Enzyme, die Aminosäuren. „Genau durch diese Bindung kann Zink aber auch Biokatalysatoren blockieren“, erklärt Dr. Jifu Duan, Erstautor der aktuellen Arbeit. „Es kann nämlich auch unspezifisch an Stellen andocken, die für die Bindung von Protonen benötigt werden.“

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben untersucht, wie sich Zink auf die Wasserstoffbildung durch [FeFe]-Hydrogenasen auswirkt. Dabei machten sie eine interessante Entdeckung: „Obwohl wir anhand von Kristallstrukturen sehen konnten, dass Zink an verschiedenen Stellen der [FeFe]-Hydrogenasen bindet, führte die Interaktion an nur einer ganz bestimmten Stelle zur Hemmung“, so Jifu Duan. Diese Stelle liegt ganz in der Nähe des bisher bekannten Protonentransportweges der Hydrogenasen.

Zink blockiert ein Protonen-transportierendes Pendel

Das Team um Jifu Duan und Prof. Dr. Thomas Happe konnte zeigen, dass die Bindung von Zink und anderen Metallionen ganz bestimmte Aminosäuren blockiert, nämlich zwei Histidine auf der Oberfläche von [FeFe]-Hydrogenasen. Histidine in Enzymen sind bekannt dafür, Protonen zu binden. Ihre Rolle in [FeFe]-Hydrogenasen war aber bisher nicht untersucht worden. Wenn die Forschenden eines dieser Histidine durch eine andere Aminosäure ersetzten, war der Biokatalysator noch sehr aktiv, aber unempfindlich gegen Zink. Wenn sie jedoch das andere Histidin austauschten, konnte die [FeFe]-Hydrogenase nur noch sehr langsam Wasserstoff bilden.

Mit Hilfe verschiedener Methoden – Proteinkristallografie, Wasserstoffproduktionstests, Elektrochemie und Molekularsimulationen – konnte das Team zeigen, dass eines dieser beiden Histidine eine Art Pendel bildet. Wenn es zur Enzymoberfläche schwingt, kann es von dem anderen Histidin ein Proton entgegennehmen, und wenn es in das Enzyminnere schwingt, gibt es das Proton an einen bekannten Protonentransportpfad ab. Dabei besitzt dieses Pendel auch einen fixen Drehpunkt: eine weitere Aminosäure, die den Forschenden erst durch die genaue Analyse der Kristallstrukturen aufgefallen war.

Führte die Evolution des Protonenpendels zu besonders effizienten Hydrogenasen?

Heute kennt man viele verschiedene Gruppen von [FeFe]-Hydrogenasen. Dabei scheinen nur Mitglieder der Gruppe A die besonders hohen Umsatzraten zu leisten, die diese Biokatalysatoren auch für biotechnologische Anwendungen so spannend machen. „Wir haben auch in anderen Gruppen von [FeFe]-Hydrogenasen nach unserem Pendel gesucht, aber es scheint nur in der Gruppe A vorzukommen“, berichtet Thomas Happe. „Wir glauben, dass die beiden Histidine für ihr schnelles Einfangen von Protonen und damit für ihre hohe Aktivität verantwortlich sind.“

In der Evolution könnte dies zur Spezialisierung dieser Gruppe von Hydrogenasen geführt haben. Die Erkenntnisse können helfen, molekulare Mechanismen anderer Hydrogenasen besser zu verstehen und vielleicht besser geeignete Biokatalysatoren für biobasierte Industrieprozesse herzustellen. Aber sie sind auch wichtig für das Verständnis des H₂-Stoffwechsels in lebenden Organismen, der für viele Ökosysteme eine wichtige Rolle spielt.

Quelle: https://news.rub.de/presseinformationen/wissenschaft/2026-10-19-biologie-ein-molekulares-pendel-fuer-effiziente-wasserstoffbildung

Das Aachener Zentrum für Holzbauforschung (AZH) am Eifelcampus Simmerath
wird heute feierlich eröffnet. Die FH Aachen bündelt dort ihre Kompetenzen in
der Holzbauforschung und entwickelt mit moderner Technik innovative Lösungen
für das Bauen mit Holz. Gemeinsam mit dem Handwerk bringt sie Forschung
direkt in die Anwendung.

Der nachwachsende Rohstoff Holz ist der Baustoff der Stunde – die Nutzung hat
in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Aktuell steht der Holzbau vor neuen
Herausforderungen. „Zukünftig werden verstärkt Laubhölzer im Bauwesen
eingesetzt“, sagt Prof. Dr. Thomas Uibel. Für die Nutzung von Birke, Bergahorn
und Roteiche müssten das Trag- und Verformungsverhalten erforscht,
Bauprodukte entwickelt und Normen überarbeitet werden. Gleiches gilt für
komplexe Bauvorhaben wie mehrstöckige Holzhäuser und große
Gewerbebauten. Wie innovative Lösungen für den Einsatz von Holz als Baustoff
aussehen können, erforscht die FH Aachen im neuen AZH. Die Bandbreite der
Projekte reicht von der Entwicklung dauerhaft haltbarer Holzbrücken über
Wandelemente und mehrgeschossigen Holzbau bis hin zu unterschiedlichen
Verbindungselementen.

Die Ministerin für Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-
Westfalen, Silke Gorißen, betont: „An Holz als Rohstoff und der effizienten
Holzverwendung führt kein Weg vorbei. Wir brauchen unsere Wälder und das
aus ihnen nachhaltig gewonnene Holz im Klimawandel mehr denn je. Unser Ziel
in Nordrhein-Westfalen ist es, die Wälder zu klimastabilen Mischwäldern
umzubauen, was zu einem höheren Laubbaumanteil führen wird. Insbesondere
mit Blick auf die Entwicklung innovativer Laubholzverwendungen im Holzbau
sind die Leistungen und die hochmodernen Möglichkeiten des neuen Aachener
Holzbauzentrums wichtig.“

Zwei Aspekte machen Holzbauforschung – und die Arbeit im AZH – besonders
spannend. Zum einen ist Holz ist ein lebendiger Werkstoff, jede Holzart verhält
sich aus bautechnischer Sicht unterschiedlich. Und selbst innerhalb der einzelnen
Arten gibt es Unterschiede, etwa aufgrund der Herkunftsregion oder des Alters
der Bäume. All diese Faktoren werden bei den Forschungsprojekten
berücksichtigt. Die andere Herausforderung ist, dass Versuche mit Holz
grundsätzlich im Bauteilmaßstab gemacht werden – ergänzt um aufwendige
Simulationen und Berechnungen. Um auch Bauteile und Verbindungen in
„Originalgröße“ testen zu können, verfügen die FH-Forschenden im AZH über
beeindruckende Maschinen: Die Zug-Druck-Spindelmaschine etwa ist rund 8
Meter hoch. Sie belastet die Prüfkörper mit bis zu 600 Kilonewton (kN); das
entspricht einem Gewicht von 60 Tonnen. Ebenso können im AZH
Wandelemente aus Holz getestet werden, die eine Fläche von bis zu 6 mal 4
Metern haben. Auf dem Biegeprüfstand schließlich werden Holzträger von bis zu 15 Metern Spannweite geprüft, die etwa im gewerblichen Hallenbau zum Einsatz
kommen. Gemeinsam mit seinen Holzbauprofessorenkollegen Leif Arne Peterson
und Wilfried Moorkamp übernimmt Uibel die wissenschaftliche Leitung des AZH.
Sie betonen: „Diese Versuchsergebnisse dienen der Validierung von analytischen
sowie numerischen Untersuchungen und bilden somit eine Basis für zukünftige
Normen und Zulassungen von Bauprodukten im Holzbau.“

Wenn es um mehrgeschossiges Bauen mit Holz geht, spielen Verbindungen eine
entscheidende Rolle. Ein Ziel der FH-Fachleute ist, klebstofffreie Lösungen zu
entwickeln, die seriell gefertigt werden können. Im Handwerk sind etwa
Schwalbenschwanzverbindungen seit Langem im Einsatz – nun geht es darum,
diese tradierte Technik mit modernen digitalen Produktionsmethoden zu
kombinieren. In einem Forschungsprojekt geht es um die Frage, wie solche
Methoden zur klebstofffreien Herstellung von Balkenschichtholz eingesetzt
werden können. Das kommt beispielsweise zum Einsatz, wenn Balken mit großer
Spannweite benötigt werden. Ein zweiter Forschungsbereich sind
Systemlösungen für den mehrgeschossigen Holzbau. Vielfach wiederkehrende
Bauteile und Anschlüsse werden typisiert und standardisiert; hierdurch werden
technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen
ermöglicht.

„Hier in Simmerath arbeiten Forschung, Innovation und Praxis Hand in Hand.
Wir spielen uns die Bälle gegenseitig zu“, sagt Prof. Dr. Thomas Ritz, Rektor der
FH Aachen. Das AZH ist Teil des neuen Eifelcampus: Er soll den Transfer von
akademischen Forschungsergebnissen in die Baupraxis ermöglichen und
gleichzeitig dem Handwerk Wege zur Nutzung neuer Technologien und Verfahren
aufzeigen. „Der Eifelcampus in Simmerath eröffnet uns ganz neue
Möglichkeiten“, sagt Prof. Uibel. „In enger Zusammenarbeit von Wissenschaft
und Wirtschaft können wir das Bauen mit Holz entscheidend voranbringen.“
Ein wichtiger Teil des Eifelcampus ist das Bildungszentrum BGZ Simmerath der
Handwerkskammer Aachen (HWK). Das Aufgabenspektrum im Handwerk
verschiebt sich derzeit. Digitalisierung und Vernetzung halten auch hier Einzug –
das lässt sich etwa am Beispiel BIM (Building Information Modeling) illustrieren.
Die verschiedenen Gewerke sowie Architekt:innen und Bauingenieur:innen
tauschen sich auf der Baustelle mit Hilfe von virtuellen 3-D-Modellen aus, etwa
wenn es um die fachmännische Umsetzung von Bauplänen in der Praxis geht.
Die enge Kooperation am Eifelcampus soll gewährleisten, dass der gegenseitige
Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen Wissenschaft und Handwerk
funktioniert.

Der Transfer von Forschungsergebnissen in die Anwendung ist nur in
gemeinschaftlicher Anstrengung möglich. Neben der FH und der HWK sind auch
zahlreiche Unternehmen, Betriebe, Institutionen und Verbände beteiligt, die die
gesamte Wertschöpfungskette abdecken – von der Forstwirtschaft über
Planungs- und Ingenieurbüros bis hin zu verarbeitenden Betrieben und
Bauunternehmen. Gerade in der Eifel spielt die Branche eine große
wirtschaftliche Rolle. Bernd Goffart, Bürgermeister der Gemeinde Simmerath,
betont: „Hier entsteht echter Mehrwert für die Region.“ Wie wichtig die
Holzwirtschaft für Nordrhein-Westfalen ist, zeigen Zahlen des Zentrums für Wald
und Holzwirtschaft beim Landesbetrieb Wald und Holz NRW. 12.000
Unternehmen machen landesweit 31 Milliarden Euro Umsatz jährlich, sie
beschäftigen rund 130.000 Erwerbstätige.

Quelle: https://www.fh-aachen.de/aachener-zentrum-fuer-holzbauforschung

Wie verändern junge Sterne die Wolken, aus denen sie entstanden sind? Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Dr. Brandt Gaches von der Universität Duisburg-Essen hat ein hochauflösendes 3D-Modell entwickelt, das neue Einblicke ermöglicht: Es zeigt, wie Schatten in Sternentstehungsgebieten chemische Prozesse verändern. Das beeinflusst auch die Infrarotstrahlung, die das James-Webb-Weltraumteleskop beobachtet. Die Ergebnisse sind jetzt in Astronomy & Astrophysics erschienen.

Sterne entstehen in riesigen Wolken aus kaltem Gas und Staub. Beginnen junge, massereiche Sterne zu leuchten, trifft ihre intensive ultraviolette Strahlung auf das umgebende Material: Sie heizt das Gas auf, spaltet Moleküle und setzt in den äußeren Schichten der Wolken zahlreiche chemische Reaktionen in Gang. Fachleute sprechen hier von Photodissoziationsregionen oder photondominierten Regionen. Das Licht aus diesen Zonen verrät Astronom:innen viel darüber, wie Sterne entstehen und wie Gas später erneut zur Grundlage für neue Sterne und Planeten wird – in unserer eigenen Galaxie ebenso wie in weit entfernten Galaxien.

„Die Orion Bar ist ein ideales natürliches Labor, um diese Prozesse zu untersuchen“, sagt Dr. Brandt Gaches. Die markante Struktur im Orionnebel liegt rund 1.350 Lichtjahre von der Erde entfernt. „Wir blicken nahezu von der Seite auf sie, sodass sich ihre unterschiedlichen chemischen Schichten besonders gut unterscheiden lassen. Deshalb gilt sie als wichtiger Referenzfall, um Modelle photondominierter Regionen zu überprüfen“, erklärt Gaches, der an der Universität Duisburg-Essen (UDE) eine Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe zur Molekül-Astrophysik leitet.

Bisherige Modelle stellten die Orion Bar meist als Abfolge eindimensionaler Schichten dar. Tatsächlich sind interstellare Wolken jedoch unregelmäßig: Dichte Bereiche wechseln sich mit weniger dichtem Material ab. Das neue Modell bildet diese komplexe dreidimensionale Struktur mit hoher räumlicher Auflösung nach. So lässt sich unter anderem verfolgen, wie molekularer Wasserstoff – das häufigste Molekül im Universum – auf die intensive Strahlung junger Sterne reagiert.

Zu berechnen, wie sich die Strahlung durch diese komplexe 3D-Struktur ausbreitet, erfordert allerdings enorme Rechenleistung. „Wir haben einen neuen, besonders effizienten Algorithmus entwickelt, um diesen rechnerischen Engpass zu überwinden. Dadurch konnten wir die Orion Bar erstmals dreidimensional mit einer bisher unerreichten räumlichen Auflösung modellieren“, ergänzt Dr. Zhengping Zhu vom Zhejiang Lab in China, der den dafür eingesetzten Raytracing-Algorithmus entwickelt hat.

Die Simulationen zeigen, wo wichtige chemische Veränderungen stattfinden: etwa dort, wo aus atomarem Wasserstoff molekularer Wasserstoff entsteht oder ionisierter Kohlenstoff zu neutralem Kohlenstoff wird. Zugleich zeigen sie, wie die ungleichmäßige Bögen und Filamente hervorbringen kann, wie sie auch das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) beobachtet. Besonders dichte Bereiche blockieren einen Teil der einfallenden Strahlung. Dahinter entstehen Schatten und geschützte Zonen, in denen andere chemische Bedingungen herrschen.

„Die dreidimensionale Struktur des Gases macht einen entscheidenden Unterschied“, sagt Gaches. „Sie erzeugt Schatten und schützt Teile der Wolke vor der intensiven Strahlung. Das verändert die Chemie – und hinterlässt deutliche Spuren in der Strahlung, die wir vom Infrarot- bis in den Radiowellenbereich beobachten.“

Das Modell kann außerdem vorhersagen, wie eine solche Region für das JWST aussehen müsste. Diese simulierten Bilder können die Forschenden direkt mit den tatsächlichen Beobachtungen des Teleskops vergleichen. So lässt sich genauer nachvollziehen, wie die räumliche Struktur von Sternentstehungsgebieten ihre Chemie prägt – und was einfachere eindimensionale Modelle dabei übersehen.

Weitere Informationen

Originalpublikation:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202660769

Bildunterschrift: Modell und Beobachtung im Vergleich: Das neue 3D-Modell eines Orion-Bar-Analogons (links) zeigt die Dichteverteilung in der Wolke und wo wichtige chemische Prozesse ablaufen. Rote Konturen markieren Bereiche, in denen molekularer Wasserstoff (H₂) entsteht; blaue Konturen zeigen, wo ionisierter Kohlenstoff (C⁺) zu neutralem Kohlenstoff (C) rekombiniert. Rechts sind Daten des James-Webb-Weltraumteleskops von der Orion Bar zu sehen. Der Rahmen markiert ungefähr den Ausschnitt und die Ausrichtung, die das Modell abbildet.

Kontakt:

Dr. Brandt Gaches, Fakultät für Physik, Universität Duisburg-Essen, E-Mail: brandt.gaches@uni-due.deWebsite: https://www.brandt-gaches.space/

Dr. Brandt Gaches leitet an der Universität Duisburg-Essen die Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe „Towards the Next Generation in Cosmic Ray Astrochemistry“. Dort untersucht er, welche Rolle kosmische Strahlung bei der Sternentstehung und in der Astrochemie spielt. Seine Forschung verbindet dreidimensionale chemische Modelle mit Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops. So untersucht er die Chemie dichter Molekülwolken und die Umgebung junger Sterne.

Quelle: https://www.uni-due.de/2026-10-13-pulikation-astronomy-and-astrophysics-3d-model