Forschung im 1:1 Maßstab
Zahlreiche Forschungsprojekte mit Forschungs- und Industriepartnern zeigen die Notwendigkeit eines Forschungszentrums dieser Dimension. Folgende Projekte geben einen kurzen Einblick in unsere Tätigkeiten.
A-IQ Ready
2023 - 2026
A-IQ Ready forscht an hochmoderne Quantensensorik, Edge-Continuum Verwendung von KI und verteilte kollaborativen Technologien. Quantenmagnetfluss- und Gyrosensoren ermöglichen höchste Empfindlichkeit und Genauigkeit ohne Kalibrierungsbedarf und bieten unübertroffene Eigenschaften, wenn sie in einer nicht GPS-fähigen Umgebung eingesetzt werden. Ein solches Lokalisierungssystem wird das Timing und die Genauigkeit der autonomen Agenten verbessern und Fehlalarme oder Fehlinformationen durch KI- und Multi-Agenten-Systemkonzepte reduzieren.
AI-4Geothermal
2023 - 2024
Das AI4Geothermal-Projekt zielt darauf ab, mit Hilfe von KI-Algorithmen die Interpretation geologischer Strukturen aus Laserscandaten zu verbessern. Es werden Modelle entwickelt und getestet, die PyTorch und TensorFlow in einer Google Colab-Umgebung verwenden. Das Projekt strebt die Schaffung eines effizienten Workflows für geologische Untersuchungen an, einschließlich Anwendungen im Untertagebau und aus der Luft. Zu den erwarteten Vorteilen gehören schnellere und genauere Bewertungen von geothermischen Reservoirs, die Kosten senken und die ökologische Nachhaltigkeit unterstützen. Die Zusammenarbeit mit der Montanuniversität Leoben stellt sicher, dass fortschrittliche KI-Techniken in geophysikalische Studien integriert werden.
Archimedes
2023 - 2026
In Archimedes werden Komponenten, Modelle und Methoden entwickelt, um die Effizienz und Lebensdauer von Antriebskomponenten, Leistungskomponenten und Energiespeichern in Automobil, Luftfahrt, Infrastruktur und Industrie zu erhöhen. Damit wird die Energiewende auf der Verbraucherseite unterstützt. Um diese Mission zu unterstützen, zielt ARCHIMEDES darauf ab, Technologien und Produkte in den Bereichen Automobil, Luftfahrt, Sicherheit in der Infrastruktur und dem damit verbundenen Ökosystem in Richtung einer widerstandsfähigen, dekarbonisierten, digitalisierten und grünen EU zu verändern.
CERN Open Sky Lab
2024 - 2027
Im Rahmen der FCC-Innovation Study wird ein Nachweis für ein glaubwürdiges Szenario für die Vermeidung, Verringerung und Kompensation von Deponierung von Ausbruchsmaterial verlangt. Während des Wettbewerbs „Mining the Future“ wurde unter anderem ein potenzielles Wiederverwendungsverfahren ermittelt, das auf der Vorbehandlung des Ausbruchmaterials und der Inkubation mit Pilzen, Bakterien und Mikroorganismen basiert, um fruchtbaren Boden für ein breites Anwendungsspektrum in der Renaturierung, Land- und Forstwirtschaft zu erzeugen. Je nach Art der zugesetzten Bodenorganismen soll eine Anwendung in verschiedenen Ökosystemen anvisiert werden, ohne die Biodiversität in diesen zu gefährden. Die Technologie muss in einer kontrollierten Umgebung im realen Maßstab demonstriert werden. Zu diesem Zweck arbeiten die Projektpartner gemeinsam an der Entwicklung eines Konzepts für ein so genanntes „Open Sky Laboratory“, das zunächst die Umwandlung von steriler Molasse in fruchtbaren Boden (das „Projekt“) unter Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Bodenzusammensetzungen und Pflanzen zeigen soll.
DuAList
2024 - 2025
DuaList zielt auf die fokussierte Weiterentwicklung des Ansatz LED als Sensor in der Verkehrsinfrastruktur mit zwei geplanten Anwendungsfällen, dem Monitoring des Verkehrs und der Detektion von Umwelt- und Wetterzuständen ab. Nachfolgend werden diese beiden Fälle mit Anwendungsfall Monitoring und Anwendungsfall Wetter abgekürzt.
Durch den dualen Einsatz der LEDs wird eine kompakte Bauform ermöglicht. Damit wird das Ziel in beiden Anwendungsfällen unterstützt, eine Retrofitting Lösung zur bestehenden Beleuchtung in der Verkehrsinfrastruktur zu realisieren, d.h. es müssen nur die Leuchtmittel mit ihrer Peripherie getauscht werden, ohne die Notwendigkeit eines Austausches des Gehäuses, der Verkabelung oder der mechanischen Befestigungen.
ET-PP - Einstein Telescope Preparatory Phase
2022 - 2026
Mit dem unterirdischen Einstein-Teleskop wird europaweit die Forschung zu Gravitationswellen und schwarzen Löchern auf ein neues Level gehoben. Das Teleskop wird aus 3 Tunnel zu je 10 km bestehen, dessen Enden in Kavernen zur Detektion der Gravitationswellen münden. Als optimale Standorte, welche frei von Hintergrundrauschen sein müssen, gelten Sardinien sowie auch die Euregio Maas-Rhein in der Grenzregion Belgien, Deutschland und der Niederlande. Wie bei jedem Großprojekt steht auch hier die Nachhaltigkeit schon bei der Planung an vorderster Stelle. So wird neben der Standortvorbereitung, dem technischen Design und Rechen- und Datenmodellen unter anderem auch an einer Lösung zur Verwendung der entstehenden 5 Mio. m3 an Ausbruchsmaterial gearbeitet, um den Carbon Footprint des Einstein Teleskops so gering wie möglich zu halten.
EVUB
2022 - 2024
Das Ziel dieses Projekts ist es, die relevanten Geo-Faktoren, Infrastruktur und Bewegungsräume zu definieren, die Grundlagen für eine dreidimensionale Darstellung in einer für das österreichische Bundesheer verwendbaren Datenstruktur aufzubauen. Dazu soll ein Prototyp für ein kleines Gebiet mit Echtdaten erstellt werden, der die anschauliche Darstellung einer komplexen räumlichen Struktur erlaubt, und über die Möglichkeiten herkömmlicher Auf- und Grundrisse wesentlich hinausgeht. Zur Erstellung des Prototyps ist die Erarbeitung neuer Erhebungsmethoden und Erhebungstechnologien notwendig.
Faserbetontübbinge - 3. Forschungsjahr
2023 - 2024
Am Tübbingprüfstand des Lehrstuhls für Subsurface Engineering an der Montanuniversität Leoben werden Tübbinge im Maßstab 1:1 auf Einhaltung vorgegebener Tragfähigkeitskriterien untersucht.
Im laufenden Forschungsprojekt „Faserbetontübbinge“ werden Tübbinge mit reiner Stahl- oder Kunststofffaserbewehrung überprüft und mit der gängigen Stabstahlbewehrung verglichen. In Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen sowie industriellen Partnern soll somit eine Grundlage für den Einsatz von Faserbetontübbingen in Österreich geschaffen werden.
FCCIS - Future Circular Collider Innovation Study
2020 - 2024
Die Future Circular Collider Innovation Study entwickelt einen konzeptionellen Entwurf und Umsetzungsplan für eine neue Forschungsinfrastruktur des CERN, bestehend aus einem 100 km langen Ringtunnel und mehreren Oberflächenstandorten. Das Projekt zielt darauf ab, akademische und industrielle Führungskräfte anzuziehen, um einen machbaren und erschwinglichen Plan zu entwickeln, der Ökodesign und Ressourceneffizienz berücksichtigt. Es beinhaltet die Zusammenarbeit mit den Gaststaaten Frankreich und der Schweiz, um die Infrastruktur an territoriale Randbedingungen anzupassen. CSIL leitet das Finanzierungsplanungsteam des Projekts, das Kostenschätzungen, Finanzierungspläne und sozioökonomische Folgenanalysen umfasst. Die sozioökonomische Wirkungsanalyse wird den Mehrwert der Infrastruktur in der ersten Phase aufzeigen und als Grundlage für die Entwicklung eines Förder- und Umsetzungsplans dienen. Das Projekt betont den Aufbau von Benutzerkapazitäten mit theoretischen und experimentellen Physikern auf internationaler Ebene, um die Nutzung der Anlage von Anfang an sicherzustellen. Die FCCIS veranstaltet den internationalen Wettbewerb "Mining the Future", der sich mit der Herausforderung befasst, das wichtige Abbaumaterial Molasse in eine Ressource umzuwandeln.
IGNITE: Verbesserte Abschätzung der Enstehungsgefahr von Waldbränden in Österreich
2022 - 2024
Im Rahmen von IGNITE soll der FWI für ganz Österreich verbessert und die Abschätzung der Entstehungsgefahr von Waldbränden optimiert werden. Grundlage hierfür sind i) in-situ Messungen in unterschiedlichen Waldtypen, ii) Entzündungsversuche im Zentrum am Berg der Montanuniversität Leoben, iii) die Erstellung eines räumlich hochaufgelösten (100x100m²) Vegetationsindex zur Entstehungsgefahr von Waldbränden unter Berücksichtigung von Baumarten, Lücken, Streufeuchtigkeit und Topografie sowie iv) die Validierung/Neuparametrisierung des FWI anhand vorhandener Waldbranddaten, der gewonnenen empirischen Daten sowie von Causal machine Learning Ansätzen.
Implenia Druckversuche
2024 - 2024
Die fortschrittlichen HS-EPS-Stauchelemente für den Tunnelbau aus hochfesten expandierten Polystyrol sind leichte (Gewicht) und flexible (Geometriebearbeitung) Fabrikate für veränderliche Gebrigsdrücke.
Diese neuartigen Stützmittel überzeugen durch kostengünstige Herstellung und einfache Handhabung im Einbau.
Die Stauchelemente wurden im Prüflabor an der Montanuniversität Leoben am Lehrstuhl Subsurface Engineering einem einaxialen Druckversuch unterzogen. Die Krafteinleitung erfolgt über geometrisch festgelegte Stahlplatten. Die Stauchungsrate betrug im Mittel 3,5mm/min. Bei einer auf die Probe wirkenden Kraft von 2.400KN (entspricht ca. 240 Tonnen) wurde der Test gestoppt, wobei der Testkörper mehr als 80% Stauchung aufwies.
I-WASP
2023 - 2026
Das Projekt I-WASP widmet sich daher der Frage, wie die komplexen Abläufe auf einer Tunnelbaustelle nach der NÖT mithilfe innovativer Methoden der Datenakquisition, -übertragung und -verarbeitung – einschließlich Methoden von Künstlicher Intelligenz (KI) – automatisiert erfasst, analysiert und optimiert werden können.
LUQUAS
2023 - 2025
Ziel des Projektes ist die Senkung der bei Arbeiten im Untertage-Infrastrukturbau durch Sprengtechnik und Dieselaggregaten verursachten Gefahrstoffe (Quarzfeinstäube, DME, CO, NO, NO2, NH3) mittels praxistauglicher, technischer Maßnahmen. Damit soll es gelingen, die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte sicher zu stellen um in weiterer Folge daraus resultierende Berufskrankheiten zu verhindern.
Dazu ist es erforderlich die Schadstoffe während des Arbeitsvorganges online zu messen und die Labormessdaten mit diesen vor Ort gemessenen online-Daten zu korrelieren. Zur Beseitigung von lungengängigem Staub und zur Minimierung der Staubentwicklung im Arbeitsbereich werden Techniken der mechanischen Entstaubung durch gezieltes Absaugen und Filtern, sowie ein Sprühnebelsystem für den Einsatz nahe an der Entstehungsstelle entwickelt, um eine Staubbindung und Abscheidung aus der Atemluft zu erreichen.
Magnesiumschmelzversuche SMgC
2023 - 2024
MPA Hartl
2022 - 2028
Geotechnische Laborversuche
Mit dem vom AG angelieferten Probenmaterial bzw. Prüfkörpern werden durchgeführt: einaxiale Druckversuche gemäß E01 der DGGT (Option 1) zur Bestimmung der UCS, Point-Load Tests gemäß E05 der DGGT (Option 1 Einzelversuch), Spaltzugversuche gemäß E10 der DGGT (inklusive Dichte- und Wassergehaltsbestimmung) sowie CERCHAR-Abrasivitätsversuche gemäß E23 der DGGT an vom AG hergestellten Prüfkörperoberflächen.
NIKE-Swarm Nav - Roboter-Navigation ohne GNSS-Signal, UAS/UGV-Schwärme, Autonome Systeme
2023 - 2025
Das Projekt verfolgt die Lagebilderstellung in komplexen urbanen Umgebungen als Schauplatz militärischer Konflikte, in solchen Situationen können Systeme aus unbemannten Bodenplattformen (UGV) und Drohnen (UAS) - als „Agenten“ - im Schwarmverbund zur Aufklärung eingesetzt werden.
Das gegenständliche Projekt, NIKE-SwarmNav, zielt auf die Entwicklung von Komponenten ab, die es einem Schwarm von UGVs und UAS ermöglichen, in Gebieten ohne GNSS-Signal zu navigieren und zu operieren.
Besonders innovativ ist hier das Zusammenspiel der On-board-Sensorkombination für die Navigation (LIDAR, UWB, Kamera, Inertialsensorik), aus deren fusionierten Daten die Zustände, unabhängig von einem GNSS Signal, geschätzt werden. Die Verbindung mit Schwarmkoordinationsmethoden ermöglichen eine kooperative Zustandsschätzung.
Diese Komponenten werden am Ende auf eigens entwickelte Trägerplattformen aus UGV und UAS einem Funktionsnachweis in realitätsnahen Laborumgebungen am Zentrum am Berg unterzogen."
NNATT
2024 - 2026
Im NNATT Projekt wird im Gegensatz zum im Jahr 2015 abgeschlossenen HORIZON 2020 Projekt DRAGON, ein ganzheitliches System für die nachhaltige Nutzung von Aushubmaterialien aus dem Tief- und Tunnelbau konzipiert, welches abweichend vom heutigen Stand der Technik sowohl bei mineralogischen, petrografischen und geochemischen als auch geotechnischen Parametern beginnt und über die Baulogistik und Bauverfahrenstechnik bis hin zur industriellen Applikation reicht. Grundlage bildet eine auf künstlicher Intelligenz (KI) basierte Entscheidungsmatrix, mit welcher aufbauend auf mineralogischen, petrografischen, geochemischen und geotechnischen Informationen aus der Vorerkundung eines Tief- oder Tunnelbauprojekts, in Kombination mit KI-gestützten und sensorbasierten Analysen, Aushubmaterialien in Echtzeit separiert wird.
Pühiko Nukutü: a green hydrogen geostorage battery in Taranaki
2022 - 2027
Bestrebung dieser Erkundung ist die technische Durchführung und die Kosteneffizienz größerer Speichermengen von Wasserstoff. Als auch die sozial-ökologischen Auswirkungen von Wasserstoffmengen über 50.000.000 Nm³ in Sedimentgestein.
STUVA Analyse des Reaktions- und Fluchtverhalten
2023 - 2024
Mehrere schwere Brandunfälle in den Alpenländern in den Jahren 1999 und 2001 waren mit ein Auslöser für eine Verbesserung der Sicherheit in Straßentunneln. Im BAST-Heft B66 "Sicherheitsbewertung von Straßentunneln" eine quantitative Methodik zur Sicherheitsbewertung von Straßentunneln entwickelt. Zur Vergrößerung der Datengrundlage werden erste Untersuchungen auf Basis mehrerer Großgruppenversuche (mindestens 6 Personen pro Gruppe) und mittels einer Belastbaren und die Breite der Gesellschaft abbildenden Stichprobe Realversuche zum Versuchssetting bzw. Szenario "Fahrzeugkollision mit Brandentwicklung" durchgeführt. "Ziel des Projektes ist die Erarbeitung vertiefender Erkenntnisse zu Gruppeneffekten bei der Selbstrettung der Tunnelnutzer sowie abgeleitete Flucht- und Reaktionszeiten."
TransIT
2020 - 2025
Im Projekt TransIT (Plattform zur digitalen Transformation im Tief- und Tunnelbau) arbeiten Forschungsgruppen der Montanuniversität Leoben, der Johannes Kepler Universität Linz und der Technischen Universität Wien mit komplementären Expertisen multidisziplinär an der Umsetzung von Digitalisierungsthemen im Tief- und Tunnelbau.
https://www.tunnellinghub.at/