Im Jahr 1987 gab es einen dringenden Appell der oberösterreichischen Wirtschaft für ein „echtes“ Technikstudium an der Johannes Kepler Universität (JKU) in Linz. Der damalige Dekan der Technisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät, Univ.-Prof. Peter Weiß, erkannte die Bedeutung des Zusammenspiels von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik und begründete 1990 das weltweit erste Diplomstudium Mechatronik. Die JKU war damit eine Vorreiterin in diesem Bereich und förderte die Entwicklung von Mechatronik-Studiengängen an anderen Universitäten sowie an HTLs und Fachhochschulen in Österreich und international.
Der Fachbereich Mechatronik als Inkubator
Der Fachbereich Mechatronik an der JKU besteht aus Instituten, die sowohl Grundlagenforschung in Kerndisziplinen der Mechatronik betreiben, als auch angewandte Forschung in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Unternehmen durchführen. Neben der Forschung arbeitet der Fachbereich auch kontinuierlich an der Weiterentwicklung des Mechatronikstudiums. Die curricularen Adaptierungen waren dabei stets ihrer Zeit voraus, beispielsweise wurde die große Rolle der Informations- und Kommunikationstechnologien im Studium schon vor mehr als zehn Jahren erkannt und erfolgreich inkludiert.
Johannes Barbist, Student Mechatronik 4. Semester
Das Mechatronikstudium bildet heute den Kern der akademischen Ingenieur:innenausbildung an der JKU. Weitere technische Studienrichtungen wie Elektronik und Informationstechnik sowie Maschinenbau wurden maßgeblich vom Fachbereich Mechatronik mitgestaltet. Der Fachbereich ist seit seiner Gründung ein wichtiger Motor der langfristigen Strategie einer Etablierung der technischen Wissenschaften an der Technisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der JKU.
Neben der Entwicklung von Studienrichtungen hat der Fachbereich Mechatronik auch den Aufbau einer Infrastruktur für mechatronische Forschung am Standort initiiert und vorangetrieben. Beispiele sind das Linz Center of Mechatronics (LCM), das COMET-K2 Mechatronikzentrum und zahlreiche Christian-Doppler-Labore.
Internationale Speerspitze der Mechatronik
Heute ist die JKU Mechatronik nach über 30 Jahren immer noch der weltweit größte Fachbereich Mechatronik, in dem die wichtigsten technisch-wissenschaftlichen Disziplinen vertreten sind. Die Wissenschaftler:innen verfolgen weiterhin konsequent den eingeschlagenen Weg der wissenschaftlichen Tiefe und disziplinären Breite in Lehre und Forschung. Dadurch wird ein solides Wissens- und Kompetenzfundament für die sich schnell wandelnde Welt geschaffen.
Der Fachbereich Mechatronik steht heute für eine durchgängig interdisziplinäre mechatronische Forschung und forschungsgeleitete universitäre Lehre. Er gilt als international anerkannte Speerspitze der mechatronischen Forschung, sowohl in Grundlagen als auch in Anwendungen. Die JKU Linz ist stolz darauf, Teil dieser Entwicklung und Erfolgsgeschichte zu sein und wird auch in Zukunft darauf achten, dass der Fachbereich Mechatronik weiterhin eine wichtige Rolle in Forschung und Lehre einnimmt.
Dr. Markus Baldinger, JKU-Absolvent, CTO Pöttinger Landtechnik GmbH
Mechatronik-Forschung an der JKU: Interdisziplinäre Innovationen und Anwendungen
In den letzten Jahren hat sich die Mechatronik an der JKU erheblich weiterentwickelt und die Anwendung ihrer Forschungsergebnisse auf weitere Bereiche ausgedehnt. Durch die Etablierung neuer Professuren und die Nachbesetzung von bestehenden Professuren wurden verschiedene aktuelle Themen etabliert. Dazu gehören unter anderen die Medizin- und Biomechatronik, die sich mit der Entwicklung von Hilfsmitteln wie Prothesen oder Orthesen beschäftigt, sowie der Leichtbau und metallische Konstruktionswerkstoffe. Hierbei werden Werkstoffe gezielt ressourcenschonend und durch Gewichtsreduktion energiesparend entwickelt. Auch die verbesserte Mess- und Sensortechnik für die Digitalisierung und den energieeffizienten Betrieb von chemischen Produktionsanlagen ist ein wichtiges Thema.
Die Zukunft ist mechatronisch
Auch in Zukunft wird die Mechatronik durch eine Vielzahl moderner Technologien wie Automatisierung, Robotik, neue und alternative Energien und Künstliche Intelligenz in ihrer Entwicklung weiter vorangetrieben. Gleichzeitig wird jedoch auch die Verantwortung für die Auswirkungen und die Anwendung dieser Technologien immer wichtiger. In der Mechatronik spielt „Responsible Technology” daher eine zunehmend bedeutende Rolle. Das bedeutet, das ein ethisch und sozial verantwortlicher Zugang gewählt wird, der außerdem grundlegend auf Nachhaltigkeit und Gerechtigkeit fokussiert. Ein Beispiel für nachhaltige Technologien in der Mechatronik ist die Entwicklung von Maschinen, die darauf ausgelegt sind, ihre Aufgaben energieeffizienter zu erledigen und somit den Ressourcenverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig die Umweltbelastung zu minimieren. Ein weiteres wichtiges Thema der Zukunft ist die Entwicklung von sicheren und zuverlässigen Systemen. Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen werden Maschinen und Systeme zunehmend autonomer. Es wird jedoch wichtig sein, die Sicherheit dieser Systeme zu gewährleisten, um Unfälle zu vermeiden und das Vertrauen der Benutzer:innen zu erhalten.
"Mir standen immer alle Türen offen - in Industrie und Forschung. Themenvielfalt ist eine Philosophie des Linzer Mechatronikstudiums. Sie macht es dir leicht, dich in neue Forschungsbereiche einzuarbeiten. Das bestätigt auch meine Arbeit mit Techniker:innen, Ärzt:innen, Physiker:innen und Informatiker:innen in der Medizintechnik.“
Simone Winkler, JKU-Absolventin und Assistenzprofessorin am Weill Cornell Medical College (NY)
Forscher:innen des Fachbereichs Mechatronik an der JKU arbeiten daher aktuell im Rahmen eines von der EU geförderten Projekts namens „Intelligent Secure Trustable Things” am Einsatz von drahtlosen Sensornetzwerken in industriellen Anwendungen. Dabei wird die ordnungsgemäße Funktion automatisiert evaluiert, überwacht und mit einem „Vertrauensindex” bewertet. Damit soll die Akzeptanz dieser Technologie gefördert werden.
Die Mechatronik an der JKU spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung nachhaltiger Technologien und Systeme. Die interdisziplinäre Ausbildung und Forschung sowie die Zusammenarbeit mit der Industrie und anderen Forschungseinrichtungen ermöglichen es, aktuelle Herausforderungen anzugehen und Lösungen zu finden. Die Mechatronik wird somit auch in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung einer nachhaltigen und gerechten Gesellschaft spielen.
Mechatroniker:innen aus Linz können weltweit in der Industrie, Forschung und auch in nicht technischen Bereichen arbeiten. Die JKU hat 1990 das weltweit erste Diplomstudium für Mechatronik eingeführt und ist heute der größte Fachbereich für Mechatronik mit 15 Instituten und einer breiten Palette an mechatronischen Vertiefungsgebieten. Das Studium findet in einem einzigartigen industriellen Umfeld statt, das internationale Praktika, Auslandsaufenthalte sowie praxisorientierte Projekt- und Forschungsarbeiten ermöglicht. Die Labore sind auf dem neuesten Stand der Technik, und die Professor:innen sind international etabliert und bestens vernetzt. Dadurch werden Forschungsergebnisse von höchster Qualität und Relevanz erzielt.
Weitere Information: jku.at
MECHATRONIK STUDIEREN AN DER JKU
Das Mechatronik-Studium an der Johannes Kepler Universität Linz verbindet Disziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik, Regelungstechnik, Informatik und Künstliche Intelligenz. Das Ziel ist, den Studierenden ingenieurwissenschaftliche Grundlagen zu vermitteln, damit sie komplexe Systeme analysieren und erfolgreich technische Lösungen entwickeln können. Durch Computersimulationen lernen die Studierenden, moderne Maschinen und Geräte zu entwerfen und erfolgreich umzusetzen. Das fächerübergreifende Studienkonzept hat bereits über tausend Absolvent:innen beeindruckende berufliche Erfolge beschert und den Industrie- und Wirtschaftsstandort Oberösterreich signifikant gestärkt.
Seit Beginn des Mechatronikstudiums ...
... 1267 Studienabschlüsse (Dipl.-Ing. und Master)
... 342 Doktorate
Derzeit ...
... 131 wissenschaftliche Mitarbeiter:innen im FB Mechatronik
... Forschungsprojektvolumen 2013 bis 2022 (FFG, FWF, EU, CD-Labore, etc.): € 82,2 Mio.
Eine Chamäleon-Maschine für die Zukunft
Mechatroniker:innen zeichnen sich durch ihre umfassende, fächerübergreifende Ausbildung aus und sind daher in der Lage, in interdisziplinären Teams die verschiedenen (Fach)sprachen zu verstehen und aus der Vogelperspektive das Gesamtsystem zu analysieren. Aufgrund dieser Fähigkeiten sind MechatronikExpert:innen oft in der angewandten Forschung tätig und eng mit Industrie und Wirtschaft verbunden.
Exzellente Grundlagenforschung
Sie erarbeiten Lösungen von morgen, die zeitnah umgesetzt und auf den Markt gebracht werden können. Die Mechatronik-Forscher:innen der JKU betreiben überdies exzellente Grundlagenforschung und erarbeiten Ideen zu bahnbrechenden Innovationen für die Zukunft.
Dies wurde erst kürzlich durch die erstmalige Zuerkennung eines renommierten ERC Starting Grants durch die Europäische Kommission für Gerd Bramerdorfer, Professor und langjähriger Mechatronik-Forscher an der JKU, eindrucksvoll bestätigt. Die Fördersumme für dieses innovative Unterfangen beträgt 1,5 Millionen Euro auf fünf Jahre.
In diesem Projekt forscht Gerd Bramerdorfer an elektrischen Antrieben und denkt deren Funktionsweise von Grund auf neu. Sein Ziel ist, Maschinen zu entwickeln, die drehzahlabhängig ihre Eigenschaften ändern und somit in jedem beliebigen Betriebspunkt einen sehr guten Wirkungsgrad erreichen. Dabei soll das Chamäleon als Vorbild dienen, das seine Farbe den Umgebungsbedingungen anpasst. Das Besondere an der Forschungsidee ist, dass die Maschinen diese Drehzahlabhängigkeit inhärent in ihrer Struktur beinhalten und somit ohne aufwändige Zusatzkomponenten oder Regelungsmechanismen auskommen. Die Komplexität wird in neu zu entwickelnden Analyse- und Modellierungsverfahren, aber nicht im Aufbau wiederzufinden sein.
Gerd Bramerdorfer erklärt:
„Gewisse Anforderungen durch eine aufwendige Lösung zu erfüllen, ist meist technisch einfacher, aber letztlich teuer und wird dann auch oft nicht angenommen. Besser scheint mir, im Gegensatz dazu an solche herausfordernden Aufgabenstellungen mit einer holistischen Betrachtungsweise heranzugehen, die komplexen Fragestellungen mit dem erlernten technischen Werkzeug zu lösen und letztlich trotzdem eine in der Umsetzung einfache Lösung zu erzielen. Das ist die große Kunst in den Ingenieur:innenwissenschaften und eine erstrebenswerte und sehr zufriedenstellende Vorgehensweise.“
Die Bedeutung des aktuellen Projekts für den globalen Energieverbrauch ist enorm. Fünfzig Prozent der gesamt in der EU benötigten elektrischen Energie wird für den Betrieb von elektrischen Maschinen verwendet.
Aktuell muss im Auslegungsprozess immer ein Kompromiss zwischen gutem Wirkungsgrad bei hohen oder niedrigen Drehzahlen sowie Nenn- oder Teillast eingegangen werden. Die Chamäleon-Maschinen der Zukunft sollen diesen Nachteil nicht mehr aufweisen.
Bramerdorfers Arbeit an Chamäleon-Maschinen zeigt das Potenzial der Mechatronik-Forschung für zukunftsweisende Technologien und ihre Rolle bei der Verbesserung der Energieeffizienz und Reduktion von CO2-Emissionen. Sie ist ein Beispiel für die Bedeutung der Arbeit von Mechatronik-Forscher:innen an der JKU.