Im Labor für Biochemie und Mikrobiologie der Hochschule Bielefeld wird derzeit in einem Kooperationsprojekt mit der Uni Tübingen an einer umweltverträglichen Glyphosat-Alternative auf Basis eines Blaualgen-Zuckers geforscht.

© F. Hüffelmann/HSBI

Bielefeld, 30. November 2023. Glyphosat vernichtet zuverlässig unerwünschte Pflanzen, ist weltweit im Einsatz – und seit Jahren wegen seiner negativen Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit heftig umstritten. Lange Zeit stand ein Verbot des Herbizids in Deutschland und eventuell sogar in der ganzen EU im Raum. Gut, dass eine bessere Alternative in Sicht ist: Promovierende der HSBI arbeiten in einem vom BMBF geförderten Kooperationsprojekt mit der Universität Tübingen an einem umweltfreundlichen Herbizid auf Basis eines natürlichen Zuckers aus Blaualgen. Die Zwischenergebnisse sind vielversprechend.

Fein säuberlich beschriftet, stehen die Zentrifugenröhrchen aufgereiht in ihrer Halterung im Labor für Biochemie und Mikrobiologie der Hochschule Bielefeld (HSBI). Celina Beermann streift sich ihren weißen Laborkittel über. Sie nimmt eines der Röhrchen heraus, schüttelt es ein paar Mal routiniert und hält es prüfend gegen das Licht: Kleine durchsichtige Kapseln wirbeln durch eine Flüssigkeit. Beermann lässt ein paar davon auf ihre Handfläche kullern. „Fühlt sich ein bisschen an wie Gummibärchen.“

Der spezielle Zucker wurde erst 2019 an der Uni Tübingen entdeckt

Celina Beermann ist zwar Lebensmittelchemikerin, aber ihre ‚Gummibärchen‘ sollte man besser nicht probieren: In ihnen steckt 7-desoxy-Sedoheptulose (7dSh) – ein besonderer Zucker, der von Blaualgen, genauer: von Cyanobakterien – produziert wird. „7dSh wirkt herbizid, das heißt, er hemmt das Wachstum von Pflanzen“, erklärt Beermann. Klingt nüchtern und wenig spektakulär, bedeutet aber: 7dSh ist eine echte Alternative für Glyphosat, das global eingesetzte und wegen seiner negativen Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit vor dem Verbot stehende Unkrautvernichtungsmittel. Und vor allem: 7dSh ist eine umweltverträgliche Alternative. „Der Zucker ist biologischen Ursprungs, in der Natur abbaubar und nach bisherigen Tests toxikologisch unauffällig“, erläutert Beermann. Ein idealer, nachhaltiger Wirkstoff für den Einsatz in der Landwirtschaft also.

Wie aus dem Wirkstoff 7dSh ein anwendbares Präparat werden kann, wird derzeit in einem Kooperationsprojekt von HSBI und Universität Tübingen erforscht, wo der spezielle Zucker 2019 erstmals entdeckt wurde. Die HSBI wiederum übernimmt im Projekt unter anderem die Aufgabe, eine sogenannte Formulierung zu entwickeln. Formulierung bedeutet in diesem Zusammenhang schlicht die Überführung eines Wirkstoffes in eine in der Praxis anwendbare Form.

DB: Kann der Blaualgen-Zucker Unkraut aus dem Gleisbett fernhalten?

An der Zusammenarbeit ist die Deutsche Bahn nicht ganz unschuldig: „Die Bahn hatte einen Workshop veranstaltet, um über Alternativen zum Glyphosat-Einsatz im Gleisbett zu diskutieren“, erzählt Prof. Dr. Anant Patel, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung der HSBI, der seit vielen Jahren zu natürlichen Pestiziden forscht und veröffentlicht. Als Experte für Fermentation und Formulierung biologischer und chemischer Stoffe war Patel Teilnehmer des Workshops und wurde hellhörig, als Tübinger Forscher den Wirkstoff 7dSh vorstellten, der von Cyanobakterien produziert wird. Patel: „Wirkung und Umwelteigenschaften überzeugten sofort.“

Nur, wie gelangt der Wirkstoff in ausreichender Menge dorthin, wo er gebraucht wird, auf die Pflanze oder in den Boden? Hier konnte Patel seine Expertise einbringen: „Mit der entsprechenden Formulierung, als Granulat oder Sprüh-Lösung, wird die Anwendung unterstützt“, erklärt Patel und ergänzt mit einem Augenzwinkern: „Manche sagen auch, die Formulierung macht die Anwendung erst möglich.“ Schnell war klar: Tübinger und Bielefelder Kompetenzen ergänzten sich hervorragend, um 7dSh zu einem marktreifen und konkurrenzfähigen Präparat weiterzuentwickeln. Ein gemeinsames Projekt war beschlossene Sache, und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gab seinen Segen und die notwendige finanzielle Unterstützung. „Das Projekt füllt die Lücke zwischen Grundlagenforschung und Anwendung“, ordnet Patel den Forschungsbeitrag ein.

Proben werden zwischen Bielefeld und Tübingen hin- und hergeschickt

An der Uni Tübingen werden nun der genaue Wirkmechanismus von 7dSh geklärt, die öko-toxikologischen Effekte im Vergleich zu Glyphosat gemessen und 7dSh-tolerante Varietäten entwickelt. „Schließlich sollen die Nutzpflanzen ja weiterwachsen“, sagt Celina Beermann. Sie selbst arbeitet als Promovierende in Prof. Patels Arbeitsgruppe an der optimalen Formulierung, wozu ein geeignetes Trägermaterial gehört. Für das Granulat hat Beermann verschiedene Materialien getestet: „Wichtig ist natürlich, dass sie ebenfalls biologischen Ursprungs sind und problemlos abgebaut werden.“ Die durchsichtigen Kapseln etwa bestehen aus nachwachsenden Rohstoffen. Dann geht es an den Inhalt: „Wie viel Zucker bekomme ich in so eine Kapsel hinein, und wie schnell löst sie sich auf? Der Wirkstoff soll am besten kontinuierlich über einen langen Zeitraum abgegeben werden, denn die Landwirte können ja nicht täglich das Präparat ausbringen“, erklärt Beermann.

Die 27-Jährige öffnet ein hohes Gerät, dünne Schläuche werden sichtbar, ein Träger voller Injektionsfläschchen, eine Messapparatur. Mit der HPLC – das steht für High Pressure/Performance Liquid Chromotography, kann sie die Konzentration des Wirkstoffs in der Flüssigkeit messen. Ist Beermann mit dem Ergebnis zufrieden, schickt sie die entsprechenden Proben nach Tübingen. „Dort wird die Formulierung an den Pflanzen überprüft. Denn was im Labor gut funktioniert, kann sich in der Praxis ganz anders verhalten.“

Wie lässt sich das umweltfreundliche Herbizid in großem Maßstab herstellen?

Das gilt auch für den Maßstab. Lässt sich die Zuckermenge für den Laborbedarf noch gut finanzieren, wäre es für den Einsatz in der Fläche noch zu teuer. Hier setzt der Bielefelder Projektteil von Xenia Steurer an. Die Biotechnologin übernimmt quasi den Job der Blaualgen und arbeitet an der Erzeugung von 7dSh im Bioreaktor: „Der Wirkstoff muss wirtschaftlich und in großen Mengen hergestellt werden können, wenn er in der Praxis eingesetzt werden soll.“ Die Aussicht auf die tatsächliche spätere Anwendung ist genau das, was die Doktorandin antreibt: „Mir ist wichtig, dass meine Forschung zum Umweltschutz beitragen kann und der Wirkstoff eventuell von einem Unternehmen als nachhaltiges Herbizid verkauft wird.“ Beermann stimmt zu: „Der Anwendungsbezug ist besonders reizvoll an unserer Forschung.“

Und damit sind sie auf einem guten Weg. Der ständige Austausch in der Projektgruppe und das Ineinandergreifen der verschiedenen Teilprojekte hat zu vielversprechenden Zwischenergebnissen geführt. Xenia Steurer konnte die Produktionsmenge bereits über die Erwartungen hinweg steigern, und Celina Beermanns Formulierungen steuern die Wirkung immer besser. Auch die Fachwelt ist auf die Bielefeld-Tübinger Forschung aufmerksam geworden: Unlängst wurde Xenia Steurer für ihren Vortrag auf einem internationalen Umweltsymposium für Biotechnologie und Ingenieurwesen ausgezeichnet. Beide Doktorandinnen haben bereits die Möglichkeit genutzt, auf internationalen Konferenzen ihre Ergebnisse zu präsentieren, so auf den Tagungen der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie Dechema in Aachen, Berlin und Granada, auf der Deutschen Pflanzenschutztagung in Göttingen und den Deutschen Lebensmittelchemikertagen in Hamburg. Der nächste Schritt führt in die Wirtschaft. Anant Patel: „Das Interesse der Unternehmen ist groß und eine Zusammenarbeit nach erfolgreichem Projektabschluss geplant.“ (uh)

Originalmeldung:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/hsbi-und-uni-tuebingen-entwickeln-glyphosat-alternative

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HSBI erhält Arbeitgeberpreis für Bildung

© BDA / Christian Kruppa

Berlin/Bielefeld, 17. Oktober 2023. „Spürbar nachhaltig!“: Der Deutsche Arbeitgeberpreis für Bildung 2023 geht an die Hochschule Bielefeld und drei weitere Bildungseinrichtungen aus Nordrhein-Westfalen, Sachsen und Schleswig-Holstein.

Mit dem Deutschen Arbeitgeberpreis für Bildung prämiert die Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeberverbände (BDA) seit mehr als 20 Jahren herausragende Leistungen in der Bildungsarbeit. Unterstützt wird der Preis von der Deutschen Telekom AG und der Deutschen Bahn AG. Der Preis wird in den Kategorien frühkindliche, schulische, berufliche und hochschulische Bildung vergeben und ist jeweils mit 10.000 Euro dotiert. Jedes Jahr steht der Preis unter einem neuen Themenschwerpunkt, diesmal: „Spürbar nachhaltig“. Gesucht wurden Bildungseinrichtungen, die nachhaltiges Lernen und verantwortungsvolles Handeln fördern.

In der Kategorie Hochschulische Bildung hat die Hochschule Bielefeld (HSBI) mit ihrem Motto „Act2Sustain“ überzeugt. In der Begründung der BDA heißt es: „Die ökonomische, soziale und ökologische Nachhaltigkeit gehört zu ihrer Gesamtstrategie und ist personell wie institutionell fest in der Hochschulleitung verankert. Die Umsetzung in allen Kernbereichen der Hochschule – „Studium & Lehre“, „Forschung & Transfer“, „Governance“, „Campus“ und „Gebäude“ – wird von interdisziplinären Teams in einem für alle offenen Prozess verfolgt. Last but not least macht die Hochschule ihre Aktivitäten und Veranstaltungen nach innen und außen sichtbar und lädt Hochschulangehörige wie Kooperationspartner ein, sich gemeinsam zu engagieren.“

Nachhaltigkeit als Querschnittsthema an der HSBI

In dem partizipativen Programm arbeiten unter dem Motto „Act2Sustain“ Lehrende, Studierende und Beschäftigte der Hochschule sowie externe Expert*innen und Unternehmensvertreter*innen in fünf Arbeitsgruppen und 26 Subteams gemeinsam an unterschiedlichen Maßnahmen. Alle Beteiligten konnten Themen und Projekte vorschlagen und sich aktiv in die Arbeitsgruppen einbringen.

Einige Maßnahmen befinden sich bereits in der Umsetzung: So werden regelmäßig gerettete Lebensmittel an der HSBI verkauft, es wurden Kräuterbeete angelegt und ein Tiny Forest befindet sich in Planung, in Kürze findet ein Act2Sustain-Flohmarkt statt. Im April gab es im Lokschuppen in Bielefeld den ersten NRW-weiten Transfer-Tag der Nachhaltigkeit, um Best Practices in der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und der Hochschule im Nachhaltigkeitskontext zu präsentieren. Auch eine Klimaschutzmanagerin wurde jüngst an der HSBI eingestellt, unter anderem um Einsparpotenziale beim Energie- und Ressourcenverbrauch in den Liegenschaften zu identifizieren und umzusetzen. Zahlreiche Aktivitäten liefen und laufen darüber hinaus schon seit langem an der Hochschule und wurden nicht erst durch Act2Sustain angestoßen. So gehören Forschungsprojekte rund um Nachhaltigkeit unter anderem in den Ingenieurwissenschaften seit vielen Jahren zum vielfältigen Portfolio der HSBI, mit steigender Tendenz. Ergebnisse aus den Act2Sustain-AGs sollen in Form von Teilstrategien Ende des Jahres präsentiert werden.

Nachhaltigkeit in Lehre und Studium

Im Dezember 2023 soll die erste hochschulweite und interdisziplinäre Nachhaltigkeitswoche stattfinden. Dabei werden die Ziele für Nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, kurz SDGs) der Vereinten Nationen in den Fokus gestellt: „An jedem Fachbereich wird dabei thematisiert, wie die 17 SDGs auf das jeweilige Fachgebiet wirken“, erklärt Prof. Dr. Natalie Bartholomäus, Vizepräsidentin für Nachhaltigkeit und strategisches Human Resource Management an der HSBI. „Die Intensiv-Woche ist der Startschuss, um Nachhaltigkeit systematisch in der Lehre zu verankern. Wobei wir keineswegs bei null anfangen: An den Fachbereichen gibt es bereits unterschiedlichste Ansätze“, so Bartholomäus.

So wurden am Fachbereich Gesundheit erste Lehreinheiten zur Bedeutung des Klimawandels für die Pflege entwickelt. Am Fachbereich Wirtschaft steht die ökonomische Nachhaltigkeit im Fokus: Studierende können hier Schwerpunkte setzen und befassen sich mit Fragen von der ökologischen Fertigung bis zur Unternehmensethik und nachhaltiger Ertragsrechnung. Hier soll zudem 2024 ein eigener Masterstudiengang mit Themenschwerpunkt Nachhaltigkeit starten. Am Fachbereich Sozialwesen gibt es bereits den Masterstudiengang Sozialwissenschaftliche Nachhaltigkeits- und Transformationsstudien. Am Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik ist Nachhaltigkeit ein Schwerpunkt, der im Rahmen der laufenden Studienreform noch weiter in den Fokus rückt. Und am Fachbereich Campus Minden wird beispielweise das Thema Intelligente Gebäudetechnologien interdisziplinär betrachtet, ebenfalls mit Blick auf Nachhaltigkeit. Dort ist außerdem ein Green Office umgesetzt, in dem Studierende und Lehrende gemeinsam nachhaltige Projekte planen können. Am Fachbereich Gestaltung ist Nachhaltigkeit häufig Thema studentischer Arbeiten und wird beispielsweise in der Studienrichtung Mode mit Blick auf die Textil- und Modeindustrie kritisch hinterfragt.

Um die unterschiedlichen Ausgangssituationen an den Fachbereichen zu berücksichtigen, orientiert sich die HSBI bei der Integration von Nachhaltigkeit in das Lehrprogramm an einem sechs-Stufen-Konzept, bei dem die Fachbereiche entscheiden können, welche Stufen in ihr Lehrkonzept aufgenommen werden:

1. Nachhaltigkeit als Bestandteil bestehender Lehrveranstaltungen
2. Nachhaltigkeit in Form eigenständiger Lehrveranstaltungen
3. Nachhaltigkeit als eigenständige Vertiefungsoption
4. Nachhaltigkeit als eigener BA-Studiengang
5. Nachhaltigkeit als eigener Masterstudiengang
6. Nachhaltigkeit im Bereich der Promotion.

Nachhaltigkeitsstrategie ist auch Innovationstreiber für die Region

Die Präsidentin der HSBI, Prof. Dr. Ingeborg Schramm-Wölk bedankt sich bei allen Beteiligten für die Auszeichnung: „Der Arbeitgeberpreis bekräftigt uns in unserer Strategie, Nachhaltigkeit als Querschnittsthema in unserer Hochschule auf allen Ebenen mitzudenken und alle Statusgruppen in einem offenen Prozess zum Mitmachen einzuladen. Ich danke allen Act2Sustain-Arbeitsgruppen und -teams, insbesondere Prof. Dr. Natalie Bartholomäus, die als Vizepräsidentin für Nachhaltigkeit den Strategieentwicklungsprozess verantwortet. Und ich danke der Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeberverbände für die Auszeichnung.“

Dem Dank schloss sich Prof. Dr. Natalie Bartholomäus an: „Wir freuen uns sehr über diese Auszeichnung. Der Preis ist für uns ein Beleg, dass wir in der Rolle als Innovationstreiberin für eine der großen gesellschaftlichen Problemstellungen auf dem richtigen Weg sind. Mein großer Dank gilt allen Act2Sustain-Mitwirkenden. Das Preisgeld in Höhe von 10.000 Euro werden wir selbstverständlich auch in eine Maßnahme für mehr Nachhaltigkeit stecken, nämlich in die Entwicklung einer OER-Plattform für Best Practices in der nachhaltigkeitsbezogenen Lehre.“ Über die Plattform sollen an der HSBI entwickelte Lehr- und Lernmaterialien als Open Educational Resources (OER) Interessierten online zur Verfügung gestellt werden, sodass sie auch in anderen Bildungseinrichtungen eingesetzt werden können.

Die Bundesvereinigung übergibt den Preis in diesem Jahr bewusst an ´junge Vertreter*innen´ der ausgezeichneten Institutionen: an Auszubildende, Schüler*innen, Studierende und Absolvent*innen. Den Preis für die HSBI durfte in Berlin Julian Dreier entgegennehmen, stellvertretend für die Studierenden der HSBI. Julian Dreier hat den Bachelor BWL und kürzlich auch den Master Personalmanagement und Organisation abgeschlossen. Er wurde von der HSBI als „Botschafter“ ausgewählt, weil er sich von Beginn an im Programm Act2Sustain engagiert: Er ist Beiratsmitglied und arbeitet in den AGs Studium und Lehre sowie Forschung und Transfer mit. Zudem hat Julian Dreier sich in seiner Bachelor- und Masterarbeit mit Themen rund um Nachhaltigkeit und Human Resource Management befasst und dabei mit Unternehmen aus der Region Ostwestfalen-Lippe zusammengearbeitet. Ergebnisse daraus hat er unter anderem in einem Vortrag beim Transfer-Tag der Nachhaltigkeit eingebracht. Für ihn war es ein besonderes Erlebnis, beim Deutschen Arbeitgebertag die HSBI zu repräsentieren: „Der partizipative Ansatz von Act2Sustain, in dem neben den Beschäftigten der HSBI auch Studierende und Unternehmen ihre Perspektive einbringen, spiegelt genau das wider, was mich auch in meinem Studium begeistert hat: nämlich einerseits der persönliche Kontakt zwischen Studierenden und Lehrenden, andererseits die Vernetzung und der enge Austausch mit Unternehmen in der Region. So werden innovative Lehrinhalte und Forschungsideen entwickelt, die für Unternehmen relevant sind und somit in der Praxis auf fruchtbaren Boden fallen. Dass das so gut funktioniert, ist sicher auch eine Besonderheit unserer Region OWL.“ Dem stimmt Natalie Bartholomäus zu: „Gerade beim Thema Nachhaltigkeit ist es wichtig, dass wir als Hochschule mit Unternehmen an einem Strang ziehen und nicht aneinander vorbei arbeiten, denn das können wir uns angesichts der drängenden Probleme gar nicht leisten. Und genau diese Stärke einer Hochschule für Angewandte Wissenschaften stimmt mich positiv: Wir können als HSBI wirklich etwas bewegen!“

HSBI-Projekt „ViRDiPA“ abgeschlossen

© P. Pollmeier / HSBI

Bielefeld, 02. Oktober 2023. Stürze, Reanimationen oder epileptische Anfälle – Studierende und Auszubildende in Pflegeberufen können den richtigen und eigenverantwortlichen Umgang mit solchen schwierigen Situationen in ihrer Praxis oft nur bedingt üben. Mit diesem Manko beschäftigte sich das Projekt ViRDiPA an der Hochschule Bielefeld. Zusammen mit den Partnern Universität Bielefeld, Hochschule Emden/Leer und dem Verein „Neue Wege des Lernens e.V.“ entwickelte das Team ein VR-gestütztes Fortbildungskonzept, mit dem komplexe Ausbildungsinhalte jetzt realitätsnah geübt werden können.

Mit dem Ende seiner Projektlaufzeit hat das interdisziplinäre Verbundprojekt ViRDiPA („Virtual Reality basierte Digital Reusable Learning Objects in der Pflegeausbildung“) seine Ergebnisse der Öffentlichkeit vorgestellt. In dem über eine Gesamtlaufzeit von dreieinhalb Jahren durch die BMBF Förderlinie „DigiMed“ geförderten Projekt entwickelten die wissenschaftlichen Partner Hochschule Bielefeld (HSBI), Universität Bielefeld, Hochschule Emden/Leer und der Verein „Neue Wege des Lernens e.V.“ zusammen mit Praxispartnern ein Fortbildungskonzept für den Einsatz von Virtual Reality (VR) basierten Lernmethoden in der Pflegeausbildung. Die Praxispartner des Projekts waren die Gesundheitsschulen im Evangelischen Klinikum Bethel (EvKB), die Akademie für Gesundheitsberufe der Mühlenkreiskliniken (MKK) und der Bildungscampus St. Johannisstift Paderborn.

Verbundprojekt schafft den Transfer von Pflegewissenschaft und Praxis

Das Konzept, das sich maßgeblich an Lehrkräfte und Praxisanleitende der drei Praxispartner richtet, wurde nun in der frei zugänglichen „Working Paper“-Reihe des Projekts publiziert. Nach der Entwicklung des Fortbildungskonzeptes zu Beginn des Projektzeitraumes wurde dies erfolgreich implementiert und anschließend evaluiert. 14 Lehrende und Praxisanleitende aus den Bildungseinrichtungen der Praxispartner schlossen die Fortbildung innerhalb des Projekts erfolgreich ab und erwarben ein Zertifikat. Claus Werner, der das Projekt als Pflegepädagoge für den Praxispartner Mühlenkreiskliniken begleitete, lobt die stimmige Verknüpfung von Wissenschaft und Pflegepraxis im Projekt: „Beide Seiten konnten sich hervorragend mit ihren Kompetenzen und Bedarfen in das Projekt einbringen. Durch die gemeinsame Arbeit an den VR-Lernszenarien wurden die Herausforderungen der jeweils anderen Seite erfahrbar und sind in unsere Ergebnisse eingeflossen.“

Unterschiedliche Kompetenzen und Bedürfnisse bringen die gemeinsame App-Entwicklung voran

Kern des Fortbildungskonzepts sind digitale Lernmaterialien und die Entwicklung von 360°-VR-Szenarien, mit denen bestimmte Ausbildungsinhalte in einem geschützten virtuellen Raum realitätsnah erprobt werden können. Durch die Offenheit des von einem Team der Hochschule Emden/Leer entwickelten Tools PaneoVR können die entwickelten Szenarien künftig außerdem individuell erweitert und auf wechselnde Bedarfe angepasst werden. Das paneoVR-Tool unterstützt die Nutzerinnen und Nutzer von der Konzeption ihrer Lernszenarien bis zur Ausspielung über eine mobile VR-Brille. Auf Basis der Rückmeldungen der Fortbildungsteilnehmenden wurde die PaneoVR-App während des Projekts beständig weiterentwickelt. Auch ihr aktueller Entwicklungsstand steht zum kostenlosen Download bereit. Auch die auf Basis der App durch die Teilnehmenden entwickelten 360°-Lernszenarien sind als Open Educational Ressources (OER) frei abrufbar. Prof. Dr. Annette Nauerth, die das Projekt als Leiterin im Fachbereich Gesundheit der HSBI verantwortete, sieht in der realistischen Simulation das wichtigste Projektergebnis: „Typische Situationen des Stationsalltags wie Stürze, Reanimationen oder epileptische Anfälle können durch VR-Anwendungen in einem abgesicherten Rahmen erfahren werden. Die Nutzerinnen und Nutzer können hier selbst Entscheidungen treffen, ohne dass dies im Falle eines Irrtums negative Konsequenzen für echte Menschen hat.“

Behutsames Vorgehen und Reflektionsphasen prägen die Projektarbeit

Um den Weiterbildungsbedarf der Praxispartner möglichst passend mit dem Fortbildungskonzept in Einklang zu bringen, wurde zu Projektbeginn eine Bedarfsanalyse durch die Pflegeschulen durchgeführt. Auf Basis ihrer Ergebnisse wurde anschließend die Fortbildung für die Lehrkräfte und Praxisanleitenden geplant, die Lernmaterialien entwickelt und erprobt. Außerdem bildeten die eingebundenen Lehrkräfte und Praxisanleitenden Tandems und konnten den Umgang mit der für die meisten neuen VR-Technologie im Team erlernen und reflektieren. In der Praxis bedeutete dieses behutsame Vorgehen: ständiger Austausch, Feedback und Evaluation des Erlernten, die zu wichtigen Bausteinen des Projekts wurden. Zum Abschluss dieser Konzept- und Praxisphase wurden die erarbeiteten VR-Szenarien und Aufgaben im April dieses Jahres auf einer hybriden Abschlusstagung der Fachöffentlichkeit vorgestellt. Als Keynotesprecher konnte dafür Prof. Dr. Klaus Müller von der Frankfurt University of Applied Sciences gewonnen werden, der mit seinem Lernaufgabenkonzept eine der wichtigsten pflegedidaktischen Referenzen des Projekts vorstellte.

Evaluiertes Fortbildungskonzept findet Eingang in die Wissenschaftliche Weiterbildung

Einen weiteren Baustein von ViRDiPA stellte die fortlaufende Evaluation der entwickelten Fortbildungsinhalte und der darin erlernten Kompetenzen durch die Lehrenden, Praxisanleitenden, aber auch Auszubildenden als Nutzende der Lernmaterialien dar. Die teilnehmenden Lehrenden und Praxisanleitenden erkennen den Zuwachs an eigener Mediennutzungskompetenz als unmittelbare positive Auswirkung der Fortbildung. Darüber hinaus verbessert die Nutzung von VR-Technik für die meisten Teilnehmenden den Theorie-Praxis-Transfer und sollte deshalb künftig fest in die Pflegeausbildung implementiert werden. Auf Seiten der Auszubildenden stand der immersive und spielerische Charakter der VR-Szenarien im Vordergrund der Projekterfahrung. Sie fühlten sich besser auf bestimmte Praxissituationen vorbereitet, insbesondere, wenn diese mit Übungssequenzen im Skills Lab verknüpft werden. Gelobt wurde außerdem die multimodale und strukturierte Lernumgebung der VR-Szenarien, die kollaboratives und eigenverantwortliches Lernen ermöglichen. Ein großer Teil der Evaluationsergebnisse des Projekts wurde bereits in der frei zugänglichen „Working Paper“-Reihe des Projekts veröffentlicht.

In angepasster Form findet das erfolgreiche ViRDiPA-Konzept außerdem ab dem kommenden Semester Eingang in das Studienangebot der HSBI: Unter dem Titel „Virtuelle Realität in der gesundheitsberuflichen Bildung“ wird das Fortbildungskonzept als Zertifikatsstudiengang dann im Bereich wissenschaftliche Weiterbildung buchbar sein.

HSBI-Forschende begleiten das Projekt

© K. Starodubskij / HSBI

Minden, 12. September 2023. Aus einer Mülldeponie ein Rohstofflager der Zukunft machen – das ist das Ziel des Projekts „Smart Recycling Factory“ in Hille (Kreis Minden-Lübbecke). Forschende der Hochschule Bielefeld und der TH OWL besichtigten den Projektstandort im Entsorgungszentrum Pohlsche Heide, informierten sich über das Zukunftsprojekt und stellten Ideen für den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft vor. Anknüpfungspunkte hierfür bieten das Projekt InCamS@BI und Forschungen zum Thema am Campus Minden.

Das Wort Müll hat Johannes Weinig schon erfolgreich aus seinem Wortschatz gestrichen. „Das ist total ‚old fashioned‘. Wir sprechen heute von Abfall, aber noch besser trifft es Wertstoffe“, erklärt der Professor für Wasser- und Abfallwirtschaft am Campus Minden der Hochschule Bielefeld (HSBI). Unter einem strahlend blauen Himmel steht Weinig in neongelber Warnweste auf der Anlieferstraße des Entsorgungszentrums Pohlsche Heide in Hille im Kreis Minden-Lübbecke. Hinter dem erfahrenen Ingenieur und Hochschullehrer versperren eine Gaskugel und die Hallen der Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungsanlage (MBA) den Blick auf das eigentliche Herzstück der Anlage, den rund 20 Meter hohen und rund 600 Meter langen Deponiehügel. Hinter der grasbewachsenen, nach oben offenen Pyramide verstecken sich auf dem weitläufigen Gelände mehrere Klärbecken und eine Kompostieranlage. Jeder Einwurf der rund 311.000 Bewohnerinnen und Bewohner des Kreises in ihre Haus- oder Biomülltonne landet früher oder später auf der Pohlschen Heide. Rund 75.000 Tonnen Haus- und Gewerbemüll und 55.000 Tonnen Biomüll- und Grünschnitt sowie ein bachtlicher Teil an gewerblichen Abfällen und Klärschlämmen kommen so pro Jahr zusammen.

Wissenschaft und Kommune im Dialog über die „Deponie der Zukunft“

Für einen Austausch über den zukünftigen Umgang mit der Ressource Abfall könnte der Ort also kaum besser gewählt sein. Zusammen mit 17 anderen Forschenden der HSBI und der TH OWL gehört Weinig zu einer Gruppe, die das Gelände der Deponie und den darauf befindlichen zukünftigen Standort der „Smart Recycling Factory“ („SRF“) besucht und Möglichkeiten für Forschungsprojekte und Kooperationen auslotet. Hinter dem griffigen Namen verbirgt sich ein Konzept, mit dem die Kreis Abfall Verwertungsgesellschaft Minden-Lübbecke (KAVG) die Entsorgungsanlage zur „Deponie der Zukunft“ machen will.

In der Gegenwart geht es erst einmal darum, für alle Teilnehmenden einen Platz im Bus zu finden, der die Gruppe um den Hügel zu den verschiedenen Anlagen der Deponie fährt. „Das Kernthema zukünftiger Abfallbehandlung muss es sein, echte Stoffkreisläufe von der Wiege bis zur Bahre zu installieren“, sagt Weinig, als der Bus ungefähr die Mitte der Umgehungsstraße um den Deponiehügel erreicht hat. Wie ein echter Stoffkreislauf ohne Verluste aussehen kann, zeigt die erste Zwischenstation: In der Kompostieranlage wird aus dem größten Teil des angelieferten Biomülls nach neun Wochen Gärung und Verrottung hochwertiger Humus gewonnen. Anschließend wird dieser Mutterboden an Gartenbauunternehmen verkauft und bildet die Grundlage für neue Pflanzen.

An vergleichbaren Kreisläufen für die im Hausmüll und Sperrmüll enthaltenen Wertstoffe hapert es noch. Die für eine Kreislaufwirtschaft (Circular Economy) interessantesten „Fraktionen“, wie die einzelnen Abfallgruppen fachsprachlich genannt werden, sind Batterien, Elektroschrott, Kunststoffverpackungen und Bauabfälle. Alle kommen in unterschiedlichen Mengen im angelieferten Haus- und Gewerbemüll der Pohlschen Heide vor. Bisher werden sie im Anschluss an ihre Sortierung und Zerkleinerung entweder im Deponiehügel für die Ewigkeit verschlossen oder zur Energieerzeugung verbrannt. Die darin enthaltenen Rohstoffe wie Beton, Sand, aber auch Metalle, seltene Erden und recycelbare Baustoffe sind damit verloren. In Zeiten knapper werdender Ressourcen und steigender Preise für Rohstoffe und Energie wird dieser lineare Produktlebenszyklus zu einem ökologischen und betriebswirtschaftlichen Problem.

EFRE-Förderung: Von der Deponie zum Zwischenlager für Wertstoffe

Hier setzt das Konzept der „Smart Recycling Factory“ an, mit dem der Deponiebetreiber KAVG das Recycling auf der Pohlschen Heide revolutionieren will. Auf der sich ihrem Ende nähernden Bustour ist mittlerweile der künftige Bauplatz des Großprojektes erreicht. Noch ist vom künftigen Gebäudeensemble nicht viel zu sehen. Gelb gestrichene Kiefernstämme in der sogenannten „Säulenhalle“ markieren die Außenmaße des geplanten Auftaktgebäudes. Nach der Fertigstellung sollen hier ein Innovationszentrum, eine Forschungshalle und ein Transferzentrum eine neue bauliche Einheit bilden, die in Sachen Kreislaufwirtschaft Maßstäbe setzen will: Während im Innovationszentrum Start-ups, Forschende und Unternehmen neue Ideen in Prototypen und Geschäftsmodelle umsetzen, soll die Forschungshalle mit ihren Laboren flexible Nutzungen für die Hochschulen der Region ermöglichen. Zwischen diesen beiden Bauteilen soll ein Transferzentrum die entstandenen Projekte und Prototypen der „Smart Recycling Factory“ für die Öffentlichkeit zugänglich machen.

Im Kleinen findet diese Transferdimension bereits heute ihre Umsetzung: Im fertiggestellten außerschulischen Lernort „zdi MINTIab Kreislaufwirtschaft & Umwelttechnik“ werden Schulklassen an diese Themen herangeführt. „Mit der Pohlschen Heide können wir einen hervorragenden Standort für die Themen der Circular Economy bieten“, erklärt Henning Schreiber, Geschäftsführer der KVAG und heute Tourguide der Hochschulgruppe. „Wir verfügen hier bereits über alle Rohstoffe und Materialien und bringen in der Smart Recycling Factory künftig alle Akteure der Wertschöpfungskette zusammen.“

Ein Ort für Wissens- und Technologietransfer: Sortenreinheit heißt die Hauptherausforderung

Im Forschungszentrum sollen Prototypen und Anwendungen entwickelt werden, die eine getrennte Aufbereitung und Lagerung der unterschiedlichen Stoffe auf der zukünftigen Deponie sicherstellen. Damit würde die Pohlsche Heide von einer klassischen Deponie zu einem Zwischenlager für Wertstoffe. Das angepeilte Ziel dafür heißt Sortenreinheit. Denn die derzeit angelieferten und am Ende deponierten Abfälle setzen sich aus einem bunten Mix unterschiedlicher Bestandteile zusammen, die nach dem Durchlauf durch die Anlagen der Deponie nicht mehr voneinander zu trennen sind. Für die Lösung dieses Problems braucht es wissenschaftliche Ideen und hier kommen die Forschenden ins Spiel.

Neben dem Aspekt der Nachhaltigkeit macht Henning Schreiber noch auf einen weiteren interessanten Effekt der „smarten“ Deponie aufmerksam – anders als bisherige Deponien wächst sie nicht unaufhörlich: „Für Abfallstoffe, die derzeit noch nicht recycelt oder aufbereitet werden können, wird aktuell eine gewaltige Menge an Deponievolumen zur Ablagerung benötigt. Durch intelligente Deponierung und die Möglichkeit, diese Abfälle in den Wertstoffkreislauf zu geben, können wir die Deponiekapazitäten reduzieren.“

Smarte Technologien sollen beim Finden der Rohstoffe helfen

Dafür braucht es neue, intelligente Technologien, die über die bisherigen Verfahren zur Sortierung der Deponie hinausgehen. Mittlerweile ist die Busrundfahrt zu Ende, und die Gruppe steht nach einem kurzen Fußweg in der Mechanisch-Biologischen Anlage. In den beiden fußballfeldgroßen Industriehallen findet die eigentliche Behandlung der angelieferten Abfälle vor der Deponierung statt. Zwei riesige Schredder und mehrere gelbe Radlader dominieren das Bild. Die ankommenden Abfälle werden mit den Baumaschinen in die Schredder geschoben und dort zu wenigen Zentimeter großen Partikeln zermahlen. Anschließend läuft der Abfallstrom über ein System von Förderbändern und Sieben, auf denen die „Fraktionen“ nach Größe und Art sortiert werden. Magnete detektieren Metallteile und entfernen diese teilweise aus dem Stoffstrom. Nach der biologischen Behandlung durch Mikroorganismen wird die verbliebene „Feinfraktion“ im Hügel nebenan deponiert. Die nicht deponierbare „Grobfraktion“, zu der unter anderem Kunststoffe, Holzpartikel, Textilien oder Papier gehören, wird als Brennstoff in Müllverbrennungsanlagen oder in der Baustoffindustrie genutzt. Zwar ist diese „energetische Verwertung“ besser als keine Verwertung. Dennoch sind die enthaltenen Stoffe in diesem „Downcycling“-Prozess jeder weiteren Verwertung entzogen.

Alle Stationen eines Produktlebens müssen in den Blick genommen werden

Um Kreisläufe auch bei den Stoffen aufrechtzuerhalten oder zu schließen, die bisher nur noch deponiert oder verheizt werden können, braucht es also neue Ideen: Neben der smarten Optimierung der vorhandenen Verfahren am Ende eines Produktlebens, könnten sich der Kreis aber auch an allen anderen Stationen des Produktlebenszyklus schließen. Heike Wulf, die als Technologiescout im HSBI-Projekt Innovation Campus for Sustainable Solutions (InCamS@BI) an der Optimierung von Kunstsoffen für eine Kreislaufwirtschaft arbeitet, verfolgt einen solchen Ansatz: „Wir müssen in Zukunft frühzeitig ansetzen. Einerseits geht es dabei um Vermeidung und um die Entwicklung langlebiger Produkte. Andererseits muss der Kunststoffabfall, den es weiterhin geben wird, sauberer von anderen Materialien getrennt werden. So erhalten wir Material, das wirklich recycelbar ist und nicht nur zum Downcycling taugt.“

Ein implantierter „Pass“ als Grundlage für maßgeschneidertes Recycling

Einen womöglich bahnbrechenden Ansatz hat ihr Teilprojektleiter im InCamS@BI-Projekt an diesem Tag mitgebracht: Prof. Dr. Christian Schröder schwebt ein digitaler Produktpass vor, wie er von der Europäischen Kommission im aktuellen Entwurf für eine neue Ökodesign-Verordnung vorgeschlagen wird. In einem Datensatz sollen alle relevanten Informationen über die Entstehung, materielle Zusammensetzung und Historie eines Produkts dezentral hinterlegt werden und über einen Marker oder eine ID eindeutig mit dem im Umlauf befindlichen Produkt verknüpft sein. „Diese ID müsste sehr robust und auch nach Zerlegung des Produkts in Einzelteile noch auslesbar sein. Deshalb müsste sie ähnlich eines Chips auf der Mikroebene des Produktmaterials implantiert sein“, erklärt Schröder seine Idee dazu. Im Hinblick auf Kunststoffabfälle könnte sie eine Lösung für die häufig verwendeten Zusatzstoffe (Additive) bieten. Mit Hilfe dieser Zusätze werden bestimmte positive Produkteigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Lichtbeständigkeit oder Elastizität hervorgerufen. Als negative Begleiterscheinung verhindern die Additive, sofern sie überhaupt bekannt sind, dass der Kunststoff in anderen Produkten verwendet werden kann. „So könnte man auch nach dem Schreddern wissen, welche Bestandteile der Kunststoff hat und ihn passgenau recyceln“, beschreibt der Professor am Fachbereich für Ingenieurwissenschaften und Mathematik der HSBI einen Anwendungsfall für den digitalen Produktpass.

Die Führung ist zu Ende und die HSBI-Besuchergruppe löst sich auf. Johannes Weinig steht vor der Halle der Mechanisch-Biologischen Anlage und blickt auf den jetzt malerisch im Abendlicht liegenden Deponiehügel. Über dem nun erstaunlich viele Greifvögel und sogar ein Storch ihre Bahnen ziehen. „Das smarte Denken sollte eine Denken ‚out of the Box‘ sein. Zu oft bedeuten Zugewinne an Effektivität und Rationalisierung in der Wirtschaft nicht weniger, sondern mehr von demselben“, verweist Weinig auf den Rebound-Effekt. „Smart wäre es, wenn wir in Zukunft über die ‚Smart Recycling Factory‘ oder ähnliche Projekte sprechen und dabei nicht nur an Abfalloptimierung, sondern auch an Verbrauch denken.“

Über das Projekt Smart Recycling Factory – Pohlsche Heide

Energiewende, Klimaschutz, knapper werdende Ressourcen – in vielen Bereichen muss in Zukunft neu gedacht und gewirtschaftet werden: Lösungen bietet das Modellprojekt SMART RECYCLING FACTORY – POHLSCHE HEIDE, das vom Abfallentsorgungsbetrieb des Kreises Minden-Lübbecke (AML) und der KreisAbfallVerwertungsGesellschaft mbH Minden-Lübbecke (KAVG) gemeinsam mit den Hochschulen und innovativen Unternehmen der Region zu einem Kompetenz- und Innovationszentrum für Kreislaufwirtschaft weiterentwickelt wird.
Die Bausteine „außerschulischer Lernort“ und „Innovationsnetzwerk SRF“ wurden bereits über EFRE-Mittel umgesetzt. Aktuell wird die Akquirierung der Förderung für die Forschungsinfrastruktur vorbereitet.

iDAS – Institute for Data Science Solutions

© HSBI

Bielefeld, 20. Juli 2023. Forschende der Hochschule Bielefeld arbeiten im neu gegründeten Institute für Data Sciences Solutions (IDaS) interdisziplinär an den spannendsten Herausforderungen und Chancen, die Künstliche Intelligenz, Small und Big Data sowie Cyber Security mit sich bringen. Das IDaS will Forschung und Transfer in diesem Feld stärken und Akteuren in Wirtschaft und Gesellschaft dabei unterstützen, aus ihren Datenmaterial in nachhaltiger Weise Nutzen zu ziehen.

Die fortschreitende Digitalisierung und damit das exponentielle Wachstum des Datenkapitals verändert alle Bereiche von Wirtschaft und Gesellschaft rasant. Dies stellt die Wissenschaft zunehmend vor kniffelige Fragen, die komplexe Antworten und intelligente Lösungen erfordern. Wer diese Lösungen anwendungsorientiert und nachhaltig gestalten will, ist gut beraten, interdisziplinär und interprofessionell auf aktuelle Entwicklungen und Ziele zu schauen. Forschende der Hochschule Bielefeld (HSBI) haben mit dieser Motivation das „Institute for Data Science Solutions“ (IDaS) gegründet.

Ansprechpartner in Sachen Data Science Solutions für Wirtschaft und Gesellschaft

„Das neue Institut bündelt an der HSBI forschungsstarke Aktivitäten in den Themenfeldern Künstliche Intelligenz, Data Science und Simulation“, berichtet Prof. Dr. Hans Brandt-Pook, Sprecher des fünfköpfigen IDaS-Vorstandes, in dem Forschende der drei HSBI-Standorte in Bielefeld, Minden und Gütersloh gemeinsam agieren. „Wir wollen interprofessionell forschen und Ansprechpartner für Wirtschaft und Gesellschaft sein, wenn es um passgenaue Data-Science-Lösungen geht“, so Brandt-Pook weiter.

Insgesamt hat das IDaS 21 Mitglieder, allesamt Professorinnen und Professoren der HSBI-Fachbereiche Ingenieurwissenschaften und Mathematik, Wirtschaft und Campus Minden, darunter Informatikerinnen und Betriebswirtschaftler, Produktions- und Wirtschaftsingenieure, Mathematikerinnen und Physiker, Expertinnen für Künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und Datenschutz. Sie alle werden von zahlreichen wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern unterstützt. Brandt-Pook: „Mit dem fachbereichsübergreifenden Institut trägt die HSBI der Erkenntnis Rechnung, dass sich unsere bisherigen Aktivitäten disziplinübergreifend noch sinnvoller weiterentwickeln können.“

Mit Daten-basierten Methoden, Softwareengineering, Sicherheits- und Risikomanagement zu innovativen Lösungen

KI, Optimierung, Simulation und Data Science – diese Themen werden in verschiedenen „Solution Areas“, darunter Umwelt, Wirtschaft, Technik und Gesellschaft, in breit gefächerter Perspektive bearbeitet. „Uns interessiert, wie die zur Verfügung stehenden Technologien Anwendung finden und welche Verfahren robust eingesetzt werden können. Dabei rücken datenbasierte Methoden, Softwareengineering, Sicherheits- und Risikomanagement besonders in den Fokus“, erläutert Prof. Dr. Grit Behrens, Expertin für Angewandte Informatik und stellvertretende Vorstandssprecherin des IDaS vom Campus Minden.

Die Aktivitäten des IDaS setzen die Arbeiten der bisherigen Forschungsverbünde und -schwerpunkte an der HSBI fort. Dazu gehören unter anderem die Aktivitäten im Verbund „Angewandte Mathematische Modellierung und Optimierung“ (AMMO), der sich mit der Entwicklung und Analyse von neuen Produkten und Produktionsverfahren befasst. Ferner bringt das HSBI-Forschungszentrum „Center for Applied Data Science Gütersloh“ (CfADS) sein Know-how in das IDaS ein, das unter anderem die Themenfelder Datenerfassung, -aufbereitung und -analyse für die Digitalisierung und Optimierung von Arbeits- und Geschäftsprozessen „beackert“. Auch die Fachgruppe Wirtschaftsinformatik im Fachbereich Wirtschaft der HSBI und die Akteure des Schwerpunkts „Interdisziplinäre Forschung und Anwendungsentwicklung in der Umweltinformatik“ am Campus Minden werden am IDaS mitarbeiten.

Erfolgreiche hochschulübergreifende Forschung ergänzt durch gemeinsame interdisziplinäre Projekte

Im kommenden halben Jahr wollen die Institutsmitglieder ihre künftige Forschung konkretisieren und gemeinsam Anträge stellen. Mehr als ein Dutzend laufende Forschungsprojekte von Mitgliedern des IDaS geben allerdings heute bereits einen guten Einblick in die breite Fächerung des bereits existierenden Forschungs- und Transfergeschehens im Bereich der Data Science Solutions, darunter zahlreiche hochschulübergreifende Projekte. Pars pro toto sei hier das Projekt ADRIAN genannt, dass die Gefahren der Profilbildung im Web 2.0 erforscht und KI-gestützte Verfahren zur Erkennung von potenziellen Gefährdungen für Einzelpersonen und Institutionen auf Basis heterogener online-befindlicher Datenbestände entwickelt. So soll dem Hacker-Unwesen etwas entgegengesetzt werden. Ebenfalls ein gutes Beispiel für eine hochschulübergreifende Zusammenarbeit ist das Projekt YourAI, das den KI-Forschenden und interessierten Studierenden eine Plattform für ihre Forschungsaktivitäten zur Verfügung stellen wird. Das Projekt AI4ScaDa wiederum ist ebenfalls im Bereich von KI angesiedelt, fokussiert kleine und mittlere Unternehmen, um Lösungen zu entwickeln, deren begrenzten Datenbestand effektiver nutzen zu können, damit auch sie die Skaleneffekte erzielen können, die die großen Player gleichsam „frei Haus“ bekommen aufgrund der Vielzahl ihrer Lieferanten- und Kundendaten.

Originalmeldung:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/neues-hsbi-institut-ist-der-ansprechpartner-in-der-region-in-allen-fragen-der-digitalisierung-und-des-datenkapitals

Der Missbrauchsfall Lügde und die Folgen

© HSBI / privat

Bielefeld, 12. Juli 2023. Vier Jahre nach Bekanntwerden der erschreckenden Verbrechen im „Fall Lügde“ hat sich in der Region einiges im Bereich Kinderschutz getan. Gemeinsam mit dem Landkreis Hameln-Pyrmont hat Professor Wolfgang Beelmann von der Hochschule Bielefeld präventive Maßnahmen gegen Kindesmissbrauch ausgewählt, umgesetzt und deren Wirksamkeit überprüft. Die Ergebnisse des Projekts machen durchaus Hoffnung.

Der „Missbrauchsfall Lügde“ hat 2019 nicht nur die betroffenen Landkreise Hameln-Pyrmont (Niedersachsen) und Lippe (NRW), sondern ganz Deutschland tief erschüttert. Bestürzend war dabei sowohl das Ausmaß der von den beiden – zu hohen Haftstrafen verurteilten – Haupttätern begangenen Sexualstraftaten an Kindern, als auch die systemimmanenten Schwächen bei Jugendämtern und Polizeibehörden. In Lügde hat sich exemplarisch gezeigt, dass in unserer Gesellschaft immer noch eine zu geringe Sensibilität verbreitet ist, wenn es um den Missbrauch von Kindern und Jugendlichen geht.

Ein nachhaltiges Kinderschutzsystem kann Risikofaktoren deutlich vermindern

„Diese Art von sexualisierter Gewalt wird sich trotz aller präventiven Bemühungen vermutlich niemals vollständig beseitigen oder verhindern lassen“, sagt Wolfgang Beelmann, Professor am Fachbereich Sozialwesen für das Lehrgebiet Psychologie, insbesondere Entwicklungspsychologie und Psychodiagnostik, an der Hochschule Bielefeld (HSBI). „Jedoch kann der Aufbau eines effektiven und nachhaltigen Kinderschutzsystems dazu beitragen, dass Risikofaktoren deutlich vermindert werden.“

Genau das versucht der Landkreis Hameln-Pyrmont seit März 2019 – als Reaktion auf die unfassbaren Gewalttaten im „Fall Lügde“. Beelmann und seine Mitarbeiterinnen Mareike Gehring und Julia Kindermann begleiten die Entwicklung und Umsetzung des Präventionskonzeptes wissenschaftlich. „Am Ende überprüfen wir, inwieweit die gesetzten Ziele erreicht werden und die Maßnahmen auch tatsächlich wirken“, so Beelmann.

Erster Ansatzpunkt: Kompetenz von Fachkräften und Ehrenamtlichen stärken!

Das Projekt des Landkreises hat zunächst drei zentrale Ansatzpunkte. Der erste betrifft Fachkräfte und ehrenamtlich Tätige im pädagogischen, sozialen und therapeutischen Bereich. „Für diese haben wir gemeinsam mit thematisch erfahrenen Bildungsanbietern (u.a. Kinderschutzbund Köln) bewährte Fortbildungsveranstaltungen zum Thema sexualisierte Gewalt an Kindern und Jugendlichen etabliert, die ihre Kompetenz in diesem Bereich gezielt stärken sollen“, sagt der HSBI-Professor. Dass diese Maßnahme auch nachhaltig hochwirksam war, konnte Beelmanns Team mithilfe von Vorher-Nachher-Befragungen nachweisen. „Die hier erreichten Kompetenzverbesserungen stellen eine wichtige Grundlage für die Qualität präventiver Arbeit dar. Aus unserer Sicht ein voller Erfolg.“ Speziell geschult wurde in den kompakten Seminaren zum Beispiel das praktische Vorgehen bei Verdachtsfällen.

Zweiter Ansatzpunkt: Kinder sprach- und handlungsfähig machen bei Grenzüberschreitungen!

Ein zweiter Ansatz baut darauf, die Handlungskompetenzen von Kindern so zu fördern, dass sie weniger wahrscheinlich zu Opfern sexualisierter Gewalt werden, weil sie sich Täterstrategien leichter entziehen können. „Kindern soll vermittelt werden, welche Rechte sie haben, dass sie sich wehren können, wenn diese verletzt werden, und an wen sie sich wenden können, wenn sie Hilfe brauchen“, so Beelmann. „Außerdem ist es wichtig, dass Kinder sprachfähig werden im Hinblick auf ihren Körper und Sexualität.“

Diese Ziele verfolgt das Programm „Ziggy zeigt Zähne“, entwickelt von der Beratungsorganisation „pro familia“ in Brandenburg. Dabei lernen Schüler*innen der 3. und 4. Grundschulklassen während eines Projekttages auf spielerische Weise etwa, Grenzen bei unangenehmen Berührungen zu setzen oder „gute“ von „schlechten“ Geheimnissen zu unterscheiden. „Auch diese Veranstaltungen haben wir so eingerichtet, dass wir die Ergebnisse gut evaluieren konnten“, berichtet Beelmann. „Wichtig waren uns dabei auch Gruppendiskussionen mit den Kindern, in denen wir wertvolle qualitative Informationen sammeln konnten. Unter anderem zu dem Phänomen, dass sich Kinder oft selbst eine Mitschuld geben, wenn Grenzüberschreitungen durch Täter stattfinden. Das hätten wir per Fragebogen so nicht erfassen können.“

Dritter Ansatzpunkt: Zeigen, wie Kinderschutzkonzepte in der Praxis funktionieren!

Der dritte Ansatz besteht in der Weiterbildung zur Erstellung und Anwendung von Kinderschutzkonzepten – notwendig überall dort, wo mit Kindern und Jugendlichen gearbeitet wird. „Inzwischen haben wirklich viele Mitarbeitende der entsprechenden Einrichtungen im Kreis Hameln-Pyrmont an den angebotenen Online-Workshops teilgenommen“, so Wolfgang Beelmann. „Jetzt müssen wir uns anschauen, wie die Inhalte vor Ort tatsächlich umgesetzt werden. Daran arbeiten wir gerade.“

Effektive Prävention gegen sexualisierte Gewalt an Kindern ist nach wie vor bitter nötig in Deutschland. Im vergangenen Jahr zählte die Polizeiliche Kriminalstatistik 15.520 ausermittelte Fälle von sexuellem Kindesmissbrauch. „Die Dunkelziffer ist allerdings um ein Vielfaches höher“, unterstreicht Beelmann. „Wir gehen davon aus, dass jeder siebte bis achte Erwachsene in Deutschland sexuelle Gewalt in Kindheit und Jugend erlitten hat.“ Hinzu kommt eine grassierende Verbreitung von Missbrauchsdarstellungen und Jugendpornografie im Internet – wobei auch immer mehr Minderjährige als Tatverdächtige ermittelt werden. Deren Zahl verzwölffachte sich in Deutschland seit 2018 auf nunmehr über 17.500.

Wird das Präventionsprojekt ein Prototyp für ganz Deutschland?

Wolfgang Beelmann ist dennoch zuversichtlich. „Im Kreis Hameln-Pyrmont wie in ganz Niedersachsen sind seit 2019 einige positive Ansätze angestossen, und ich habe in vielen Einrichtungen ein hohes Maß an Kompetenz und vor allem Motivation erlebt, die Probleme jetzt anzupacken“, sagt er. Wirksame Prävention benötige jedoch regelmäßige Fresh-ups, die auch in Zukunft finanziert werden müssten.

Am liebsten sähe Beelmann das Projekt als Prototyp für ganz Deutschland. Nordrhein-Westfalen und speziell das Jugendamt Bielefeld seien bereits interessiert, zumindest Teile der Maßnahmen durchzuführen. „Und im Herbst planen wir an der Hochschule eine kleine Tagung zu dem Thema. Dazu sollen dann insbesondere auch Interessierte aus der Region Ostwestfalen-Lippe angesprochen werden.“

Originalmeldung:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/missbrauchsfall-luegde-und-die-folgen-hsbi-professor-und-landkreis-hameln-pyrmont-etablieren-praeventionskonzept-gegen-sexualisierte-gewalt-an-kindern

Kunststoffe für Kreislaufwirtschaft optimieren

© HSBI / P. Pollmeier

Bielefeld, 05. Juli 2023. InCamS@BI will dem Transfer der HSBI neue Impulse verleihen. Im Zentrum des Projekts steht die Frage, wie Unternehmen in OWL das Handling von Kunststoffen in einer zirkulären Wertschöpfung gestalten können. Unverzichtbar: ein interdisziplinärer Ansatz von Wirtschaftswissenschaften und Naturwissenschaften sowie eine enge Kooperation mit den Forschenden der Universität Bielefeld. Bei einem Besuch in zwei Universitätslaboren wird deutlich, wie Oberflächenstrukturen von Kunststoffen analysiert werden, um unter anderem ihre Recyclingfähigkeit einschätzen zu können – und wie eine „grüne Chemie“ aufgezogen wird, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion steht.

Bielefeld (hsbi). Weißes Hemd mit hochgekrempelten Ärmeln, in der Hand einen sogenannten Zug-Knochen aus weißem Kunststoff und im Hintergrund einen Bildschirm voller Graphen und Diagramme, rechts daneben ein kompliziert aussehendes Gerät, das an ein Mikroskop erinnert – insgesamt ein eher ungewöhnliches Setting für Prof. Dr. Tim Kampe. Er lehrt Allgemeine BWL an der Hochschule Bielefeld (HSBI), ist Wirtschaftsprüfer und Steuerberater und engagiert sich für Unternehmensgründungen. Seit Anfang 2023 ist er zudem Mentor der Forschungsgruppe Innovationsmanagement im interdisziplinären Projekt InCamS@BI, dem Innovation Campus for Sustainable Solutions. Das Ziel: InCamS@BI will eine Circular Economy, also eine zirkuläre Wertschöpfung, für Kunststoffe in OWL schaffen – und dabei den Transfer der HSBI modernisieren. Damit einhergehen soll eine Verbesserung der Langlebigkeit und Robustheit von Kunststoffprodukten sowie eine ressourcenschonende Herstellung. Das Projekt besteht insgesamt aus sieben Forschungsgruppen, in denen Technologiescouts und Referentinnen und Referenten mit Mentorinnen und Mentoren gemeinsam an Lösungen arbeiten. Dabei sind einige im Creative Lab tätig, in dem die Ideen generiert, und einige im Innovation Lab, in dem diese weiterentwickelt werden sollen.

Heute ist Kampe gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus dem Projekt zu Gast in den Laboren der Experimentalphysik an der Universität Bielefeld. Das Labor, in dem sich die Gruppe trifft, gehört zur InCamS@BI-Forschungsgruppe Analytik und Materialentwicklung. Gastgeber für ihre Kolleginnen und Kollegen sind Prof. Dr. Andreas Hütten und Prof. Dr. Dario Anselmetti. „Das Gebäude hier ist gebaut wie ein Bunker. Die Decken sind einen Meter dick, damit die Magnetfelder nicht gestört werden und sich Vibrationen von Straßenbahn und Baustelle nicht übertragen – denn das wäre fatal für unsere sehr genauen Messungen“, erklärt Hütten. Neben den Mentoren Kampe, Anselmetti und Hütten sind auch Prof. Dr. Sonja Schöning, Physikerin, Prof. Dr. Harald Gröger, Chemiker, sowie Melanie Wilde, Projektleitung und Soziologin, vor Ort. Hütten und Anselmetti zeigen ihren fachfremden Kolleginnen und Kollegen, welche Potenziale sich in den Laboren der Experimentalphysik für das Projekt bieten.

Kunststoffe als wertvolle und vor allem wiederverwendbare Ressourcen betrachten

Am Rasterkraftmikroskop zeigt Andreas Hütten der Gruppe, wie Oberflächenstrukturen analysiert werden – zum Beispiel die Oberfläche des Zug-Knochens. „Aus der Produktsicht haben Kunststoffe eine enorme Vielzahl positiver Eigenschaften – das erklärt den Erfolg dieser Materialgruppe“, so Sonja Schöning. Allerdings schaut die Produktentwicklung derzeit noch zu wenig darauf, wie es mit den Kunststoffen am Ende des Produktlebenszyklus weitergeht. Der unbefriedigende Status Quo ist ein umständliches Recycling von Kunststoffen, bei dem die Wiederverwertung je nach Material anspruchsvoll oder gar nicht möglich ist. „Deshalb sehen wir den größten Stellhebel von InCamS@BI darin, Kunststoffe als wertvolle Rohstoffe zu betrachten, die von Beginn an im Sinne der zirkulären Wertschöpfung entwickelt, designt, produziert und weiter- bzw. wiederverwendet werden“, erklärt die Leiterin des Innovation Labs eines der Ziele des Projekts.

Innovationen ermöglichen

Tim Kampe kennt die Sicht der Wirtschaft: „Für die Unternehmen ist es eine Herausforderung, das Thema ganzheitlich zu betrachten, da ihnen oft Ressourcen und teilweise auch das Know-how fehlen.“ Sie wissen daher oft nicht, wo sie beginnen sollen und haben keine Mittel, Innovationen zu entwickeln, die den Einstieg in eine Circular Economy ermöglichen. „Da besteht Bedarf nach Unterstützung, beispielsweise wenn die Produktentwicklung kundenorientiert erfolgen soll. Es ist immer eine Herausforderung, im Innovationsprozess die verschiedenen Perspektiven zu erfassen, zusammenzubringen und schlussendlich auch zu berücksichtigen“, berichtet der Wirtschaftsexperte.

Die Aufgabe von Kampe und dem Team Innovationsmanagement ist es, solche Innovationen zu ermöglichen. Mit Kreativität wollen sie Unternehmen beim Finden und Umsetzen neuer Lösungen unterstützen. „Transfer sollte weniger ein ‚Wie bekommen wir das Wissen aus den Hochschulen in die Unternehmen?‘ sein, sondern mehr ein ‚Wo und wie finden wir Unternehmen, mit denen wir gemeinsam Wissen hervorbringen können?‘“, lautet Kampes Standpunkt. „Wir wünschen uns, dass die HSBI von Unternehmen als Ressource für Innovationsentwicklung gesehen wird – dafür müssen und möchten wir uns jetzt entsprechend positionieren.“

Das subatomare Level

Die Gruppe zieht weiter: Im nächsten Raum ist ein Gerät zu sehen, dass aus zahlreichen Stahlrohren besteht. Die Oberfläche glänzt. An einigen Stellen lassen kleine Fenster einen Blick in das Innere zu. Mit speziellen Greifzangen, den sogenannten Wobble-Sticks, kann man eine Probe von einer Unterdruckkammer in die nächste schleusen. Insgesamt vier Kammern gibt es, in jeder sinkt der Druck weiter, bis die Probe schließlich in der Messkammer ankommt. Dort gibt es nahezu keinen Sauerstoff mehr und vor allem keine Feuchtigkeit. Perfekte Bedingungen, um die subatomare Auflösung der Oberflächenstruktur von Kunststoffen zu analysieren.

Einige der InCamS@BI-Mentorinnen und Mentoren kennen sich schon aus anderen Projekten: Sonja Schöning und Andreas Hütten haben beispielweise schon im CiMT, dem Centrum für interdisziplinäre Materialforschung und Technologieentwicklung, gemeinsam an der Alterung von Kunststoffoberflächen geforscht. „Unser Fokus lag dabei auf Polypropylen-Werkstoffen. Jetzt möchten wir sozusagen unsere Datenbank erweitern und auch die Alterung anderer Kunststoffe untersuchen. Gemeinsam mit den Forschenden aus der organischen Chemie der Universität Bielefeld haben wir die Möglichkeit, hochauflösende Analytik sowohl aus chemischer als auch physikalischer Sicht durchzuführen. Das Wissen über die Alterungsprozesse, und auch über die Rolle der zugefügten Additive, wollen wir Unternehmen zur Verfügung stellen“, so Hütten.

Harald Gröger, der sich schon seit vielen Jahren mit „grüner Chemie“ beschäftigt, sieht eine Schlüsselfrage in der gezielten Nutzung einer bio-basierten Rohstoffbasis für die Kunststoffproduktion: „Welche neuen Verfahren zur Herstellung und zum Abbau von Kunststoffen gibt es? Wie können wir Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen in nachhaltiger Weise herstellen? Und: Wie können wir diese auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Kunststoffe ökonomisch im industriellen Maßstab produzieren?“ Eine weitere Aufgabe: Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen müssen für viele Anwendungsfelder dieselben Eigenschaften aufweisen, wie die aktuellen – sonst können sie von den Unternehmen oft nicht verwendet werden. Die Herausforderung liegt hier zusätzlich darin, bei bio-basierten Rohstoffen auf Nutzpflanzen zu verzichten, die zur Nahrungsmittelherstellung verwendet werden.

„Wir wollen homogene disziplinäre Denkmuster durchbrechen“

Um ein gemeinsames Verständnis für die Inhalte und die Teammitglieder zu gewinnen, ist auch Melanie Wilde heute das erste Mal in einem waschechten Labor. Wilde ist Soziologin und hat zusätzlich Psychologie und Informatik studiert – für ihre Forschung brauchte sie keine komplizierten Geräte, Reinräume oder Apparaturen. Jetzt ist sie Projektleiterin. Bei ihrer aktuellen Aufgabe hilft ihr akademischer Hintergrund: Ihr Fokus lag auf Transformationsprozessen und deren Wechselwirkungen – und genau das ist das Ziel des Projekts: eine gemeinsame Veränderung herbeizuführen. „Soziologie beschäftigt sich mit Strukturen. Sie betrachtet Prozesse auf unterschiedlichen Ebenen, was wir auch im Projekt brauchen – denn der Wandel hin zur zirkulären Wertschöpfung kann nur gelingen, wenn alle Ebenen sich beteiligen. Die großen, wie Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft, aber eben auch jede einzelne Person.“ Für Wilde ist ganz klar die Interdisziplinarität der Schlüssel zum Erfolg von InCamS@BI: „Die Diversität der Forschenden und wirtschaftlichen Kooperationspartner erlaubt uns, homogene disziplinäre Denkmuster zu durchbrechen und innovative Lösungen für eine Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe zu entwickeln.“

Trial and Error

In allen Gesprächen heute klingt immer wieder durch: Dieses Projekt wird agil gedacht. Das sogenannte „Trial and Error“, also ausprobieren, validieren, überarbeiten und neu denken soll hier nicht nur auf dem Papier stehen, sondern in vielen Formaten umgesetzt werden. Dass heute so viele verschiedene Disziplinen zusammengekommen sind, die Spaß an der gemeinsamen Arbeit haben, ist ein guter Anfang.

Über InCamS@BI

Mit InCamS@BI, dem Innovation Campus for Sustainable Solutions, positioniert sich die HSBI als innovative Transferakteurin im Feld der Kreislaufwirtschaft. In dem fächerübergreifenden Projekt werden Ideen generiert und Lösungen entwickelt, um Kunststoffe und deren Handhabung für eine Kreislaufwirtschaft zu optimieren. Mit innovativen Formaten und einem interdisziplinären Team gestaltet InCamS@BI den Austausch zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Es ist das erste Projekt, in dem forschungsbasierte Transferstrukturen systematisch entwickelt, aufgebaut und erprobt werden. InCamS@BI wird im Rahmen der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule” von 2023 bis 2027 gefördert.

Originalmeldung:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/im-labor-trifft-bwl-auf-physik-chemie-und-soziologie-universitaet-und-hochschule-bielefeld-arbeiten-gemeinsam-im-projekt-incamsbi

Forschungsnetzwerk SAIL

© P. Pollmeier

Bielefeld, 05. Mai 2023. Mit einer Kick-off-Veranstaltung fiel im März der offizielle Startschuss für das Forschungsnetzwerk SAIL, in dem Grundlagen für eine nachhaltige Gestaltung von KI-Komponenten entwickelt werden. In dem interdisziplinären Netzwerk kooperieren die Hochschule Bielefeld, die Universität Paderborn, die Universität Bielefeld sowie die Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe.

Künstliche Intelligenz (KI) ist in unserer Gesellschaft allgegenwärtig. Mit einer Kick-off-Veranstaltung in der Zukunftsmeile 2 der Universität Paderborn fiel im März der offizielle Startschuss für das Forschungsnetzwerk SAIL, in dem Wissenschaftler*innen Grundlagen für eine nachhaltige Gestaltung von KI-Komponenten entwickeln. „Wir sind stolz darauf, Teil eines so großen und vielversprechenden Projekts zu sein. SAIL ist ein gutes Beispiel für die gelungene und erfolgreiche Zusammenarbeit im Campus OWL. Es bestätigt die herausragende Forschung, die wir im Bereich der künstlichen Intelligenz leisten“, so Prof. Dr. Johannes Blömer, Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der Universität Paderborn.

Rund 90 Wissenschaftler*innen gehören dem auf vier Jahre angelegten Verbundprojekt an, das die nordrhein-westfälische Landesregierung mit bis zu 14,8 Millionen Euro fördert. Sie erforschen, wie KI-Systeme über einen langen Produktlebenszyklus nachhaltig, transparent, sicher und ressourcensparend arbeiten können. In dem interdisziplinären Netzwerk kooperieren die Universität Paderborn, die Universität Bielefeld, die Hochschule Bielefeld (HSBI) sowie die Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe (TH OWL). SAIL steht für „SustAInable Life-cycle of Intelligent Socio-Technical Systems“ (dt.: Nachhaltiger Lebenszyklus intelligenter soziotechnischer Systeme). „ChatGPT hat eine breite Diskussion über künstliche Intelligenz ausgelöst. KI erhält eine immer größer werdende Relevanz, erfordert dabei jedoch auch eine hohe Sensibilität im Umgang mit ihr. SAIL steht als Erfolg für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit, um die Entwicklung von KI unter den gesellschaftlichen Anforderungen weiter voranzutreiben“, lobt Prof. Dr. Angelika Epple, Prorektorin für Forschung und Internationales der Universität Bielefeld, die Kooperation der Verbundpartner*innen.

Menschliche Selbstbestimmung erhalten

Ziel des Netzwerks ist es, Grundlagen für eine nachhaltige Gestaltung von KI-Komponenten zu entwickeln und dabei zugleich die menschliche Selbstbestimmung zu erhalten. „KI verändert fast alle Aspekte des menschlichen Lebens. Sie beeinflusst nicht nur das individuelle menschliche Verhalten, sondern auch gesellschaftliche Normen und Strukturen. Aktuell stehen wir jedoch vor Herausforderungen wie fehlerhaften Systemen, erschöpften Ressourcen und kognitiven Belastungen“, erläutert die Koordinatorin des Forschungsnetzwerks Prof. Dr. Barbara Hammer von der Universität Bielefeld. Stellvertretender Koordinator ist Prof. Dr. Axel-Cyrille Ngonga Ngomo vom Institut für Informatik der Universität Paderborn.

Einblicke in die interdisziplinäre Forschung

Um den gesellschaftlichen, kognitiven und technischen Anforderungen der Systeme zu entsprechen, ist das Netzwerk interdisziplinär aufgestellt. Wissenschaftler*innen aus den Bereichen Informatik, Ingenieur-, Geistes- und Sozialwissenschaften gaben bei der Kick-off-Veranstaltung in kurzen Vorträgen Einblicke in die vielfältige Forschung.

Jun.-Prof. Dr. Sebastian Peitz vom Institut für Informatik der Universität Paderborn referierte über die Simulationen von komplexen physikalischen Systemen und wie sich diese durch die Methode des bestärkenden Lernens effizient kontrollieren lassen. „Das Ausnutzen von Systemwissen sowie eine darauf basierende, kluge Auswahl der Trainingsdaten reduzieren die Lernphase der KI sowie die rechnerische Komplexität deutlich“, so Peitz.

In dem Vortrag von Prof. Dr. Sina Zarrieß von der Universität Bielefeld ging es um den sprachlichen Stil der Mensch-KI-Kommunikation. Prof. Dr.-Ing. Martin Kohlhase von der Hochschule Bielefeld sprach über nachhaltige KI aus Sicht der industriellen Anwendung und Prof. Dr. Hanna Drimalla von der Universität Bielefeld erläuterte ihre Forschung, die sich damit beschäftigt, durch eine KI nonverbale Stressindikatoren zu erkennen.

Prof. Dr. rer. nat. Helene Dörksen von der TH OWL forscht an einem KI-Verfahren zur Geschlechtsbestimmung von Hühnerembryonen, bei dem durch einen Laser geschlechtsspezifische Substanzen noch im Ei anfangen zu leuchten. Eine KI verarbeitet die daraus resultierenden Daten und kann dadurch das Geschlecht bestimmen.

Im Vortrag von Jun.-Prof. Dr. Ilona Horwath von der Universität Paderborn ging es um Prozesse der sozialen Inklusion und Exklusion in hybriden Kontexten. Die Wissenschaftlerin beschäftigt sich u. a. mit der Frage, wie gesellschaftliche Einrichtungen KI fair und vertrauenswürdig implementieren und nutzen können.

In einer Keynote sprach Dr. Thomas Bürger vom Unternehmen Weidmüller Interface GmbH & Co. KG über den Transfer der KI-Forschung in die Industrie, um Daten für die Wertschöpfung zu nutzen.

Originalmeldung:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/startschuss-fuer-ki-forschungsprojekt-sail-gefallen

Interdisziplinäres Großprojekt „InCamS@BI“

© FH Bielefeld / K. Starodubskij

Bielefeld, den 14. März 2023. Wie kann Beschaffung, Verarbeitung und Logistik von Kunststoffen in eine zirkuläre Wertschöpfung überführt werden? Und: Kann die Beantwortung dieser Frage dazu beitragen, den Transfer an der FH Bielefeld einheitlicher und effizienter zu gestalten? Das sind die Kernfragen von InCamS@BI, mit denen sich seit Anfang dieses Jahres annähernd 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beschäftigen – ein Vorhaben, das mit 8,8, Millionen Euro von der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ gefördert wird und bei dem die FH unter anderem mit der Universität Bielefeld kooperiert. Zu einem ersten Meinungsaustausch traf sich Projektleiterin Dr. Mari- on Hövelmeyer mit Vertretern von vier der beteilig- ten sieben Forschungsgruppen.

Sie ist promovierte Sozial- und Kulturwissenschaftlerin und Change Managerin. Als solche hatte Dr. Marion Hövelmeyer in den vergangenen Jahren immer wieder mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu tun, die ein Problem bis ins kleinste Detail kannten. „Meine Aufgabe war es dann oft, das große Ganze im Auge zu behalten. Und das ist es auch, was mich an InCamS@BI interessiert, denn es ist ein Projekt von enormer gesellschaftlicher Relevanz: Durch seinen Fokus auf die Welt der Kunststoffe kann es Lösungen entwickeln, um in diesem Feld die Verschwendung von Ressourcen zu minimieren und die Verschmutzung der Umwelt zu reduzieren. Durch seinen zusätzlichen Fokus auf die interdisziplinäre Zusammenarbeit und die Einbindung von Unternehmen kann InCamS@BI eine Blaupause entwickeln für den Transfer zwischen Hochschule, Wirtschaft und Gesellschaft. Am Ende kommen hoffentlich Methoden heraus, die Forschungsgruppen mit anderen Fragestellungen gleich welcher Disziplin gut übernehmen können.“

InCamS@BI ist ein interdisziplinär aufgestelltes Großprojekt

Doch der Reihe nach: Zum 1. Januar dieses Jahres ist an der Fachhochschule (FH) Bielefeld das Projekt InCams@BI gestartet. InCamS@BI steht für „Innova- tion Campus for Sustainable Solutions“. Ziel des von der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ über fünf Jahre geförderten Vorhabens ist die Entwicklung anwendungsfähiger Projekte und Prozesse für eine Circular Economy von Kunststoffen. Zu diesem Zweck arbeiten annähernd 50 Expertinnen und Experten aus Physik, Chemie, Ingenieur-, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften von FH Bielefeld und Universität Bielefeld eng zusammen. Darüber hinaus soll In- CamS@BI helfen, in der FH eine zentrale Einrichtung zu schaffen, die Synergien nutzt und die zahlreichen Transferaktivitäten durch die Einführung einheitli- cher Prozesse effizienter macht.

Die Change Managerin Hövelmeyer, die auch ausgebildete Nachhaltigkeitsmanagerin ist, hat die Projektleitung von InCamS@BI übernommen. Zu einem ersten Gedankenaustausch traf sie sich in der Experimentierhalle der FH mit vier erfahrenen Kolleginnen bzw. Kollegen aus unterschiedlichen in InCamS@ BI involvierten Disziplinen: Prof. Dr. Christiane Nitschke und Prof. Dr. Gerrit Hirschfeld vom Fachbereich Wirtschaft sowie Prof. Dr. Eva Schwenzfeier-Hellkamp vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik nutzen die Gelegenheit, sich von Prof. Dr. Christoph Jaroschek, ebenfalls vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik, am Beispiel einer Spritzgießmaschine und eines sogenannten Doppelschneckenextruders die heute gängige Art der Kunststoffverarbeitung erklären zu lassen.

Drei Viertel „gutes“, ein Viertel „schlechtes“ Plastik

Jaroschek und sein Forschungsteam haben sich in den vergangenen Jahren auf die Frage konzentriert, wie der Energieverbrauch bei der Kunststoffverarbeitung gesenkt werden kann. Demnach kann ein intelligentes Wärmemanagement 20 bis 30 Prozent der bei der Herstellung von Kunststoffprodukten benötigten Energie einsparen. Jaroschek geht es darum, im Projekt InCamS@BI die Nachhaltigkeit der Kunststoffverarbeitung und der Handhabung von Produkten aus Kunststoffen Schritt für Schritt zu verbessern: „Wir sollten uns darauf konzentrieren, den Energieaufwand bei der Kunststoffverarbeitung weiter zu minimieren und diejenigen Kunststoffe, die im einzelnen Produkt ausgedient haben, in einen Nutzungskreislauf ohne große Downcycling-Effekte zu integrieren.“ Mit Downcycling ist Wiederverwertung von Materialien gemeint, die von schlechterer Qualität sind als das Ausgangsmaterial.

Recycling ohne Downcycling-Effekt, so Jaroschek weiter, funktioniert bedauerlicherweise längst nicht mit allen Kunststoffen. „Man muss zwischen zwei Gruppen unterscheiden“, erläutert der Experte. „Bei rund einem Viertel der weltweit hergestellten Kunststoffprodukte handelt es sich um Leichtverpackungen und Einwegartikel. Deren Verwertung als Rezyklate ist nur in äußerst begrenztem Umfang möglich – unter anderem, weil mehr als zwei Drittel davon leider die Fähigkeit haben, übelriechende Aromastoffe aufzunehmen, die wir zurzeit noch nicht wieder entfernen können.“ Drei Viertel aller weltweit produzierten Kunststoffe allerdings werden in langlebigen, funktionellen Bauteilen eingesetzt. Das sind meist hochwertige Produkte im Dauereisatz, für die wir auch in Zukunft auf Kunststoffe angewiesen sein werden. „Auf diesem Gebiet kann meine Forschungsgruppe einen Beitrag leisten zum Erfolg von InCamS@BI, in dem wir mit der kunststoffverarbeitenden Industrie an der Einsparung von Ressourcen, der Vermeidung von Emissionen und eben an der Rückführung der verwendeten Kunststoffe in die Produktion arbeiten.“

Rezyklate mit gleichbleibender Qualität und hoher Verfügbarkeit gefordert

Aber auch bei diesen hochwertigen Kunststoffprodukten stehen die Produzenten heute vor zahlreichen ungelösten Problemen und scheuen deswegen oft das Risiko, etwas zu verändern und in eine zirkuläre Wertschöpfung einzusteigen. Jaroschek: „Rezyklate haben in der Regel immer noch schlechtere physikalische Eigenschaften als neue Polymere. Eine gleichbleibende Qualität mit hoher Verfügbarkeit – Voraussetzung für den Geschäftserfolg – ist oft nur schwer zu gewährleisten. Hinzukommt, dass Normen und Rechtsvorschriften einem verstärkten Einsatz von Rezyklaten ebenso im Weg stehen wie der immer noch ziemlich hohe Preis, denn die Aufbereitung kostet Geld. Schließlich muss auch die Verbraucherseite erst lernen, dass es kein Qualitätsmangel ist, wenn das Gehäuse der einen Bohrmaschine sich vom Gehäuse der anderen, ansonsten aber identischen Bohrmaschine unterscheidet.“

Das kann Prof. Dr. Eva Schwenzfeier-Hellkamp, ebenfalls vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik, bestätigen. Sie ist Leiterin des Instituts für Technische Energie-Systeme ITES und hat Unternehmen in der Region bereits mehrere Jahre im Rahmen des Projekts CirQualityOWL dafür sensibilisiert, Möglichkeiten für den Einstieg in eine zirkuläre Wertschöpfung auszuloten. Ihre Erfahrung sagt ihr: „Für InCams@BI ist es wichtig, dass die Forschungsgruppen Innovationen vom Produkt her denken. Das Design muss so optimiert werden, dass die Produkte, für die Kunststoffe unverzichtbar sind, kreislauffähig werden.“ Zahlreiche Elektronikprodukte, mit denen am ITES geforscht wird, wie beispielsweise Photovoltaikanlagen oder LED-Leuchten, enthalten Kunststoffe. Hier möchte Schwenzfeier-Hellkamp ganz konkret ansetzen.

Verbundstoffe und Additive machen Probleme

Als große Herausforderung sieht sie genau wie ihr Kollege Jaroschek, dass Produkte aus Kunststoff und kunststoffhaltige Produkte oft als Verbundstoffe daherkommen. Produktionsanlagen wie der Doppelschneckenextruder sind dazu da, verschiedene Kunststoffe in einander zu arbeiten oder mit Additiven versehen, um eine notwendige Produkteigenschaft zu erzielen wie beispielsweise UV-Beständigkeit oder bestimmte mechanische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen. Wenn ein solches Produkt dann ausgedient hat, mindert diese Verarbeitung zurzeit noch die Chance, den verwendeten Kunststoff weiter zu verwerten. Eine Auftrennung der einzelnen Bestandteile ist oft teuer und manchmal technologisch nicht möglich. Die Folge: Der Einsatz von Rezyklaten bei der Herstellung neuer Kunststoffprodukte ist immer noch gering. Christoph Jaroscheks Idee lautet: „Für eine Kreislaufwirtschaft von langlebigen Produkten wäre ein Festschreiben von Additivrezepten eine gute Maßnahme, keine Weiterentwicklung. Dann wissen alle Hersteller und Wiederverwerter, woran sie sind.“ Eva Schwenzfeier-Hellkamp ergänzt: „Unsere Aufgabe in InCamS@ BI wird es sein, die Auswahl der Materialien, den Aufbau der Produkte und die Bereitstellung von Informationen darüber zu optimieren. Dazu ist Expertise zu Materialeigenschaften und Herstellungsprozessen nötig, aber auch rechtliches und wirtschaftswissenschaftliches Know-how.“

Regulatorischer Rahmen wird mitbetrachtet – Initiativen in Brüssel gefordert

Das ist das Stichwort von Prof. Dr. Christiane Nitschke. Sie ist Juristin am Fachbereich Wirtschaft und interessiert sich dafür, welche Anforderungen vom Markt an den Einsatz von Rezyklaten gestellt werden und welche regulatorischen Vorgaben in den Blick genommen werden müssen, damit sich der Einsatz von wiedergewonnen Rohstoffen bei der Kunststoffproduktion erhöht.

Nitschke: „Es ist zum Beispiel von entscheidender Bedeutung dafür, wie kostenaufwendig die Weiterverwertung ist, ob ein Stoff vorher als Abfall deklariert war oder nicht.“ Nitschke ist überzeugt, dass eine Circular Economy nur ins Werk gesetzt werden kann, wenn die regulatorischen Vorgaben, insbesondere auch auf EU- Ebene, entsprechend ausgerichtet sind. „Hier brauchen wir den Wissenstransfer in Richtung Politik und insbesondere zu Vertreterinnen und -vertretern der großen Industrieverbände in Brüssel. Andernfalls können die Erfolge, die auf dem Gebiet der Materialforschung erreicht werden, im Markt womöglich keinen Widerhall finden.“

Was im Markt Erfolg hat und was nicht – das ist auch davon abhängig, was Konsumenten und Kunden im Business-to-Business-Bereich tatsächlich akzeptieren. Auf diesem Gebiet bringt Prof. Dr. Gerrit Hirschfeld seine Expertise ein:

„Wenn man eine zirkuläre Ökonomie entwickeln will, ist es unverzichtbar, den Attitude-Behaviour-Gap zu überwinden“, so Hirschfeld. Mit diesem „Gap“ ist in der Sozialpsychologie der Befund gemeint, dass Menschen zwar angeben, ihnen sei Umweltschutz wichtig, sich diese Einstellung aber nicht nachhaltig in ihrem Verhalten niederschlägt. „Wir haben in der jüngsten Vergangenheit viele sogenannte Discrete-Choice-Experimente durchgeführt“, berichtet Hirschfeld. Bei solchen Experimenten werden Probanden „gezwungen“, sich zwischen verschiedenen Varianten eines Produktes oder einer Dienstleistung zu entscheiden.

„Beispielsweise haben wir uns die Frage gestellt, wie wichtig unseren Absolventinnen und Absolventen Nachhaltigkeitsaspekte bei potentiellen Arbeitgebern sind. Herausgefunden haben wir, dass Absolventen ihre Entscheidung für einen bestimmten Arbeitgeber kaum davon abhängig machen, ob dieser besonders nachhaltig ist oder nicht – sie schauen eher auf die Bezahlung. Das ist zwar auf den ersten Blick klar, aber es widerspricht einer Reihe von Umfragen, die gezeigt haben, dass Nachhaltigkeitsaspekte jungen Erwachsenen heute sehr wichtig sind.“

Ökologische Aspekte spielen im B2C und B2B noch eine untergeordnete Rolle

Hirschfelds etwas ernüchterndes Resümee lautet: „Es sollte allen klar sein, dass bei den meisten Kaufentscheidungen in wirklich realistischen Auswahlsituationen ökologische Aspekte nur eine untergeordnete Rolle spielen. Es ist wichtig, dass Unternehmen sich dessen bewusst sind. Nachhaltige Kunststoffprodukte müssen also mindestens genauso gut sein, wenn nicht besser als solche, die nicht nachhaltig sind.“

Hirschfeld möchte wissen, an welchen Produktverbesserungen Kunststoffforschungsgruppen zurzeit arbeiten, um sie im Rahmen von InCamS@BI im wirtschaftspsychologischen Labor der FH im Hinblick auf ihre Akzeptanz bei den Endkunden prüfen zu können. Mindestens genauso wichtig findet er aber den Fokus auf die Entscheidungsprozesse im Business-to-Business-Bereich (B2B):„Mitarbeitende im Einkauf müssen sich entscheiden, ob und in welchem Umfang sie Rücksicht auf die Recycelbarkeit von Produkten nehmen. Es ist klar, dass hierbei ganz andere Aspekte entscheidungsrelevant sind als im Segment Business-to-Consumer (B2C). Wenn Nachhaltigkeitsziele im Einkauf nicht in den Entscheidungsprozess implementiert sind oder Prämiensysteme für Mitarbeitende, die primär auf Kostensenkung ausgerichtet sind, Nachhaltigkeitsziele konterkarieren, haben nachhaltige Produkte geringe Chancen. Es wäre spannend, hier auf die Kontakte aus dem Ingenieurbereich zurückgreifen zu können, um die Prozesse genauer zu erforschen.“

Deutlich wird bei dem Meinungsaustausch in der Experimentierhalle, dass die Herausforderungen, denen sich InCamS@BI stellt, komplex sind. „Die Interdisziplinarität von InCamS@BI ist nach meiner Überzeugung der Schlüssel zum Erfolg“, sagt Projektleiterin Marion Hövelmeyer. „Die Probleme, die wir bewältigen wollen auf den Gebieten der Verarbeitung und Handhabung von Kunststoffen, dürfen nicht nur punktuell angegangen werden, sondern müssen Einzelprojekt für Einzelprojekt ganzheitlich erfasst und im Dialog mit der Wirtschaft einer tragfähigen Lösung zugeführt werden. Damit haben wir auch die Chance, Methoden und Werkzeuge zu entwickeln, die die Transferaktivitäten der FH Bielefeld insgesamt ein Stück weiterbringen.“

Originalmeldung:
https://www.fh-bielefeld.de/presse/pressemitteilungen/incams-bi-will-eine-circular-economy-fuer-kunststoffe-in-owl-aufziehen-und-zusaetzlich-den-transfer-der-fh-bielefeld-modernisieren

Ansprechpartner:
FH Bielefeld
Leiter Hochschulkommunikation
Dr. phil. Lars Kruse
+49 (0)521 106 7754
presse@fh-bielefeld.de

Projekt DigikoS – „Digitalbaukasten für kompetenzorientiertes Selbststudium“

© FH Bielefeld / S. Jonek

Gütersloh, den 20. Februar 2023. Nach der Arbeit noch ran an den PC und eine Runde lernen? In praxisintegrierten oder berufsbegleitenden Studiengängen ist das nötig. Doch was, wenn man den Lernstoff nicht versteht, oder sich selbst nicht motivieren kann? Für solche und andere Hindernisse im Studium entwickelt das Projekt DigikoS – „Digitalbaukasten für kompetenzorientiertes Selbststudium“ Lösungen. DigikoS fördert die Selbstlernkompetenzen der Studierenden und steigert die Motivation. Als Schnittstelle zwischen Lehrenden und Studierenden stehen Digital Learning Scouts.

Digital, hybrid, online – zum heutigen Hochschul- und Arbeitsalltag gehören softwarebasierte Tools und Konzepte längst dazu. Die hybride Lehre ist zukunftsweisend und nicht mehr wegzudenken. Sie birgt aber auch Herausforderungen: Studierende, die eine eher schulische Lernatmosphäre gewohnt sind, kann das selbstständige Lernen zu Hause überfordern. Praxisintegrierte Studiengänge erfordern zudem eine große Portion Eigeninitiative und viel Vorbereitung von den Studierenden. Die Praxisphasen durchlaufen sie in der Regel für drei Monate in einem Unternehmen. Danach wird für drei Monate an der Hochschule die Theoriephase absolviert, die theoretischen Einheiten müssen gut vorbereitet sein. Für die Studierenden beginnt die Selbstlernphase erst nach einem Arbeitstag im Unternehmen. Das kann gerade zu Beginn des Studiums herausfordernd sein. Neben fehlender Motivation entstehen oft noch andere Hürden: Was, wenn man die Inhalte nicht versteht und Fragen hat? Das praxisorientierte Verbundprojekt DigikoS liefert hierfür Lösungen.

Im Mittelpunkt stehen dabei sogenannte Digital Learning Scouts (DLS). Diese entwickeln in Absprache mit Lehrenden aus unterschiedlichen Fachbereichen unter anderem Lernsequenzen mit Übungsaufgaben innerhalb der Lernplattform ILIAS. Der Lernstoff ist durch Beispielaufgaben leichter zugänglich. „Bei Fragen helfen die Scouts sofort weiter“, erklärt Nils Baxheinrich, der im ersten Semester Digitale Technologien studiert und die Schwierigkeiten zum Studienbeginn kennt. Der Student lernt selbst nach der Arbeit mit den digitalen Aufgaben, die die Scouts entwickelt haben und kann dadurch im Studium mithalten. Die Digital Learning Scouts sind ebenfalls noch im Studium und können sich in die Situation der neuen Studierenden gut hineinversetzen. Disziplin und Motivation sind für Studierende aus jedem Fachbereich wichtig. Daher unterstützen aktuell 14 Scouts Studierende aus diversen Studiengängen; von Mathematik über Wirtschaftspsychologie bis hin zum Studiengang Soziale Arbeit.

Ein Digitalbaukasten für Zuhause

Leen Jubarah ist seit einigen Monaten als DLS aktiv und entwickelte mit drei weiteren Mitgliedern des Teams Lernsequenzen für Mathematik I und III. Als Studentin der Angewandten Mathematik kennt sie selbst die Schwierigkeiten der Studienbeginner: „Sich selbstständig in Mathe-Aufgaben einzuarbeiten, fällt nicht immer allen Studierenden leicht.“ Für solche Schwierigkeiten ist der neu entwickelte Werkzeugkasten ideal. Ein Beispiel in DigikoS sind STACK-Aufgaben für Mathe-Seminare. STACK ist ein Plug-in für ILIAS und ermöglicht die Erstellung digitaler Mathe-Aufgaben. Anhand der Übungen können Studierende aus unterschiedlichen Matheveranstaltungen Aufgaben bearbeiten und die Theorie aus den Vorlesungen besser verinnerlichen. Die Umsetzung der Übungen erfordert viel technisches und mathematisches Wissen und birgt auch Tücken: „Einige Gesetze werden in STACK nicht vollständig erkannt, da dürfen wir uns nicht zu sehr auf die Technik verlassen. Auch Bugs müssen wir frühzeitig erkennen“, weiß Jubarah.

Die Studierenden können sich selbstständig mit den Aufgaben befassen, und sich bei Fragen an die DLS wenden. Neben technischen Herausforderungen geht es oft um inhaltliche Probleme, mit denen die DLS konfrontiert werden. Dabei wiederholen sie selbst auch die Studieninhalte und erweitern ihren eigenen Wissensstand durch die Zusammenarbeit des Teams. „Meine größte Motivation ist, aktiv an der digitalen Lehre beteiligt zu sein,“ erklärt Jubarah.

Im Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik unterrichtet Dr. Lisa Teich Mathematik und kennt die Anfangsschwierigkeiten: „Mit Beginn des Studiums stellen wir oft fest, dass die Studierenden einige Wissenslücken in Mathe haben. Manche haben eine Ausbildung gemacht oder das Abiturwissen liegt schon länger zurück. Um der Theorie folgen zu können, braucht es eine gute Vorbereitung. Dafür sind die jetzt entwickelten Lernsequenzen optimal.“ Die Materialien bleiben online und können später zur Prüfungsvorbereitung genutzt werden. Dr. Henrik Pruisken ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt DigikoS. Er hebt vor allem die Vermittlerrolle der DLS hervor: „Wir beschäftigen DLS aus fast allen Fachbereichen, die ihre vielfältigen Perspektiven einbringen, um Brücken zwischen Lehrenden und Studierenden zu bauen.“

Verbundprojekt für digitales Lernen und Lehren

Am Verbundprojekt DigikoS sind neben der FH Bielefeld auch die Duale Hochschule Baden-Württemberg Karlsruhe, die Technische Hochschule OWL und ILIAS e.V. beteiligt. Jeder Partner hat für die Förderdauer des Projekts eigene Schwerpunkte und Arbeitspakete, insgesamt sind es sieben Pakete. Das zweite Arbeitspaket liegt bei der FH Bielefeld und trägt den Titel „Digitale Materialiensammlung für Digital Learning Scouts“. Eine erste Evaluierung unter Studierenden des Projekts fiel positiv aus.

Neben den praxisintegrierten Studiengängen arbeiten DLS auch in anderen Fachbereichen an digitalen Lernmöglichkeiten. Zusätzlich zur Ausbildung der Digital Learning Scouts laufen derzeit neun weitere Kooperationen mit Lehrenden anderer Studiengänge in den Fachbereichen Sozialwesen, Gesundheit, Wirtschaft und Campus Minden. Die aktuellen Kooperationen sind unter anderem „Techniken des wissenschaftlichen Arbeitens“, „Konstruktion und Maschinenelemente II“ oder „Relationship Marketing“. Das Projektteam in Bielefeld hat vor allem drei Ziele für die Projektdauer: Die Entwicklung einer digitalen Materialsammlung, die Ausbildung der DLS und die Erstellung eines Handlungsleitfadens zum Einsatz der Scouts. Das Projekt startete im August 2021 und wird noch bis zum Sommer 2024 von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre gefördert.

Originalmeldung:
https://www.fh-bielefeld.de/presse/pressemitteilungen/digikos-digital-learning-scouts

Ansprechpartner:
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