hei_INNOVATION Ideenwettbewerb 2024Finalist*innen

Thomas Arnold, Anna Lambertz-Rohstock

Vernunft ist eine Frage der Übung

Wieso sind so viele Weltbilder so schlecht begründet? Wieso so viele Gesprächsbeiträge so unüberlegt? Wieso so viel Verhalten so unreflektiert? Weil wir Nachdenken, Argumentieren und Reflektieren nicht richtig üben! Viel zu selten werden wir an Fragen herangeführt, die nicht einfach Abläufe klären oder Probleme lösen sollen, sondern die unsere eigenen Voraussetzungen betreffen: Welche Begriffe verwenden wir eigentlich ganz unhinterfragt? Welche Argumente halten wir für überzeugend? Und welche Kriterien wenden wir dabei ganz selbstverständlich an? Die Philosophie stellt und beantwortet solche Fragen schon seit Jahrtausenden (und fragt auch nach dem Sinn wiederum dieser Fragen und Antworten selbst). Sie besteht aus Versuchen, systematisch und in Betrachtung verschiedenster Themen zu reflektieren und zu argumentieren. Solche Praxis der Nachdenklichkeit bleibt aber leider bisher ganz wenigen Menschen vorbehalten... 

Wir ändern das! „Wir“ meint dabei Thomas Arnold, Anna Lambertz-Rohstock und die ganze Initiative Public Philosophy am Philosophischen Seminar, zu der nicht nur viele Studierende, sondern mit Tom Wellmann auch Personal der Pädagogischen Hochschule gehört. In Workshops, Gesprächsformaten, Events philosophieren wir in und mit verschiedenen Öffentlichkeiten, um genau das fördern: gemeinsames Diskutieren, Erkennen von Fehlschlüssen und Reflexion auf die eigenen Voraussetzung. Mit unseren Projekten schaffen wir Gelegenheiten, niederschwellig auch über „große“ Fragen nachzudenken. 

Ioana Todosi, Monika Bancsina, Prof. Markus Pohlmann, 

Da zu viele schweigen, wenn schlimme Sachen in Unternehmen oder Krankenhäusern passieren, wird mit einem interaktiven Onlinespiel die Bereitschaft erhöht, Fehlverhalten zu erkennen und andere darauf aufmerksam zu machen.

Im Zusammenhang mit organisatorischem Fehlverhalten herrscht oft Schweigen, vor allem wenn Regeln zum Vorteil des Unternehmens gebeugt werden, so dass die Mitarbeiter aus Angst vor Repressalien zögern, Meldung zu machen. Obwohl die Unternehmen dieses Problem erkannt haben, bleibt die Wirksamkeit ihrer Gegenmaßnahmen zur Förderung einer "speak-up"-Kultur unzureichend, da Poster und Videos oft schnell vergessen oder ignoriert werden.

Um hier Abhilfe zu schaffen, führten wir persönliche Workshops durch, in denen die Mitarbeiter an Brückenbauaktivitäten teilnahmen, die reale Szenarien widerspiegelten und wertvolle Einblicke boten. Logistische Herausforderungen und zeitliche Zwänge schränkten die Teilnahme jedoch ein. Unser Videospiel ahmt auch eine Organisation mit hierarchischen Strukturen nach, so dass sich die Mitarbeiter in realen Situationen wiederfinden. Dies ermöglicht Online-Interaktionen zwischen Kollegen aus verschiedenen Städten/Ländern auf eine neue Art und Weise. Das Training erzeugt eine starke emotionale Wirkung, da die Teilnehmer aktiv in das Spiel eingebunden sind. Sie haben die Möglichkeit, Fehlverhalten zu diskutieren und ihre Ansichten über die Kultur des offenen Austauschs in ihrer Organisation mitzuteilen. Auf diese Weise wird nicht nur der Spaßfaktor erhöht, sondern auch ein Bewusstsein geschaffen, das dazu beiträgt, die Kultur des offenen Wortes in Organisationen zu verbessern.

Rasmus Bankwitz, Xinyu Ma, Julius Römer

Die Idee nutzt photonisch integrierte Schaltkreise, um mit nur einem Laser über ein Netzwerk von Strahlteilern und optischen Modulatoren eine beliebige Anzahl von Atomen präzise und simultan anzusteuern, wodurch ein signifikanter Fortschritt in der Skalierbarkeit und Effizienz von neutralen Atom-Quantencomputern ermöglicht wird, die das Potenzial haben, revolutionäre Durchbrüche in Medizin, Umwelttechnik, Sicherheit und darüber hinaus zu erzielen.

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Krankheiten, die heute als unheilbar gelten, binnen Sekunden heilbar sind. Eine Welt, in der wir den Klimawandel nicht nur verstehen, sondern effektiv bekämpfen können. Oder eine Welt, in der unsere Daten durch unknackbare Verschlüsselungen geschützt sind. Klingt wie Science-Fiction? Mit Quantencomputern rückt diese Zukunft näher an die Realität. 

Doch eine große Herausforderung steht uns im Weg: Die effiziente und skalierbare Kontrolle von Qubits, den Bausteinen der Quantencomputer. Hier setzt unsere Innovation an: Durch die hybride Integration photonischer Schaltkreise, aus Lithium-Niobat und Silizium-Nitrid revolutionieren wir die Quantencomputertechnologie. Dies verkleinert nicht nur den räumlichen Bedarf erheblich, sondern macht es möglich, Quantencomputer auf eine Weise zu skalieren, die bisher unvorstellbar war. Unser Ansatz ermöglicht es, eine beliebige Anzahl von Qubits präzise zu steuern – ein Durchbruch in Sachen Effizienz, Skalierbarkeit und Kostenreduktion. Dieser Fortschritt eröffnet ungeahnte Möglichkeiten: Wir können Probleme angehen, die mit heutigen Computern unlösbar sind. Ob in Medizin, Umwelttechnik oder Kryptographie, unser Ansatz hat Potenzial, zahlreiche Felder radikal zu verändern. Dies bietet ein Sprungbrett in eine Zukunft, in der Quantencomputing die Welt die wir kennen revolutioniert. Wir stehen am Beginn einer neuen Ära der Technologie, die wir bereit sind mit unserer Innovation zu gestalten.

Marcel Weinreich, Jonathan Cooper-Knock

Plattform für kollaborative "Time-To-Event" Vorhersagen und Teilen klinischer Daten

Personalisierte Medizin soll es in der Zukunft ermöglichen, Behandlungen in der Medizin individuell anzupassen. Sie stellt jedoch weiterhin bei der Umsetzung eine große Herausforderung dar. Für die optimale Betreuung von Patienten ist es entscheidend, Krankheitsverläufe und Prognosen vorherzusagen. Dies findet aktuell jedoch nur geringe Anwendung, da es schwierig ist, die bestehenden klinischen Daten in präzise Vorhersagemodelle umzuwandeln. Dafür haben wir PredicTTE entwickelt – eine Plattform, die ermöglicht aus wertvollen Datensätzen, durch den Einsatz der künstlichen Intelligenz und ohne eigene umfangreiche Rechenkenntnisse, genaue Vorhersagemodelle zu erstellen. Diese kann man schließlich über ein Online-Portal den Endnutzern zur Verfügung stellen. 

Alle Nutzer können datenschutzgerecht auf Modelle anderer Nutzer zugreifen und sie selbst im klinischen Alltag oder im Forschungslabor verwenden. Besonders bedeutsam ist die Möglichkeit eigene Daten in ein bestehendes Modell einzufügen. Durch diese Erweiterung der Trainingsdaten entsteht ein dynamischer, sich selbst verstärkender Kreislauf, der die Modelle ständig verbessert und an die Realität anpasst. Unsere ersten Daten zeigen bereits einen Einsatz für die individuelle Wahl eines Medikamentes oder den Einsatz bei der Suche nach neuen Therapieansätzen.  PredicTTE soll unsere Medizin der Zukunft unterstützen, in der jeder Behandlungsplan so einzigartig ist wie der Mensch selbst.

Prof. Dr. Johannes Schemmel

Künstliche Neuronale Netze aus Silizium Karbid als entscheidender Baustein für die Gewinnung von grünem Wasserstoff mittels Hochtemperaturgeothermie

Der Klimawandel ist ein Problem für unsere Zivilisation. Die geothermische Energie könnte eine wichtige Rolle bei der Verringerung der CO2-Emissionen spielen. Es gibt mehrere Gründe, warum sie derzeit eine so geringe Rolle spielt. Unsere Forschungsidee wird dazu beitragen, ein Haupthindernis für die Nutzung geothermischer Energie aus vulkanischen Hotspots wie Island zur direkten Stromerzeugung zu beseitigen: das Fehlen von Hochtemperatur-Steuerungssystemen für Richtbohrungen. Bei Temperaturen über 300 °C funktioniert Elektronik auf Siliziumbasis nicht mehr. Eine Alternative ist die Verwendung von Mikrochips auf Siliziumkarbidbasis. Diese Technologie ist jedoch noch nicht ausgereift genug, um die komplexen Computerschaltungen zu implementieren, die für die Steuerung eines Bohrkopfes Kilometer unter der Oberfläche erforderlich sind. 

In unseren früheren Forschungsarbeiten haben wir eine Lösung gefunden, die sich auf Siliziumkarbid anwenden lässt, wodurch das weltweit erste intelligente Hochtemperatur-Steuerungssystem geschaffen wurde. Anstelle der Digitaltechnik, bei der die Informationsverarbeitung von der originalgetreuen Wiedergabe von Einsen und Nullen abhängt, werden wir ein analoges neuronales Netz verwenden, das nach dem Vorbild des biologischen Nervensystems aufgebaut ist. Dadurch hat der Controller eine weitaus größere Redundanz gegen lokale Komponentenausfälle, um die Herstellungsbeschränkungen der SiC-Technologie zu überwinden. Ein solches System wird eine Komponente für die geothermische Stromerzeugung sein, eine saubere und unendliche Quelle erneuerbarer Energie.

Judith Stirn, Christian Klein

Unsere Vision ist die Behandlung von Depressionen und anderen psychischen Erkrankungen mit neuartigen Psilocin-Prodrugs, die sublingual oder nasal verabreicht werden können und dadurch schneller und besser kontrollierbar wirken als das bereits in klinischen Studien befindliche Psilocybin.

Wir sind begeistert von der Möglichkeit, mit neuen Molekülen neue Therapien zu ermöglichen. In diesem Projekt haben wir psychedelisch wirksame Substanzen hergestellt und für die Behandlung von Depressionen und anderen psychischen Erkrankungen optimiert. Psychedelische Substanzen, wie das in Pilzen vorkommende Psilocybin, ermöglichen den Umbau von Nervenverknüpfungen im Gehirn. Unter psychotherapeutischer Anleitung können hierdurch schädliche Denk- und Verhaltensmuster über die Dauer der akuten Wirkung hinaus aufgebrochen werden. Wir finden es besonders wertvoll, dass bei dieser Therapieform keine dauerhafte Verabreichung von Arzneimitteln erfolgen muss, sondern ein Prozess der Gesundung angestoßen wird. 

In den letzten Jahren wurde die Wirksamkeit dieser Therapieform bewiesen, auch bei Patienten, die auf keine andere Therapie ansprechen und über viele Jahre an Depressionen litten. Bei einer psychedelischen Therapiesitzung besteht oft das Problem, dass lange auf den Beginn der Wirkung gewartet werden muss. Zudem kann die Intensität der psychedelischen Erfahrung während der Therapiesitzung kaum an die Bedürfnisse der Patienten angepasst werden. Wir haben daher Substanzen entwickelt, die in Lutschtabletten oder Nasensprays verabreicht werden können. Hierdurch werden sie schneller aufgenommen und machen die Therapie steuerbar. Wir erhoffen uns hiervon eine leichtere und breitere Anwendbarkeit dieser neuen Behandlungsmethode für eine weitverbreitete Erkrankung, die einen sehr hohen Leidensdruck auf die Betroffenen ausübt. 

Franz Zedler & Team 

Bessere Debatten und Diskussionen. Für Konfliktlösungen, stärkere Demokratien und bessere Entscheidungsfindungen.

Wir entwickeln ein Debattier-Ökosystem, um mit einer Multi-Plattform-App, Debattier-GPTs, einem Blog über Diskussionskultur, integrierten sozialen Medien, einem Gesellschaftsspiel etc. Herausforderungen anzugehen wie z.B. Ausgrenzungen, gesellschaftliche Spaltung und Entscheidungsschwierigkeiten, indem wir Andersdenkende automatisiert zusammenführen (Kontrast-Matching), KI und Gamification für Diskussions-Werkzeuge (Faktencheck, Kompromisstool etc.) und -Formate (freestyle, traditionell, visuell) nutzen sowie persönliches Coaching (Mediation) und spielerische Lernlektionen (deeper learning) von Kommunikationsexpert:innen anbieten. Mit unserer Mission zur Stärkung von Demokratie, friedlich-konstruktiver Konfliktlösung und produktiver Entscheidungsfindung richten wir uns an Privatpersonen, Unternehmen, NGOs, Bildungseinrichtungen und politische Institutionen.

Maria-Theresa Licka

App-KI basierte Schädlingsanalyse im Weinanbau - ein nachhaltiger Ansatz zur Reduktion des massiven Pestizideinsatzes in der Landwirtschaft.

Rebflächen nehmen in Deutschland ca. 5% der Gesamtagrarfläche ein. Jedoch werden hier jährlich quantitativ überproportional viele Pestizide und Pflanzenschutzmitteln ausgebracht, insgesamt ca. 20% des Gesamtbedarfs im Agraranbau. Als Folge enthalten Trauben und deren Erzeugnisse teilweise mehr als 20 verschiedene Pestizidrückstände, die mitkonsumiert werden. Die Pestizide gelangen außerdem in unseren gesamten Lebensraum. Das Gesudheitsrisiko des Cocktail-Effektes aus den Mehrfachrückständen verschiedener Pestizide ist wissenschaftlich weitgehend unerforscht. Pestizide stehen jedoch in Zusammenhang mit dem Auftreten verschiedener Erkrankungen, einschließlich Krebserkrankungen. Daher hat die Europäische Kommission vorgeschlagen, dass der Pestizideinsatz bis 2030 um 50% gesenkt werden soll. MAIWY ist eine App/KI Lösung, zur Erkennung unterschiedlicher Rebkrankheiten und Mangelerscheinungen. 

MAIWY wird auf ein iOS oder Android Handy installiert und ein Rebblattfoto wird direkt, schnell und offline von MAIWY im Weinberg analysiert. MAIWY ist ohne Vorkenntnisse anwendbar und damit auch ideal für nicht-kommerzielle Winzer, Saisonarbeiter und Auszubildende geeignet. Außerdem können Behandlungsvorschläge und auch aktuelle/zurückliegende geografische Ausbreitungskarten unterschiedlicher Schädlingsbefälle abgerufen werden. Mit MAIWY kann eine Blattkrankheit frühzeitig detektiert und analysiert werden. Durch gezielte Maßnahmen kann der Winzer großflächige Ausbreitungen des Schädlingsbefalls verringern, das mehrfach jährliche prophylaktische Ausbringen von Pestiziden kann reduziert und der zukünftige Rebanbau durch innovative Technik deutlich nachhaltiger werden.

Tawhid Hasan 

ArguMind ist eine bahnbrechende Plattform, die künstliche Intelligenz und interdisziplinäre Methoden nutzt, um den Nutzern die Möglichkeit zu geben, komplexe Argumente zu analysieren, zu präsentieren und sich mit ihnen auseinanderzusetzen, um das kritische Denken und den informierten Diskurs zu fördern.

Im Jahr 1776 stürzten die Amerikaner die Kolonialherrschaft, angetrieben von tiefgreifenden Idealen: natürliche Rechte, Freiheit und Wohlstand. Diese Konzepte, die auf John Locke zurückgehen, beeinflussten die Revolutionäre zutiefst. Locke argumentierte, dass "alle Menschen gleich geschaffen sind" und "unveräußerliche Rechte besitzen, zu denen Leben, Freiheit und das Streben nach Glück gehören". Dieses Argument hat die Geschichte umgestaltet und unsere heutige Welt geprägt. Als sinnstiftende Wesen entwickeln Menschen Erzählungen, die von starken Argumenten getragen werden und unsere Wahrnehmung und unser Handeln prägen, wie z. B. der Klassenkampf von Marx, das heliozentrische Modell und die Frauenrechtsbewegung. Solche Argumente spielen in der Wissenschaft, in demokratischen Gesellschaften und in der persönlichen Entwicklung eine entscheidende Rolle, denn sie fördern das intellektuelle Wachstum und eine fundierte Entscheidungsfindung. 

Im Zeitalter des Informations-Tsunamis werden tiefgründige Argumente, obwohl sie an sich einfach sind, oft von peripherem Material und der überwältigenden Menge an Daten verdeckt. Folglich fällt es dem Einzelnen schwer, das Wesentliche zu erkennen. Außerdem bedrohen große Sprachmodelle das kritische Denken. Diese Schwierigkeit führt zu Missverständnissen, die die kognitive Entwicklung gefährden und den Fortschritt behindern. ArguMind, eine Webanwendung, rationalisiert komplexe Argumente und bietet einen klaren und einfachen Zugang zu Argumenten. Mit Funktionen wie prägnanten Darstellungen von Argumenten, detaillierten Verweisen und visuellen Darstellungen können die Nutzer sicher durch die Informationen navigieren. Durch die Förderung eines gemeinschaftsbasierten Diskurses und Lernens fördert ArguMind informierte Entscheidungen.

Luise Nottmeyer & Team

Wir wollen einen universellen Klimapolitik- und Diskursmonitor entwickeln, der durch Natural Language Processing unterstützt wird und auf eine umfassende Datenbank von bisher nie dagewesenem Ausmaß zugreift.

Die Teilnahme an der letzten internationalen Klimakonferenz COP28 hat uns dazu inspiriert, die Landschaft des internationalen klimapolitischen Engagements durch einen bahnbrechenden Universal Climate Policy and Action Monitor umzugestalten. Unser Tool nutzt die Möglichkeiten der natürlichen Sprachverarbeitung und greift auf eine umfangreiche Datenbank von noch nie dagewesenem Umfang zurück, um unschätzbare Einblicke in die komplexe Landschaft der Klimaverhandlungen im Rahmen des UNFCCC-Prozesses zu geben. Machen Sie sich darauf gefasst, dass die Hürden für den Zugang zu wichtigen Informationen abgebaut werden und tauchen Sie selbst in das Herz der globalen Klimaschutzmaßnahmen ein. Wir verabschieden uns von der Komplexität und begrüßen Klarheit und Transparenz, indem wir ein breites Spektrum an Datenquellen in einem dynamischen und aktuellen Überblick über die Klimapolitik und -darstellungen zusammenführen. 

Dies wird die Zusammenarbeit und Koordination zwischen den verschiedenen Interessengruppen fördern. Wir sind nicht irgendein Team - mit unseren vielfältigen Kompetenzen in den Bereichen internationale Klimapolitik, globale Gesundheit und Datenwissenschaft sind wir einzigartig positioniert, um diese ehrgeizige Vision in die Tat umzusetzen. Gemeinsam wollen wir einen positiven Wandel herbeiführen, indem wir Einzelpersonen und Organisationen in die Lage versetzen, sich wirksam für die Gestaltung einer nachhaltigen und gerechten Zukunft einzusetzen. Stimmen Sie für unser Projekt, um den Fortschritt im globalen Klimaschutz voranzutreiben.