(Frankfurt am Main, 24.06.2026) Einmal im Jahr verleiht die Stiftung Familie Klee zusammen mit der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik im VDE (VDE DGBMT) den Klee-Preis an junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. 2026 wurden drei Arbeiten ausgezeichnet, die hochinnovative Verfahren für künftige Anwendungen in der Medizintechnik beleuchten. Im Fokus stehen die KI-gestützte Überwachung von Frühchen, neuartige Sensoren für die Steuerung von Exoskeletten sowie die flexible Auslegung von Chips für die Signalverarbeitung von EKG-Daten. Verliehen werden die Preise auf der BMT am 6. Oktober 2026 in Augsburg.
Ein guter Start ins Leben: Berührungsfreie Überwachung von Frühchen dank KI
Den mit 6.000 EUR dotierten ersten Preis erhält Dr.-Ing. Simon Lyra von der RWTH Aachen für seine Dissertation mit dem Titel „Camera-Based Vital Signs Monitoring of Neonates in Real-Time using Deep Learning“. Um Frühchen gut ins Leben zu begleiten, ist eine zuverlässige Überwachung der Vitalsignale notwendig. Bis dato werden dafür Sensoren auf die empfindliche Haut geklebt, die zu Verletzungen und Infektionen führen können.
Simon Lyra arbeitet stattdessen mit moderner Kameratechnik und einer KI-gestützten, automatisierten Erfassung und Analyse von Körperfunktionen wie Herzschlag, Atmung, Temperatur und Bewegungen. „Wir haben mit Bilddaten aus klinischen Studien und einem Modell für Neugeborene aufgezeigt, dass dieses berührungsfreie Verfahren funktioniert und eine sanftere Überwachung der Vitalfunktionen ermöglicht“, so Lyra. Um den Ansatz in der klinischen Praxis zu nutzen, seien weitere Schritte und Studien notwendig, beispielsweise die parallele Nutzung von Sensorik und bildgestützter Analyse.
Im Anschluss an seine Dissertation hat Lyra mit Kollegen ein Startup gegründet, das Automatisierungslösungen für Handwerksbetriebe entwickelt. „Nach Jahren in der Forschung geht es für mich jetzt erst einmal in der Unternehmenspraxis weiter.“
Assistenz auf den Punkt: Neuartige Sensoren für Exoskelett-Steuerung
Der zweite Preis und 4.000 EUR gehen an Dr.-Ing. Bastian Latsch von der Technischen Universität Darmstadt für seine Doktorarbeit zum Thema „Flexible 3D-printed sensors for wearable motion analysis and assistive devices“. Er hat sich damit auseinandergesetzt, wie neue Wandlertechnologien dazu beitragen können, die Steuerung von Assistenzsystemen wie Prothesen oder Exoskelette zu verbessern. Als Basis nutzt er piezoelektrische Drucksensoren, die sich über 3D-Druck fertigen lassen und somit sehr einfach an individuelle Anforderungen anzupassen sind – eines der Kernthemen moderner Orthopädietechnik.
„Bis dato wird Bewegungsintention in vielen Anwendungen über EMG-Sensoren erfasst, die die Muskelaktivität elektrisch messen“, erklärt Latsch. „Unser Modell funktioniert mechanisch, wobei die eingesetzten Sensoren sowohl große Lasten als auch kleinste Bewegungen und Ausschläge erfassen können.“ Entwickelt und getestet hat der Nachwuchswissenschaftler sensorintegrierende Einlegesohlen sowie sogenannte FMG-Sensoren (Force Myography), die auf die Haut aufgebracht werden können. In beiden Fällen zeigte sich, dass Gangereignisse bzw. Bewegungsintentionen teilweise früher erkannt wurden als mit der jeweils üblichen Referenzsensorik.
„Es war für mich sehr spannend, mit Sportwissenschaftlern, Maschinenbauern, Medizinern und Psychologen gemeinsam an einer Lösung zu arbeiten“, sagt Latsch. „Nun werde ich auf jeden Fall in der Wissenschaft bleiben und sehen, welche neuen Schwerpunkte sich ergeben.“
Logik auf kleinstem Raum: Neues Chipdesign bündelt Datenverarbeitung für EKG
Dr.-Ing. Ingo Hoyer vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg wird für seine Dissertation „Reconfigurability in AI Hardware Accelerators for Energy-Efficient Biosignal Analysis” mit dem 3. Preis und 2.000 EUR ausgezeichnet. Während die Produktion von Chips meist erst im Bereich von mehreren 100.000 Stück profitabel ist, liegt der Bedarf für Anwendungen in der Medizintechnik bei 1.000 oder 5.000 Stück. Hoyer hat sich damit beschäftigt, wie durch ein neues Chipdesign eine wirtschaftliche Fertigung möglich wird.
„Wir haben zunächst die Auswertung von Biosignalen mit KI-basierter Analyse gebündelt, die ähnliche Krankheitsbilder wie Vorhofflimmern, Herzkrankheiten und Epilepsie erkennen können“, erklärt Hoyer. „Statt der üblichen speicherbasierten Verfahren nutzen wir zudem Logikzellen.“ Dadurch lässt sich ein sehr kompakter Chip entwickeln, der mit wenig Energie auskommt und über einen Zeitraum von mehreren Wochen zuverlässig Anomalien im Signal erkennt. „Da wir ähnliche Algorithmen auf der gleichen Schaltung abbilden können, eignet sich so ein Chip für verschiedene Krankheitsbilder und lässt sich ohne viel Aufwand neu konfigurieren.“
Die Arbeit an diesem Forschungsprojekt ergab sich laut Hoyer über mehrere glückliche Zufälle, wobei der Startschuss beim VDE Talentwettbewerb Invent a Chip fiel. „Über den VDE kam auch der Kontakt zu Prof. Karsten Seidl zustande, der mir die Möglichkeit bot, die Auswertung von Biosignalen mit Embedded Design zu verbinden.“ Die Entwicklung von Schaltungen wird Hoyer auch künftig beschäftigen, da er weiter am Fraunhofer IMS arbeiten wird.
