TOMORROW TODAY
FORSCHUNGSINFRASTRUKTUR // AIT eröffnet zwei neue Laboratorien GAME EXPERIENCE // Spiele-Evaluierung als Erfolgsfaktor CYBERSICHERHEIT IM AUTOMOTIVE-MARKT // AIT sorgt für Technologievorsprung Europas
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DEKARBONISIERUNG
GANZHEITLICHER ANSATZ FÜR DEN EMISSIONSFREIEN VERKEHR
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AIT Trainee Tamara Thanner fährt so oft wie möglich mit einem E-Mobil. Nachhaltige Energieinfrastruktur sowie ein entsprechendes Ladestellenangebot sind wesentlich für die Zukunft.
Engineer Xue Zhang: Mobiliitätsdaten als Basis künftiger Verkehrssysteme.
E-Bikes und E-Scooter zählen bereits zu den wichtigsten Verkehrsmitteln in der City. Klemens Schwieger (links oben) forscht im Projekt E-Walk an der Integration von E-Kleinstfahrzeugen. Damian Cupid nutzt das E-Bike leidenschaftlich gerne.
Die Ausstellung bot einen Überblick über neueste Technologien „made in Austria“.
DEKARBONISIERUNG IM FOKUS DER FORSCHUNG
Fotos: PicturePeople
Dekarbonisierung des Verkehrs ist eine zentrale Herausforderung. In der Elektrifizierung von Fahrzeugen und damit verbundenen Systemlösungen nimmt das AIT eine bedeutende Rolle in Europa ein. AIT Ingenious Partners leben heute bereits jene Forschungsansätze, an denen sie täglich arbeiten. Die Umsetzung von Elektromobilität auf einer breiten Basis stellt hohe Anforderungen an die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Elektrische Fahrzeuge müssen den Reichweiten- und Sicherheitsanforderungen entsprechen und benötigen die Entwicklung neuer Batteriesysteme, hoch optimierter elektrischer Antriebe sowie deren Kopplung mit Leichtbaukonzepten. Bei der Netzintegration der E-Mobilität über Ladestationen gilt es, zugleich eine hohe Versorgungssicherheit, die Stabilität der Netze und die Spannungsqualität zu garantieren. Die Vernetzung der Kompetenzen von drei AIT Centern, die sich unmittelbar mit dem Themenkomplex der Dekarbonisie-
rung von Verkehr, Transport, Logistik und Mobilität auseinandersetzen, ermöglicht eine ganzheitliche und systemische Betrachtung der Elektromobilität. Sie bietet zugleich ein innovatives Umfeld für die Fahrzeug- und Energieindustrie und schafft damit Wettbewerbsvorteile für österreichische Unternehmen im internationalen Geschäft. Die Synergie der F&E-Arbeit ergibt sich aus der DNA der Center: • Das Center for Low-Emission Transport erforscht effiziente, intelligente und sichere Fahrzeugkomponenten. Der Fokus liegt auf zwei Schlüsseltechnologien für nachhaltigen
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FORSCHUNG MIT GANZHEITLICHEM ANSATZ
Die Batterie ist das Herzstück moderner, elektrischer Antriebskonzepte. Das Ziel der Batterieforscher*innen am AIT ist es, elektrische Energiespeicher möglichst effizient, leistungsfähig, kostengünstig und sicher zu gestalten. Dazu wird nicht nur Batterieforschung beMatthias Prandtstetter, trieben, sondern auch Batteriezellproduktion Senior Scientist am Center for Mobility Systems: und Batterietesting. Der Forschungsschwerpunkt im Bereich „elektrischer Antrieb“ liegt auf neuartigen Transport und Mobilität: der Elektrifizierung des AntriebsTechnologien und Topologien für die Erforschung, Analyse und strangs und dem material-basierten Leichtbau. In beiden Umsetzung energieeffizienter, sicherer und kohlenstoffarmer Bereichen bilden die Werkstoffentwicklung, die semi- Antriebskomponenten und Konzepte. industrielle Verarbeitungstechnologie und das Komponentendesign die Säulen für den integrierten Einsatz von innoMit Hilfe von Simulationsmethoden kann das komplexe vativen Fahrzeugsystemkomponenten. Zusammenspiel zwischen einzelnen Komponenten und dem • Am Center for Energy forschen rund 220 Mitarbeiter*innen gesamten Fahrzeugsystem erforscht werden. Die AIT-Expertise reicht von Leichtbauteilen über elektrische Maschinen bis mit dem Anspruch höchster Exzellenz an den Energietechzum gesamten Fahrzeug sowie der Komponentenintegration nologien und -systemen für den Weltmarkt und damit und der Überwachung während des Fahrzeugbetriebs. an Lösungen für die globale Energiewende. Der Fokus richtet sich dabei auf drei zentrale Systeme: Nachhaltige Der durch die Elektromobilität hervorgerufene steigende Energieinfrastruktur, Dekarbonisierung von industriellen Leistungsbedarf stellt eine neue Herausforderung für elektProzessen und Anlagen sowie innovative Technologien und rische Netze dar. Das AIT setzt hierbei Schwerpunkte in den Lösungen für urbane Transformation von Gebäuden und Bereichen Systemintegration, Leistungselektronik, Speicher Städten. Die AIT-Expert*innen arbeiten mit einer hochwerund Ladeinfrastruktur. tigen Laborinfrastruktur, sind international stark vernetzt und Taktgeber in diversen Fachgremien. Zudem werden die Modernes Flottenmanagement denkt die Integration von innovativen und angewandten Forschungsservices von der E-Fahrzeugen mit, sodass für den jeweiligen Fahrzweck das Industrie und den Unternehmen stark nachgefragt. am besten passende Verkehrsmittel bereitsteht. Die Inte– gration von E-Mobilität in nachhaltige Lösungen für den • Am Center for Mobility Systems sind über 100 hochqualifiGütertransport steht ebenfalls im Fokus. Die Optimierung der zierte und spezialisierte internationale Expert*innen tätig. Flotten- und Routenplanung, elektrifizierter automatisierter Das interdisziplinäre Team forscht und entwickelt in den Themenfeldern Mobilitätsdatenerhebung und -analyse, Personenstromanalysen und Impact Assessment, Mobilitätsverhal„Wir forschen an den Komponenten für tensforschung, Verkehrsplanung, Simuden elektrischen Antrieb der nächsten lation und Vorhersagemodelle, BaudyGeneration – von der seriennahen namik und Akustik, Verkehrssicherheit, Batterienzellenproduktion, der Verkehrsinfrastruktur sowie Logistik und Leistungselektronik und Antriebs– Transportoptimierung. Das Center for regelung bis zur Fahrzeugintegration Mobility Systems des AIT hat durch sein und dem Test der Komponenten.“ interdisziplinäres Expert*innenteam diese ganzheitliche Sichtweise auf das MobiliHelmut Oberguggenberger, täts-Ökosystem und auf jede einzelne EntHead of Competence Unit Electric Drive Techno wicklung, in jedem einzelnen Projekt. logies im Center for Low-Emission Transport
Fotos: AIT/Zinner, AIT
„Am Center for Mobility Systems forschen wir an der umfassenden Integration von E-Mobilität in das Gesamtverkehrssystem, mit besonderem Fokus auf betriebliche Mobilität, Logistiklösungen, Alltagstauglichkeit sowie Verkehrssicherheitsfragen.“
Top-Story
der Akzeptanz potentieller Nutzer*innen und dem bereitgestellten Angebot sowie Anreizmodellen der öffentlichen Hand. Zur umfassenden Integration in das gesamte Mobilitätssystem werden Themen wie Verkehrssicherheit. Mobilitätsverhalten Die Verkehrsinfrastruktur bildet die Basis für ein effizientes oder Anpassung der Infrastruktur adressiert. Auch die IntegMobilitätssystem. Die zielgerichtete Planung von Stromtankration neuartiger stellen ist somit VoraussetFahrzeugklassen zung für den erfolgreichen (wie etwa E-KleinstEinsatz von E-Mobilität. Das „Unsere Schnittstelle zur E-Mobilität ist fahrzeuge) ist ein AIT bietet Standplatzoptidie Ladesäule. Wir entwickeln Lösungen, Thema. mierung von Ladesäulen die gleichzeitiges und superschnelles Lasowie Lastmanagement und den möglich machen. Der steigende LeisIntegration ins Netz. Betriebsverkehr oder multimodale nachhaltige Logistik– konzepte sind dabei Schwerpunkte.
Nicht zuletzt beschäftigen sich die AIT-Expert*innen im Rahmen von Elektromobilität im Spannungsfeld zwischen
tungsbedarf im Stromnetz muss gedeckt und die Stabilität der Netze gewährleistet werden – das ist die Herausforderung.“ Roland Bründlinger, Senior Research Engineer im Center for Energy
Referenzprojekte ASSURED Ziel ist die Schaffung von smarten elektrischen Schnell- ladestationen für Busse und Schwerfahrzeuge im städtischen Nahverkehr. Das AIT ist verantwortlich für Netz– integration, Netzstabilität und Analyse der Batteriealterung durch superschnelles Laden. ECAIMAN Hier steht die Entwicklung einer hervorragenden 5V-Lithium-Ionen Batterie für die Herstellung in Europa im Fokus. Sie soll eine Erhöhung der Energiedichte um mindestens 20 % im Vergleich zu aktuellen Produkten aufweisen. Auch die Entwicklung eines Moduls für Leicht- und Schwerfahrzeuge sowie PKW soll hier forciert werden. EUFAL Ziel ist das Vorantreiben der Elektrifizierung von Nutzfahrzeugflotten im Rahmen eines internationalen Konsortiums um AIT und DLR sowie die Entwicklung einer auf Bedürfnissen von Flottenbetreibern basierenden Online-Wissensplattform. E-WALK E-Kleinstfahrzeuge können einen wichtigen Beitrag zu nachhaltiger Mobilität leisten, müssen jedoch in das
esamtmobilitätssystem integriert werden. AIT, KFV und G Herry Consult führen dazu Proband*innentests durch und erarbeiten einen Maßnahmenkatalog. PYROBAT Entwicklung einer skalierbaren Produktionstechnologie zur Herstellung von neuen Hochleistungskathodenmaterialien durch eine geeignete Pulver-Verfahrenstechnik (Sprührostpyrolyse). SEAMLESS Entwicklung, Analyse und Demonstration unterschied licher betrieblicher (E-)Flottenkonzepte unter ganzheitlicher Betrachtung des betrieblichen Umfelds sowie Inte– gration innovativer multimodaler Mobilitätskonzepte. ORCHESTRATING SMART CHARGING IN MASS DEPLOYMENT (OSCD) Nachhaltige Elektromobilität durch Integration erneuerbarer Energien bei gleichzeitiger hoher Stabilität der Netze; zudem Entwicklung von Tools und Netz-Services zur Integration der E-Fahrzeuge und Demonstration eines Pilotsystems mit harmonisierten Protokollen sowie „smart charging“.
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GAME EXPERIENCE: WAS WIR VON SPIELEN LERNEN KÖNNEN
Das AIT weist jahrelange Expertise in den Bereichen rund um Play, Gamification und Serious Games auf und verfügt über das entsprechende Know-how, um die Evaluierungen der Experience bestmöglich durchzuführen. Mit seinem interdisziplinären Game Experience Team liefert das AIT maßgeschneiderte Studien, die sich von typischen Angeboten am Markt abheben. Die Basis für die hohe Qualität liegt dabei in der breiten Kompetenz des Game Experience Teams, welches Wissen aus den Bereichen User Experience und Game Design
vereint und mit wissenschaftlichen Erkenntnissen kombiniert. So werden modernste Methoden angewandt, die es ermöglichen, auf den Kunden zugeschnittene Studien durchzuführen und detailliertere Ergebnisse zu liefern. Die Erkenntnisse aus den Forschungsergebnissen kommen dabei nicht nur der Spielebranche zugute, sondern helfen auch anderen Industrien dabei, mit spielerischen Ansätzen beispielsweise die Informationssicherheit zu verbessern, Verkaufszahlen zu steigern oder Mitarbeiter*innen zu motivieren.
Foto: AIT/Zinner, SBA Research
Die Videospiele-Branche stellt den mit Abstand umsatzstärksten Zweig der Entertainment-Industrie dar. Der Erfolg eines Spiels hängt dabei jedoch zentral von der Experience ab, die den Spieler*innen geboten wird. Daher ist eine frühe Evaluation der Game Experience essenziell für den wirtschaftlichen Erfolg.
Industrie
„Gamification ist ein wichtiger Prozess um Motivation zu steigern und Interaktion zu erhöhen – wir können noch viel vom Verhalten beim Spielen lernen.“ Simone Kriglstein, AIT Center for Technology Experience
sher mit operativer Leitung in Wien. Jonathan Riedler, der für Desperados III zuständige Producer bei THQ Nordic, schätzt die umfassende Expertise des AIT und meint: „Die Durchführung der einzelnen Testsessions mit jeweils einem Researcher für die genaue Beobachtung von zwei Probanden und das anschließende Interview haben sicher maßgeblich zur hohen Qualität beigetragen. Insgesamt war der ganze User Experience Test professionell organisiert, die Änderungsvorschläge waren sehr nützlich. Dies zeugt von tiefem Verständnis der Materie.“
Bei den am AIT angewandten Observ ational Playtesting-Studien testen Spieler*innen Games unter Beobachtung von AIT Forscher*innen. Das deckt Probleme und Missverständnisse auf, die von Spieler*innen selbst vielleicht gar nicht bemerkt wurden.
UNDERSTANDING PLAYERS Wie haben die Spieler*innen das Spiel gespielt? Warum haben sie einen bestimmten Gegenstand genommen? Wie haben sie eine Situation erlebt? Eine Möglichkeit, diese Fragen zu beantworten, bieten die am AIT angewandten Observational Playtesting-Studien. Dabei testen Spieler*innen aus der entsprechenden Zielgruppe die Spiele ausgiebig, während sie eingehend durch die Forscher*innen beobachtet werden. So können Probleme und Missverständnisse adressiert werden, die von den Spieler*innen selbst vielleicht gar nicht bemerkt wurden. Ein Spiel, das nach dieser Methode von den AIT Expert*– innen evaluiert wurde, ist „Des-perados III“ von der THQ Nordic GmbH. THQ Nordic ist ein weltbekannter Spielepubli–
Des Weiteren befasst sich das Game Experience Team mit heuristischen Evaluierungen, bei denen das Spiel von den Expert*innen strukturiert analysiert wird, sowie mit quanti– tativen Analyse und der Visualisierung von Spieldaten. Gerade im rasant wachsenden Bereich eSports, dem sportlichen Wettstreit im Rahmen von Computerspielen, kann eine sinnvolle Aufarbeitung von Spieldaten die Analyse und Anpassung der Trainingsstrategien für Teams und Spieler*innen deutlich erleichtern.
BEYOND GAMES – GAMIFICATION Das gesammelte Wissen aus dem Spielbereich kann letzt– endlich auch auf andere Domänen übertragen werden. Der dazugehörige Ansatz nennt sich Gamification und wird in vielen Bereichen eingesetzt, um zum Beispiel die Produktivität und Nutzer*innen-Interaktionen zu steigern sowie Kundenbindungen und Verkaufszahlen zu erhöhen. So schafft es das AIT erfolgreich, im Rahmen von Gamification-Prozessen für unterschiedliche Kunden und Projekte messbare Erfolge zu erzielen. Unter anderem wurden bereits Gamification-Ansätze entwickelt, die Cybersecurity-Awareness steigern, Bewegung fördern und Menschen zu nach– haltigem Energiekonsum animieren.
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„Erstmals können Safety & Security- Anforderungen schon in der Designphase von Systemen berücksichtigt werden – ein beträchtlicher Vorsprung europäischer Unternehmen in diesem kritischen Praxisfeld.“ Helmut Leopold, Head of Center for Digital Safety & Security
CYBERSICHERHEIT IM AUTOMOTIVE-MARKT
Im Februar 2019 startete die EU eine Initiative für Cyber– sicherheit, um Europa in diesem kritischen Bereich voranzubringen. Und bereits jetzt gibt es dazu mit THREATGET ein österreichisches Produkt, das vom AIT Austrian Institute of Technology und LieberLieber gemeinsam entwickelt wurde. Es unterstützt Entwickler*innen dabei, Bedrohungen frühzeitig zu erkennen und die damit einhergehenden Risiken rasch abschätzen zu können. Das ist wichtig, weil Fahrzeughersteller mit Einführung der neuen Europäischen Sicherheitsrichtlinie nach ECE Level die Cybersicherheit ihrer Fahrzeugsysteme nachweislich überprüfen müssen, um eine Zulassung ihrer Produkte zu erhalten. Alle drei Jahre müssen Produzenten nachweisen, dass sie ein zertifiziertes Cyber-Security-Management-System einsetzen, das alle Stationen vom Fahrzeug-Engineering bis hin zur -Dokumentation berücksichtigt.
ECE-KONFORMITÄT MIT THREATGET Voraussetzung für diese Cybersicherheitsüberprüfung ist ein Tool, das Hersteller überhaupt erst dazu befähigt, ihre Systeme ECE-konform zu überprüfen. Peter Lieber, CEO von LieberLieber: „Wir arbeiten mit AIT seit zwei Jahren an dieser Lösung und sind stolz, so rasch damit am Markt auftreten zu können. THREATGET bietet IT-Systemdesignern eine effektive Unterstützung bei Sicherheitsvorkehrungen
gegenüber potenziellen Cyberangriffen, sogenannten Threats.“ Das AIT entwickelt dazu modernste KI-Technologien für den Einsatz in einem kritischen Marktsegment und hat über Jahre die THREATGET-Technologie perfektioniert, während LieberLieber profundes Wissen um modellbasierte Sys– tementwicklung mit der Modellierungs-Plattform Enter– prise Architect einbringt. Im Kontext einer stark wachsenden Security Engineering Branche adressiert THREATGET die Zielgruppe der Fahrzeughersteller und aller Unternehmen, die Fahrzeugarchitektursysteme analysieren, um Zertifikate vergeben zu können (z. B. der TÜV) sowie Personen im KFZ-Ausbildungsumfeld. Die in THREATGET enthaltene Datenbank mit Bedrohungspotenzial und Lösungsvorschlägen wird derzeit im Rahmen angewandter Forschung und Entwicklung gepflegt und gewartet. KI hilft auf diese Weise künftig dabei, die Komplexität der immer weiter steigenden Vernetzung unserer Systeme beherrschbar zu halten. THREATGET macht es möglich, dass künftig für alle Hersteller dasselbe Grundsicherheitsprinzip gewährleistet wird. Darüber hinaus soll es für Hersteller von Spezialfahrzeugen (z. B. für den Sicherheitsbereich) auch möglich sein, auf diesem Grundsicherheitsprinzip aufzusetzen und gleichzeitig bestimmte Sicherheitslevel und -regeln in ihren Fahrzeugsystemen manuell zu erweitern. Mehr auf: https://www.threatget.com
Fotos: Alessio Lin/unsplash, PicturePeople
Technologievorsprung für Europa: AIT und LieberLieber Software lancieren Cyber-Security-Management-System für den Fahrzeugsektor.
Performance & Success
FOCUS ON PERFORMANCE & SUCCESS INFRASTRUKTUR
AIT ERÖFFNET NEUE LABORATORIEN Mit der Eröffnung des City Intelligence Lab in der Giefinggasse 6, die für den 9. September 2019 geplant ist, entsteht eine neue, interaktive Plattform zur Erforschung neuer Formen und Technologien für die Stadtentwicklung der Zukunft. „Damit heben wir die Stadtplanung auf eine neue Ebene – sie wird interaktiver und daher näher an den Bedürfnissen der Menschen“, so Wolfgang Hribernik, Head of Center for Energy. Bereits am 18. Juli 2019 hat das Center for Low-Emission Transport die neue Batterie-Forschungspilotlinie eröffnet. Aus diesem Anlass wurde ein Batterie-Symposium mit internationalen Vortragenden aus Industrie und Wissenschaft am Standort Giefinggasse veranstaltet. Eröffnet wurde das Symposium von Managing Director Wolfgang Knoll und Senior Research Engineer Marcus Jahn. Das AIT ist eine der wenigen Forschungseinrichtungen weltweit, die die gesamte Wertschöpfungskette von der Batterieforschung bis zur Batterieproduktion unter einem Dach abbilden kann. Mit einem Trockenraum und einer hochmodernen Forschungspilotlinie ist das AIT in der Lage, Li– thium-Ionen-Pouchzellen mit Blick auf industrie– relevante Prozesse herzustellen.
Batterieforschung und -produktion: Am AIT wird die Lücke zwischen Wissenschaft
Fotos: AIT, AIT/Fabry
und Marktanwendung geschlossen.
Das AIT ist führend in der Entwicklung von Digital Health Care Lösungen.
ENERGIEFORSCHUNG
AIT IST NEUES MITGLIED VON HYDROGEN EUROPE RESEARCH Hydrogen Europe Research ist eine öffentlich-private Vereinigung, die die Interessen für Forschung und Technologieentwicklung im Bereich der Wasserstofftechnologien in Europa unterstützt. Über 70 Forschungseinrichtungen (Universitäten und Forschungszentren) arbeiten dabei an gemeinsamen Forschungsgebieten und schaffen einen Rahmen für die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie in Europa. Das AIT ist seit kurzem Mitglied dieser wegweisenden Plattform. Mehr auf: https://www.hydrogeneurope.eu TELEHEALTH
PATIENT*INNEN MÜSSEN SELTENER INS SPITAL Seit einigen Jahren ist das AIT Partner der Gesundheitsbehörden und entwickelt gemeinsam mit Trägern des Gesundheitswesens bedeutende Zukunftstechnologien, wie z. B. Telegesundheitssysteme. Dank des TeleHealth-Projekts „HerzMobil Tirol“ müssen deutlich weniger Patient*innen, die an einer Herzinsuffizienz leiden, zurück ins Spital. Auch die Sterblichkeit dürfte geringer sein. Das Projekt, bei dem Patient*innen regelmäßig ihre Vitaldaten an das Betreuungsteam übertragen, wurde vor sechs Jahren gestartet und ist seit 2017 zur Unterstützung der integrierten Versorgung für Patient*innen mit Herzschwäche in der Regelversorgung angekommen. Gleichzeitig gründete das AIT das Spin-off „telbiomed Medizintechnik und IT Service GmbH“, um die professionelle Bereitstellung von TeleHealth Lösungen zu erweitern. Über das Spin-off telbiomed wird die AIT Technologie derzeit in fünf Tiroler Bezirken eingesetzt und 2020 auf ganz Tirol ausgeweitet. Auch in der Steiermark wird diese Technologie im Rahmen des Versorgungsprogramms „HerzMobil Steiermark“ in den nächsten Jahren zum Einsatz kommen.
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VERKEHRSINFRASTRUKTUR
SIND UNSERE STRASSEN FIT FÜR AUTOMATISIERTE FAHRZEUGE?
PROJEKT ELSAH
NEUE MASSSTÄBE BEI WEARABLES Das vom AIT koordinierte, vierjährige EU-Projekt ELSAH (Electronic smart patch system for wireless monitoring of molecular biomarkers for healthcare and well-being) vereint zehn Partner aus fünf europäischen Ländern mit dem Ziel, ein neues Wearable zu entwickeln, das eine kontinuierliche Messung von molekularen Biomarkern ermöglicht. Es wird damit völlig neue Einsatzmöglichkeiten von Wearables für evidenz-basierte Anwendungen im Gesundheits- und Lifestyle-Bereich eröffnen. Zwei von vielen Anwendungsbeispielen sind das Glukose-Monitoring zur Ernährungskontrolle und das Laktat-Monitoring zur Trainingsoptimierung. Im Rahmen von ELSAH soll ein integriertes, am Körper tragbares Sensorsystem in Form eines Pflasters entwickelt werden, der „ELSAH-Patch“. Dieser soll auf minimal-invasive Weise kontinuierlich die Konzentrationen von molekularen Biomarkern in der dermalen interstitiellen Flüssigkeit der Haut bestimmen. AIT-Scientist und ELSAH-Projektkoordinator Joerg Schotter: „ELSAH hat das Ziel, dem Anwender eine individuelle evidenz-basierte Entscheidungshilfe für eine gesunde Lebensweise bereitzustellen. Die ELSAH-Pflastertechnologie kann dazu beitragen, das allgemeine Gesundheitsniveau in der Bevölkerung zu verbessern und das Wohlbefinden des Einzelnen zu steigern. Damit einhergehend erwarten wir, dass in Zukunft die großen Volkskrankheiten, wie etwa Übergewichtigkeit, Herz-Kreislauf-Probleme, Bluthochdruck oder Typ 2 Diabetes, genauer überwacht und besser therapiert werden können.“ Mehr zum Projekt auf: www.elsah.researchproject.at
Philippe Nitsche: „Um in Zukunft die benötigten digitalen Daten für eine dynamische Routenplanung bereit stellen zu können, braucht es die Synergie zwischen öffentlicher Hand und kommerziellen Datenanbietern.“
Fotos: ELSAH Project, Philippe Nitsche
Das AIT hat gemeinsam mit vier Forschungspartnern (Prisma Solutions, Rosinak & Partner, Virtual Vehicle und Wieser Verkehrssicherheit GmbH) untersucht, wie gut sich die Verkehrsinfrastruktur der Alpenrepublik für automatisierte Fahrzeuge eignet. „Wir haben in der virtuellen Simulation anhand von zwei Standard-Verkehrssituationen untersucht, was State-of-the-art-Fahrzeugsensoren derzeit leisten können“, erklärt via-AUTONOM-Projektleiter Philippe Nitsche. In einer Situation musste das Fahrzeug auf einer benachrangten T-Kreuzung links abbiegen; in der anderen sich über die Distanz eines 200 m langen Beschleunigungsstreifens, wie er real auf der A2 existiert, in den Autobahnverkehr einreihen. Ergebnis: Die automatisierten Fahrzeuge meistern beide Situationen nicht ausreichend gut ohne zusätzliche Infrastrukturmaßnahmen. Von 800 Versuchen beim Einfädel-Experiment waren nur 52 % erfolgreich; bei 600 Simulationen an der T-Kreuzung waren es nur 40 %. In der Simulation implementierte Infrastrukturmaßnahmen, wie eine Verlängerung des Beschleunigungsstreifens oder ein Kreuzungsassistent im Falle der T- Kreuzung, halfen aber, das korrekte Einordnen in den Verkehr wesentlich zu verbessern. „Automatisierte Fahrzeuge müssen selbstständig erkennen, wenn die Operational Design Domain (ODD) an ihre Grenzen stößt, damit die Kontrolle an den Menschen abgegeben bzw. ein Notstopp eingeleitet werden kann“, betont Nitsche. Die Fahrzeuge müssen jederzeit wissen, welche Routen die ODD-Bedingungen aktuell erfüllen oder nicht erfüllen. Die digitalen Karten, mit denen die Fahrzeuge navigieren, müssen dazu auf dynamische Daten zugreifen können, in denen Echtzeit-Informationen über den Zustand einer Strecke wiedergegeben werden und z. B. Schneeverhältnisse oder Baustellen berücksichtigt sind.
Performance & Success
STEREOLOGIE UND BILDANALYSE
TECHNOLOGIE
INTERNATIONALE AUSZEICHNUNG FÜR AIT-SCIENTIST
MIT AI DIE PASSENDEN KUNDEN FINDEN
Johannes Österreicher gewinnt den ersten Preis bei der PhD competition 2019 der International Society for Stereology and Image Analysis (ISSIA). Dieser Preis wird alle zwei Jahre vergeben und würdigt die international beste Dissertation auf dem Gebiet der Stereologie und Bildanalyse. Stereologie ist die räumliche Interpretation von Schnitten. In seiner Doktorarbeit „Characterization of Al-Mg-Si Alloys for Automotive Safety Parts“ beschäftigte sich Österreicher mit der quantitativen Rasterelektronenmikroskopie nanoskaliger Teilchen, welche in festen Medien verteilt sind. Solche PartikelMatrix-Systeme sind u. a. in Materialwissenschaft und Biologie relevant. Österreicher führte eine Methode ein,
Das Leondinger Start-up FRUX Technologies GmbH bietet Unternehmen im B2B-Bereich vollkommen neue Möglichkeiten, passende Kunden zu finden. Die FRUX Sales Acceleration Tools basieren auf Technologien mit künstlicher Intelligenz (AI) und werden im Rahmen einer Forschungskooperation mit AI-Expert*innen des AIT weiterentwickelt und laufend in das Produktportfolio von FRUX integriert. Wie smart und zukunftsweisend dieser Ansatz ist, hat auch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) erkannt, die FRUX in seinen konkreten Forschungsinitiativen mit dem AIT Austrian Institute of Technology und dem Grazer Know-Center maßgeblich unterstützt.
NGI TALK #3
AI AND BEYOND Artificial Intelligence ist bereits Realität, braucht aber verstärkte gesellschaftliche Auseinandersetzung – das ist eine wesentliche Erkenntnis der dritten „Next Generation Internet“-Talks. Multi-disziplinäre Referent*innen aus der Software-Industrie, der öffentlichen Verwaltung und der Wissenschaft loteten mögliche Nutzungspotenziale von AI in Europa aus und diskutierten Regulierungsmöglichkeiten für eine vertrauensvolle AI, die zugleich als komplexes Ökosystem begreifbar gemacht wurde. Klar ist aber auch: Der Mensch ist Teil von Artificial Intelligence.
Johannes Österreicher, Scientist am LKR Leichtmetall
Fotos: AIT/Lang, AIT/Raimund Appel
kompetenzzentrum Ranshofen
welche die Rekonstruktion der dreidimensionalen Größenverteilung solcher Teilchen aus Rückstreuelektronenbildern ermöglicht. Außerdem entwickelte er eine neue Präparationsmethode für Aluminiumlegierungen, welche den Kontrast von Mg-Si-Ausscheidungen stark verbessert und damit die erreichbare Auflösung deutlich erhöht. Die Arbeit wurde im Rahmen des FFG-Projektes AMOREE am AIT und der Universität Salzburg in Zusammenarbeit mit Hammerer Aluminium Industries (HAI) durchgeführt.
AI gehört die Zukunft, sind Patrick Ratheiser (Leftshift One), Tünde Fülöp (BMEIA), Christine Bauer (JKU Linz ) und Mario Drobics (AIT) überzeugt.
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SHOTPROS
WERTVOLLE HILFE FÜR POLIZIST*INNEN Durch neue Bedrohungs- und Risikoszenarien der letzten Jahre haben sich die Herausforderungen an die europäische Polizei stark verändert. Streifenpolizist*innen sind immer häufiger in der Rolle als First Responder in bedrohlichen und kritischen Szenarien involviert – das bringt Sicherheitskräfte in extreme Stress- und Leistungssitua-
Österreichs Industrie hält ihren Wachstumskurs.
EUROPEAN MANUFACTURING SURVEY
TRENDS UND ENTWICKLUNGEN IN DER PRODUKTION
TRAIN – DECIDE – ACT: AIT unterstützt europäischer Polizeikräfte bei aktuellen Herausforderungen mit VR-Lösungen.
tionen. Für das Lösen dieser kritischen Situationen ist die Fähigkeit, die richtigen Entscheidungen zu treffen, ein wesentlicher Faktor für den erfolgreichen Ausgang des Szenarios. SHOTPROS setzt an diesem Punkt an und entwickelt ein Trainingsprogramm sowie eine VR-Lösung, um diese Szenarien zukünftig zu trainieren und damit die Leistungsfähigkeit der europäischen Sicherheitsbehörden zu verbessern. Gemeinsam mit den Projektpartnern, welche aus renommierten europäischen Forschungseinrichtungen, internationalen Unternehmen sowie sechs polizeilichen Behörden bestehen, arbeitet das AIT Center for Technology Experience in den nächsten drei Jahren an diesen Zielen.
KUNDENSTIMMEN
AIT – ESSENZIELLER PARTNER DES MEDAUSTRON Wir freuen uns über die Unterstützung aus der Nachbarschaft. MedAustron verfügt über viele Spezialist*innen in Sachen Teilchenbeschleuniger, das AIT über viel Erfahrung in der Medizinprodukteentwicklung. Was liegt daher näher, als dieses Wissen gezielt für unsere Weiterentwicklungsprojekte anzuzapfen, um unsere Maßnahmen effizient und vor allem allen regulatorischen Ansprüchen genügend zu planen? Das AIT ist nicht nur die größte Forschungseinrichtung Österreichs, sondern genießt zudem einen exzellenten Ruf als Entwicklungspartner. Ich freue mich, dass wir auch als Nachbarn im High-Tech Wirtschaftspark nova city unsere Kräfte bündeln. Alfred Zens, Geschäftsführer von MedAustron
Fotos: AIT/Zinner, Shutterstock, Foto Tschank
Der European Manufacturing Survey (EMS) wird seit 2001 von einem Konsortium aus Forschungsinstituten und Universitäten 16 europäischer und außereuropäischer Länder organisiert. EMS erfasst die Nutzung technischer und organisatorischer Innovationen in der Produktion und die damit erzielten Verbesserungen der Leistungsfähigkeit in Bezug auf Produktivität, Flexibilität und Qualität. Die letzte Erhebungsrunde in Österreich wurde im Dezember 2018 von den Expert*innen des AIT abgeschlossen und ermöglicht unter anderem erstmalig Analysen zum Einsatz von künstlicher Intelligenz, flexibler Robotik-Lösungen (z. B. mobile, autonome oder kollaborierende Roboter) sowie der digitalen Safety und Security in der österreichischen Produktion. Die Ergebnisse zu den aktuellen Trends und Entwicklungen wurden im Juli 2019 veröffentlicht und können hier nachgelesen werden: www.ait.ac.at/ems
INNOVATION CALENDAR 02.-05.09.2019 // ISSI CONFERENCE 17. Fachkonferenz für Scientometrics & Informetrics Ort: Rom AIT Kontakt: Thomas Scherngell Info: www.issi2019.org/
Hannes Androsch, Wolfgang Knoll,
10.–12.09.2019 // SCHWEISSEN 2019 Fachmessen für Fügen, Trennen, Beschichten, Prüfen und Schützen. Ort: Design Center Linz AIT Kontakt: Stephan Ucsnik Info: www.schweissen.at/
Anton Plimon (Hg. Eds.): „Technologie im Gespräch. Sicherheit im Cyber
Foto: AIT/Verlag Holzhausen
raum.“ Verlag Holzhausen 2019.
Das Jahrbuch zu den Technologiege sprächen Alpbach 2019 widmet sich zahlreichen Aspekten des Themas Cybersecurity sowie des Verhältnis ses zwischen Sicherheit und Freiheit. Denn wie seinerzeit der Übergang vom Agrar- ins Industriezeitalter, bringt das digitale Zeitalter eine Verände rung aller Lebensbereiche mit sich – allerdings in noch größerem Ausmaß und atemberaubendem Tempo. Die Transformation wirft viele Fragen auf, die bisher ungelöst sind; ethische und juristische ebenso wie ökologische, ökonomische, soziale und politische. Hinzu kommen neue Gefahren aus der Cyberwelt: Während die Gesamtkrimi nalität rückläufig ist (2018: Abnahme um 7,4 Prozent auf 472.981 Anzeigen), wächst die Zahl der Straftaten im Be reich der Internetkriminalität (2018: Steigerung um 16,8 Prozent auf 19.627 Anzeigen). Umbrüche und neuen Ri siken erzeugen Unsicherheit, Sorgen und Ängste. Das zunehmende Unsi cherheitsgefühl ist eine Quelle, aus der politisches Kapital geschlagen werden kann. Neben aktuellen Ge fahren und Trends wird vor allem das weite Gebiet der Sicherheitsforschung beleuchtet. Spannender aktueller Lesegenuss auf höchstem Niveau!
23.-25.09.2019 // AAL FORUM 2019 AIT präsentiert Lösungen aus dem Bereich Active and Assisted Living. Ort: Dänemark AIT-Kontakt: Markus Garschall Info: www.aalforum.eu/ 26.-27.9.2019 // BAUDYNAMIK TAGUNG D-A-CH-Tagung, AIT Center for Mobility Systems mit Stand vertreten. Ort: Innsbruck AIT Kontakt: Alois Vorwagner Info: www.oge.or.at/files/d-a-ch2019. html 08.-10.10.2019 // IT-SA Fachevent zu Trends in der IT Security Ort: Nürnberg AIT-Kontakt: Michael Mürling Info: www.it-sa.de/en 14.-15.10.2019 // COMFOREN 2019 Tools für die digitale Netzplanung Ort: Am Kahlenberg / Wien AIT Kontakt: Friederich Kupzog Info: www.comforen.org/
AIT Kontakt: Angela Sessitsch Info: www.abim.ch 12.-14.11 2019 // EUROPEAN UTILITY WEEK Fachmesse für Energiewirtschaft Ort: Paris AIT Kontakt: Antony Zegers Info: www.european-utility-week.com 14.–15.11.2019 // A3PS CONFERENCE Antriebskonzepte zur carbon-neutralen Zukunft Ort: STRABAG Art Forum, Wien AIT Kontakt: Helmut Oberguggenberger Info: www.a3ps.at/konferenz/eco-mobility-2019 18.-21.11.2019 // MEDICA Führende Messe der Medizinbranche Ort: Düsseldorf AIT Kontakt: Martin Jung Info: www.medica.de 19.-21.11.2019 // SMART CITY EXPO Leitmesse zur Stadtentwicklung der Zukunft Ort: Barcelona AIT Kontakt: Ghazal Etminan Info: www.smartcityexpo.com 02.-05.12.2019 // MICROPE Microbe-Assistend Crop Production von Grundlagenforschung bis zur Anwendung, organisiert von AIT und ÖGMBT Ort: Düsseldorf AIT Kontakt: Martin Jung Info: www.micrope.org
18.10.2019 // GIRLS! TECH UP Junge Frauen in der Elektrotechnik Ort: Haus der Ingenieure, Wien AIT Kontakt: Michael Mürling Info: www.ove.at
10.-11.12.2019 // FUTURE OF TRANS PORTATION WORLD CONFERENCE Das AIT Center for Mobility ist mit einem Stand vertreten. Ort: Wien AIT Kontakt: Florian Hainz Info: www.thefutureoftransportconference.com/en/
21.-23.10.2019 // ABIM Plattform für die Biocontrol-Industrie Ort: Basel
IHR KONTAKT ZUM AIT: VORNAME.NACHNAME@AIT.AC.AT
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MIT SINFONIES ZUR DEKAR BONISIERTEN INDUSTRIE Das Ziel der Pariser Klimakonferenz, den durchschnittlichen Anstieg der globalen Temperatur auf unter 2°C zu begrenzen und einhergehend den Treibhausgasausstoß zu minimieren, bedarf ambitionierter Maßnahmen. Ein wesentlicher Punkt ist dabei die drastische Reduktion des Primärenergiebedarfs in industriellen Prozessen. Im Zuge von gesetzlich verpflichteten Energieaudits werden Energieströme standardisiert erfasst und Verbesserungspotenziale aufgezeigt. Anhand der erhobenen Daten kann oft Verbesserungspotenzial durch die Inte– gration von Wärmetauschern, Speichersystemen zur zeitlichen Entkoppelung, Wärmepumpen (Upgrading von Abwärme und Power2Heat) oder Solarthermie aufgezeigt werden. Unser Scientific Paper bewegt sich im Spannungsfeld zwischen mathematischen Optimierungsmodellen und der Abbildung des realen Betriebsverhalten von Industrieanlagen. Wir haben ein Modell entwickelt, das beide Seiten integriert dar-
stellen kann und so eine solide Entscheidungsgrundlage für Neuinvestitionen und Anpassungen schafft.
MATHEMATISCHE OPTIMIERUNGS– MODELLE ALS GRUNDLAGE IN DER PRODUKTIONSANALYSE Die Pinch-Analyse ist ein häufig verwendeter Ansatz zur Identifikation von Wärmerückgewinnungspotenzialen und zur Auslegung von Wärmetauschernetzwerken. Es lassen sich zudem jene Temperaturniveaus identifizieren, bei denen Wärme oder Kälte bereitgestellt werden muss. Dabei wird potenziell der nötige Energieeinsatz minimiert, die Wirtschaftlichkeit der gefundenen Lösung wird hingegen dabei nicht direkt mitberücksichtigt. Um diesen Nachteil zu kompensieren, werden mathematische Optimierungsmodelle und Algorithmen verwendet,
Scientific Paper
René Hofmann, Thematic Coordinator Efficiency in Industrial Processes and Systems, AIT Der von AIT und TU Wien entwickelte
Center for Energy, sowie TU Wien,
Ansatz erlaubt es, das reale Betriebs–
Institute for Energy Systems and
verhalten von industriellen Anlagen
Thermodynamics, Head of Re-
abzubilden.
search Group Industrial Energy Systems
um die kostenoptimalen Lösungen zu berechnen. Voraussetzung dazu ist die mathematisch präzise Formulierung einer entsprechenden Kostenfunktion, die unter sinnvoll gewählten Beschränkungen optimiert wird. Mathematische Optimierungsmodelle bilden aber meist nur ein Teilsystem einer Produktion ab. Mit einer sogenannten Unit-Commitment-Formulierung kann etwa der optimale Betrieb vorhandener Energieversorgungsanlagen gefunden werden. Dabei werden technische Restriktionen wie Maximalund Minimalleistung, maximale Laständerungsgeschwindigkeit, Anfahrtszeiten und -kosten für Kalt- und Warmstart oder Mindestlaufzeiten berücksichtigt. Für die optimierte Auslegung von Wärmetauschernetzwerken zur Wärmerückgewinnung werden Speicher und Wärmepumpen abgebildet. Die Integration thermischer Energiespeicher haben vor allem in Batchprozessen großes Potenzial, um maximale Flexibilität auszuschöpfen sowie auf geänderte Marktanforderungen zu reagieren.
HERAUSFORDERUNG: ABBILDUNG DES REALEN BETRIEBSVERHALTENS
Fotos: Shutterstock, Foto Wilke
Die Publikation [1] beschäftigt sich nun speziell damit, wie Betriebsbedingungen bestehender Energieversorgungseinheiten (d. h. Rampenbeschränkungen, Kraftstoffeffizienzen) bei der Optimierung von Wärmetauschernetzwerken und thermischen Speichern berücksichtigt werden können. Der dabei entwickelte Ansatz erlaubt es, das reale Betriebsverhalten von Industrieanlagen zu berücksichtigen. Gemischt-ganzzahlige Optimierungsmodelle werden dabei verwendet, um das Wärmetauschernetzwerk im Industrieprozess kostenoptimal auszulegen und gleichzeitig thermische Speicher ins System zu integrieren. Technologische Grenzen, wie z. B. mögliche Lastrampen aber auch Teillastbetrieb der Dampferzeuger, werden als Ungleichungsbeschränkungen ins Optimierungsmodell integriert. Je nach Größe und Komplexität des Industrieprozesses sind diese Optimierungsmodelle aufwendig in ihrer Lösung. Deshalb wurden sinnvolle Linearisierungen verwendet, die helfen, schneller vernünftige Lö-
sungen zu erlangen. Mit diesem kombinierten Ansatz konnten signifikante Verbesserungspotenziale auf wirtschaftlicher und energetischer Ebene im Vergleich zu den einzelnen Optimierungsansätzen aufgezeigt werden. Wird beispielsweise zuerst die Wärmerückgewinnung im Prozess optimiert, ohne mögliche Laständerungen des Dampferzeugers zu berücksichtigen, können die Rückgewinnungspotenziale nicht voll ausgenützt werden. Denn es wird zwischenzeitlich überschüssiger Dampf produziert, bis die Dampfleistung entsprechend gedrosselt wurde. Werden diese technologischen Beschränkungen direkt im Modell abgebildet, können Lösungen gefunden werden, die einerseits kostengünstiger sind und damit kürzere Amortisationszeiten aufweisen. Andererseits können somit Unsicherheiten und Risiken für Neuinvestitionen und Anpassungen des Prozesses vermieden oder zumindest reduziert werden. Das Forschungsprojekt SINFONIES steht für Sustainability IN Flexibly Operated reNewable Industrial Energy Systems und zielt genau auf die Möglichkeiten ab, Potenziale für die Wärmerückgewinnung in industriellen Prozessen, Flexibilitäten und Produktionsabläufe zu optimieren. [1] R. Hofmann, S. Panuschka, A. Beck: „A simultaneous optimization approach for efficiency measures regarding design and operation of industrial energy systems“; Computers & Chemical Engineering (eingeladen), 128 (2019), S. 246 - 260. SINFONIES - Sustainability IN Flexibly Operated reNewable Industrial Energy Systems, Energieforschungsprogramm 5. Ausschreibung, Fundamental research project, Grant number: 871673, (Lead TU Wien, Partner AIT)
PUBLICATIONS
ALTERNATIVE LAUFZEITÜBERPRÜFUNG
DIE DIVERSITÄT VON USERN ENTSCHEIDET
RÜCKVERLAGERUNG IST NICHT NUR PREISFRAGE
Die Laufzeitüberprüfung (Runtime Verification, RV) ist eine pragmatische und skalierbare, jedoch strenge Technik, mit der die Richtigkeit komplexer Systeme, einschließlich cyber-physischer Systeme (Cyber-Physical Systems, CPS), bewertet werden kann. Moderne RV-Tools ermöglichen es auch, die Entfernung eines CPS-Verhaltens von einer bestimmten formalen Anforderung zu messen, um so die Robustheit eines CPS in Bezug auf Störungen zu quantifizieren, die durch die physische Umgebung verursacht werden. In diesem Artikel schlagen wir die Algebraic Runtime Verification (ARV) vor, ein allgemeines, semantisches Framework für die Überwachung von Korrektheit und Robustheit. ARV im– plementiert ein abstraktes Monitoringverfahren, bei dem die Spezifikationssprache mit verschiedenen qualitativen und quantitativen Semantiken instanziiert werden kann. Dies ermöglicht es uns, die Kernaspekte von RV sichtbar zu machen, indem wir den Überwachungsalgorithmus von der konkreten Auswahl der Spezifikationssprache und ihrer Semantik trennen.
In Bezug auf Mensch-Computer-Interaktion (HCI) steigt das Bewusstsein für die Relevanz der Diversität an Nutzer*innen. In diesem Paper wurde analysiert, ob der artikulierte Bedarf an diversity-sensitiverer Forschung tatsächlich zu einer höheren Berücksichtigung der Vielfalt in der HCI-Forschung führte. Basierend auf einer umfassenden Sammlung von Diversitätsdimensionen werden die Ergebnisse einer quantitativen Inhaltsanalyse von Artikeln, die in den Proceedings der Conference on Human Factors in Computing Systems 2006, 2011 und 2016 angenommen wurden, präsentiert. Es werden jene Dimensionen hervorgehoben, die bisher weniger Beachtung erhalten haben. Damit soll zu einem umfassenden Verständnis von Vielfalt beigetragen werden, wodurch die diversity-sensitive Forschung im Bereich HCI unterstützt wird.
Das Paper untersucht die Rückverlagerung von Produktionsaktivitäten aus dem Ausland in die Herkunftsländer europäischer Firmen mit einem Datensatz, der rund 3.300 Unternehmen umfasst. Etwa drei bis sieben Prozent aller Unternehmen haben zwischen 2013 und 2015 ihre Produktion nach Österreich rückverlagert. Die Ergebnisse zeigen, dass der häufigste Grund für Rückverlagerungen die mangelnde Qualität der an ausländischen Standorten produzierten Waren ist, gefolgt von Flexibilitätsverlust und hohen Transportkosten. Qualitätsbelange sind insbesondere wichtig für Unternehmen, die die Produktion aus Asien oder Südamerika zurückverlagern. Derzeit sind Rückverlagerungen noch selten, aber mit der zunehmenden Verbreitung von Industrie 4.0 wird in Zukunft eine Zunahme erwartet.
S. Jaksic, E. Bartocci, R. Grosu, D. Nickovic: “An Algebraic Framework for Runtime Verification.” IEEE Trans. on CAD of Integrated Circuits and Systems 37(11): 2233-2243 (2018).
J. Himmelsbach, S. Schwarz, C. Gerdenitsch, B. Wais-Zechmann, J. Bobeth, M. Tscheligi: “Do We Care About Diversity in Human Computer Interaction: A Comprehensive Content Analysis on Diversity Dimensions in Research.” CHI 2019, May 4–9, 2019, Glasgow, Scotland UK.
B. Dachs, S. Kinkel, A. Jäger, I. Palcic: „Backshoring of production activities in European manufacturing“; Journal of Purchasing and Supply Management, Volume 25, Issue 2 (2019).
Impressum: Redaktionsleitung: Michael H. Hlava, Produktionsleitung: Daniel Pepl, Redaktion: Florian Hainz, Michael Mürling, Margit Özelt, Fabian Purtscher, Vanessa Schuster, Pia Stangl, Juliane Thoß. Feedback bitte an: presse@ait.ac.at