Von der Forschung in die Praxis Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
UDO SEIFFERT FRAUNHOFER IFF MAGDEBURG
Ressource Holz, Schloss Hundisburg 6. April 2016
Gliederung 1.
Einleitung
2.
Zwei Beispiele aus der Praxis
3.
Resümee
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Gliederung 1.
Einleitung
2.
Zwei Beispiele aus der Praxis
3.
Resümee
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Fraunhofer in Deutschland
© Fraunhofer IFF
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Fraunhofer Forschungsansatz
Grundlagenforschung
Entwicklung von Basistechnologien Kundenspezifische Lösungen
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Technologien Bild‐ und nicht‐bildbasierte automatisierte Datenanalyse Erkennung und Modellierung statischer und dynamischer Entwicklungsmuster Räumlich‐zeitliche Modellierung • • • • •
2‐D 2‐D über Zeit 3‐D 2‐D / 3‐D plus spektrale Information 3‐D über Zeit (4‐D)
Verwendung von Methoden der Computational Intelligence • Maschinelles Lernen, künstliche neuronale Netze • Fuzzy Technologien, Expertensysteme, … Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Branchen
Pflanzenzüchtung Landwirtschaft, Forstwirtschaft Lebensmittelproduktion Stoffliche Verwertung von Reststoffen
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Finanzierungsmodelle • Öffentliche Finanzierung Entwicklung Basistechnologien
3...5 Jahre
• Auftragsforschung Kundenspezifische Lösungen Machbarkeitsstudien Prototypen
• Technologietransfer, Lizenzierung Multiplikation beim Kunden Multiplikation in Branche Ausgründung Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
1... 5 Jahre
4...10 Jahre Später. Nie?
Gliederung 1.
Einleitung
2.
Zwei Beispiele aus der Praxis
3.
Resümee
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
INHALTSSTOFF‐SENSOR FÜR DIE LANDWIRTSCHAFT Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Basistechnologie x
Spatial component(s)
y λ
Image stack: → Spa al representa on of acquired scenery at different wavelengths (λ)
Spectral component(s) Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Each pixel: → Vector of length n (λ=1…n) containing spectral signature
Zielstellung Cu
S P
N
Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Zielstellung
Cultivar: Genius, Potassium in % DS, 21 May 2012 (EC37/38) Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Zielstellung
Cultivar: Genius, Sulfur in % DS, 21 May 2012 (EC37/38) Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Zielstellung
Cultivar: Genius, Zinc in mg/(kg DS), 21 May 2012 (EC37/38) Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Anwendung Weather conditions
GPS
Supply of different operational fluids / agents
Canopy
Genetic variation
Soil conditions Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
(water, fertilizer (e.g., N, Fe), pesticides, etc.)
Anwendung GPS Simplified mathematical model
Hyperspectral imaging
Canopy
Genetic variation
Soil conditions Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Biological expert knowledge
Mobile control unit
Weather conditions
Supply of different operational fluids / agents (water, fertilizer (e.g., N, Fe), pesticides, etc.)
Variable rate application
Zeitleiste Beispiel 1 Inhaltsstoff‐Sensor für die Landwirtschaft • Öffentliche Finanzierung Entwicklung Hyperspektralsensorik
• Auftragsforschung Multi‐Nährstoffsensor Sensor für präsymptomatische Krankheitserkennung
• Technologietransfer, Lizenzierung Mehrere Einzelkunden Multiplikation in Branche (?) Ausgründung (?) Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
3 Jahre 4 Jahre 2 Jahre ca. 8 Jahre nach Beginn Gesamtbudget: ca. 6 Mio EUR
Vorbehalte und Befindlichkeiten des Marktes • Investoren Wer finanziert die Markteinführung?
• Geschäftsmodelle Produkt vs. Dienstleistung (oder beides)? Preisgestaltung / Kundenbindung
• Gesetzliche Bestimmungen Was darf ich? Was muss ich?
• Image Wie nimmt mich der Markt wahr? Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
ENTWICKLUNG EINER DROHNE ALS KAMERA‐TRÄGERPLATTFORM Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Basistechnologie • Design und Bau von Drohnen Verfügbar in wissenschaftlicher Literatur Kommerzielle Modelle als unzulängliche Anschauungsobjekte ‐> Eigenentwicklung
• Flugingenieure Design, Aufbau und Fliegen „Einkauf“ über Personen
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Zielstellung • Überbrückung der Lücke zwischen verfügbaren Trägerplattformen Bodenbasiert (Landmaschine) Klassischer Bildflug (bemanntes Flugzeug)
• Zielmarkt (kleine Anbau‐ bzw. Versuchsflächen) Kommerzielle Pflanzenzüchter Obstbau, Gemüsebau, Blumen jeweils im Freiland Akademische Pflanzenforschung
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Anwendung
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Anwendung
Sample flight strip after automated pre‐processing, segmentation, and metabolic mapping Udo Seiffert: Inserted from Personal Slide Repository
Zeitleiste Beispiel 2 Drohne als Kamera‐Trägerplattform • Öffentliche Finanzierung • Auftragsforschung Befliegung von Praxisflächen Begleitung kundenspezifischer Technologieentwicklung
• Technologietransfer, Lizenzierung Mehrere Einzelkunden Multiplikation in Branche (?) Ausgründung (?)
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
1,5 Jahre
2 Jahre
1 Jahr
ca. 3 Jahre nach Beginn Gesamtbudget: ca. 650 TEUR
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Einleitung
2.
Zwei Beispiele aus der Praxis
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Resümee
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?
Resümee • Lange Zeiten für kompletten Entwicklungszyklus
Schwierig vorhersagbar (Zeit und Budget) Weitsichtigkeit der Forschungspolitik Visionäre und tolerante Erstkunden Engagiertes Entwicklungspersonal Passende F&E Infrastruktur
• Vorbehalte und Befindlichkeiten des Marktes Spannungsfeld zwischen Geld, Gesetz und Image
Udo Seiffert: Warum braucht Forschung oft einen langen Atem?