Studiengang:  Applied Life Sciences [Master]

Antragsteller:in: Dr. Sabryna Junker

Antibiotikaresistente Bakterien sind eine stetig zunehmende Herausforderung für das deutsche Gesundheitssystem und werden schätzungsweise bis 2050 weltweit für mehr als 39 Millionen Todesfälle verantwortlich sein. Dennoch gab es seit 1970 nur wenige Durchbrüche in der Antibiotikaforschung und bestehende sowie neue Therapeutika müssen vor allem im klinischen Alltag mit stetig steigender Resistenzentwicklung kämpfen. Der Druck auf die Suche nach neuen Strategien zur Bekämpfung von bakteriellen Pathogenen ist daher groß. Damit verbunden ist die stetige Weiterentwicklung von neuen Methoden zum Testen neuer Therapeutika in der präklinischen Forschung. In den vergangenen Jahren wurde eine völlig neue Methode entwickelt, die es ermöglicht, auch die Wirksamkeit an Wirkorten in Bakterien zu testen, die vorher methodisch nicht zugänglich waren. Diese neue Methode soll nun an der Hochschule Kaiserslautern etabliert werden und in den Lehrbetrieb übernommen werden. Ziel des Projektes ist es daher, Studierende herkömmliche und neue Methoden in der Antibiotikatestung als Forschendes Lernen erarbeiten zu lassen. Die Studierenden erlernen so nicht nur eine neue Methode, die im Zeichen einer innovativen und zeitgenössischen Ausbildung an der HSKL vermittelt wird, sondern erarbeiten sich auch das Verständnis und die Denkweise der Entwicklung von neuen Methoden im Allgemeinen. Das Projekt trainiert das wissenschaftliche Denken und die eigenständige Erarbeitung von zielführenden Herangehensweisen an Brennpunktthemen moderner Forschung.

Studiengang:  Digital Engineering, Elektrotechnik, Mechatronik [Bachelor]

Antragsteller:in:  Ömer Ata

Die fortschreitende Entwicklung autonomer Fahrsysteme erfordert eine enge Verzahnung von Sensorik, Regelungstechnik und eingebetteter Elektronik, um sicherheitskritische Anwendungen zuverlässig zu realisieren. Insbesondere die Implementierung von Geschwindigkeitsregelungen und Hinderniserkennung stellt eine zentrale Herausforderung dar, da diese Systeme in Echtzeit arbeiten und dabei eine hohe Präzision gewährleisten müssen.
Eingebettete Systeme spielen in diesem Kontext eine Schlüsselrolle, da sie als kompakte und energieeffiziente Recheneinheiten die Grundlage moderner Fahrzeugsteuerungen bilden. Die Erforschung neuer Ansätze in der Sensorintegration, Signalverarbeitung und Regelungstechnologie bietet nicht nur technologische Innovationen, sondern liefert auch wichtige Impulse für die Gestaltung intelligenter Verkehrslösungen. Durch die interdisziplinäre Verknüpfung von Elektronik, Informatik und Automatisierungstechnik trägt diese Forschung wesentlich zur Weiterentwicklung autonomer Mobilität und zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen wie Verkehrssicherheit und Ressourceneffizienz bei.

Studiengang:  Architektur [Master]

Antragsteller:in:  Prof. Dr. Phillip Lionel Molter

Die urbanen Wärmeinseln, hervorgerufen durch dichte Bebauung, Versiegelung und fehlende Vegetation, sind eine zentrale Herausforderung moderner Stadtplanung. Nachhaltige Städtebaukonzepte, die sowohl soziale als auch ökologische Aspekte einbeziehen, spielen dabei eine entscheidende Rolle. Ziel des Projekts ist es, Studierende mit den thermischen Wechselwirkungen von Materialwahl, Vegetation und städtebaulicher Gestaltung vertraut zu machen und ihnen die Möglichkeit zu geben, praktische Lösungsansätze zu entwickeln.
Titel des Projekts: Thermische Analysen und Aufenthaltsqualitäten: Ein innovativer Ansatz zur Lehre von Nachhaltigkeitskonzepten im Städtebau.

Stadtspaziergang als Methode zur Erkundung thermischer Nachhaltigkeitskonzepte im urbanen Raum. Die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf urbane Räume, insbesondere in Form von städtischen Wärmeinseln, stellen Städte vor erhebliche Herausforderungen. Nachhaltige Städtebaukonzepte, die auf die thermischen Eigenschaften von Materialien und die Kühlwirkung von Vegetation setzen, sind daher essenziell. Ziel des Projekts ist es, Studierenden grundlegende Prinzipien der thermischen Nachhaltigkeit im Städtebau durch praktische Experimente und Messungen in realen städtischen Situationen zu vermitteln. Die Lehrveranstaltung soll Studierenden ermöglichen, die thermischen Eigenschaften unterschiedlicher städtischer Oberflächen und Materialien zu untersuchen und dabei Erkenntnisse über deren Einfluss auf Aufenthaltsqualitäten und städtisches Mikroklima zu gewinnen.

Studiengang:  Studiengänge des Fachbereichs Angewandte Ingenieurwissenschaften

Antragsteller:in:  Simon Holzmann

In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten untersucht werden Magnetkreise in Verbindung mit PCB-Planarwicklungen für den Einsatz in schnelltaktenden leistungselektronischen Schaltungen durch ein 3D-Druckverfahren herzustellen. Im Gegensatz zu vorangegangen Projekten, soll hierbei der Fokus auf kommerziell erhältlichen Filamenten und Granulat gelegt werden. Zusätzlich soll überprüft werden inwiefern es möglich ist mittels Multi-Material-Druck gezielt einen oder mehrere Luftspalte einzubringen um die magnetischen Eigenschaften positiv zu beeinflussen. Eine weitere Forschungsrichtung ist das Erstellen von Schirmungen für elektromagnetisch Sensitive Bauteile mittels 3D-Druck direkt über dem Bauteil.

Studiengang:  Masterstudiengänge des Fachbereichs Bauen und Gestalten

Antragsteller:in:  Prof.- Dr.- Ing. Larissa Krieger

Durch den Einsatz nichtrostender Carbonbewehrung können dauerhafte, robuste und langlebige Konstruktionen realisiert werden. Die Fragestellung, ob vorgespannter Carbonbeton hohe Einzellasten, wie sie im Brückenbau auftreten, abtragen kann, möchte ich in einem weiteren Mastermodul WPF K „nichtmetallische Bewehrung“ gemeinsam mit den Studierenden durch die Planung, Durchführung und wissenschaftliche Auswertung experimenteller Bauteilversuche im Sommersemester 2025 herausfinden.

Das dargestellte Forschungsthema ist zudem durch ein großes Interesse aus der Baupraxis geprägt. Die Firma holcim, Produzent vorgespannter Carbonbetonplatten, möchten ihre Produkte auch als neuartige, tragfähige Beläge im Brückenbau einsetzen. Das Thema greift somit eine aktuelle Fragestellung aus der Baupraxis auf. Der Schwerpunkt der experimentellen Untersuchungen wird hierbei auf statisch unbestimmt gelagerten Platten liegen. 

Studiengang:  Elektrotechnik, Mechatronik [Bachelor] // Elektrotechnik, Informationstechnik, Maschinenbau/Mechatronik [Master]

Antragsteller:in:  Nils Szabó, Jennifer Piela

Machine Learning (ML) und Künstliche Intelligenz (KI) gewinnen dank Fortschritten in der Rechenleistung immer mehr an Bedeutung. Mit Anwendungen wie Krebsfrüherkennung oder effizienterem Energieverbrauch sorgen sie für Schlagzeilen, verursachen aber auch hohe Energie- und Rechenkosten. Rechenintensive Algorithmen auf Internetservern sind daher nicht für alle Anwendungen sinnvoll.

Tiny-ML bietet hier eine Lösung, indem es ML auf kleiner Hardware wie Mikrocontrollern oder FPGAs einsetzt. Diese Geräte sind energieeffizient, kostengünstig und leistungsfähig genug für spezifische Anwendungen wie Kontrollsysteme und vorausschauende Wartung. Sie ermöglichen die Vorhersage von Fehlern und Stillständen, verbrauchen jedoch wenig Energie.

Die begrenzte Rechenleistung und der Speicherplatz kleiner Geräte stellen jedoch neue Herausforderungen dar. Deshalb wird geforscht, um effiziente Lösungen für konkrete Anwendungen zu entwickeln. Verschiedene Hardwaretypen und ML-Techniken sollen getestet werden, um praxisnahes Wissen aufzubauen. Als Anwendungsfall dienen leistungselektronische Schaltungen, die überwacht und gesteuert werden können.

Studiengang:  Studiengänge des Fachbereichs Angewandte Ingenieurwissenschaften

Antragsteller:in:  Kai Franck, Max Wagner

Das grundlegende Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Untersuchung eines Roboters, der sich auf arachnoide Fortbewegungsmechanismen stützt. Diese Fortbewegungsweise, inspiriert von der Biomechanik von Spinnen, bietet potenziell deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Rad- oder Kettenantrieben, insbesondere in unebenem oder schwer zugänglichem Gelände. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Vergleich zwischen den verschiedenen Antriebsarten, um deren Effizienz, Agilität und Anwendbarkeit zu evaluieren.

Studiengang:  Digital Media Marketing, Medieninformatik, Angewandte Informatik [Bachelor]

Antragsteller:in:  Prof. Dr. Dieter Wallach, Paul Zuspann

Im Fokus der Veranstaltungen «Advanced Topics in Human-Computer Interaction» und «Usability Engineering» stehen jeweils - mit unterschiedlichen, durch die Studiengänge bedingten Schwerpunkten - Vorgehensmodelle und theoretisch-methodische Ansätze zur menschzentrierten Gestaltung interaktiver Systeme und Services. Aktuelle Entwicklungen im Umfeld innovativer AI(Artificial Intelligence)-basierter Tools versprechen eine umfassende Unterstützung zentraler Phasen menschzentrierter Gestaltungsmodelle. Die angesprochene Unterstützung  reicht hierbei von der automatisierten Protokollierung, Segmentierung und Klassifikation kontextueller Interviews mit Nutzenden bis zur Durchführung von Interviews mit AI-generierten, „synthetischen“ Usern und der darauf fußenden Erhebung von Bedürfnissen und Ableitung von Nutzungsanforderungen. AI-basierte Generatoren für die Gestaltung von User Interfaces wie „Wireframe Designer“, „UX Pilot“, „UIZARD“ oder „Galileo AI“ suggerieren die Möglichkeit zur Erstellung vollautomatischer Entwürfe von Nutzungsschnittstellen auf der Basis einfacher Prompts zu Nutzungsanforderungen (vgl. Ma, 2024). Die Bandbreite gegenwärtig verfügbarer AI-Tools erlauben dabei sowohl eine zielgerichtete Unterstützung von Kreativtätigkeiten in der Ideation-Phase, als auch die automatisierte Performanzevaluation von Prototypen (Wallach, Fackert & Albach, 2020).
Ziel der beantragten Förderung zum Forschenden Lernen ist es, Studierenden aktuelle AI-Werkzeuge vorzustellen und ihre Möglichkeiten und Grenzen an praxisnahen Beispielen in kollaborativen Settings zu erkunden und zu bewerten. Hierbei kommen sowohl AI-Tools zur Unterstützung der Phasen User Research, als auch Ideation, User Interface Design/Prototyping und Evaluation zum Einsatz.

Studiengang:  Architektur, Innenarchitektur, Bauingenieurwesen [Bachelor]

Antragsteller:in:  Prof. Dipl.-Ing. Brigitte Al Bosta, Prof. Dr.-Ing. Carina Neff

Die experimentelle Materialforschung im Bauwesen spielt eine entscheidende Rolle in der Entwicklung neuer ökologischer Bauweisen und Konstruktionen, wobei neben den technischen auch innovative ästhetische Konzepte Berücksichtigung finden sollen. Die Kombination traditioneller Baumaterialien mit neuen, nachhaltigen Materialien in der modernen Baukultur soll die Gebäude langlebiger, ressourcenschonender und energieeffizienter gestalten. Stampflehm und Lehmziegelbau sind traditionelle Bauverfahren, die gerade wieder eine ökologisch bedingte Renaissance erlangen. Auf natürliche Weise kalzifizierende, terrestrische Cyanobakterien werden benutzt, um Lebende Bau Materialien (LBMs = living building materials) als Alternative zu herkömmlichen CO2-fixierenden Baustoffen zu entwickeln. Die Forschungen zu LBMs und die Integration von Cyanobakterien zur Erzeugung von alternativen Baustoffen befinden sich noch am Anfang. Die Kombination dieser Baustoffe als nachhaltiger Baustoff bietet ökologische und strukturelle Vorteile:  

• Cyanobakterien können durch mikrobiell induzierte Kalzifikation CaCO3 um die Zellhülle anlagern, das als Verstärkung sowohl in betonähnlichen als auch lehmartigen Baustoffen fungiert. Als Zusatzstoff könnten sie zur Verbesserung der Festigkeit und Stabilität von Stampflehmkonstruktionen beitragen und wären somit eine biobasierte Alternative zu Zement, die zudem CO2 speichert. Gleichzeitig könnte somit eine deutlich erhöhte Witterungsbeständigkeit (Reduktion der Erosion durch Wind und Regen) erzielt werden.
• Selbstheilender Lehmbau: Durch die Bildung von Kalziumkarbonat könnten durch wachstumsbildende Strukturen kleine Risse und Schäden selbst repariert werden.
• Die Zugabe von Cyanobakterien könnte die gute Hygroskopizität des Stampflehms weiter optimieren und somit für ein sehr gutes Raumklima ohne Klimaanlage sorgen.

Studiengang:  Digital Media Marketing [Bachelor]

Antragsteller:in:  Dennis Polier, Timo Altmeyer

Was bringt mehr ChatGPT oder Suchmaschinen - die Zukunft des Digitalen Marketing

Mit der zunehmenden Verbreitung von KI-basierten Plattformen wie ChatGPT zeichnet sich ein signifikanter Wandel in der Art und Weise ab, wie Nutzer Informationen suchen und konsumieren. Suchmaschinen wie Google, die seit Jahrzehnten den Markt dominieren, sehen sich neuen Herausforderungen gegenüber, da die direkte Beantwortung von Fragen durch KI-Systeme und smarte Assistenten neue Erwartungen an Suchergebnisse und Inhalte schafft.
Das Projekt widmet sich der Erstellung von Inhalten mit genartiven Algorithmen / AI sowie der Untersuchung der Ranking- und Empfehlungsverfahren in ChatGPT, um die zugrunde liegenden Kriterien und Algorithmen zu verstehen. Besonders im Fokus steht, wie Inhalte – am Beispiel von Kochrezepten – optimiert werden können, um von ChatGPT erkannt, empfohlen und priorisiert dargestellt zu werden. Die Wahl von Kochrezepten als thematischer Fokus bietet eine ideale Grundlage, da es sich um standardisierte Inhalte handelt, die gut analysierbar und gleichzeitig von hohem praktischen Nutzen sind, ohne dass dafür personenbezogene Daten verarbeitet werden müssen. Neben der Analyse des Status quo sollen Strategien entwickelt werden, um prototypisch die Sichtbarkeit und Relevanz von Rezeptportalen im Vergleich zu Chefkoch.de, Kochbar.de oder Lecker.de in ChatGPT zu erhöhen.
Dieses Forschungsthema vereint Fragestellungen der digitalen Medien, des Marketings, der Künstlichen Intelligenz und der KI-Optimierung. Es leistet einen Beitrag zum Verständnis von KI-gestützten Rankings und bietet praktische Handlungsempfehlungen - für die Lehre, aber auch für die Hochschule - für die zukünftige Anpassung von Inhalten an die neuen Anforderungen der digitalen Plattformen.

Studiengang:  Maschinenbau, Elektrotechnik, Energie-Ingenieurswesen, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurswesen

Antragsteller:in: Janina Koziol

Stähle und weitere metallische Materialien finden eine breite Anwendung in zahlreichen industriellen Bereichen, einschließlich der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie der Energieerzeugung. Die Kenntnis hinsichtlich ihrer Ermüdungseigenschaften ist entscheidend, um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Bauteilen vorherzusagen und zu optimieren. Dabei hängt das zyklische Verformungsverhalten von einer Vielzahl von Faktoren ab, die sich wiederum gegenseitig beeinflussen können. Als typische Vertreter solcher Einflussfaktoren sind bspw.  der Werkstoff selbst und dessen Mikrostruktur als Träger seiner Eigenschaften, aber auch z. B. die Beanspruchungsfrequenz, -amplitude oder während der Probenherstellung in das oberflächennahe Gefüge eingebrachte Eigenspannungen zu nennen, die sich charakteristisch auf das Ent- und/oder Verfestigungsverhalten und die Lebensdauer auswirken.
Die während des Ermüdungsprozesses ablaufenden mikrostrukturellen Änderungen lassen sich mittels hochauflösender Rasterelektronenmikroskopie abbilden, wobei klassischer Weise Proben in einem Ermüdungsprüfstand ex-situ ermüdet und erst nach ihrem Versagen und einer nachfolgenden zerstörenden Präparation, mittels Rasterelektronenmikroskop (REM) hochauflösend mikrostrukturell untersucht werden. Moderne in-situ Zug-Druck-Module (ZDM), die innerhalb der Probenkammer eines REM eine zyklische Beanspruchung von Proben, also auch ohne vorherige zerstörende Präparation, realisieren können, ermöglichen darüber hinaus eine unmittelbare Betrachtung der zur Ermüdung führenden Mikrostrukturevolution und machen somit die ablaufenden Prozesse, die von verschiedenen Einflussfaktoren abhängen können, direkt zugänglich.