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TU-Professorin Azra Korjenic TU-Professorin Azra Korjenic erforscht an einem Gymnasium in Wien, wie sich Pflanzen an Innen- und Außenwänden auf Temperatur, Klima, Schimmelbildung und vieles mehr auswirken.
Marion Huber-Humer, Leiterin des Instituts für Abfallwirtschaft an der Uni für Bodenkultur Laut Marion Huber-Humer, Leiterin des Instituts für Abfallwirtschaft an der Uni für Bodenkultur, werden rund 70 Prozent des Institutspersonals durch externe Gelder finanziert.
Andreas Müller, Vorstand des Robotik-Instituts an der Johannes Kepler Uni in Linz Andreas Müllers Forschungsgebiet ist eines der Zukunftsthemen schlechthin. Der Vorstand des Robotik-Instituts an der Johannes Kepler Uni in Linz und seine MitarbeiterInnen arbeiten an vielen Forschungsprojekten für die Industrie.

Reportage: Drinnen im Grünen

Schwerpunkt Wissenschaft

WissenschafterInnen, die im Elfenbeinturm sitzen, sind ein verbreitetes Vorurteil. Dabei forschen viele an Themen, die für die Gesellschaft und die Zukunft entscheidend wären. Wir haben drei von ihnen besucht.

Beim Betreten der Klasse 3C tritt sofort auffallend feuchte Luft in die Nase. Der Grund dafür wird nach wenigen Schritten im Raum sichtbar: Die ganze Wand links vom Eingang und gegenüber den Fenstern ist mit Pflanzen übersät. Diese grüne Wand ist das Werk von Azra Korjenic, Professorin für Bauphysik und Schallschutz an der Technischen Universität (TU) Wien. Sie betreibt hier am GRG 7, einem Gymnasium im siebten Bezirk Wiens mit Schwerpunkt auf Biologie und Ökologie, ein Forschungsprojekt. Die Frage, an der die WissenschafterInnen interessiert sind, ließe sich so zusammenfassen: Was verändert sich durch die Begrünung von Wand- und Dachflächen?
Sowohl im Innenraum, wie etwa hier in der 3C oder auch im Biologiezimmer, als auch außen an der Schule wurden im Jahr 2015 verschiedene Begrünungssysteme angebracht. Sensoren messen laufend Werte wie den CO2-Gehalt, die Temperatur oder den Wärmestrom. Zudem kommen regelmäßig ForscherInnen der TU persönlich vorbei, um bestimmte Werte zu überprüfen. Korjenic und ihre MitarbeiterInnen wollen wissen: Wie verändern die Pflanzen das Klima in den Klassen? Wie die Luftfeuchtigkeit? Wie die Temperatur? Wie die CO2-Konzentration? Wie die Staubentwicklung? Und wie die Akustik? Ob man eventuell mit einer Schimmelpilzbildung an den Wänden rechnen muss? Verliert eine Außenwand, die begrünt ist, im Winter weniger Wärme? Hat sie im Sommer einen kühlenden Effekt? All das und einiges mehr wird hier untersucht. Dazu wollen die ForscherInnen herausfinden, welche Art von Begrünung sich am positivsten auf Klima und Bauphysik auswirkt, welche Pflanzen sich bewähren und wo die konkreten Unterschiede zwischen verschiedenen Systemen von Fassadenbegrünung liegen.

Glücksfall Schulprojekt
Diese „GrünPlusSchule“ ist eines von vielen wichtigen und zukunftsweisenden Forschungsprojekten in Österreich. Für die Schule war es ein Glücksfall, dass die TU-Professorin Korjenic und ihr Team das Projekt hier durchführen wollten. Die Schule profitiert nicht nur davon, dass sich die SchülerInnen in den grünen Klassen nach eigenen Angaben wohler fühlen und sich besser konzentrieren können. Manche SchülerInnen schreiben zudem ihre vorwissenschaftlichen Arbeiten (VWA) über das Projekt und verwenden dafür die gesammelten Daten.
Ein weiterer Pluspunkt ist, dass auch eine Photovoltaikanlage zum Projekt gehört, welche Strom an die Schule liefert. Die Anlage wurde horizontal am Flachdach eines zweistöckigen Gebäudeteils der Schule sowie vertikal an einer angrenzenden Mauer angebracht. Das Besondere daran: Hier wird ein neues Kombisystem aus Photovoltaik und Begrünung getestet, das Korjenic entwickelt und mit einer Dissertantin zusammen zum Patent angemeldet hat. Die Daten über die gewonnene Energie scheinen in Echtzeit auf Monitoren im Eingangsbereich der Schule und im Physikraum auf. „Die SchülerInnen sehen hier schwarz auf weiß, wie viel Strom das System bei Sonnenschein und wie viel es an einem bewölkten Tag generiert“, erzählt Korjenic. „Außerdem zeigen die Monitore laufend an, wie viel Kohlendioxid bereits durch die Anlage eingespart wurde.“
Das Projekt steht gewissermaßen stellvertretend für einen Trend der letzten Jahre in der Forschungslandschaft, besonders was die Finanzierung anbelangt. Es ist nämlich teilweise mit Drittmitteln finanziert. Der Hauptteil des Kuchens, 60 Prozent, kommt von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) bzw. vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie. Korjenic, die seit 17 Jahren als Wissenschafterin tätig ist, weist darauf hin, dass die Förderquote seither stark gesunken ist. Sie kennt noch Zeiten, wo rund 80 Prozent üblich waren, während die Tendenz heute Richtung 60 Prozent geht: „Wir sollen am Ende zeigen, dass wir 100 Prozent gemacht haben, aber bekommen nur 60 Prozent der Finanzierungskosten.“ Den Rest müssen Korjenic und ihre Kollegenschaft selbst aufstellen – so auch hier an der Schule.

Unzählige Stunden Forschungsarbeit
Im konkreten Fall ist die Finanzierung gelungen, weil die Bundesimmobiliengesellschaft (BIG) die restlichen 40 Prozent des insgesamt rund 650.000 Euro teuren Projekts stark unterstützt hat. Die tatsächlichen Projektkosten liegen laut Korjenic noch wesentlich höher, weil unzählige Arbeitsstunden von ihr selbst und ihren MitarbeiterInnen hineinfließen, die hier nicht eingerechnet werden. So schreiben etwa vier KollegInnen Diplomarbeiten zum Thema, zwei weitere KollegInnen arbeiten an Dissertationen. Eine davon stellt die Frage, wie Begrünungssysteme in den Energieausweis integriert werden können, eine andere befasst sich mit der Kombination von Photovoltaik und Begrünung. Auch an der Universität für Bodenkultur (BOKU), die hier als Projektpartner agiert, laufen einige studentische Arbeiten dazu.
Für die BIG, der das Schulgebäude gehört, könnten die Daten aus dem Projekt nützlich sein – schließlich könnte dieses Modell auch auf andere Schulen und öffentliche Gebäude angewandt werden. Ein Folgeprojekt namens „GRÜNEzukunftSCHULEN“, das mit Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert wird, ist bereits genehmigt. Auch daran wird sich die BIG beteiligen. Dafür sammeln die ForscherInnen an zwei weiteren Schulen ähnliche Daten. Laut Korjenic ist das sehr wichtig, um Vergleiche zu ziehen. Am Gymnasium Schuhmeierplatz wird sogar eine Freiraumklasse entstehen, wo der Unterricht unter einer begrünten Pergola stattfinden wird. Diese Schule in Ottakring ist ebenso wie die zweite beteiligte Schule, das Diefenbach-Gymnasium, ein Neubau. Hier interessiert die ForscherInnen wiederum die unterschiedliche Wirkung im Vergleich zum Altbau des GRG 7.

Projektideen im Kopf
Die Tatsache, dass sie immer größere Summen von externen Geldgebern einsammeln müssen, um Forschungsprojekte zu realisieren, macht den Arbeitsalltag Korjenics und ihrer KollegInnen aus der Wissenschaft zunehmend herausfordernder. Die Forscherin bedauert besonders, dass Kooperationen mit kleinen und mittelgroßen Betrieben nur noch selten möglich seien, obwohl es hier besonders spannende Fragestellungen gäbe: „Die Kleinen können sich eine finanzielle Beteiligung meist nicht leisten. Aber immerhin stellen sie viele Materialien zur Verfügung und beteiligen sich so an kleineren Projekten.“ Dennoch bleiben viele gute Projektideen in den Köpfen der ForscherInnen und gelangen nicht zur Umsetzung.
Auch Marion Huber-Humer beschäftigt sich mit einem für die Zukunft höchst relevanten Thema, in das wohl kaum zu viele Forschungsgelder fließen können. Huber-Humer leitet das Institut für Abfallwirtschaft an der BOKU in Wien. Dieses hat gerade in Zeiten der Konsumgesellschaft und des global wachsenden Wohlstands eine wichtige Aufgabe. Die Frage, was mit all den Produkten – etwa Verpackungen, Kleidung, Chemikalien und Elektronikgeräten – passiert, wenn wir sie nicht mehr verwenden können oder wollen, ist essenziell.

Biologisch abbaubar
Huber-Humer führt durch das Labor des Institutsgebäudes im 19. Bezirk Wiens. In einem Raum ist eine Menge hoher, mit Flüssigkeit gefüllter Röhren angeordnet, die über Gefäßen stehen. Hier untersuchen die WissenschafterInnen verschiedene Abfälle in Hinblick darauf, welche und wie viel Gase sie freisetzen – eine wichtige Frage für Mülldeponien. Einblick in ein anderes Forschungsprojekt des Instituts bietet sich in der kleinen Klimakammer, in der es fast so heiß ist wie in einer Sauna. Dort wird der Zersetzungsprozess von Kaffeekapseln untersucht, die laut Hersteller biologisch abbaubar sind. Die ForscherInnen untersuchen, ob das wirklich der Fall ist bzw. welche biochemischen Prozesse genau vonstatten gehen.
Weitere Forschungsbereiche befassen sich etwa mit Abfallvermeidung, Recycling und Re-Use. Ein Schwerpunkt des BOKU-Instituts, an dem insgesamt rund 30 MitarbeiterInnen tätig sind, liegt auf Lebensmittelabfällen. Zudem beschäftigt sich ein besonders junger Forschungszweig mit Nano-Müll: Immer mehr Unternehmen setzen ihren Produkten (etwa Zahnpasta, Duschgel oder Reinigungsmitteln) Nanopartikel zu, aber auch auf Schuhen und Jacken werden Nanoschichten aufgetragen. Die winzigen Teilchen könnten ein Problem darstellen. Sie sind zu klein, um von gängigen Filteranlagen aufgehalten zu werden, und könnten unkontrolliert in Böden oder Gewässer und womöglich sogar wieder ins Trinkwasser gelangen.

Mehr als eine Nasenlänge voraus
Nicht nur dieses Beispiel zeigt, wie schwierig die Aufgabe der Abfallwirtschaft-ForscherInnen ist. Huber-Humer: „Wir müssen der Wirtschaft um mehr als eine Nasenlänge voraus sein.“ Konkret heißt das, die ForscherInnen müssen genau verfolgen, welche neuen Produkte die Wirtschaft gerade entwickelt, und sich bestenfalls schon vorab überlegen, was das für die Abfallwirtschaft bedeuten wird. Oft würden keine Gelder bereitgestellt, wenn eine Problematik noch nicht deutlich sichtbar sei. Wenn ein Thema zum „Hotspot“ werde, sei Geld da. Ein Beispiel aus der Vergangenheit: Vor rund zehn Jahren wusste die Forschung endlich, wie Röhrenbildschirme verwertet werden können – und plötzlich kamen Plasmaschirme auf den Markt, deren Recycling wieder von Neuem erforscht werden musste.
In diesem Forschungszweig kommt ein großer Anteil der Finanzierung von nationalen und internationalen Forschungsförderschienen, von Unternehmen sowie Kommunen – der Anteil der Drittmittel für Forschungsprojekte ist sehr hoch. So werden laut Huber-Humer rund 70 Prozent des Institutspersonals durch externe Gelder finanziert. Hier stellt sich aber oft das Problem, dass die Aufgabenstellung sehr fokussiert ist. Die ForscherInnen haben dadurch kaum noch Spielraum, die Projekte etwas größer zu fassen und auch Forschungsfragen zu integrieren, die eine breitere gesellschaftliche Relevanz haben bzw. für weitere Themen und Projekte nützlich sein könnten. Positiv ist, dass die EU, besonders im Zusammenhang mit dem Forschungsprogramm Horizon 2020, einen Fokus auf das Thema gesetzt hat und hier Forschungsprojekte finanziert werden. Das Team arbeitet auch viel international, etwa in der Ukraine, in Weißrussland, in China, Südamerika und Afrika. Die Kehrseite: Der Aufwand, Anträge zu schreiben, ist hoch – und einen Gutteil dieser Arbeit erledigen die WissenschafterInnen in ihrer Freizeit.

Forschung als Add-on
Die Unsicherheit, welche Projekte gefördert werden, schafft organisatorische Herausforderungen. „Wenn Sie Glück haben, bekommen Sie von fünf eingereichten Projekten eines oder drei finanziert. Wenn Sie Pech haben, bekommen Sie alle fünf“, beschreibt Huber-Humer die Herausforderungen. Das klingt im ersten Moment paradox. Doch die Projekte haben eine Vorlaufzeit von rund eineinhalb Jahren von der Einreichung bis zur Zu- oder Absage. Wenn auf einmal sehr viel Arbeit ansteht, fehlt es meist am Personal, denn MitarbeiterInnen, die nicht wissen, wie es weitergeht, suchen oft einen Job in der Wirtschaft. Manche überbrücken die ungewissen Phasen auch mit Arbeitslosenzeiten, aber das ist nicht immer möglich. Dazu kommt das Problem der Kettenverträge, die nur bis zu sechs und in gewissen Fällen bis zu acht Jahre erlaubt sind. Danach können die befristeten, projektfinanzierten MitarbeiterInnen meist nicht mehr am Institut bleiben. „Wir verlieren sehr gute und ambitionierte Leute mit einer hohen Expertise, weil wir ihnen keine längerfristigen Perspektiven bieten können“, sagt Huber-Humer. Das Verhältnis zwischen Forschung und Administration habe schon ein starkes Ungleichgewicht angenommen: „Manchmal habe ich den Eindruck, am wichtigsten ist das finanzielle Controlling in der Endphase – und unsere technischen Forschungsberichte sind nur noch Add-ons.“
Auch Andreas Müller, Vorstand des Robotik-Instituts an der Johannes Kepler Universität (JKU) in Linz, hat viel mit Unternehmen zu tun. Zahlreiche Industrieunternehmen investieren in wissenschaftliche Projekte, um unter anderem ihre Produktion zu automatisieren. Wobei Müller die Unterscheidung zwischen Entwicklung und Forschung wichtig ist. So ist es etwas anderes, neue Produkte oder robotische Systeme zu entwickeln bzw. für bestimmte Anwendungen weiterzuentwickeln, als Grundlagenforschung zu betreiben, die im Idealfall ergebnisoffen ist. Rund 30 Prozent der Förderungen am Robotik-Institut der JKU gehen laut Müller in Grundlagenforschung, rund 70 Prozent in  die angewandte Industrieforschung. Grundlagenforschung wird in der Regel vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert, während die FFG insbesondere angewandte Forschung unterstützt.
Mechatroniker Müller zeigt in einem von zwei Laboren am Institut einige Robotersysteme vor. Bei einem davon handelt es sich um einen Humanoiden, also einen menschenähnlichen Roboter, der gehen, stehen, sehen und – angeblich – sogar einen Limbo tanzen kann. Müller: „Dieser Roboter ist eine Spielwiese für unsere Studenten.“ Einem anderen robotischen System hat das Forschungsteam den Namen „Der schnellste Kaffee der Welt“ gegeben. Institutsmitarbeiter Christoph Stöger startet den Vorgang am Computer: Ein Becher mit Flüssigkeit wird von einem Industrie-Roboterarm durch die Gegend gewirbelt, der damit auch Kopfüber-Bewegungen ausführt. Diese laufen aber so schnell ab, dass durch die Zentrifugalkraft kein Tropfen verloren geht. Danach schüttet der Arm die Flüssigkeit in einen leeren Becher, der von einem zweiten Roboterarm gehalten wird.

Labore mit Robotern
Förderungen zu erhalten wird auch aus Müllers Sicht tendenziell schwieriger. Einen Grund sieht er darin, dass seit der Wirtschafts- und Finanzkrise verstärkt Länder wie Italien und Spanien um EU-Förderungen einreichen. Die Konkurrenz, die sich um den Förderkuchen bewirbt, wird also größer. Dabei gäbe es für Müller und seine KollegInnen in der Robotik-Forschung viel mehr Arbeit, als sie aktuell bewältigen können. Das gilt sowohl für die Wissenschaft als auch für die Industrie, wo AbsolventInnen mit Handkuss genommen werden. Müller: „Wir haben permanent ein höheres Angebot an offenen Stellen als Einschreibungen. Das ist ein Riesenproblem.“ Weil der Bedarf in der Industrie extrem hoch ist, brechen manche sogar ihr Studium ab, weil sie auch ohne Diplom in der Hand einen lukrativen Job bekommen. Ein weiteres Problem stellt die Tatsache dar, dass sich zu wenige Frauen für das Robotik-Studium interessieren.

Mensch-Roboter-Kollaborationen
Viele Ziele hat die Robotik-Forschung bereits erreicht, aber genügend Probleme müssen auch noch gelöst werden – einmal abgesehen von den ethischen Fragestellungen, die Robotik-Systeme mit sich bringen und die nicht die TechnikerInnen, sondern eher PhilosophInnen und natürlich die Politik zu beantworten haben. Aus mechatronischer Sicht stellen etwa Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK) ein besonders aktuelles Forschungsgebiet dar. Während bisher Roboter in der Industrie „zu Recht“ eingesperrt waren, entwickeln sich die Systeme dahingehend, dass sie mit Menschen zusammenarbeiten und sich durch den Raum bewegen können – dorthin, wo ihre Hilfe gerade benötigt wird. Daran, dass dies ohne Zusammenstöße und Verletzungen gelingt, wird weltweit gearbeitet. Das ist ebenso für den Einsatz von autonomen Fahr- oder auch Drohnen-Systemen notwendig. Das Robotik-Institut führt teilweise Projekte für mehrere Unternehmen durch. Eine Sache, die derzeit fast alle Industrieunternehmen interessiert, ist der „Griff in die Kiste“, also ein Roboter, der in einer Kiste oder auf einem Fließband mit vielen Gegenständen einen bestimmten erkennen und danach greifen kann.
Der Blick in drei Zukunfts-Forschungszweige hat gezeigt, dass vor allem die Finanzierung von Grundlagenforschung immer schwieriger wird. Universitäten und Forschungseinrichtungen arbeiten notwendigerweise vermehrt an angewandten Projekten für Unternehmen. Zudem verbringen hoch qualifizierte ForscherInnen sehr viel Zeit mit dem Schreiben von Förderanträgen, die allzu oft erfolglos verlaufen, und mit der Dokumentation und Administration der erfolgreichen Projekte. Zu viele WissenschafterInnen können nicht an den Forschungseinrichtungen gehalten werden, obwohl sie dort gebraucht würden, wo so viele gesellschaftlich wichtige Fragen untersucht werden. Letztlich ist folgende Frage, die über all diesen Entwicklungen steht, essenziell: Welchen Stellenwert wird unabhängige Forschung in Zukunft haben?

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