VERNETZTE FORSCHUNG - HSR Hochschule für Technik Rapperswil

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VERNETZTE FORSCHUNG - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
AUSGABE 1 / 2018

                     VERNETZTE FORSCHUNG
                   Vom Forschungsschwerpunkt in der Ostschweiz
                   aus bearbeitet die HSR Projekte in 26 Kantonen.
                   Das Wissen fliesst direkt in die Studiengänge.

                     WÄRME AUS DEM EISSPEICHER
                   In Rapperswil-Jona erprobt das lokale Elektrizitäts-
                   werk ein neues Energiespeicherkonzept in einem
                   Pilotprojekt mit der HSR: Wärme aus Eisspeichern.

                     STADT ST. GALLEN WIRD ZUM LABOR
                   Die angehenden Raumplanerinnen und
                   Raumplaner der HSR planen 2018 die
                   Zukunft in der Partnerstadt St. Gallen.

                                                                     www.hsr.ch
                                                                     HSR Magazin 1 / 2018
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Am Anfang einer neuen Software steht meist eine Geschäftsidee. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden
entwickeln wir diese Idee weiter und realisieren daraus eine massgeschneiderte Softwarelösung: für den Supermarkt,
die Bank, die Fabrik, die Verkehrsbetriebe oder das Handgelenk. Als leidenschaftliche Softwareingenieure bringen
wir unser Fachwissen, unsere Präzision und Kreativität in die tägliche Arbeit ein. Denn unseren Kunden wollen wir
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IDEEN FÜR DIE SCHWEIZ

    Als Know-how-Zentrum in der Ostschweiz liefert die HSR Forschung praxisorientierte Lösungen für die ganze Schweiz.                Illustration: Marius Dihr

    Liebe Magazinleserinnen                              Solar-Versuchsdach der HSR, mit Energie              arbeiten am HSR Campus wurde die Be-
    Liebe Magazinleser                                   360° durch den Kinderzoo, an der Kleider-            pflanzung erneuert, der projektleitende
                                                         tauschbörse, am Live-E-Schrott-Schreddern            Landschaftsarchitektur-Professor Mark
    Nachhaltigkeit erforschen und erleben                oder am Podium zur nachhaltigen Mobilität            Krieger setzte auf einheimische Pflanzen
    Haben Sie schon einmal knusprige Insekten            demonstrierten die Studierenden und Fach-            und Biodiversität.
    verkostet? Mutige Besucherinnen und Besu-            leute, dass wir alle den ökologischen Fuss-
    cher der Nachhaltigkeitswoche an der HSR             abdruck mit wenig Mut senken können.                 Ob neuartige Tierbeschäftigungsmassnah-
    haben es gewagt. Die Degustation war eine                                                                 men für im Zoo gehaltene Vierbeiner als
    der rund 20 Veranstaltungen während der              Doch auch die technischen Innovationen               nachhaltige Partizipation und Inklusion
    Schweizer Sustainability Week Anfang März            werden viel bewirken können. Die HSR ist             ­gelten? Entdecken Sie selbst unsere einfalls­
    und Rapperswil-Jona eine der 12 Schweizer            dank ihren Kompetenzen in der Technik und             reichen Lösungen und Entwicklungen auf
    Städte, in denen die Hochschulen solche              Umwelt geradezu prädestiniert, im Dienste             den nächsten Seiten.
    ­Erlebnisse organisierten. Die von unseren           der Nachhaltigkeit zu forschen. Prof. Dr. Do-
     Studierenden initiierte Woche war dem               minik Siegrist marschierte mit einer Gruppe          Viel Spass beim Lesen!
     Konsum gewidmet.                                    aus Raumplanern, Geographinnen und
                                                         Landschaftsarchitekten vier Monate über
    Denn technische Innovationen alleine                 den Alpenbogen von Wien nach Nizza, um
    ­können den Fortbestand an natürlichen               die Spuren des Menschen und der Natur der
     Ressourcen für die nächsten Generationen            letzten 25 Jahre aufzuzeichnen.
     nicht sichern. Echte Nachhaltigkeit kann nur                                                             Eva Tschudi
     Hand in Hand mit einer Änderung unseres             Das Institut für Umwelt- und Verfahrens-             Chefredaktorin
     Konsumverhaltens entstehen. Wie einfach             technik entwickelt im Auftrag der SBB eine
     wir unsere Gewohnheiten umstellen kön-              Filteranlage, die verhindert, dass sich Herbi-
     nen, zeigten die vielfältigen Beispiele im          zide zur Unkrautbekämpfung entlang der
     Umgang mit Energie, Natur, Mobilität, Er-           Geleise in die Gewässer auswaschen. Das
     nährung und Recycling.                              Institut für Bau und Umwelt untersucht die
                                                         ökologische und ökonomische Bilanz von
    An den Ständen oder in Führungen – etwa              Recycling-Asphalt aus einem langfristigen
    durch die Test- und Messstation auf dem              Blickwinkel. Nach dem Abschluss der Bau­

4   HSR Magazin 1 / 2018
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INHALT
                                                                            12

                                                                                                                            16
                                     18                                    34

                      36                                                   38                                               42
FOKUS                                       THEMEN                                     AKTUELLES

9    HSR Forschung stärkt Wirtschaft und    28   Studiengang Informatik verstärkt      48   Neue Professuren, Textilaltro
     Ausbildung                                  ­Teilzeitstudium und Trendthemen
                                                                                       49   Neue Professuren, Agenda
12   Smarter Kehrsaugroboter für grosse     29   Elektrotechnik mit neuem
     Industriehallen                             Schwerpunkt Artificial Intelligence   50   Die HSR an den Festspielen
                                                                                            Zürich 2018
14   Mit dem Eisspeicher durch den Winter   30   Drei neue Schwerpunkte im
     heizen                                      Wirtschaftsingenieurwesen

16   Neue Beschäftigung für Zootiere        32   Pilotanlage getestet: 90 Prozent
                                                 ­weniger Glyphosat im Abwasser
18   Vom Studierendenprojekt zum
     autonomen Roboter                      34   HSR forscht am sich selbst über­
                                                 wachenden Paketzentrum
20   Dem Hochwasser einen Schritt voraus
                                            36   Recycling-Asphalt schont die Umwelt
22   St. Gallen wird ein HSR Labor
                                            38   HSR Campus erblüht in neuer Pracht

                                            42   119 Tage zu Fuss für die Zukunft
                                                 der Alpen

                                            46   Von den besten Ideen lernen:
                                                 Unterrichtsqualität verbessern

                                                                                                                  HSR Magazin 1 / 2018   5
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Vorwort
                           Anfang März überreichte ich Diplome an 90 Bachelor- solviert. Sie sind befähigt, unmittelbar nach ihrem Ab-
                           und Masterabsolventinnen und -absolventen. Die Stu- schluss den gelernten Beruf auszuüben. Sie steigen ein
                           dierenden haben einen wichtigen                                            in eine Berufswelt, die geprägt ist
                           Meilenstein erreicht, der sie mit   « IN DER ZUSAMMENARBEIT                von erheblichen Veränderungen
                           Stolz und Freude erfüllt. Über 20                                          durch neue Technologien, die sich
                                                               ZWISCHEN DEN TECHNISCH UND
                           von ihnen verbrachten ein Semes-                                           nicht nur auf die Wirtschaft son-
                           ter im Ausland, sei es in Europa     PLANERISCH ORIENTIERTEN STU-          dern auch auf die Gesellschaft
                           oder in Asien, fanden neue           DIENGÄNGEN LIEGT DIE CHANCE,          und das Alltagsleben auswirken.
                           Freunde und lernten andere Kul-      DISZIPLINENÜBERGREIFENDE              In diesem Umfeld muss das Wis-
                           turen, Bräuche und Studienstruk-                                           sen in immer kürzeren Zeitinter-
                                                                MODULE ANZUBIETEN UND FÜR
                           turen kennen. Zehn Bachelor- und                                           vallen aktualisiert werden. Neben
                           Masterabsolventinnen und -ab-        DIE STUDIERENDEN EIN HOCH             der kontinuierlichen Aktualisie-
                           solventen integrierten sich in ein  ATTRAKTIVES STUDIENANGEBOT             rung der Studieninhalte basierend
                           neues Forschungsumfeld und           BEREITZUSTELLEN. »                    auf neusten Ergebnissen der an-
                           schrieben ihre Abschlussarbeiten                                           gewandten Forschung wird diese
                           an einer Hochschule im Ausland.                                            Herausforderung dazu genutzt,
                           Alle Diplomandinnen und Diplomanden haben sich die Zusammen­arbeit zwischen den Studiengängen zu
    Prof. Dr.
    Margit Mönnecke        Grund­lagenwissen erarbeitet sowie eine praxisorien- stärken und neue interdisziplinäre Lehrformate anzu-
    HSR Rektorin           tierte und wissenschaftlich basierte Ausbildung ab­ bieten.

                                                                                   Das breite Spektrum an Fachdisziplinen der HSR ermög-
                                                                                   licht es, die Anforderungen der digitalen Transforma-
                                                                                   tion aus den Blickwinkeln verschiedener Disziplinen zu
                                                                                   beleuchten. In der Zusammenarbeit zwischen den tech-
                                                                                   nisch und planerisch orientierten Studiengängen liegt
                                                                                   die Chance, disziplinenübergreifende Module anzubie-
                                                                                   ten und für die Studierenden ein hoch attraktives Studi-
                                                                                   enangebot bereitzustellen. Gleichzeitig erhalten die
                                                                                   Studierenden durch die interdisziplinäre Ausrichtung die
                                                                                   Möglichkeit, sich zu vernetzen und vom gegenseitigen
                                                                                   Austausch zu profitieren.

                                                                                   Vernetzung erfolgt zudem im Rahmen von studenti-
                                                                                   schen Praxisprojekten mit der Wirtschaft oder der öf-
                                                                                   fentlichen Hand, wofür die HSR mit ihren erfolgreichen
                                                                                   Forschungsinstituten und einem dichten und breiten
                                                                                   Netzwerk die ideale Ausgangslage bietet. Die Studie-
                                                                                   renden nehmen ihre Kontakte aus der Studienzeit mit in
                                                                                   ihr Berufsleben und können dieses Netzwerk durch eine
                                                                                   weitere Zusammenarbeit mit den Instituten der HSR
                                                                                   oder in Weiter­bildungskursen ausbauen und vertiefen.
                                                                                   Diese Basis aus Wissen, Kompetenzen und Netzwerk ist
                                                                                   ein bedeutender Faktor für eine erfolgreiche Berufslauf-
                                                                                   bahn und eine stetige Weiterentwicklung.

6   HSR Magazin 1 / 2018
VERNETZTE FORSCHUNG - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
Entwickle die Zukunft.
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8   HSR Magazin 1 / 2018
VERNETZTE FORSCHUNG - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
In den vergangenen vier Jahren hat die anwendungsorientierte
    Forschung der HSR Forschungsprojekte für über 1200 Unternehmen
    aus allen 26 Kantonen, Liechtenstein und dem nahen Ausland
    bearbeitet. Diese hochvernetzte Forschungsarbeit steigert die
    Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen und bildet gleichzeitig
    die Grundlage für eine aktuelle, praxisnahe Ausbildung der
    Studierenden sowie eine marktgerechte Weiterbildung.

HSR Forschung stärkt
Wirtschaft und Ausbildung
    Die Chance ist gross, dass Sie bereits von der an­         Grundlage für die praxisnahe Ausbildung
    wendungs­­orientierten Forschung an der HSR profitiert     Die Wertschöpfung von Forschungsprojekten hört je-
    haben, ohne es zu merken. Durch den Fokus auf techni-      doch nicht beim Nutzen für die Wirtschaft auf. Jedes
    sche und planerische Fachgebiete steckt die Arbeit von     Jahr profitieren davon rund 1600 Studierende in den
    rund 230 HSR Forscherinnen und Forschern sowie             acht Bachelorstudiengängen und im Masterstudium der
    80 Professorinnen und Professoren nicht nur in Smart-      HSR. Denn das Wissen, das im Rahmen der HSR For-
    phones, Websites und Computerprogrammen, sondern           schung erarbeitet wird, wird in den Studiengängen wei-
    auch in Kunststoffteilen und Produktionsmaschinen,         tervermittelt. Jeder Professor und jede Professorin inves-
    Robotern, Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, Strom­
    ­                                                          tiert einen Teil der Arbeitszeit in anwendungsorientierte
    netzen, erneuerbaren Energien, Hochwasserschutzbau-        Forschungsprojekte. Somit geben die gleichen Perso-
    ten, Laborgeräten, Kraftwerken und sogar in Planungs­      nen, die in der Forschung arbeiten, ihr Wissen in Vorle-
    instrumenten von Bund, Kantonen und Gemeinden.             sungen und Studienprojekten direkt an die Studierenden
                                                               weiter. Die anwendungsorientierte Forschung der HSR
    Forschung für eine leistungsfähigere Wirtschaft            bildet damit die Grundlage für eine praxisnahe, aktuelle
    Rund 42 Millionen Franken haben Unternehmen zwi-           Aus­bildung der Fachkräfte von morgen.
    schen 2014 und 2018 für Projekte in der anwendungs­
    orientierten Forschung und Entwicklung der HSR in­         Forschung als Radar für aktuelle Themen
    vestiert, um schneller, effizienter und zuverlässiger      Als positiver Nebeneffekt entsteht durch die HSR For-
    arbeiten zu können oder um neue, innovative Produkte       schung ausserdem eine Art Radar für aktuelle Herausfor-
    und ­Geschäftsmodelle am Markt anzubieten. Die Auf-        derungen der Wirtschaft. Die gewonnenen Erkenntnisse
    träge stammten von mehr als 1200 Unternehmen und           fliessen direkt in die Angebote der Studiengänge ein; die
    Behörden in der Schweiz und in Liechtenstein sowie von     Digitalisierung wird bereits seit Jahren in allen acht Studi-
    Partnern vor allem aus dem EU-Ausland, Asien und Nord-     engängen gross geschrieben. Durch neue Schwerpunkt-
    amerika.                                                   module in verschiedenen Studiengängen werden Stu-
    Möglich werden diese Projekte und der aktive Wissens-      dierende befähigt, die Digitalisierung in Unternehmen
    transfer durch die tiefgreifende Vernetzung zwischen der   aktiv vorantreiben zu können (siehe Artikel auf den Sei-
    Wirtschaft und den insgesamt 16 HSR Forschungsinstitu-     ten 28 bis 31).
    ten. Neben ihrer fachlichen Erfahrung bringen alle rund    Die Unternehmen erhalten dadurch praxisnah ausge­
    80 Professorinnen und Professoren sowie ein grosser Teil   bildete Mitarbeitende, die im vollen Bewusstsein der
    der rund 230 wissenschaftlichen Mitarbeitenden auch        ­aktuellen Herausforderungen ihr Wissen in eine wettbe-
    ihr Kontaktnetzwerk an der HSR ein. Daraus entsteht ein     werbsfähige Schweizer Wirtschaft einbringen können.
    reger Austausch von Fragen und Antworten – die wich-           (MEW)
    tigsten dieser Herausforderungen werden in Forschungs-
    projekten in Lösungen verwandelt. Einige Beispiele dafür   Prorektor Forschung: Prof. Alex Simeon
    finden Sie auf den folgenden Seiten des HSR Magazins.      alex.simeon@hsr.ch

                                                                                                         HSR Magazin 1 / 2018   9
VERNETZTE FORSCHUNG - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
Hier forschen die Institute
         Zwischen 2014 und 2018 war die HSR For-
         schung für mehr als 1200 Unternehmen
         und Behörden in allen 26 Kantonen sowie
         Liechtenstein und dem Ausland aktiv. Das
         praktische Wissen aus diesen Projekten
         fliesst direkt in die Studiengänge und die
         Weiterbildung der HSR ein.

         Auf der Karte wird sichtbar, wo sich die
         Hauptsitze der auftraggebenden ­Firmen
         und B
             ­ ehörden befinden.

         Die Ballung in Zürich ist auch dadurch zu
         erklären, dass viele internationale Unter­
         nehmen hier ihren Hauptsitz haben.

         gering                       hoch

         Die Farben visualisieren die Dichte
         der Forschungspartnerschaften

10   HSR Magazin 1 / 2018
der HSR
                                                                                      Übrige
                                                                                    Kantone
                                                                                     gesamt
                                                                                  FL
                                                                               SH
                                                                            GL          5
                                                                        TG        2 1
                                                                     BL        2
                                                                            2
                                                                   LU     2
                                                                 SZ     2
                                                                      3
                                                                                                           41   ZH
                                                            GR     4                Umsatzverteilung
                                                                                       2014–2018
                                                            ZG    4                       in %
                                                                                    ohne öffentliche
                                                            AG        6               Fördermittel

                                                                               12
                                                                          BE
                                                                                               14
                                                                                               SG

          Impulse für aktuelle Weiterbildung
          Auch die Weiterbildungsangebote der HSR                Aktuelle Weiterbildungsmodule helfen auch
          profitieren von den Erkenntnissen der                  erfahrenen Berufsleuten mit ­frischem Wissen
          ­Forschung. Nur durch den ­direkten Draht zu           zu Themen wie Digitalisierung, neuen Werk-
           den aktuellen Trendthemen kann die HSR                stoffen oder Energie- und Ressourceneffizi-
           ­Weiterbildung neue Lehrgänge, CAS- und               enz. So nutzt die HSR die Erkenntnisse aus ih-
            MAS-Kurse oder spezifische Seminare anbie-           rer Forschung , um die Wettbewerbsfähigkeit
            ten, die direkt auf die Bedürfnisse der Wirt-        von Fachkräften auf dem Arbeitsmarkt über
            schaft fokussieren.                                  die gesamte Lebens­arbeitszeit auf ­einem
                                                                 ­hohen Niveau zu erhalten.

                                                                                                       HSR Magazin 1 / 2018   11
Roboter-Staubsauger sind eine willkommene Haushaltshilfe.
                            Für grosse Industriehallen sind aktuelle Modelle jedoch zu wenig
                            leistungsfähig. Deshalb entwickelt das Ostschweizer Start-up
                                                    Kemaro zusammen mit der ­HSR einen voll-
                                                    autonomen Kehrmaschinen-Roboter, der
                                                    auch mit 10 000 Quadrat­metern Arbeits­
                                                    fläche und grobem Schmutz zurechtkommt.

     Smarter Kehrsaugroboter
     für grosse Industriehallen
                            Für gewöhnlichen Hausstaub in den eigenen vier Wän-         I­ rgendwann ist also per Zufall jede Fläche im Raum gerei-
                            den ­reichen aktuelle Roboter-Staubsauger aus. Wenn          nigt.
                            der Boden jedoch Tausende Quadratmeter gross ist und         In einer grossen Industriehalle reicht das Zufallsprinzip
                            von Paletten-Splittern, grobem Industriestaub oder Ver-      nicht aus. Die Fläche ist zu gross und die Gefahr besteht,
                            packungsresten befreit werden soll, stossen handels-         dass das Gerät plötzlich ohne Strom weit entfernt von
                            übliche Modelle an ihre Grenzen.                             der Ladestation stehenbleibt. Deshalb forschte HSR Pro-
                                                                                         fessor Farhad Mehta an einem passenden Algorithmen-
                            Marktlücke schliessen                                        set inklusive künstlicher Intelligenz für den Kemaro-800.
                            Diese Lücke will das Ostschweizer Start-up Kemaro mit        «Die Herausforderung war vor allem, ein Verfahren zu
                            seinem weltweit ersten vollautomatisierten Kehrsaug-         finden, das auch sehr grosse Flächen mit vielen verschie-
                            Roboter Kemaro-800 schliessen. Mit seinen zwei gros-         den geformten Hindernissen planmässig und effizient
                            sen, rotierenden Kehrbesen und einem nicht sehr zim-         reinigen kann», sagt Mehta. Die Lösung lieferte ein Ras-
                            perlichen «Magen» ist der Roboter vor allem für den          tersystem. Damit erstellt sich der Sauger selbst eine
                            industriellen Einsatz konzipiert und schluckt fast jeden     Karte der bereits gereinigten Flächen und navigiert sys-
                            Schmutz, der in Industriehallen oder Hochregallagern zu      tematisch zu noch nicht gereinigten Bereichen.
                            finden ist.
                            Für die unfallfreie Navigation durch enge Gänge und         Jederzeit orientiert
                            ­verwinkelte Räume oder unter Regalen und Maschinen         Das Rastersystem erfüllt auch noch eine weitere Anfor-
                             hindurch ist der Roboter mit modernster Sensortechnik      derung: «Der Roboter muss jederzeit wissen, wo er sich
                             ausgerüstet: 3D-Kameras, Laserentfernungsmesser, In­       befindet, und sich auch in einem bisher unbekannten
                             fra­rot- und Ultraschallsensoren tasten ständig die Um­    Raum schnell orientieren und den Reinigungsauftrag er-
                             gebung ab. Damit der smarte Staubsauger diese ganzen       füllen können», sagt Thomas Oberholzer, einer der drei
                             Sensoren für eine effiziente Routenplanung nutzen          Kemaro-Gründer. Bei einem Testlauf vor Ort im HSR For-
                             kann, arbeitet Kemaro mit Prof. Dr. Farhad Mehta vom       schungszentrum funktionierte das bereits sehr gut.
                             IFS Institut für Software der HSR zusammen. In enger       Während eines kurzen Gesprächs hat der Roboter fast
                             Abstimmung wurde das Gehirn des Roboters entwickelt        unbemerkt, weil leise, das halbe Kellergeschoss syste-
                             – die Algorithmen, die es ermöglichen, ohne Kollisionen    matisch gereinigt.
                             auch mehrere tausend Quadratmeter am Stück zu reini-       Einzig bei einer Glastür musste sich der Roboter kurz neu
                             gen.                                                       orientieren. «Wir arbeiten noch an den letzten Heraus-
                                                                                        forderungen, eine davon ist das Erkennen von durch-
                            Feld für Feld                                               sichtigen Hindernissen», sagt Oberholzer. Beschädigen
                            Warum so ein Gehirn nötig ist, zeigt der Vergleich mit      konnte der Roboter trotz Glaskollision nichts – bei maxi-
                            aktuellen Roboter-Staubsaugern. Vor allem günstige          mal 5 Kilogramm Druck auf die Kunststoffgehäuse der
                            Modelle arbeiten häufig nach dem Zufallsprinzip: Sie        Rotier-Besen wechselte der Roboter die Richtung und
                            fahren von einem Hindernis zum nächsten und wechseln        speicherte die Glastür als Hindernis ab.
                            kurz vor jeder Kollision völlig willkürlich die Richtung.

12   HSR Magazin 1 / 2018
Die Kemaro-Gründer
(v.l.) Martin Gadient,
Thomas Oberholzer
und Armin Koller.

                         Nächtliche Reinigungskraft                                  Aktuell werden an der HSR bereits die nächsten Ver­
                         Das typische Anwendungsszenario für seinen Roboter          besserungen für den Roboter entwickelt. So soll es zum
                         beschreibt Oberholzer so: Ein Industriebetrieb mit gross-   ­Beispiel möglich werden, die Eignung von Gebäuden ­für
                         flächigen Hallen will vor allem ausserhalb der Betriebs-     eine automatisierte Reinigung in einer simulierten
                         zeiten und ohne Personal grosse Flächen reinigen. Durch      ­Reinigung anhand der digitalen Gebäudegrundrisse zu
                         die eingesparten Personalkosten, rechnet Oberholzer           testen. Mit diesen Simulationen will Kemaro die Na­vi­
                         vor, sind die Anschaffungskosten von rund 23 000 Fran-        gationsalgorithmen schnell an verschiedenste Arbeits­
                         ken bereits nach wenigen Monaten vollständig amorti-          umgebungen anpassen können, ohne langwierige Test-
                         siert.                                                        phasen vor Ort.
                         Aktuell laufen noch abschliessende Tests, doch spätes-        Zudem arbeitet Kemaro derzeit an einer automatischen
                         tens im zweiten Quartal 2018 will Kemaro die ersten           Entladestation, die in die Akkuladestation integriert
                         ­Reinigungsroboter ausliefern. Mit der ersten Serie zielt     wird. So könnte der Roboter das bisher manuelle Leeren
                          das Jungunternehmen vor allem auf Logistik- und Pro-         des Schmutzbehälters selbst erledigen und dadurch
                          duktionsbetriebe mit grossen Hallen. Sobald der Robo-        praktisch permanent reinigen.   (MEW)
                          ter sich dort bewährt hat, könnte sich Oberholzer auch
                          kleinere KMU-Betriebe als Kunden vorstellen: «Heute        Projektverantwortlicher: Prof. Dr. Farhad Mehta,
                          lassen viele Handwerksbetriebe jeden Tag ihre Fachleute    Professor für Informatik
                          kurz vor Feierabend die Werkstätten reinigen. Künftig      farhad.mehta@hsr.ch
                          könnte das einer unserer Roboter über Nacht machen,
                          damit sich die Fachleute während der Arbeitszeit auf
                          ihre Hauptaufgaben konzentrieren können.»

                         Der Kemaro-800 ist
                         das erste Produkt des
                         jungen Ostschweizer
                         Start-ups. Neben den
                         beiden grossen Kehr-
                         besen fällt vor allem die
                         ausgeprägte Sensorik in
                         der Front auf.

                                                                                                                            HSR Magazin 1 / 2018   13
Moderne Wärmepumpenheizungen können ihre Energie auch aus
                            exotisch klingenden Energiequellen wie Eisspeichern gewinnen.
                            In Rapperswil-Jona testen die HSR und die Elektrizitätswerk Jona-­
                            Rapperswil AG derzeit in einem neu gebauten Wohn- und
                            Geschäftshaus, wie effizient das Konzept in der Praxis funktioniert.
                            Erfüllt das System die Anforderungen, könnten Öltank-Keller ohne
                            grossen Aufwand in effiziente Eisspeicher umgebaut werden.

     Mit dem Eisspeicher
     durch den Winter heizen
                            Im Winter ist die Heizung der wichtigste Teil eines Gebäu-    Die Energie aus dem Eisspeicher vervielfacht über die
                            des. Um es drinnen warm zu halten, nutzen moderne Wär-        Wärmepumpe die bezogene Energie aus dem Stromnetz
                            mepumpen-Heizungen Energie aus Erdsonden oder aus             und erreicht so einen vergleichbaren Wirkungsgrad wie
                            der Umgebungsluft. Noch relativ jung ist die Idee, Eisspei-   eine Wärmepumpen-Heizung mit Erdsonde. Das zeigen
                            cher als Energiequelle für eine Heizung zu nutzen. Eisspei-   auch Tests des SPF Institut für Solartechnik der HSR.
                            cher sind im Wesentlichen im Erdboden versenkte Wasser-
                            becken, die durch die Energie von Sonnenkollektoren           Einfacher Ersatz bei Ölheizungen
                            aufgeheizt werden. Wenn im Haus geheizt werden soll,          Für den Eisspeicher als Energiequellen-Alternative spre-
                            entziehen Wärmetauscher dem Wasser Energie, wodurch           chen noch weitere Punkte. So gibt es etwa in städtischen
                            sich Eisplatten bilden – deshalb der Name Eisspeicher.        Gebieten häufig keine Möglichkeit, Erdsonden zu plat-
                            Nach einem ersten erfolgreichen Test mit einem Eisspei-       zieren. Auch Umluft-Wärmetauscher stossen bei Nach-
                            cher-Prototyp in einem Kindergarten in Rapperswil-Jona        barn selten auf widerspruchsfreie Akzeptanz. Zudem
                            optimieren und testen die HSR und die Elektrizitätswerk       lassen sich Öltankräume bei Gesamtrenovationen auch
                            Jona-Rapperswil AG (EWJR AG) nun in einem Wohn- und           ohne grossen Aufwand in einen Eisspeicher umbauen.
                            ­Geschäftshaus einen weiterentwickelten Eisspeicher. «Der     Das Potenzial von Eisspeichern im Rahmen der Energie-
                             Winter 17/18 dient uns als Monitoring, um zu ermitteln, ob   wende ist deshalb gross.   (MEW)
                             die erwarteten Leistungen auch in der Praxis erreicht wer-
                             den», sagt Michael Bätscher, Geschäftsführer der EWJR        Projektleiter: Daniel Philippen, Wissenschaft­licher
                             AG. Bisher sei er sehr zufrieden mit dem Eisspeicher-Pro-    Mitarbeiter, SPF Institut für Solartechnik
                             jekt. Im Frühsommer 2018 wird er nach einem Jahr Betrieb     daniel.philippen@hsr.ch
                             unter Realbedingungen Bilanz ziehen. Wenn die Erwar-
                             tungen erfüllt werden, will die EWJR AG das marktreife
                             Heizsystem offiziell ins Angebotsportfolio aufnehmen.

                            200 000 Liter Wasser als Wärmespeicher
                            Das Wohn- und Geschäftshaus, in dem das Eisspeicher-
                            Heizsystem getestet wird, steht in Sichtweite der EWJR
                            AG. Rund 120 Quadratmeter Solarkollektoren auf dem
                            Dach sammeln hier laut Projektleiter Daniel Philippen bei
                            Sonnenschein Wärme und leiten sie in den Eisspeicher –
                            einen 200 000 Liter fassenden Beton-Wassertank. 42
                            Wärmetauscher im Wasser heizen das Wasser mit der
                            Energie aus den Sonnenkollektoren auf. In der kalten Jah-
                            reszeit entziehen die gleichen Wärmetauscher dem Was-
                            ser die gespeicherte Energie und dienen so als Energie-
                            quelle für das Wärmepumpen-Heizsystem im Gebäude.

14   HSR Magazin 1 / 2018
«Forschung ist wichtig, denn wir
                           können nur verkaufen, was funktioniert.»
                           Die EWJR AG verspricht sich vom Eisspeicher-Projekt mit der HSR ein neues, innovatives Produkt.
                           Im Interview zieht Michael Bätscher, Geschäftsführer der EWJR AG, eine Zwischenbilanz.

                                                                                            Herr Bätscher, Forschung kostet Zeit und Geld.
                                                                                            Was versprechen Sie sich vom Eisspeicher-­
                                                                                            Projekt?
                                                                                            Michael Bätscher: Die EWJR AG sucht immer nach neuen
                                                                                            Möglichkeiten im Energiebereich und Eisspeicher haben
                                                                                            grosses Potenzial. Wenn sich unsere Modellrechnungen
                                                                                            in der Praxis bestätigen, können wir ein innovatives, leis-
                                                                                            tungsfähiges Heizsystem anbieten, das auf erneuerbare
                                                                                            Energien setzt – eventuell zusammen mit Vertriebspart-
                                                                                            nern.

                                                                                            Warum arbeitet die EWJR AG mit dem SPF Institut
                                                                                            für Solartechnik der HSR zusammen?
                                                                                            Wir hätten weder das Personal noch die Labors, um sol-
                                                                                            che Entwicklungen allein umzusetzen. Auch die Erfah-
                                                                                            rung und die Kontakte zu den Forschungs-Förderpro-
                                                                                            grammen sprachen für eine Zusammenarbeit mit der
                                                                                            HSR.

                                                                                            Der Testbetrieb des Eisspeichers dauert noch
                                                                                            bis April 2018 – wie bewerten Sie das Projekt
                                                                                            bis jetzt?
                                                                                            Bisher sind wir sehr zufrieden. Der laufende Winter dient
                                                                                            uns jetzt als Nagelprobe, ob die Erwartungen im realen
                                                                                            Betrieb erfüllt werden. Deshalb ist die Forschung für uns
                           Michael Bätscher, Geschäftsführer der EWJR AG ist gespannt auf   wichtig, denn wir können nur verkaufen, was auch funk-
                           die Ergebnisse nach einem Jahr Testbetrieb.                      tioniert. Auf die Ergebnisse sind wir bereits sehr ge-
                                                                                            spannt.

Das Testgebäude in Rapperswil-Jona sammelt mit einer Solaranlage auf dem
Dach Energie (Bild links). Sämtliche überschüssige Energie wird direkt in den   Die metallenen Wärmetauscher im Inneren des Eisspeichers laden den Speicher
­Eisspeicher weitergeleitet, der neben dem Gebäude versenkt im Erdboden         bei Bedarf mit Sonnenenergie auf oder entziehen ihm Wärme (Aufnahme vor
 steckt (Mitte).                                                                dem Befüllen mit Wasser).

                                                                                                                                        HSR Magazin 1 / 2018   15
In der freien Wildbahn verbringen Tiere die meiste Zeit mit Nah-
                              rungssuche und Über­lebenskampf. Im Zoo ist das alles nicht nötig.
                              Deshalb sind Beschäftigungsprogramme für Tiere in allen Zoos eine
                              grosse ­Herausforderung. Knies Kinderzoo entwickelt zusammen
                              mit der HSR innovative Installationen für mehrere Tierarten.

     Neue Beschäftigung
     für Zootiere
                              Es könnte ein wegweisendes Projekt für die Zoobranche       bekommen zum Beispiel eine Futterseilbahn über ihrem
                              werden. Erstmals hat Knies Kinderzoo das Wissen von         Gehege, die von den Besuchern zeitlich begrenzt ge-
                              Tierpflegerinnen und Tierpflegern mit den Ingenieurs-       steuert wird. So können die Tiere mit ihrer langen, be-
                              kompetenzen an einer Fachhochschule kombiniert. Zu-         weglichen Zunge das Futter oben aus Futterkörben her-
                              sammen mit den Fachleuten des Kinderzoos entwickeln         ausholen und die Besucher mit den Tieren nicht nur
                              Studierende und Ingenieure aus den benachbarten For-        indirekt interagieren, sondern deren Verhalten auch ge-
                              schungsinstituten der HSR Beschäftigungsmöglichkeiten       nau beobachten. Für die Geparde soll es eine faszinie-
                              für Geparde, Elefanten und Giraffen. Im Lauf der Saison     rende Lösung mit einem sich selbst bewegenden Futter-
                              2018 sollen die Tiere von den neuen Installationen profi-   ball geben und die Elefanten erhalten sogar zwei neue,
                              tieren können. Aufbau und Tests der neuen Installatio-      kreative Beschäftigungsmöglichkeiten.   (MEW)
                              nen werden für die Besucherinnen und Besucher span-
                              nend in den Zooalltag integriert.                           Projektleiter: Prof. Dr. Stefan Kammhuber,
                              «Wir setzen jene Ideen um, die uns begeistert haben und     Professor für Kommunikation und interkulturelle
                              die sowohl für unsere Tiere wie auch für unsere Besucher    Kompetenz
                              am spannendsten sind», sagt Franco Knie. Die Giraffen       stefan.kammhuber@hsr.ch

     Franco Knie (links) im
     Gespräch mit HSR
     ­Projektleiter Stefan
      Kammhuber.

16   HSR Magazin 1 / 2018
Das bringt die Tierbeschäftigung im Kinderzoo...
                          ...für den Kinderzoo                                             ...für die HSR

                          «Mit den neuen Installationen können wir unseren jungen          «Die nachbarschaftliche Zusammenarbeit zwischen
                          Besucherinnen und Besuchern das Verhalten von Tieren             Knies Kinderzoo und der HSR zeigt, dass Rapperswil-
                          noch verständlicher machen und so unseren Edukations-            Jona ein Standort ist, der Innovationsfähigkeit und Ma-
                          auftrag als Zoo besser erfüllen. Auch für unsere Tiere sind      cher-Mentalität verbindet. Von den Entwicklungen für
                          die Installationen hilfreich. Sie helfen uns dabei, den Tieren   den Kinderzoo profitieren beide Seiten. Die HSR erhält
                          immer wieder neue Reize anzubieten, damit keine Lange-           neue, praxisnahe Impulse für die Lehre und Umsetzungs-
                          weile aufkommt. Das ist wichtig, um Stereotypien wie bei-        möglichkeiten in der Forschung, der Kinderzoo erhält
                          spielsweise dem Hinundherwanken bei Elefanten vorzu-             innovative Beschäftigungsmöglichkeiten für die Tiere.»
                          beugen. Bei den ersten Projekten mit der HSR haben wir           Hans-Peter Egli, Verwaltungsdirektor HSR
                          uns auf die Tiere konzentriert, die am schwierigsten zu
                          beschäftigen sind. Mit unseren Pflegern können wir die           «Die Zusammenarbeit mit dem Kinderzoo ist nicht nur
                          Tiere zwar auch beschäftigen, aber nicht 24 Stunden am           wegen der Tiere interessant, sondern auch wegen der
                          Tag. Ein Elefant zum Beispiel ist ein sehr aktives Tier, das     Aufgabenstellung. Unsere Studierenden lernen bei der
                          pro Nacht mit nur vier Stunden Schlaf auskommt. Wenn             Entwicklung der Beschäftigungsinstallationen den ge-
                          die Tiere wach sind, müssen sie sich selbst beschäftigen         samten Ingenieursprozess kennen – von der Ideen­
                          können. Unsere Erfahrungen sind für andere Zoos interes-         findung über die Planung und Entwicklung bis zur
                          sant, die ganze Branche sucht andauernd nach neuen               ­Inbetriebnahme im Kinderzoo. Durch die enge Zusam-
                          Möglichkeiten. Wir sind meines Wissens der erste Zoo, der         menarbeit mit den Fachleuten des Kinderzoos konnten
                          dafür das Expertenwissen unserer Tierpfleger mit dem In-          die Studierenden lernen, wie wichtig ein permanenter
                          genieurswissen einer Fachhochschule kombiniert. Mit den           Austausch mit dem Kunden ist, um praxistaugliche Lö-
                          neuen Installationen können wir über den Austausch un-            sungen zu entwickeln. Ein wichtiger Teil war auch die
                          ter den deutschsprachigen Zoos auch eine verbesserte              Auswahl der Siegerprojekte, die jetzt umgesetzt wer-
                          Beschäftigung für Tiere in anderen Zoos anstossen.»               den. So konnten die Studierenden lernen, dass ihre Lö-
                          Franco Knie, Knies Kinderzoo                                      sungen nicht einfach nur funktionieren müssen, sondern
                                                                                            dass auch eine überzeugende Präsentation gegenüber
                                                                                            dem Kunden wichtig ist.»
                                                                                            Prof. Dr. Stefan Kammhuber, Projektleiter HSR

                                                                                           Weitere Informationen gibt es auf
                                                                                           www.knieskinderzoo.ch/zooherzig/aktivitaeten

Studierende der HSR
skizzieren ihre Kon-
zepte für die neuen
Tier-Beschäftigungs-
möglichkeiten.

Für die Kinderzoo-­
Elefanten gibt es neben
den bekannten Futter-
netzen bald zwei neue
Beschäftigungsmög-
lichkeiten.

                                                                                                                                 HSR Magazin 1 / 2018   17
Im Entwicklungsprojekt 2015/2016 stellten Teams des Studiengangs
                               Wirtschaftsingenieurwesen vier Roboter für den Projektpartner SFS
                               in Heerbrugg her. In einem Folgeprojekt mit der HSR wurde der
                               Roboter weiterentwickelt.

     Vom Studierendenprojekt
     zum autonomen Roboter
                               Das Befestigen moderner Flachdächer ist ein harter Job    projekts 2015/2016 vier Roboter-Prototypen entwickelt.
                               bei nicht immer schönstem Wetter. Kurz bevor ein Flach-   Jeder der erarbeiteten Roboter musste das Verschweis-
                               dach fertig montiert wird, dürfen weder Schmutz noch      sen der Flachdächer vollautomatisch und in der gefor-
                               Wasser eindringen. Weil das zeitaufwändig und kosten-     derten Qualität erledigen können.
                               intensiv ist, hat die Firma SFS zusammen mit der HSR      Der Leiter Forschung und Entwicklung bei SFS Intec,
                               nach einer Lösung gesucht, wie sich die Flachdächer au-   ­Daniel Gasser, erinnert sich gerne an das Entwicklungs-
                               tomatisiert befestigen lassen. Vier konkurrierende         projekt: «Für uns haben 28 Studenten gearbeitet und
                               Teams des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen           nach einem Jahr vier funktionierende Prototypen entwi-
                               haben unter der Leitung von Prof. Dr. Albert Loichinger    ckelt – für dieses Ergebnis waren die rund 50 000 Fran-
                               während des zwei Semester dauernden Entwicklungs-          ken Materialkosten ein sehr attraktiver Preis.»

     Der weiterentwickelte
     Prototyp des Flachdach-
     Roboters verschweisst
     auf einer Baustelle
     Kunststoffbahnen mit
     der Dachkonstruktion.

18   HSR Magazin 1 / 2018
Studierende montieren   Erfolgreiche Testphase auf Baustellen                        HSR Absolvent eingestellt
das Innenleben eines    Von den Konstruktionsideen der Studierenden-Proto­           SFS machte auf sich aufmerksam und wurde interessant
frühen Prototyps des
Flachdach-Roboters.     typen war SFS so überzeugt, dass die verschiedenen           für die Studienabgänger. «Nach dem Entwicklungspro-
                        ­Ansätze in einem Folgeprojekt in Zusammenarbeit mit         jekt mit der HSR haben wir zwei HSR Absolventen ein­
                         dem IPEK Institut für Produktdesign, Entwicklung und        gestellt, einer davon arbeitet wegen seiner hohen Affini-
                         Konstruktion der HSR zu einem testfähigen Roboter           tät zur Robotik an unserem Flachdach-Roboter weiter»,
                         weiterentwickelt wurden.                                    so Gasser, der sich freut, dass er durch das Entwicklungs-
                         Anschliessend hat SFS den Roboter auf drei Baustellen       projekt mit der HSR nicht nur technisch, sondern auch
                         getestet und abgeklärt, wie gut Roboter auf Baustellen      bei der Personalrekrutierung profitieren konnte: «Gute
                         akzeptiert werden. Das Fazit von Daniel Gasser: Sehr        Leute muss man persönlich kennenlernen.»   (MEW)
                         hohe Befestigungsqualität und viel eingesparte Arbeits-
                         zeit, weil die Folgearbeiten direkt am nächsten Morgen      Projektleiter: Prof. Dr. Albert Loichinger,
                         gemacht werden können. Wie geplant hat der Roboter          Professor für Maschi­nen­technik|Innovation
                         die tagsüber durch Handwerker vorbereiteten Flach-          Albert.Loichinger@hsr.ch
                         dach-Konstruktionen über Nacht mittels Induktions-
                         schweissen befestigt – ähnlich wie bei einem Induktions-
                         herd, nur dass hier kein Topf erhitzt wird, sondern
                         spezielle Befestigungsteller, die nach dem Verschweis-
                         sen das Flachdach an Ort und Stelle halten. «Die Test-
                         phase ist abgeschlossen, und wir wissen nun genau, was       ENTWICKLUNGSPROJEKT 2015/2016
                         wir für ein marktreifes Produkt noch modifizieren müs-       Der Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen bietet
                         sen», sagt Gasser.                                           seinen Studierenden ein zwei Semester langes Ent-
                         Der fertige Roboter soll laut Gasser mehr können als         wicklungsprojekt. Dabei arbeiten konkurrierende
                         nur zu Schweissen. «Wir streben eine einfache Bau­           Studierendenteams für und mit einem Industriepart-
                         abnahme an», sagt er. Der Roboter soll sich beim Arbeiten    ner an konkreten Entwicklungsaufgaben. Die Studie-
                         selbst überprüfen und ein Protokoll erstellen. «Wenn bei-    renden lernen so, Projekte unter Praxisbedingungen
                         spielsweise 3 von 600 Schweisspunkten nicht korrekt ver-     durchzuführen, und der Projektpartner profitiert
                         schweisst wurden, wissen wir noch vor der Bauabnahme         von funktionierende Prototypen.
                         genau, wo wir nachbessern müssen», erklärt Gasser.

                                                                                                                             HSR Magazin 1 / 2018   19
Im Wasserbaulabor der HSR sind Katastrophen Normalität.
                                 Hier werden im Massstab 1:30 ganze Landstriche überflutet –
                                 um Lösungen zu finden, bevor in der Realität schwere Schäden
                                 entstehen. Derzeit wird ein Hochwasserschutzprojekt für
                                 die St. Galler Gemeinden Au und Berneck umgesetzt, das sich
                                 auf Modellversuche der HSR stützt.

     Dem Hochwasser einen
     Schritt voraus

     Ein Test mit Geschiebe-
     ablagerung vor dem
     Littenbach. ­Littenbach
     und Entlastungskanal
     im Hochwasserfall.
     (oben links)

     Im Wasserbaulabor der
     HSR können wissen-
     schaftliche Mitarbei-
     tende realitätsgetreue
     Modelle für Hochwas-
     serversuche nutzen, um
     passende Lösungen für
     gefährdete Gebiete zu
     finden. (oben rechts)

     Eine der Hauptauf­
     gaben des IBU war es,
     ­dieses Trennbauwerk
      so zu optimieren, dass
      es das Wasser bei
      einem Hochwasser
      ­optimal auf den Litten-
       bach und den Entla-
       stungskanal aufteilt.

20   HSR Magazin 1 / 2018
Statistisch gesehen ist es nur eine Frage der Zeit, bis testen. «Solche Modelle sind die beste Möglichkeit, um
                        der Littenbach in den Gemeinden Au und Berneck im unter Realbedingungen den Nachweis zu erbringen,
                        St. Galler Rheintal wieder über die Ufer tritt. Hochwasser dass die geplanten Massnahmen funktionieren», sagt
                        kamen in der Vergangenheit bereits vor und werden Speerli. Weil der Littenbach bereits mit relativ regelmäs-
                        ­voraussichtlich wieder passieren.                                                    sig auftretenden Hochwassern
                         Deshalb werden derzeit Mass­                                                         überfordert ist, wurden zwei ver-
                         nahmen geplant, um die ge­          -   «DIE GEMEINDEN FINDEN BEI                    schiedene Varianten eines zusätz-
                         fährdeten Wohngebiete und                UNS DIE NÖTIGE INFRASTRUKTUR                lichen Entlastungs­kanals geprüft:
                         Industrieareale gegen Hoch­              UND DAS KNOW-HOW, UM TESTS                  ein geschlossener, unterirdischer
                         wasser zu schützen. Bevor Hoch-                                                      Kanal und ein offener Kanal, der
                                                                  UNTER REALEN BEDINGUNGEN
                         wasserschutzprojekte umgesetzt                                                       nur im Hochwasserfall das über-
                         werden, werden sie häufig im ver-        DURCHFÜHREN ZU LASSEN.»                     schüssige Wasser aufnimmt und
                         kleinerten Massstab im Wasserla-                                                     ableitet. Zu den wichtigsten Auf-
                         bor des IBU Institut für Bau und                                                     gaben des IBU zählte, ein zentra-
                         Umwelt an der HSR getestet und optimiert. «Die Ge- les Bauwerk zu optimieren, das die Wasserströme trennt.
                         meinden finden bei uns die Infrastruktur und das Know- Damit soll sichergestellt werden, dass der Littenbach nur
                         how, um Tests unter realen Bedingungen durchführen so viel Wasser aufnimmt, wie er bewältigen kann. Das
                         zu lassen», erklärt Prof. Dr. Jürg Speerli, Leiter IBU Fach- überschüssige Wasser wird durch den Entlastungskanal
                         stelle Wasserbau.                                            abgeleitet. Ausserdem soll der Entlastungskanal nur
                         Im Auftrag von Behörden bauen Ingenieurinnen und In- Wasser führen, wenn die Kapazität des Littenbachs
                         genieure am IBU Flüsse und Entlastungskanäle, Brücken überschritten wird. Dafür entwickelte das IBU ein indivi-
                         und Landschaften nach, um sie anschliessend mit den duell auf die Verhältnisse um den Littenbach abgestimm-
                         schlimmsten Hochwassern zu konfrontieren, die rechne- tes Klappensystem im zentralen Trennbauwerk. Damit
                         risch möglich sind. Diese Modelle werden häufig so weit konnte das IBU im Modellversuch auch Hochwasser bän-
                         optimiert, dass sie auch aussergewöhnlich mächtigen digen, die zum Beispiel die Strömungen vor dem Trenn-
                         Hochwassern widerstehen können, die statistisch gese- bauwerk mit Geschiebe ungünstig beeinflussen.
                         hen nur alle 300 Jahre auftreten.                            Um das gesamte geplante Konzept auf die Probe zu
                                                                                      ­stellen, berechneten die Forschenden des IBU die er­
                         Ein künstlicher Notfall-Bach                                  warteten Wassermengen für verschiedene Hochwasser-
Besonders gefährlich     Im Fall des Littenbachs prüfte das IBU im Auftrag der Stufen. Im schlimmsten dieser Fälle (300-jährliches
sind Hochwasser, die     Hochwasserschutzkommission Littenbach Au-Berneck Hochwasser) fliesst eine Wassermenge in Richtung des
viele herausgerissene    zwei von insgesamt drei auf dem Papier geplanten Vari- kleinen Bachs, die rund 60 Badewannen pro Sekunde
Bäume in Siedlungs­
gebiete spülen – die     anten in realitätsnahen Modellversuchen. Dafür bauten entspricht.
Stämme können sich       wissenschaftliche und Labor-Mitarbeitende den Litten- Weil das fast drei Mal mehr ist, als der Littenbach bewäl-
verkeilen und bei        bach, seine Umgebung und die geplanten Schutzbau- tigen könnte, leitet in einem solchen Ausnahmefall ein
einem Rückstau
schwere Schäden ver-     werke gegen das Hochwasser nach, um das Modell dann Trennbauwerk das überschüssige Wasser in den Ent­
ursachen.                realitätsgetreu mit Wasser, Sand und Baumstämmen zu lastungskanal und somit an den Industriearealen und
                                                                                       Wohngebieten vorbei. Ein landwirtschaftlich genutztes
                                                                                       Gebiet dient als geplante Rückhaltezone, die nach einem
                                                                                       Hochwasser gedämpft entleert werden kann.

                                                                                     Offenes Gerinne schneidet besser ab
                                                                                     Weil die Variante mit dem geschlossenen Gerinne be-
                                                                                     reits bei einem 100-jährlichen Hochwasser überfordert
                                                                                     wäre, hat das IBU den offenen Kanal empfohlen. «Ein
                                                                                     geschlossener Kanal ist irgendwann voll, ein offenes Ge-
                                                                                     rinne ist überlastfähig und weist mehr Reserven aus»,
                                                                                     sagt Jürg Speerli. Speziell beim Littenbach-Projekt war
                                                                                     ein Hochwasser im Juli 2014 während der Testphase –
                                                                                     aufgrund der dabei gewonnenen Erkenntnisse mussten
                                                                                     einzelne Teile der Planung nochmals überarbeitet und
                                                                                     erneut getestet werden. Mit den jetzt geplanten Schutz-
                                                                                     massnahmen können die Bewohner von Au und Berneck
                                                                                     auch bei einem 100-jährlichen Hochwasser ruhig schla-
                                                                                     fen und sogar ein 300-jährliches Hochwasser lässt sich
                                                                                     mit Zusatzmassnahmen bewältigen – zum Beispiel in-
                                                                                     dem unter Brücken verkeilte Bäume während eines
                                                                                     Hochwassers entfernt werden.   (MEW)

                                                                                     Projektverantwortlicher: Prof. Dr. Jürg Speerli,
                                                                                     Professor für Bauingenieurwesen
                                                                                     juerg.speerli@hsr.ch

                                                                                                                              HSR Magazin 1 / 2018   21
Jedes Jahr stürzen sich die Studierenden des Studiengangs Raum-
                            planung auf eine neue Gemeinde oder Stadt. Sie planen deren
                            Zukunft in Projekt-, Studien- und Bachelorarbeiten. Möglich wird
                            das durch ein einzigartiges Partnerkonzept. Die Gemeinden und
                            Städte erhalten dadurch Ideen und Konzepte für die künftige
                            ­Entwicklung und die Studierenden sammeln wertvolle Praxiserfah-
                             rung. Derzeit dient die Stadt St. Gallen als grosses Freiluftlabor.

     Die Stadt St. Gallen
     wird ein HSR Labor

22   HSR Magazin 1 / 2018
Raumplanerinnen und Raumplaner planen und gestalten           Studiengang Raumplanung ziehen kann: Die Unvorein-
                         Lebensräume, planen Verkehrswege und -systeme und             genommenheit der Studierenden eröffnet häufig auch
                         schaffen auf rechtlicher Ebene Planungssicherheit. Sie        neue Blickwinkel auf anstehende Herausforderungen.
                         sind dabei, wenn neue Stadtquartiere entstehen, schla-        Für die Partnergemeinden oder -städte immer wieder
                         gen Planungsprozesse für Neubauten vor, planen neue           spannend sind dabei auch visionäre Lösungsvorschläge.
                         Tram- und Buslinien, optimieren Velo- und Fusswegnetze        Diese eignen sich in der Regel aus politischen oder finan-
                         oder gestalten verkehrsberuhigte Strassen und Plätze.         ziellen Gründen kaum zur unmittelbaren Umsetzung,
                         Die nötigen Kenntnisse lernen die Studierenden an der         entfalten jedoch häufig auf anderer Ebene eine Wir-
                         HSR nicht nur im Hörsaal, sondern auch direkt in der          kung, indem sie teilweise den politischen Diskussions-
                         ­Praxis: Der Studiengang Raumplanung arbeitet dafür mit       prozess anregen und neue Denkanstösse einspeisen.
                          jährlich wechselnden Partnerstädten und -gemeinden
                          zusammen, die jeweils während zwei Semestern zum             Praxisnähe
                          ­authentischen Labor für die Studierenden werden.            Für den Studiengang Raumplanung ergibt sich neben
                                                                                       der Sicherstellung einer praxisnahen und aktuellen Aus-
                         Vielseitiges St. Gallen                                       bildung ein weiterer Nutzen: Der Aufwand zur Beschaf-
                         Die aktuelle Partnerstadt ist St. Gallen. Sie ist mit rund    fung und Bereitstellung aller notwendigen Geodaten
                         80 000 Einwohnerinnen und Einwohnern das bisher               kann durch die Zusammenarbeit mit nur einer Gemeinde
                         grösste Freiluftlabor der mittlerweile 37-jährigen Partner-   in zu bewältigenden Grenzen gehalten werden. Zudem
                         stadt-Geschichte. «Die Grösse von St. Gallen ist vorteil-     können Geodaten effizient und in hoher Qualität zur Ver-
                         haft, weil sie eine enorme Vielschichtigkeit für Verkehrs-,   fügung gestellt werden.
                         Raumentwicklungs- oder Städtebauplanungen bietet»,            Für ihre Plandarstellungen nutzen die Studierenden zeit-
St. Gallen eignet sich   sagt Studiengangleiter Prof. Dr. Joachim Schöffel.            gemässe Programme und Methoden wie Geografische
ideal als reales Labor   In enger Zusammenarbeit mit der Stadtplanung und dem          Informationssysteme (GIS), plangrafische Konzept- und
für die praxisnahe
Ausbildung im Studien-   städtischen Tiefbauamt greifen die HSR Dozierenden ak-        Nutzungspläne, städtebauliche 3D-Modellierungen und
gang Raumplanung.        tuelle raumplanerische Fragestellungen aus St. Gallen         -Visualisierungen mittels CAD oder aktuelle Bildbearbei-
                         auf und leiten daraus die zentralen Themen für die pra-       tungssoftware für Fotomontagen.
                         xisnahe Ausbildung der Studierenden ab. Auf diesem            Durch die Zusammenarbeit mit der öffentlichen Hand
                         Weg wird sichergestellt, dass reale und aktuelle raumpla-     kann den Studierenden ein Einblick in die politischen Dis-
                         nerische Inhalte das Zentrum der Raumplanungsausbil-          kussionen und die realen Abläufen gegeben werden. Die
                         dung darstellen.                                              Behördenvertreterinnen und -vertreter werden zu den
                                                                                       Semesterschlusskritiken eingeladen und geben den Stu-
                         Viele Ideen aus vielen Köpfen                                 dierenden Feedback zu ihren Arbeiten. Am Ende jeder
                         Je rund 15 Projektarbeiten entstehen pro Partnerge-           Zusammenarbeit dürfen ausgewählte A     ­ rbeiten der Be-
                         meinde oder -stadt in den Schwerpunktbereichen                völkerung der Partnergemeinde oder Partnerstadt an ei-
                         Raumplanung, Verkehr / Mobilität, in der Stadtentwick-        ner Schlussveranstaltung vorgestellt werden. Solche Prä-
                         lung und zum Teil zu Fragen der Landschaftsplanung.           sentationen in realer Praxis schärfen die kommunikative
                         Weil die Studierenden mehrere Studien- und Projektar-         Kompetenz, welche die Studierenden in ihrem künftigen
                         beiten in ein und derselben Stadt anfertigen, haben sie       Beruf brauchen.
                         die Möglichkeit, intensiv in den Planungskontext von          In der Schriftenreihe Partnerstadt «Projektarbeiten aus
                         St. Gallen einzutauchen und Orts- und Analyseerkennt-         dem Studiengang Raumplanung» haben die Studieren-
                         nisse in den unterschiedlichen Aufgabenstellungen an-         den, die mit sehr guten Arbeitsergebnissen abgeschlos-
                         zuwenden. Den Studierenden bleibt so mehr Zeit, um            sen haben, die Möglichkeit, ihre Werke zu veröffent­lichen.
                         sich auf ortsspezifische Eigenheiten, Ideen und Konzepte      Die Schriften können beim Studiengang Raumplanung
                         zu fokussieren. Ihre Arbeiten, Planungsvorschläge und         bezogen werden.   (MEW)
                         Ideen gewinnen so an inhaltlicher Tiefe und Qualität.
                         Eine breite Auslegeordnung an Planungsvorschlägen ist         Studiengangleiter Raumplanung:
                         jedoch nicht der einzige Nutzen, die eine Partnerge-          Prof. Dr. Joachim Schöffel
                         meinde oder -stadt aus der Zusammenarbeit mit dem             joachim.schoeffel@hsr.ch

                          PARTNERSTÄDTE DER LETZTEN JAHRE                                                   «DIE ZUSAMMENARBEIT
                          2017/18 Stadt St. Gallen                                                          MIT DER HSR UND DEN
                          2016/17 Stadt Liestal
                                                                                                            STUDIERENDEN BRINGT EINE
                          2015/16 Stadt Dübendorf
                          2014/15 Stadt Aarau                                                               UNVOR­EINGENOMMENE
                          2013/14 Stadt Schaffhausen                                                        AUSSENSICHT MIT INNOVA-
                          2012/13 Gemeinde Wettingen                                                        TIVEN LÖSUNGSWEGEN UND
                          2011/12 Gemeinde Feusisberg
                                                                                        ERGEBNISSEN, DIE TEILWEISE ERFREULICH
                          2010/11 Stadt Frauenfeld
                          2009/10 Stadt Wil                                             ÜBER DAS MACHBARE HINAUSGEHEN. »               »«»»DSGADGFSADGADFG

                          Kontaktadresse: assistenten.r@hsr.ch                          Florian Kessler, Stadtplaner St. Gallen

                                                                                                                                HSR Magazin 1 / 2018         23
Als weltweit führendes Technologieunternehmen mit Schwerpunkten in der Blechbe­
                       arbeitung, Lasertechnik und Elektronik glauben wir daran, dass man Gutes immer noch
                       besser machen kann. Nicht nur, wenn es um unsere Produkte geht, sondern auch im
                       Hinblick auf Unternehmenskultur, Mitarbeiterförderung und gesellschaftliches Enga­
                       gement. Für ein Umfeld, in dem neben Innovationen vor allem eines wachsen kann:
                       Begeisterung.
                                                                                 www.trumpf.com/karriere

HSR Magazin 1 / 2018
1                 2    3           4                5
160

140
                                                          6
120

100

80

60                                                            7
40                                                            8

20
                                                 P Ref = 12 mm HG

      5       10           15           20         25             30

                   Gas Flow (L / min)

      SOFTWARE | ELEKTRONIK | MECHANIK | PROJEKTMANAGEMENT | QUALITY SERVICES

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      Karrierechancen
      www.imt.ch / karriere

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                                                                                  HSR Magazin 1 / 2018   25
TAUCHEN SIE EIN IN DIE SPANNENDE
                             UND INTERNATIONALE HIGH-TECH
                             WELT DES PHARMA & BIOTECH
                             MASCHINENBAUS

                                  •   KONSTRUKTION
                                  •   STEUERUNGSTECHNIK
                                  •   ENGINEERING

                                              "Bei BAUMANN kann
                                              ich viel bewegen."
                                              Stefan Huser
                                              Product Engineering
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26   HSR Magazin 1 / 2018
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                                                            bei technologisch anspruchsvollen   fördern wir konsequent die Quali-
                                                            Innovationsprojekten.               fikation unserer Mitarbeiter.

                                                            Interessante Projekte               Firmenkultur
                                                            Breite Erfahrung durch ab-          Wir prägen eine Philosophie, die
                                                            wechslungsreiche Projekte in        auf Fairness und Verantwortungs-
                                                            unterschiedlichen Branchen.         bewusstsein beruht.

                                                                                                                   HSR Magazin 1 / 2018   27
Die Studiengänge Informatik und Elektrotechnik stellen die Heraus-
                            forderungen der Digitalisierung mit neuen Studienschwerpunkten
                            ins Zentrum der Ausbildung.

     Studiengang Informatik verstärkt
     Teilzeitstudium und Trendthemen
                            Flexibles Studieren in Teilzeit ist an der HSR bereits heute   tenplanung und diagnostische Bilderkennung, DNA-­
                            möglich, ab Herbst 2018 gibt es weitere Optionen. So           Analysen für personalisierte Medizin – die Anwendungs-
                            sollen Informatik-Studierende ihr Studium noch besser          felder für Data Science sind weitläufig und haben das
                            an ihre individuellen Lebensumstände anpassen können.          Potenzial, ganze Berufszweige fundamental zu verän-
                            «Für das neue berufsbegleitende Informatik-Studium ist         dern.
                            eine Tätigkeit im Bereich Informatik von mindestens 50         Damit dieses Know-how seinen Weg in die Wirtschaft
                            Prozent Voraussetzung. Im Gegenzug können die Stu-             findet, vermittelt der Studiengang Informatik die benö-
                            dierenden bis zu drei Tage pro Woche arbeiten», erklärt        tigten Inhalte mit fachübergreifendem Wissen aus den
                            Studiengangleiter Prof. Dr. Markus Stolze.                     Bereichen Informatik, Elektrotechnik und Mathematik.
                            Zusätzlich steht neu das gestufte Informatik-Studium zur       Die Ausbildungsmodule fokussieren auf die Bereiche
                            Auswahl. Es ist eine Variante des Vollzeit-Studiums, das       Statistical Machine Learning, Deep Learning, Parallel-
                            die HSR eigens für Studierende mit geringen Informatik-        rechnen, Data Engineering und Data Analytics.
                            Vorkenntnissen konzipiert hat. Ziel ist es, den Stunden-
                            plan an den individuellen Vorkenntnissen der Studieren-         Verstärkter Fokus auf Cyber Security
                            den auszurichten. «Wir haben die Erfahrung gemacht,             Weitere Verbesserungen werden im Zusammenhang
                            dass sich zum Beispiel KV-Absolventinnen und -Absol-            mit der steigenden Bedeutung von Cyber Security im-
                            venten besser entfalten könnten, wenn sie mehr Zeit für         plementiert. Die Studierenden können unabhängig vom
                            ihr Selbststudium hätten», erzählt Stolze. Das gestufte         gewählten Studienschwerpunkt bereits ab dem 2. Se-
                            Informatik-Studium trägt diesem Anliegen Rechnung:              mester Cyber-Security-Vertiefungsmodule wählen. So
                            Der Unterrichtsstoff entspricht dem Vollzeit-Studium,           wird ein durchgehend vertiefter Blick auf sicherheits­
                            lässt den Studierenden aber über vier Jahre verteilt mehr       relevante Aspekte für alle vier Studienschwerpunkte
                            Luft, um stufenweise in die Informatik einzusteigen. So         ­verfügbar. «Die Studierenden erhalten so eine an die
                            haben die Studierenden auch mehr Zeit für das Selbst-            Praxis angelehnte Kombination von fachbereichü-
                            studium.                                                         bergreifendem Know-how», sagt Studien-
                                                                                             gangleiter Prof. Dr. Markus Stolze.
                            Neuer Schwerpunkt Data Engineering & Machine                   Die beiden neuen Teilzeit-Varian-
                            Intelligence                                                   ten des Informatik-Studiums, die
                            In einem neuen Studienschwerpunkt beschäftigen sich            durchgehenden Cyber-Security-Ver­
                            Studierende mit Datenmanagement, Datenanalyse und              tiefungsmodule sowie der neue
                            maschinellem Lernen. Viele Geräte und Systeme sam-             ­Studienschwerpunkt Data Enginee-
                            meln heute Daten: Smartphones, Produktionsstrassen in          ring & Machine Intelligence starten
                            Industriebetrieben, Sensornetzwerke oder Kameras.              im September 2018. Eine Anmel-
                            Durch die vertiefende Auseinandersetzung mit moder-            dung ist bis zum 30. April 2018
                            nen Data-Science-Ansätzen lernen Studierende, diese            möglich.   (MEW)
                            Datenberge auszuwerten und daraus nützliche Erkennt-
                            nisse abzuleiten.                                              Studiengangleiter Informatik:
                            Die Einsatzfelder sind vielfältig und werden in der In­        Prof. Dr. Markus Stolze
                            dustrie für die Wettbewerbsfähigkeit immer wichtiger.          markus.stolze@hsr.ch
                            Unternehmen kommen zunehmend unter Zugzwang,
                            die Wettbewerbsvorteile einer professionellen Daten-
                            wissenschaft zu nutzen. Betrugsprävention für Kredit­
                            karten, Predictive Maintenance, energieeffiziente Rou-

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