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Research & Development
Technology Press and Innovation Communications

Dr. Ulrich Eberl
Herr Dr. Ulrich Eberl
  • Wittelsbacherplatz 2
  • 80333 Munich
  • Germany
Dr. Ulrich Eberl
Herr Florian Martini
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2025

Entwicklungsprogramm für Indiens Dörfer: Schüler arbeiten in einem Projekt daran, mit Hilfe eines neuen Computerprogramms ihr Dorf energieeffizienter zu gestalten. Die Software kombiniert ein 3D-Satellitenbild mit Informationen Hunderter winziger Energieverbrauchs­sensoren. Agamya hat einen guten Einfall: Die solarbetriebenen Straßenlaternen will sie mit Bewegungsmeldern ausstatten – und damit eine Menge Strom einsparen.

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Göttin der Weisheit

2025. In einem energieautarken Dorf in Südindien testen Schüler ein neues interaktives Programm, das ihnen zeigt, wie sogar geringe Verhaltensänderungen die Energiebilanz ihres Dorfes beeinflussen und CO2-Emissionen einsparen helfen.

Ich glaube, mich hat der Energieeffizienz-Virus bereits befallen, als ich noch ein kleines Mädchen von sieben Jahren war. Ich erinnere mich noch genau an den Tag. Es war November, der Regen hatte endlich nachgelassen. Ein großer Lkw bog in die unbefestigte Straße unseres Dorfes. Er parkte auf einer Lichtung im Palmenhain und lud eine riesige, kastenförmige Maschine ab. Bevor der Fahrer wieder wegfuhr, rief er uns neugierigen Kindern lachend zu, dass die Maschine Kokosnuss-Schalen in Strom verwandeln und uns damit reich machen würde. Das klang nach Zauberei. Ich konnte kaum abwarten herauszufinden, wie das funktionierte – denn bis dahin hatten wir zumindest abends buchstäblich in Dunkelheit gelebt.
Mein Vater war einer der Freiwilligen, die für die Bedienung und Wartung der Maschine geschult wurden. Wie ich bald erfuhr, wandelte sie tatsächlich Kokosnuss-Schalen in Strom um. Allerdings nicht durch Zauberei: Sie verbrannte sie. Dabei entstand Gas, das wiederum einen Generator antrieb. Nach der Schule dachte ich oft über das nach, was mein Lehrer über die Maschine sagte: Dass wir dank der Energie, die sie produzierte, unsere Hütten richtig beleuchten und Werkzeuge betreiben konnten – die Abendstunden wurden nun von den Menschen genutzt, um zu lernen oder Dinge herzustellen. Dass die Geburtenraten sanken. Dass weniger Leute aus dem Dorf in die Städte ziehen würden und… naja, das war vor zehn Jahren.
Heute ist alles anders. Nur ein Beispiel: Vor ein paar Wochen hat unser Dorf eine neue Art von Generator erhalten. Er kam jedoch nicht per Lkw, sondern als Software-Download, und er erzeugt keine Elektrizität, sondern hilft uns, Ideen zu generieren – etwa wie wir Strom sparen und mit unseren Ressourcen effizienter umgehen können. Mit Hilfe dieses Programms lässt sich sogar simulieren, welche Auswirkungen es auf das Gesamtsystem hat, wenn wir es an einer Stelle leicht verändern. Unser Dorfvorsteher, Dr. Advani, nennt diese Software unsere Saraswathi – die Hindu-Göttin der Weisheit und Gelehrtheit. Er meint, dass das Programm unserem Dorf dabei helfen könnte, beispielsweise vom Emissionshandel zu profitieren.
Die dahinter liegende Idee ist nicht schwer zu verstehen: Die Software nimmt ein hochauflösendes 3D-Satellitenbild unseres Dorfes und ergänzt es mit geografischen Echtzeitinformationen von Hunderten winziger Energieverbrauchssensoren. Die kleinen Fühler sitzen in unseren Maschinen und sind für die Kommunikation mit günstigen Funkmodulen ausgestattet. Der Einsatz dieser Sensoren wurde vor Jahren von der Regierung angeordnet, damit jeder Einzelne seinen Energieverbrauch überprüfen und reduzieren kann.
Heute kam Dr. Advani in unsere Klasse und wollte wissen, was junge Leute in meinem Alter – ich bin 17 – machen würden, um unser Dorf auf intelligente Weise effizienter zu gestalten. Wir haben ein großes Display in unserem Klassenzimmer, und für eine Weile schielte jeder auf die kleinen roten Anzeigen, die Energieaufnahme und -abgabe von verschiedenen Systemen darstellen.
Wir schauten fasziniert zu, wie der getrocknete Abfall – also unter anderem die zu verbrennenden Kokosnuss-Schalen – über ein elektrisch angetriebenes Förderband in die Maschine eingespeist wurden. Der angeschlossene Generator erzeugt bis zu 500 kW – mehr als genug für die paar Hundert Haushalte unseres Dorfes. Dr. Advani sagt, dass sogar eine große Menge Energie ins überregionale Stromnetz verkauft wird. Damit haben die angeschlossenen Dörfer mehrere Kohlekraftwerke überflüssig gemacht.
Auf dem Display konnten wir die Energiestände und Positionen von mehreren kleinen Roboterfahrzeugen ablesen, die Kokosnüsse vom Boden unseres Palmenhains aufsammeln. Wenn die Akkus der Fahrzeuge auf einen bestimmten Stand fallen, fahren sie zurück ins Lager, wo sie ihre Fracht ab- und die Akkus wieder aufladen. Das Display zeigt auch die Positionen von einem Dutzend Affen mit GPS-Halsbändern. Die Tiere sind darauf trainiert, Kokosnüsse von den Bäumen zu schütteln, die Schalen aufzubrechen und sie zu sammeln.
Auch Status und Output von Dutzenden anderer energieeffizienter Systeme in unserem Dorf wurden auf dem Display angezeigt: vom Energieverbrauch einer Elektropumpe, die gefiltertes Trinkwasser aus unserem Regenwasser-Auffangbecken verteilt, bis zu unserer Abwasser-Wiederaufbereitungsanlage, die speziell gezüchtete Bakterien einsetzt, um schädliche organische Substanzen zu zerlegen.
Ich glaube, dass ich ziemlich beeindruckt aussah, denn Dr. Advani sah mich mit seinen tiefschwarzen Augen an und sagte: "Also, Miss Agamya, Sie wissen ja, dass ich immer auf der Suche nach smarten Verbesserungsvorschlägen bin. Haben Sie eine Idee, wie wir unsere Energieeffizienz noch weiter steigern könnten?"
"Sir", antwortete ich, "unsere Straßenlaternen leuchten die ganze Nacht, obwohl die meisten von uns tief schlafen und sie nicht brauchen." Ich berührte die Darstellung einer solarbetriebenen Laterne auf dem Bildschirm, woraufhin eine rote Anzeige mit "100 W" erschien. "Aber am frühen Morgen, wenn die Laternen wirklich nützlich wären, haben sie keinen Strom mehr. Deshalb laden die Leute ihre Taschenlampen-Akkus mehrmals die Woche auf." Ich berührte ein paar Häuser auf dem Bildschirm, und bei jedem erschien eine kurze Liste: "Geräte in Gebrauch".
Meist stand da auch "Aufladen Akku Taschenlampe" sowie der Wert der benötigten Energie. "Wenn wir die meisten davon ausschalten", fuhr ich fort, während ich den Menüpunkt markierte und das Kommando "Alle ausschalten" aktivierte, "dann würde unser Generator jeden Tag…", ich schaute auf das Bild des Generators, neben dem der Wert angezeigt wurde, "…etwa 2,5 kWh einsparen. Die könnten wir dann wieder ans Stromnetz verkaufen."
"Eleganter Vorschlag, Miss Agamya", antwortete Advani, "aber wie bekommt man die Leute dazu, die Aufladegeräte auszuschalten?" "Ganz einfach", sagte ich, "indem man Bewegungsmelder an den Laternen montiert. So wären sie meistens aus und hätten morgens noch jede Menge Energie übrig. Und übrigens", fügte ich hinzu, "könnten wir dadurch sogar noch produktiver werden. Denn diese Sensorsteuerung spart noch mehr, sehen Sie: 18 kWh jede Nacht."

Arthur F. Pease

Researchers are pushing deeper into the nano worlds of cells, proteins and genes. To this end, technologies are being developed that will make diagnoses faster, more reliable, and less expensive. Siemens researchers are, for example, working on a portable system that could instantly test a drop of blood for the presence of a range of diseases.
Targeting the Nano Frontier
Identifying Invisible Invaders

In an interview, Dr. Charles M. Lieber of Harvard University states that in perhaps five years it will be possible to locate tiny sensor systems underneath a person’s skin, where they would continuously check his or her blood for biomarkers of diseases such as cancer or flu.
If Nanoelectronics and Living Cells Converge...

Having the right kind of diagnostics is essential when combating cancer. Siemens is combining 3D X-ray images from computer tomographs with positron emission tomography images used in nuclear medicine. Result: doctors can more quickly and effectively determine the size and location of dangerous tumors.
Hybrid Imaging Solution

Infrared light can be used to discover molecules and thus optimize processes. Siemens experts are using infrared spectroscopy to help regulate coal-fired power plants more precisely and prevent failure in biogas fermenters.
Quality: Light Tells a New Story

ESA employs earth observation satellites to gather data about the interrelationships between volcanic eruptions, earthquakes, and climate change. Siemens is developing special test systems to ensure the huge volumes of data gathered by satellites make it securely to earth.
Eyes on the Earth

Time-consuming lab tests are currently required in order to detect pollutants in water and air. Siemens researchers have developed several sensor systems that detect dangerous substances such as pathogens and pollutants quickly and directly on site.
Sensor Systems Based on Cells

Trucks with defective engines and brakes could trigger an inferno in a tunnel, as could trucks transporting hazardous freight. Siemens researchers plan to use RFID technology, video analyses, and thermal imaging cameras to identify at-risk vehicles and thus prevent disasters from occurring.
Danger Made Visible

  • PEOPLE
  • Molecular detectives, trends
  • Dr. Walter Gumbrecht,
  • CT walter.gumbrecht@siemens.com
  • Dr. Michael Pugia, Healthcare Diagnostics michael.pugia@siemens.com
  • Hanjoon Ryu, Healthcare Diagnostics hanjoon.ryu@siemens.com
  • Dr. Karsten Hiltawsky, Siemens Healthcare karsten.hiltawsky@siemens.com
  • Dr. Oliver Hayden, CT oliver.hayden@siemens.com
  • Virus detectives
  • Gayle Wittenberg, SCR Princeton gayle.wittenberg@siemens.com
  • Dorin Comaniciu, SCR Princeton dorin.comaniciu@siemens.com
  • Lance Palmer, SCR Princeton lance.palmer@siemens.com
  • Dr. Norbert Piel, Healthcare Diagnostics norbert.piel@siemens.com
  • Dr. James Uzgiris, Healthcare Diagnostics arejas.uzigiris@siemens.com
  • Infrared spectroscopy
  • Prof. Maximilian Fleischer, CT maximilian.fleischer@siemens.com
  • Paul Herrmann, Siemens Energy herrmann.paul@siemens.com
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  • Biosensors for air and water
  • Dr. Heike Barlag, CT heike.barlag@siemens.com
  • Peter Paulicka, CT peter.paulicka@siemens.com
  • SKRIBT tunnel safety project
  • Alla Heidenreich, CT alla.heidenreich@siemens.com
  • Dr. Andreas Hutter, CT andreas.hutter@siemens.com
  • Prof. Charles M. Lieber, Harvard cml@cmliris.harvard.edu
  • European Space Association, GOCE
  • www.esa.int/goce
  • SKRIBT tunnel project
  • www.skribt.org