Eine Toolbox für die Quantenforschung: Quantenspin-Modell aus Nanographen-Molekülen

Molekulare Lego-Steine: Für die homogene Heisenberg-Kette verwendeten die Forschenden das Nanographen-Molekül Olympicen, das aus fünf Kohlenstoffringen besteht. Bild: Empa

Empa-Forschende des "Nanotech@surfaces"-Labors haben ein weiteres fundamentales theoretisches Modell aus der Quantenphysik experimentell nachgebaut, das auf den Physik-Nobelpreisträger Werner Heisenberg zurückgeht. Grundlage für das erfolgreiche Experiment bildete eine Art "Quanten-Lego" aus winzigen Kohlenstoff-Molekülen, sogenannten Nanographenen. Diese synthetische "bottom-up" Methode ermöglicht vielseitige experimentelle Forschung an Quantentechnologien, die diesen einst zum Durchbruch verhelfen könnte.

Neue leuchtkräftigere LED-Displays in Sicht

Labormuster einer Perowskit-Leuchtdiode (Foto: Olov Planthaber, liu.se)

Heute aus sogenannten III-V-Halbleitern wie Galliumarsenid hergestellte LEDs werden mit einem neuen Ausgangsmaterial von Optoelektronikern der Universität Linköping besser und billiger. Sie nutzen synthetisch hergestellte Perowskite. Das sind poröse Keramiken, die bereits in Solarzellen zum Einsatz kommen. Diese LEDs erzeugen zudem leuchtendere Farben, was vor allem für den Einsatz in Bildschirmen wichtig ist.

Muskeln aus dem 3D-Drucker

Patrick Danner vom Empa-Labor für Funktionspolymere arbeitet an Aktoren aus weichen Materialien. Bild: Empa

Empa-Forschende arbeiten an künstlichen Muskeln, die mit den echten mithalten können. Nun haben sie eine Methode entwickelt, die weichen und elastischen, aber dennoch kraftvollen Strukturen mittels 3D-Druck herzustellen. Eines Tages könnten sie in der Medizin oder der Robotik zum Einsatz kommen – und auch überall sonst, wo sich Dinge auf Knopfdruck bewegen sollen.

Forscher wollen Korallenriffe mittels KI retten

Unterwasserroboter 'Curee' soll Korallenriffe mit KI überwachen (Foto: Austin Greene, whoi.edu)

Die Überwachung des Gesundheitszustands von Riffen und damit des Wohlergehens von Meeresbewohnern erlebt mit einem neuen System von Forschern der Woods Hole Oceanographic Institution eine Revolution. Die Wissenschaftler haben unter Zuhilfenahme Künstlicher Intelligenz (KI) sämtliche Unterwassergeräusche in Echtzeit analysiert und sich so einen Überblick über alle Lebewesen verschafft.

KI und IoT sollen Zukunft des Waldes sichern

Natur: Gesundheit von Wäldern wird automatisch überwacht (Foto: ktu.edu)

Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Datenanalyse wollen Forscher der Technischen Universität Kaunas (KTU), der grössten Technischen Hochschule Litauens sowie des gesamten Baltikums, die Gesundheit der Wälder sicherstellen. In Zeiten des Klimawandels sind sie mehr denn je gefährdet. Förster und Wissenschaftler können die lückenlose Überwachung nicht leisten, da es an Personal fehlt.

Schubser bringt Roboter auf den rechten Weg

Handgreifliches Training eines Roboterarms im Labor (Foto: Melanie Gonick, mit.edu)

Mit einem Trainingsprogramm machen Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammen mit Experten des Chip-Herstellers Nvidia Haushaltsroboter zu wertvollen Helfern. Die Roboter servieren Speisen, putzen Toiletten und fegen Schmutz weg. Machen sie einen Fehler, müssen sie noch einmal üben. Auch gezielte Schubser sind für die Maschinen lehrreich, sagen die Ingenieure.

GPS mit optischen Atomuhren zentimetergenau

Minghao Qi in seinem Nanooptiklabor der Purdue University (Foto: Alexandria Moore, purdue.edu)

Mit optischen Atomuhren, die auf einen Chip passen, verbessern Forscher der Purdue University und der Technischen Universität Chalmers die Genauigkeit von Systemen der Satellitennavigation von heute rund zehn Metern auf wenige Zentimeter. Das optimiert das autonome Fahren und die Positionsbestimmung von allen elektronischen Systemen, die mit GPS ausgestattet sind. Selbst kleine Veränderungen auf der Erdoberfläche, die durch Vulkanausbrüche verursacht werden beziehungsweise diesen vorausgehen, liessen sich so erfassen, so Purdue-Forscher Minghao Qi.

KI ermöglicht hochwertige medizinische Bilder

Physikalische Grundlagen des neuen QPI-Verfahrens (Bild: hzdr.de)

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) nutzen die sogenannte chromatische Aberration unter Zuhilfenahme von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Erstellung qualitativ hochwertiger medizinischer Aufnahmen mit Standardmikroskopen. Das könnte der Quantitativen Phasenmikroskopie (QPI) zum Durchbruch verhelfen, glauben die Forscher.

KI erstellt Business-Plan so gut wie ein Mensch

KI: erstellt nun auch überzeugende Business-Pläne (Bild: Chris_and_Ralph, pixabay.com)

Laut einer neuen Studie der zur University of Texas at Austin gehörenden McCombs School of Business erstellt eine KI komplexe Business-Pläne genauso gut wie ein Mensch. Forscher Harsh Ketkar zufolge verbessert ein speziell darauf trainierter Algorithmus die Geschwindigkeit, Qualität und Skalierbarkeit der strategischen Geschäftsanalyse.

Robo "Goat" passt sich an jedes Gelände an

Roboter 'Goat': Maschine findet sich auch in schwierigem Gelände zurecht (Foto: epfl.ch/labs/create)

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben mit "Goat" einen "Morphing Robot" als neuen Roboter entwickelt, der seine Form individuell dem jeweiligen Gelände anpasst. Entwicklerin Josie Hughes hat sich das Design von Gämsen abgeschaut, die fast senkrechte Felswände hinaufrennen, bis hin zu Gürteltieren und Igeln, die sich zu schützenden Kugeln zusammenrollen, um sich mühelos an Veränderungen in ihrer Umgebung anzupassen.

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