Über uns
Das Institut- für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) ist ein im Jahr 2007 gegründetes In-Institut der Hochschule Coburg, welches von Prof. Dr. Klaus Stefan Drese und Prof. Dr. Thorsten Uphues geleitet wird. Das ISAT versteht sich als anwendungsorientiertes Forschungsinstitut und Impulsgeber für technologische Innovationen. Im Vordergrund steht dabei der unmittelbare Bedarf von Kooperationspartnern aus den unterschiedlichsten industriellen Branchen (Automobilindustrie, Medizintechnik, Verfahrenstechnik, Sondermaschinenbau, Luft- und Raumfahrt etc.) an innovativen Produkten und Verfahren.
Vor allem in der nordbayerischen Grenzregion, in welcher das ISAT angesiedelt ist, fungiert das Institut als etablierter Experte für die Beantwortung von messtechnischen Fragestellungen und die kundenspezifische Sensorentwicklung. Das ISAT kooperiert darüber hinaus mit einer großen Anzahl an Firmenpartnern unterschiedlichster Größe in Deutschland sowie im europäischen Ausland. Derzeit unterhält das Institut Forschungs- und Entwicklungs-Kooperationen mit etwa 50 Unternehmen und konnte im Jahr 2021 aus öffentlichen Förderprogrammen und aus Kooperationen mit Industriepartnern Drittmittel im Umfang von etwa 1,4 Millionen Euro einwerben.
Für eine effiziente Bearbeitung kundenspezifischer Anfragen sorgen rund 25 Mitarbeiter aus verschiedenen naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen (Biologie, Medizintechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Technische Physik, Simulation & Test, Informatik, Produktdesign) in Form von agilen Entwicklungsteams.
Wissenschaftliches Profil
Das Portfolio des ISAT reicht von Technologierecherchen für industrielle Anwendungen mit hohen spezifischen Anforderungen über die Sensor-Auswahl, -Optimierung und -Integration bis zur Entwicklung individueller Sensor/ Aktorlösungen, die an die jeweiligen industriellen Anforderungen angepasst sind.
Schwerpunktmäßig beschäftigt sich das Institut mit drei Themengebieten:
ISAT – Institut für Sensor- und Aktortechnik
Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg
Am Hofbräuhaus 1b, 96450 Coburg
Prof. Dr. Klaus Stefan Drese
klaus.drese[at]hs-coburg.de
Prof. Dr. Thorsten Uphues
thorsten.uphues[at]hs-coburg.de
Besondere Kompetenzen besitzt das ISAT auf dem Gebiet der mikroakustischen Sensorik und Aktorik. Hier betreibt das Institut seit vielen Jahren eigene Forschung und Entwicklung und hält ein Patentportfolio mit zum Teil weltweitem Schutzrecht. Diese Kompetenzen fließen maßgeblich in eine Vielzahl der im ISAT durchgeführten Forschungsprojekte ein.
Die im Institut entwickelte Technologie basiert auf der gezielten Anregung sogenannter geführter Wellen – einer Sonderform des Ultraschalls – auf technischen Materialien. Durch die Nutzung piezoelektrischer Wandler ist es möglich, spezifische Schwingungsmoden auf der Außenseite von Komponenten und Bauteilen anzuregen, während die eigentliche Wechselwirkung der Wellen mit dem Inneren des Bauteils stattfindet. Anwendungsbeispiele dieser nicht-invasiven Technologie sind die Detektion von Biofilmen, Kalk oder anderen Ablagerungen in flüssigkeitsgefüllten Rohren oder Schläuchen oder die Realisierung von Touch-Funktionen auf unterschiedlich geformten technischen Oberflächen und Materialien. Auf dem Gebiet der akustischen Aktorik forscht das ISAT u.a. an der Beschleunigung elektrochemischer Reaktionen durch akustisch induzierte Wirbelströmungen in Elektrodennähe, um so z.B. zukünftig Akkumulatoren schneller aufladen zu können.
Einen weiteren thematischen Schwerpunkt stellt die Optik dar. Aktivitäten umfassen hier beispielsweise die Überwachung kritischer Infrastruktur wie Brücken durch faseroptische Sensoren. Für Fragestellungen zum Beispiel aus der optischen Messtechnik oder der Automobilindustrie werden Konzepte und Technologien entwickelt, um mittels optischer Systeme und KI-basierten Auswertealgorithmen eine Bilderfassung und –auswertung zu gestalten, welche z. B. beim autonomen Fahren eingesetzt werden kann.
Der dritte und jüngste Forschungsschwerpunkt des ISAT ist die Mikrofluidik. Hier stehen insbesondere analytische Fragestellungen zur Überwachung u.a. von chemischen oder biologischen Industrieprozessen sowie die medizinische Vorort- und Labordiagnostik im Vordergrund. Im ISAT entwickelte mikrofluidische Systeme können in der Zukunft aber auch für Screening-Fragestellung und der Synthese von Chemikalien eingesetzt werden.
Neben der experimentellen Validierung beschäftigt sich das ISAT auch vertieft mit der Simulation akustischer, optischer und fluidischer Prozesse.
Ausstattung
Für die Durchführung der Forschungsaktivitäten steht dem Institut ein Laborgebäude mit 1100 m² Nutzfläche und hochtechnisch ausgestatteten Werkstätten, Messräumen und Speziallaboren (z.B. Mikrobiologielabor; Chemielabor, Prototypenlabor, Laserlabor, Elektronikentwicklung) zur Verfügung. Zur weiteren Geräteausstattung des Instituts gehören u.a. ein Laser-Doppler-Vibrometer, ein konfokales Laserscanningmikroskop, eine Highspeedkamera, Klima- und Temperaturkammern, eine CNC-Fräsmaschine, Datenerfassungssysteme und diverse CAD und Software-Pakete.
