3D-Scanning Racing-Drohne 
Mittels Structure-for-Motion-Berechnungen der Photogrammetrie können Objektmaße und 3D-Modelle aus gewöhnlichem Videomaterial erstellt werden. Zur Aufnahme des Videomaterials fliegen üblicherweise große Drohnen mit GPS-Steuerung über ein leicht zugängliches Gebiet. Ein Projekt in der Lichtwerkstatt untersucht Photogrammetrie-Anwendungen kleiner und agiler FPV-Racing-Drohnen, die eine 360°-Kamera tragen. Das besondere Fernsteuerungskonzept ermöglicht es durch schlecht zugängliche und für GPS ungeeignete Räume zu navigieren, von denen anschließend ein maßgetreues 3D-Modell errechnet werden kann.

aura optik – Lasermaterialbearbeitung
aura optik studiert in der Lichtwerkstatt die Einwirkung von fokussiertem Laserlicht auf verschiedene Materialien. Der experimentelle Ansatz besteht darin, einen grünen, im Nanosekundenbereich gepulsten Laser zu verwenden und einzelne (oder wenige) Pulse auf die Proben zu geben. Anschließend werden die Proben lichtmikroskopisch und elektronenmikroskopisch untersucht. Ziel dieser Studie ist, neue Ansätze zur Mikrostrukturierung mit Laser zu finden. www.aura-optik.de

Calisto – Beleuchtungs- und Lautsprechersystem 
Calisto ist ein neuartiges integriertes Beleuchtungs-und Lautsprechersystem mit gestengesteuerter Bedienung. Dafür werden in der Lichtwerkstatt Jena sowohl der Einsatz geeigneter optischer 3D-Sensorik erforscht, als auch eine passgenaue Auswertungssoftware entwickelt, die eine 3D-Gestensteuerung durch kontextbezogene Informationen ergänzt und vereinfacht. Eine zentrale Rolle in der Konzeption spielt die gezielte Modellierung der Beleuchtungsfunktion mit einer von der Sonne inspirierten flächigen Abstrahlung.

Celerrime Medical Drone 
Bei Celerrime handelt es sich um eine voll funktionsfähige Drohne, die sich modular unterschiedlichen Einsatzbereichen anpassen lässt und Transportmaterial bzw. Messtechnik aufnehmen kann. Durch die Verbindung von moderner Sensorik und künstlicher Intelligenz soll die Drohne sowohl Rettungskräften bei der Suche und Erstversorgung von Unfallopfern dienen, als auch als Höhenforschungsplattform für spezifische Messungen eingesetzt werden.

Fraunhofer IOF – 3D Messsystem 
Unser Verbundpartner Fraunhofer IOF entwickelt in der Lichtwerkstatt Jena ein einfach zugängliches Development-Kit für flexible Low-cost 3D-Sensorik mit Musterprojektion. Die Wissenschaftler unterstützen die Maker-Community dabei, dieses Kit in innovativen Prototypen zur Anwendung zu bringen. Als Trägerplattform zur Datenaufnahme und Verwertung wird auf marktübliche Systeme wie Handys oder Tablets zurückgegriffen. Die notwendige Software wird über die jeweiligen App-Stores der Maker-Community zur Nutzung und Weiterentwicklung zur Verfügung gestellt. 
www.iof.fraunhofer.de

maQuer.SPACE: Single Photon Detector
Das vom BMBF geförderte Forschungsprojekt „maQuer.SPACE“ arbeitet seit Januar 2021 eng mit der Lichtwerkstatt zusammen, um praxisnahe Experimente zur Quantenphotonik und Lehrmaterialien für die interessierte Öffentlichkeit zu entwickeln. Ziel ist es, Quantentechnologien möglichst vielen Menschen näher zu bringen und begreifbar zu machen. Die Herausforderung für das Team besteht darin, die Komponenten so zu konstruieren, dass ein Versuchsaufbau zu Hause oder im Klassenzimmer mit preiswerten Materialien und typischen Werkzeugen in DIY-Manier nachgebaut werden kann. Aktuell wird dafür der Einzelphotonendetektor auf der Basis einer elektrisch betriebenen Avalanche-Photodiode von engagierten MakerInnen in der Lichtwerkstatt entwickelt. Dafür stehen ihnen nicht nur kostengünstige, hochintensive und robuste Ein-Photonen-Quellen zur Verfügung, sondern auch eine kostengünstige Steuerelektronik für die Selbstmontage von Einzelphotonendetektoren.

Max Planck School of Photonics – AR/VR Digital Teaching Lab
In Kooperation mit der Max Planck School of Photonics entwickelt die Lichtwerkstatt Jena digitale Lehrinhalte mit Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR). Aktuell wird beispielsweise erprobt, wie sich Labore als reale Umgebungen durch digitale Informationen anreichern lassen (AR) oder Studierende die Grundlagen des experimentellen Aufbaus im Labor komplett virtuell erleben und erlernen können (VR). Für die Entwicklung und Umsetzung stehen der Lichtwerkstatt Jena neben neusten AR- und VR-Brillen, leistungsstarken Rechnern auch hochwertige Kamera- und Aufnahmetechnik zur Verfügung. www.maxplanckschools.de

Meteoriten-Kamera
Um aus Bilddaten die Trajektorie von Meteoriten berechnen zu können, benötigt man ein Netzwerk aus mehreren Kameras, die von verschiedenen Standorten aus den Nachthimmel beobachten und aufzeichnen. Die Kameras müssen nicht nur wetterfest sein, sondern auch über GPS, Algorithmen zur Bilderkennung oder einer Daten-Upload-Funktion verfügen. Ziel des Projektes ist es, eine Kamera zu entwerfen, die alle praktischen Anforderungen erfüllt und leicht nachgebaut werden kann, um das Netzwerk im Sinne des Citizen-Science erweitern zu können. Das Projekt entsteht in Zusammenarbeit mit abantu Kulturlabor Jena. Und das Projekt ist ein Sieger des Wettbewerbs „Jugend forscht – Schüler experimentieren 2019“.
www.kulturlabor-jena.space

NeoVital – Sensor zur Erfassung von Vitalwerten
NeoVital entwickelt einen Sensor, der mittels nano-optischen Filtern und 3D-Messtechnik die Vitalparameter beispielsweise von Neugeborenen erfasst. Herzfrequenz, Blutsauerstoffgehalt oder Atemvolumen können so kabellos beobachtet werden. Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena, TU Ilmenau und des Universitätsklinikums Jena arbeiten gemeinsam mit der Steinbeis Qualitätssicherung und Bildverarbeitung GmbH an dem Projekt. In der Lichtwerkstatt Jena werden Teile des Prototypen entwickelt. Beispielsweise kommen beim Bau des Gehäuses die 3D-Drucker zum Einsatz.

Raman-Spektrometer 
In dem vom Fraunhofer IOF unterstützten Innovationsprojekt entsteht eine vollständig dokumentierte Anleitung für de Bau eines Raman-Spektrometers. Die Herausforderung besteht im Besonderen darin, dass alle Einzelteile entweder im Handel problemlos erhältlich oder durch 3D-Druck bzw. andere etablierte Fertigungstechniken reproduzierbar sind. Ziel ist die Herstellung eines portablen und kostengünstigen Instruments, das für einfache Messaufgaben geeignet ist. 

Roboter-Plattform 
Physical Computing macht einfach mehr Spaß als das trockene Programmieren am Computer. Ziel des Schüler-Projektes ist darum eine fahrende Roboter-Plattform zu entwickeln, die sich mit einer Vielzahl von Sensoren verbinden lässt. Die Steuerung erfolgt über Raspberry Pi, der unkompliziert für die jeweiligen Steuerungs- und Kommunikationsaufgaben konfiguriert werden kann. Ein selbstfahrender Roboter ist dabei die Hardwarebasis. Die Plattform eignet sich sowohl für Einsteiger zum Erlernen der Programmierung von graphischen Programmiersprachen als auch für erfahrene Programmierer, um ausgefallene Sensoren oder Aktoren zu implementieren und komplexere Problemstellungen zu bearbeiten.
www.schueler-roboter.de

Singlepixel-Kamera
Ziel des Projektes ist die Demonstration alternativer Abbildungssysteme mit Anwendungen in hyperspektraler Bildgebung und 3D-Messung. Dafür analysiert das Team verschiedene Konzepte von Singlepixelkameras und ergänzt sie mit Detektoren beispielsweise für exotische Wellenlängen, Multispektralsensoren bis hin zu kompletten Spektrometern. Für das abbildende System kommt ein herkömmlicher Scanner zum Einsatz, der mit DMD-Array-Systemen und Compressed-Sensing-Verfahren erweitert wird. Das Team erhält Mittel für die Umsetzung vom Fraunhofer IOF.

Smartphone Lithographie
Bei dem Projekt werden hochauflösende Smartphone-Displays zur selektiven Belichtung einer Resistschicht verwendet, um einen kostengünstigen und portablen Zugang beispielsweise zur Herstellung von Platinen, Mikrooptik- und Mikrofluidikstrukturen zu ermöglichen. Dabei wird die notwendige Peripherie insbesondere eine Lackschleuder zum Herstellen der Resistschichten mit homogener Dicke integriert. Das Team untersucht verschiedene Polymere auf ihre Eignung als Resist während des vom Fraunhofer IOF unterstützten Projektes.

Solarzellen aus Pflanzenfarbstoffen
In dem „Jugend forscht“-Projekt untersuchen Schüler aus Weimar das Verhalten von sogenannten Grätzelzellen – also Solarzellen, die sich aus Pflanzenfarbstoffen (Antocyanen) herstellen lassen. Dafür werden Hibiskusblüten sorgfältig ausgekocht und weiterverarbeitet. Die selbst erzeugten Zellen werden anschließend professionell in der Lichtwerkstatt Jena mit einem Solarsimulator untersucht, der die gleiche Lichtleistung und das gleiche Spektrum liefert wie die Sonne. Das Projekt wird betreut vom Schülerforschungszentrum Gera.
www.jungforscher-thueringen.de/sfz/gera

UC2 – Quelloffene Mehrzwecktoolbox
Im Projekt UC2 entsteht ein quelloffenes, modulares Baukastensystem, das einfach an die spezifischen Anforderungen des Anwenders angepasst werden kann. So lassen sich z.B. Optik- und Mikroskopiesysteme spielend konstruieren. Die Produktionskosten sind dabei niedrig, da die einzelnen Komponenten durch 3D‑Druck gefertigt oder günstige, stets verfügbare mechano-elektro-optische Bauteile verwendet werden. Bildaufnahme und -verarbeitung werden durch allgegenwärtige Systeme wie z.B. Smartphones oder Raspberry Pi realisiert und liefern hochauflösende Ergebnisse.  
www.useetoo.org