Stuttgart: Gips-Schüle-Stiftung vergibt Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 für bioinspiriertes Verschattungssystem „Solar Gate“ (Universitäten Stuttgart und Freiburg) und Klaus-Koeppen-Preis 2025 für digitale Musikinstrumente für Menschen mit Behinderung (Universität Furtwangen) - dotiert mit insgesamt 65.000 Euro Preisgeld
Die Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung zeichnete am 2. Dezember 2025 Forschende mit dem renommierten Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 im Rahmen einer feierlichen Preisverleihung im Stuttgarter Naturkundemuseum Schloss Rosenstein aus.
- Gips-Schüle-Forschungspreis 2025:
Mit dem mit 50.000 Euro dotierten Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 wurden Prof. Achim Menges, von der Universität Stuttgart und Prof. Dr. Thomas Speck von der Universität Freiburg (Breisgau) ausgezeichnet für das bioinspirierte Verschattungssystem „Solar Gate“, das das Klima in Innenräumen reguliert ohne zusätzliche Energie oder eine externe Steuerung zu benötigen. Die Module des Systems reagieren vollkommen autonom auf Veränderungen desWetters, nur auf Umweltreize.
v.l.n.r.: Prof. Achim Menges (Universität Stuttgart) und Prof. Dr. Thomas Speck (Universität Freiburg) erhalten den Forschungspreis der Gips-Schüle-Stiftung 2025, hier mit Prof. Dr. Peter Frankenberg und Dr. Walter Schwenck, Aufsichtsräte der Stiftung sowie Stiftungsvorstand Dr. Stefan Hofmann.
Prof. Dr. Thomas Speck (Universität Stuttgart) mit dem Zapfen einer Zuckerkiefer (Pinus lambertiana), dem größten aller Kiefernzapfen, an dem er die Prinzipien pflanzlicher Mechanik für das Verschattungssystem „Solar Gate“ erforschte, hier mit dem Architekten Prof. Achim Menges (Universität Stuttgart).
- Klaus-Koeppen-Preis der Gips-Schüle-Stiftung 2025 für interdisziplinäre Forschungsprojekte mit besonderer sozialer Relevanz:
Ergänzend zum Gips-Schüle-Forschungspreis wurde Andreas Förster von der Hochschule Furtwangen für seine Entwicklung von digitalen Musikinstrumenten für Menschen mit Behinderung mit dem mit 15.000 Euro dotierten Klaus-Koeppen-Preis der Gips-Schüle-Stiftung 2025 ausgezeichnet.
Andreas Förster (2.v.l.) erhält den Gips-Schüle-Sonderforschungspreis 2025 -Klaus-Koeppen-Preis- , hier mit Dr. Stefan Hofmann (1.v.r.), Vorstand der Gips-Schüle-Stiftung und Prof. Dr. Peter Frankenberg (2.v.r.) und Cornelia Horz (1.v.l.), Aufsichtsräte der Gips-Schüle-Stiftung
Andreas Förster, Preisträger des Gips-Schüle-Sonderforschungspreis 2025 - Klaus-Koeppen-Preis -, baut digitale Musikinstrumente, die unabhängig von individuellen und motorischen Fähigkeiten genutzt werden können
Mehr zu den Preisträgern und ihren Innovationen:
- Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 für Prof. Achim Menges, Universität Stuttgart, und Prof. Dr. Thomas Speck, Universität Freiburg, für das bioinspirierte Verschattungssystem „Solar Gate“:
Dieses neuartige Verschattungssystem orientiert sich an den Prozessen, die an Kiefernzapfen ablaufen, wenn sich die Feuchtigkeit verändert. Ein raffinierter Mechanismus, den die Zuckerkiefer mit dem größten aller Kieferzapfen anwendet, wurde hierfür abgeschaut. In der Natur schützt der Kiefernzapfen seine Samen vor Feuchtigkeit, indem er seine Schuppen schließt und er öffnet sich bei Trockenheit, so dass sich die Samen mit dem Wind verbreiten können. Im Kiefernzapfen bewirken zwei benachbarte Schichten, die unterschiedlich auf Feuchtigkeit reagieren, diese kontrollierte Veränderung. Dazu sagt der Biologe Thomas Speck: „Ein System, das extrem robust und resilient ist und auch bei großen Störungen noch gut funktioniert.“
v.l. Moderator Markus Brock im Gespräch mit Prof. Dr. Thomas Speck, Universität Freiburg, und Prof. Achim Menges, Universität Stuttgart, der ein einzelnes Modul des Verschattungssystems „Solar Gate“ in den Händen hält
Diesen hygromorphen Mechanismus als Prinzip haben der Biologe Thomas Speck und der Architekt Achim Menges auf das innovative Verschattungssystem „Solar Gate“ übertragen:
Im 3D-Druckverfahren stellen sie Module aus biobasiertem Polyvinyl und Cellulosefasern her. Bei dieser neuen, additiven Fertigungstechnologie krümmt sich das Material später als Reaktion auf Umweltreize hin selbst in die programmierte Form - wie hier bei der sich verändernden Luftfeuchtigkeit. Es handle sich tatsächlich um „4D-Druck“, betont Achim Menges, weil die Zeit als vierte Dimension mit ins Spiel komme.
Die computerbasierte Fertigung erlaubt, die Reaktionsfähigkeit des Materials präzise zu bestimmen, so dass sie optimal für die Anwendung an Gebäuden angepasst werden kann. Dadurch schließt sich das Verschattungssystem verlässlich bei heißen Bedingungen und bei kaltem Wetter öffnet es sich.
Auf den Modulen befinden sich, der Natur nachgeahmt, ebenfalls zwei Gewebeschichten, die unterschiedlich quellen und sich so kontrolliert und schnell verformen können. Angebracht in Fenstern mit einer Luftkammer, die noch vor Gebäudefenster gesetzt werden, hängen die Module senkrecht aufgehängt an Metalldrähten zwischen den Scheiben. Die Luftfeuchtigkeit dringt nur in diesen vor das Fenster gesetzten schmalen Glaskasten durch Schlitze in dessen Aluminiumrahmen ein. Dadurch öffen und schließen sich die Module innerhalb kurzer Zeit komplett selbständig.
Das Verschattungssystem „Solar Gate“ hat den großen Vorteil, dass die entwickelten Module vollkommen selbstständig auf das Wetter reagieren - es wird weder zusätzliche Energie noch eine externe Steuerung benötigt.
Das vom Stuttgarter Architekten Achim Menges adaptierte Prinzip bei „Solar Gate“ zielt anders als beim Kiefernzapfen darauf ab, bei Sommersonne die Module eine große Verschattungsfläche bilden zu lassen und an Wintertagen stark zusammengezogen die Wintersonne ins Gebäude scheinen zu lassen oder auch an bewölkten Tagen genügend Licht durchzulassen.
Auf erste Tests im Labor hin wurden die neuartigen Verschattungselemente „Solar Gate“ realen Wetterbedingungen ausgesetzt und hierfür an der Biomimetic Shell, einem Forschungsgebäude am Freiburger „Zentrum für Interaktive Werkstoffe und Bioinspirierte Technologien“ getestet. Da die Verschattungselemente zuverlässig und autonom auf die Luftfeuchtigkeit reagierten und auch trotz wechselnden Wetters die Zellulose-Doppelschichten auch nach einem Jahr keine mechanischen Schäden aufwiesen, soll „Solar Gate“ mit Partnern aus der Industrie weiterentwickelt werden.
Dr. Stefan Hofmann, Vorstand der Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung sagte: „Ich bin immer wieder fasziniert und begeistert, wie aus Beobachtungen der Natur überzeugende Lösungen für die Herausforderungen der Zukunft erforscht werden. Ich freue mich sehr, dass wir von der Gips-Schüle-Stiftung so herausragende Projekte in Baden-Württemberg mit unseren Preisen unterstützen können.“
Hinter „Solar Gate“ steht die Zusammenarbeit zwischen der Universität Stuttgart (ICD, IKT, Exzellenzcluster IntCDC) und der Universität Freiburg (Plant Biomechanics Group, IMTEK, Exzellenzcluster livMatS), gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder.
Für diesen interdisziplinären Erfolg verbanden zwei Exzellenzcluster ihre Fachkompetenz und sie können auf eine langjährige Zusammenarbeit in der bionisch inspirierten Architektur zurückblicken.
Der Stuttgarter Architekt Prof. Achim Menges, Leiter des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) an der Universität Stuttgart forscht im Rahmen des Exzellenzclusters „Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC)“ der Universität Stuttgart seit 2019 an digitalen Technologien für ein zukunftsfähiges, klimapositives Planen und Bauen. Der gebürtige Mannheimer, der auch in London und in den USA, etwa an der Harvard Graduate School of Design lehrte, entwickelt mit seinem Team Strukturen, die auf Umweltbedingungen reagieren und findet Wege, Technologie und Natur zu intelligentem Bauen zu verschmelzen.
Prof. Dr. Thomas Speck von der Universität Freiburg brachte seine umfangreiche Expertise im Bereich der Materialwissenschaften und der Biomimetik im Exzellenzcluster „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)“ der Universität Freiburg mit ein. Der in Karlsruhe geborene Wissenschaftler erforscht bereits seit Jahrzehnten die Intelligenz der Natur. Nach einer Lehrtätigkeit in Wien kehrte er zurück nach Freiburg und wurde Professor für Botanik, Funktionelle Morphologie und Biomechanik von Pflanzen sowie Direktor des Botanischen Gartens der Universität und auch Mitglied des Direktoriums des Freiburger Zentrums für interaktive Materialien und bioinspirierte Technologien. Seine Forschungen zur funktionellen Morphologie und Biomechanik von Pflanzen, oder auch zur Evolutionsbiologie wurden in mehr als 400 wissenschaftlichen Artikeln publiziert. Er erhielt zahlreiche Preise - darunter auch 2013 zusammen mit dem Bauingenieur Jan Knippers schon einmal den Gips-Schüle-Forschungspreis. Ausgezeichnet wurde damals der „Flectofin“, eine bionische Fassadenverschattung ohne Gelenke und Scharniere - und inspiriert war dieser Klappmechanismus von der Blüte der Strelitzie.
- Klaus-Koeppen-Preis der Gips-Schüle-Stiftung 2025 für interdisziplinäre Forschungsprojekte mit besonderer sozialer Relevanz für Andreas Förster, Hochschule Furtwangen für seine Entwicklung von digitalen Musikinstrumenten für Menschen mit Behinderung:
Mit digitaler Hilfe, durch die Verbindung von Musiktechnologie mit Sonderpädagogik, ermöglicht Andreas Förster Menschen mit Behinderung ein „Musizieren ohne Grenzen“, bei dem sie Selbstwirksamkeit erfahren. In seiner Promotionsarbeit widmete er sich dem Thema Musik in deutschen Förderschulen. Gemeinsam mit Schülerinnen, Schülern und dem Team einer Förderschule entwickelte er, da die verfügbaren Instrumente nicht barrierefrei waren und digitale Instrumente eine Seltenheit waren, mit ihnen digitale Instrumente, so wie sie sich diese wünschten - abgestimmt auf die körperlichen und kognitiven Fähigkeiten der Kinder.
Zwanzig Prototypen wurden entwickelt. Das waren Gitarreninstrumente und loopbasierte Instrumente für elektronische Musik, so dass z.B. auch Technomusik gespielt werden kann. Abgestimmt auf Kinder mit Mehrfachbehinderungen wurden zudem einzelne Instrumente entwickelt, die deren jeweilige Bewegungsmuster und Interaktionsformen berücksichtigen. Ohne dass die musizierenden Kinder besondere technische Kenntnisse haben müssen oder Musikpädagogik erforderlich wäre, hat sich Andreas Richter der Aufgabe verschrieben, ein modulares System zu entwickeln, bei dem die digitalen Musikinstrumente an die jeweiligen individuellen Fähigkeiten der unterschiedlichen Personen angepasst werden können. Es macht keinen Unterschied ob leichte oder schwere Behinderungen vorliegen - anders als bei den weit verbreiteten akustischen Instrumenten werden mit dieser Technik - weg vom überwiegend Zuhören wie es Martin Försters empirische Arbeit zeigt, hin zum aktiven Musizieren - ganz neue Möglichkeiten für Teilhabe und inklusive musikalische Bildung eröffnet. Sein Antrieb, sagt Martin Förster, ist: „Langfristig möchte ich möglichst vielen Menschen eine selbstbestimmte und gleichberechtigte Teilhabe am aktiven Musizieren ermöglichen.“
Martin Försters Forschungsprojekt vereinte mehrere Disziplinen. Es war ein Zusammenspiel von Musikpädagogik, Sonderpädagogik, Human-Computer-Interaction und Disability Studies erforderlich. Unterstützung erhielt Andreas Förster vom Bundesverband Musikunterricht.
Ein besonderes Anliegen war ihm, keine kommerzielle Hard- und Software zu nutzen, sein Projekt setzt ausschließlich auf Open Source.
Das erste Instrument, das Andreas Förster gebaut hat, ist ein ganz besonderes, denn es ermöglicht eine multisensorische Auszeit: Im „Snoezelen“-Raum, dem Entspannungsraum der Bregtalschule in Furtwangen, in dem sich die Schülerinnen und Schüler zur Erholung auch auf ein großes Wasserbett legen können, befindet sich der „SnoeSky“, eine Art Sternenhimmel, dessen Sternbilder mit LED-Lichtern ausgestattet wurden und wenn die Kinder das Licht ihrer Taschenlampen auf sie richten, steuern sie einen Subwoofer im Bett an, so dass Klänge und sanfte Vibrationen erzeugt werden.
Für eines der Kinder, das nur begrenzt auf Interaktionen reagiert, entwickelte Andreas Förster ein maßgeschneidertes Instrument. In eine Rassel, mit der ein Junge häufig spielte, integrierte er in einen Sensor, der übertrug die Bewegung der Rassel per WLAN an den Computer und auf diese Weise wurden Klänge auslöst. Dazu sagte Förster: „So lassen sich bei der gewohnten Interaktion auch musikalische Klänge erzeugen, und es wurde erreicht, dass der Junge mit dem Klang experimentierte.“
Ein Wunsch, den viele Schülerinnen und Schüler hatten, die Andreas Förster im Rahmen seines Entwicklungsprojekts befragte, war eine Gitarre - und sie sollte auch wie ein richtige Gitarre aussehen. So nutzte Förster für den Prototyp seiner Gitarre das Gehäuse eines Playstation-Controllers und verbaute ihn so, dass er im Aussehen einer „Gitarre“ ähnelt. Die Buttons auf dem Hals ersetzte er durch eigene Elektronik und um das Zupfen der Saiten zu simulieren, installierte er sogenannte „Touch Slider“. Mit einem weiteren Hebel lassen sich die Klänge umstellen. Über die digitale „Gitarre“, sagt Förster, sie sei „leicht zu bedienen, wird sehr gut angenommen und ermöglicht musikalische Selbstwirksamkeitserfahrungen.“
Martin Förster hat Zivildienst an einer Förderschule für geistige Entwicklung gemacht. Dabei sah er, dass im Musikunterricht meistens sehr einfache akustische Musikinstrumente zum Einsatz kamen, die für einige Schülerinnen und Schüler aber trotzdem nicht zugänglich waren. Förster selbst war immer musikalisch aktiv, hat Instrumente zu spielen erlernt, in Bands gespielt und Musik zu machen als große Lebensqualität erfahren, er sagt: „Das aktive Musizieren gehört aus meiner Sicht zur Bildung und zur musikalischen Bildung dazu. Es gibt auch therapeutische Argumente, wobei mir in erster Linie das Recht auf Teilhabe und musikalische Bildung wichtig ist.“
Gemeinsam mit der Hochschule Furtwangen wird nun zunächst eine Pilotstudie geplant. Angestrebt wird, eine dreijährige Großförderung zu bekommen, dann würde Förster das Projekt gerne als Postdoc begleiten.
Es war der Zivildienst, der Andreas Förster an eine Förderschule für geistige Entwicklung führte. Nachdem er noch ein Jahr ehrenamtlich im Behindertenfahrdienst tätig war, studierte er zunächst am Konservatorium Maastricht Musik für das Lehramt, wechselte dann aber an die Universität Köln für den Bachelor in Sonderpädagogik. Danach schloss er noch das Bachelorstudium Musikdesign an der Staatlichen Hochschule für Musik in Trossingen an, da er die Sonderpädagogik mit Musiktechnologie verbinden wollte. Bei der anschließenden interdisziplinär angelegten Promotion, die Sonderpädagogik, Musikpädagogik und Musiktechnologie verbindet, hat er eng mit Prof. Dr. Norbert Schnell zusammengearbeitet, der an der Hochschule Furtwangen Studiendekan im Bereich Musikdesign ist. Die Hochschule Furtwangen besitzt kein Promotionsrecht, daher hat Andreas Förster dann 2025 an der TU Berlin bei Prof. Dr. Stefan Weinzierl promoviert.
Im Rahmen der Preisverleihung, die im Staatlichen Museum für Naturkunde Stuttgart (SMNS) stattfand, sprach auch dessen Kaufmännische Direktorin Beate Lex ein Grußwort. Sie freute sich, die Gäste im besucherstärksten Landesmuseum Baden-Württembergs begrüßen zu können, das eine der bedeutendsten naturwissenschaftlichen Sammlungen Europas besitzt und am Standort „Schloss Rosenstein“ zu einer Weltreise und im „Museum am Löwentor“ zu einer Zeitreise ins „Triassic Life“ einlädt, wo auch über die spektakuläre Neuentdeckung des „Wundersauriers“ Mirasaura gestaunt werden darf.
Durch die feierliche Preisverleihung führte Markus Brock.
Für die musikalische Umrahmung sorgte die Linda Kyei Swing Combo.
Gips-Schüle-Stiftung:
Die in Stuttgart Bad-Cannstatt ansässige Gips-Schüle-Stiftung kann 2025 auf ihr 60-jähriges Bestehen zurückblicken. Ihr Anliegen ist es „Forschung für den Menschen“ und auf vielfältige Weise Wissen und Wissenschaft in Baden-Württemberg zu fördern. Es geht ihr immer darum, den Menschen und der Gesellschaft zu nutzen. Ein besonderes Anliegen der Stiftung ist es, die MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) sowie interdisziplinäre Projekte zu fördern. Sie arbeitet eng mit den Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg zusammen und ermöglicht die Durchführung zukunftsweisender Forschungsprojekte. Die Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung finanziert Stiftungsprofessuren, vergibt Stipendien, unterstützt Studienbotschafter zur Anwerbung von Abiturientinnen und Abiturienten für MINT-Fächer, zudem Projekte zur Lehreraus- und -fortbildung und darüberhinaus fördert sie fachübergreifende politische Bildung.
Der Gips-Schüle Forschungspreis wurde 2013 ins Leben gerufen und seitdem alle zwei Jahre vergeben.
Weitere Informationen unter: www.gips-schuele-stiftung.de
Foto: Diana Rasch
Text: Elisabeth Rasch und Diana Rasch
