Prof. Anders, Sie sind seit Oktober 2017 an der Universität Stuttgart und leiten hier das Institut für intelligente Sensorik und theoretische Elektrotechnik. Wie ist Ihr Eindruck von der Uni Stuttgart - jetzt, da Sie ein gutes Jahr hier sind?
Durchweg positiv. Fachlich habe ich in Stuttgart direkt meine Heimat gefunden, da es hier eine Vielzahl von Kolleginnen und Kollegen gibt, mit denen man als „Sensoriker“ fantastisch zusammenarbeiten kann. Dabei hat mir natürlich auch geholfen, dass ich als ehemaliger Ulmer schon vor meinem Dienstantritt in Stuttgart durch mein Mitwirken am Zentrum für Integrierte Quantenwissenschaften und Quantentechnologien (IQST), das ja gemeinsam von den Universitäten Stuttgart und Ulm sowie dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart geleitet wird, sehr gute Kontakte nach Stuttgart hatte. Neben diesen Kontakten im Bereich der Quantenwissenschaften haben sich seit meinem Dienstbeginn in Stuttgart aber auch viele neue spannende Kooperationen ergeben, im Rahmen derer wir versuchen, neue Sensorkonzepte in verschiedensten Anwendungen von der zerstörungsfreien Materialprüfung bis hin zu Atemgassensoren zu erforschen und prototypisch zu realisieren. Dabei fällt einem das Kooperieren in Stuttgart besonders leicht, da hier im Rahmen des Stuttgarter Wegs ein hervorragendes Umfeld für interdisziplinäre Kooperationen geschaffen wurde und alle Kolleginnen und Kollegen, die ich bisher kennengelernt habe, sehr offen auf neue Ideen aus anderen Disziplinen zugehen. SimTech muss hier natürlich als Flaggschiff einer solch interdisziplinären Zusammenarbeit genannt werden und ich freue mich, dass auch mit SimTech-Forschern erste vielversprechende Ideen entstanden sind, an denen wir in Zukunft gemeinsam forschen wollen.
Mit welchen Themen und Fragen befassen Sie sich in Ihrer Forschung?
Insgesamt beschäftigt sich mein Institut mit der Erforschung sowie der prototypischen Realisierung von neuartigen, intelligenten Sensorkonzepten für ein sehr breites Anwendungsspektrum. So entwickeln wir sowohl neuartige, skalierbare Konzepte für Quantensensoren, beschäftigen uns aber auch mit sehr anwendungsorientierten Fragestellungen aus dem Bereich des zerstörungsfreien Testens von Materialien. Als verbindende Klammer all unserer Aktivitäten dient dabei die Idee – soweit möglich – nicht bestehende, etablierte Konzepte inkrementell zu verbessern, sondern völlig neuartige, „disruptive“ Messprinzipien zu erforschen und als Prototypen zu realisieren. Dabei hilft uns, dass wir am Institut über eine hohe Expertise im Bereich des Entwurfs von mikroelektronischen Schaltungen verfügen, mit deren Hilfe wir Sensorkonzepte realisieren können, die mit klassischen Mitteln in dieser Form nicht realisierbar wären. Darüber hinaus verwenden wir bei uns am Institut einen ganzheitlichen Ansatz für den Sensorentwurf, welcher auf den drei Säulen „Theorie“, „Simulation“ und „Hardware“ ruht. Das bedeutet konkret, dass wir auch viel Grundlagenforschung im Bereich der Theorie und der Modellierung von dynamischen System betreiben, um auf diese Art nach neuartigen Sensorkonzepten zu suchen bzw. diese vorteilhaft modellieren zu können. Der Bereich der Simulation nimmt dementsprechend ebenso einen sehr hohen Stellenwert am Institut ein, da durch eine gute Simulation nicht nur die Entwurfszeit sowie die Anzahl der benötigten Hardwareiterationen für unsere Sensoren deutlich verbessert werden kann, sondern auch wichtige Erkenntnisse über das Sensorverhalten gewonnen werden können. Letzteres ist der Fall, da bei der Simulation im Gegensatz zur Messung gezielt der Einfluss einzelner Parameter betrachtet werden kann, indem andere Parameter ausgeblendet werden. Als Ingenieurinstitut besteht unser Ziel aber immer darin, unsere neuen Konzepte durch Prototypen in die Praxis zu überführen, um so entweder Kooperationspartner aus dem Bereich der Forschung mit neuartiger Sensorik ausstatten zu können oder unsere Konzepte an interessierte Industriepartner weitergeben zu können, die sich dann um die Entwicklung hin zur Marktreife kümmern.
Welche Ziele verfolgen Sie mir Ihrer Forschung und auch mit der Neubenennung Ihres Instituts?
Bei der Namensfindung für das Institut war es mir sehr wichtig, durch den neuen Namensbestandteil „Intelligente Sensorik“ ganz klar ein Zeichen für diesen neuen Forschungsschwerpunkt am Institut zu setzen und die damit einhergehenden anwendungsorientierten Forschungen gebührend zu würdigen. Daneben lege ich aber auch sehr großen Wert darauf, durch das Beibehalten des Zusatzes „und Theoretische Elektrotechnik“ deutlich zu machen, dass an meinem Institut die Theorie den ihr zustehenden hohen Stellenwert erhält. Ohne ein fundiertes Theoriewissen und die entsprechenden Forschungen in diesem Bereich kann meiner Auffassung nach keine Forschung an neuartigen Sensorkonzepten auf internationalem Niveau betrieben werden.
Am 24. Oktober 2018 haben Sie nun das SimTech-Kolloquium im Wintersemester 2018/2019 eröffnet. Worum genau ging es in Ihrem Vortrag?
In meinem Vortrag im Rahmen des SimTech-Kolloquiums ging es mir vor allem darum, die Bedeutung der Modellierung und der Simulation für den Entwurf neuartiger Sensorsysteme hervorzuheben. Dazu habe ich anhand von Beispielprojekten aus unserer Forschung am Institut aufgezeigt, dass unsere neuartigen Sensorkonzepte zwar aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften ein riesiges Potential bieten, dieselben Eigenschaften (wie z.B. eine gezielt eingebrachte Nichtlinearität) aber eine genaue Modellierung und hochpräzise Simulation erfordern, um mittels der neuen Sensorkonzepte dann auch hochperformante Sensorsysteme in Hardware realisieren zu können.
Wo besteht der Zusammenhang zwischen Ihrer Arbeit und der Forschung bei SimTech?
Wie ich im Rahmen meines Vortrags anhand von Beispielen erläutert habe, sind wir als „Sensoriker“, die an neuen Konzepten forschen, auf möglichst genaue Modelle und hochpräzise Simulationen angewiesen. Aus diesem Grund besitzen wir ein großes Wissen in diesem Bereich, das wir gerne in das SimTech-Cluster einbringen möchten. Auf der anderen Seite gibt es im SimTech-Cluster aber auch sehr viel Komplementäres und an vielen Stellen tiefergehendes Wissen im Bereich der Modellierung dynamischer Systeme und deren Simulation, auf das wir für unsere eigenen Forschungen gerne zugreifen würden.
Welche möglichen Anknüpfungspunkte sehen Sie für sich bei SimTech?
Der SimTech-Cluster stellt eine einzigartige Plattform für interdisziplinäre Forschungen dar. Zugang zu dem im SimTech-Cluster vorhandene Know-How in allen Bereichen der Simulationstechnik stellt für jeden Wissenschaftler, der in irgendeiner Form Nichtstandard-Simulationstechniken und Analysemethoden für seine Forschung benötigt, eine fantastische Möglichkeit dar. Derzeit sind für mich zwei konkrete Anknüpfungspunkte von besonderem Interesse: Mesoskalige Simulationen von Quantensystemen, bei denen auf der einen Seite extreme Toleranzen auf der Nanoskala einzuhalten sind und auf der anderen Seite oftmals makroskopische Größen erfasst werden sollen. Zum anderen wird das Thema Big Data und Data Analytics auch in der Sensorik immer wichtiger. Dabei müssen zum einen aus den riesigen Datenmengen, die wir heute technisch erfassen können, die relevantesten Daten herausgefiltert werden und zum anderen macht eine intelligente Signalverarbeitung oftmals den entscheidenden Unterschied zwischen einem guten und einem sehr guten Sensor aus.
Was sind Ihre Pläne für die Zukunft? An welchen Projekten würden Sie gern arbeiten?
Derzeit arbeiten wir sehr stark an zwei Themengebieten, die uns auch noch die nächsten Jahre beschäftigen werden: Zum einen forschen wir gemeinsam mit Ulmer und Stuttgarter Kollegen daran, wie man die Möglichkeiten der mikroelektronischen Integration und Miniaturisierung dafür einsetzen kann, Quantensensoren aus den Forschungslaboren in medizinische bzw. industrielle Anwendungen zu bringen. Zum anderen arbeiten wir mit Stuttgarter Kollegen aus den Fakultäten 6 und 7 daran, neue zerstörungsfreie Prüfmethoden für Werkstoffe der Zukunft zu etablieren. Bei beiden Projekten spielt die Modellierung und die Simulation sowohl der Sensoren als auch der Materialien/Werkstoffe eine zentrale Rolle. Ansonsten sind wir aber immer auf der Suche nach spannenden Anwendungsfeldern für unsere unkonventionellen, intelligenten Sensoren.
Mehr zur Arbeit des Instituts finden Sie hier.