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15.10.2024

Start-ups von morgen: Empa fördert Neo-Unternehmer

Die drei «Empa Entrepreneur Fellows» 2024 (von links nach rechts): Oscar Cipolato treibt das Lasergewebelöten mit Robotern voran, Federica Bellizio entwickelt eine Plattform für Energieversorger, und David Häusermann forscht an Drohnen für Feuerwehrleute und Industrieinspektoren.
Die drei «Empa Entrepreneur Fellows» 2024 (von links nach rechts): Oscar Cipolato treibt das Lasergewebelöten mit Robotern voran, Federica Bellizio entwickelt eine Plattform für Energieversorger, und David Häusermann forscht an Drohnen für Feuerwehrleute und Industrieinspektoren. Bild: Empa
Drohnen für die Brandbekämpfung, chirurgisches Lasergewebelöten mit Robotern und Software für eine intelligente Energieverwaltung: Dieses Jahr erhalten gleich drei Empa-Forschende ein «Empa Entrepreneur Fellowship», um auf Grundlage ihrer Forschung innovative Produkte zu entwickeln.

Die Start-up-Förderung der Empa hat durch das «Empa Entrepreneur Fellowship» zusätzlichen Auftrieb erhalten. Dieses Stipendium wurde nun bereits zum dritten Mal an junge Forschende vergeben, die anwendungsorientierte Ergebnisse in innovative Produkte oder Services umsetzen wollen.

Eine KI-basierte Plattform für intelligente Energieverwaltung

Immer mehr Elektrofahrzeuge und intelligente Gebäude werden in moderne Stromnetze integriert – eine Entwicklung, die den Betrieb vor neue Herausforderungen stellt. Federica Bellizio möchte das «Empa Entrepreneur Fellowship» nutzen, um eine Managementplattform zu entwickeln, die als Schnittstelle zwischen Netzbetreibern und Anbietern von Energiemanagementsystemen dient.

Als Postdoktorandin an der Empa arbeitet sie an einer Lösung, die E-Mobilitäts- und Gebäudebetreibern hilft, ihre Energie effizient zu verwalten, Netzbetriebskosten zu senken und teure Netzverstärkungen zu verzögern. «Unser Ziel ist es, die Elektrifizierung des Gebäude- und Mobilitätssektors voranzutreiben, was letztlich das gesamte Stromsystem stärkt», erklärt Bellizio, die seit Jahren zur Dekarbonisierung des Stromnetzes forscht.

Ihre Plattform verbindet künstliche Intelligenz mit physikalischen Modellen, um lokale Energieressourcen wie Wärmepumpen oder Elektrofahrzeuge effizient zu steuern und zu überwachen. Dadurch lässt sich der Energieverbrauch senken und der CO₂-Fussabdruck reduzieren. Gleichzeitig ermöglichen netzdienliche Dienstleistungen den Anbietern von Energiemanagementsystemen zusätzliche Einnahmen.

Dies kommt auch den Netzbetreibern zugute, da sie die dezentralen Energieressourcen optimal ins Netz integrieren und nutzen können. «Die Entwicklung einer solchen Plattform erfordert spezialisierte Expertise, massgeschneiderte Kommunikation zwischen den beteiligten Akteuren und eine geeignete Testinfrastruktur, um die Wettbewerbsrisiken in dieser hart umkämpften Branche effektiv zu managen», erläutert die Empa-Forscherin.

Lasergewebelöten für die Chirurgie

Chirurgische Eingriffe mit kleinsten Schnitten und möglichst wenig Gewebeschädigung sorgen dafür, dass Patienten schneller genesen und weniger Zeit im Krankenhaus verbringen müssen. Oscar Cipolato hat deshalb an der Empa und ETH Zürich eine minimalinvasive Technologie entwickelt, die innere Wunden präzise und nahtlos mit einem Laser verschliesst.

Mit Unterstützung seines «Empa Entrepreneur Fellowships» möchte er nun sein Dissertationsprojekt zur Marktreife bringen. Das Besondere am entwickelten Lasergewebelöten: Fluoreszierende Nanopartikel, die in proteinbasiertes Lötmaterial eingebettet sind, ermöglichen eine kontinuierliche Temperaturkontrolle während des Eingriffs. «Unsere patentierte Technologie zeigt die Gewebetemperatur in Echtzeit an, was das Lasern sicherer und präziser macht», erklärt Cipolato.

Dank der Nano-Thermometer werden Gewebeschäden minimiert und stabile, wasserdichte Verbindungen geschaffen, die das Risiko von Komplikationen wie Infektionen verringern. Diese Technologie bietet sich laut Cipolato insbesondere dort an, wo herkömmliche Nähte an ihre Grenzen stossen – etwa bei empfindlichem Weichgewebe oder in der minimalinvasiven Chirurgie mit Robotersystemen. «Unsere Technologie verbessert nicht nur die Leistung von Operationsrobotern, sondern verschafft Herstellern dieser Roboter einen klaren Wettbewerbsvorteil in einem wachsenden Markt.»

Drohnen für extreme Temperaturen

Feuerwehrleute und Inspektoren müssen oft unter extremen Bedingungen arbeiten – sei es, um Gefahren zu beurteilen, Opfer zu lokalisieren oder Infrastruktur zu inspizieren. David Häusermann forscht daher im Rahmen seines «Empa Entrepreneur Fellowships» an einer Drohne, die auch extremen Temperaturen trotzt: die «FireDrone». Sie ist für die Brandbekämpfung und industrielle Inspektionen vorgesehen und kann bei Temperaturen von bis zu 200°C fliegen. Dabei wird die Drohne durch eine Polyimid-Aerogel-Isolierung und ein einzigartiges Kühlsystem geschützt, die an der Empa entwickelt wurden.

Häusermann, der den ersten Prototypen für seine Masterarbeit an der Empa entwickelte und in einem realen Brandszenario testete, ist vom Potenzial der «FireDrone» überzeugt: «Unsere Drohne ermöglicht es Einsatzkräften, gefährliche Bereiche sicher zu überwachen und Situationen aus der Ferne einzuschätzen.» Einzigartig ist, dass der Flugroboter auch in Innenräumen fliegen kann – ein entscheidender Vorteil bei Bränden oder Industrieinspektionen.

Laut Häusermann gibt es derzeit keine Roboter mit vergleichbaren Fähigkeiten. «Unser langfristiges Ziel ist es, die «FireDrone» weltweit als festen Bestandteil von Brandschutzsystemen und für Inspektionen in extremen Umgebungen zu etablieren.»

Empa/gg