Wie Nervenzellen den Fortschritt Künstlicher Intelligenz beschleunigen

Nevenzellen als Vorbild für Maschinelles Lernen (Symbolbild: Pixabay/Chen)

Das menschliche Gehirn lernt, indem sich Nervenzellen verbinden. Vernetzung ist aber auch eine Grundbedingung für digitales Maschinelles Lernen, das Anwendungen in der Künstlichen Intelligenz (KI) erst möglich macht. Während das Gehirn hierfür nicht mehr als etwa 100 Watt verbraucht, ist für das Maschinelle Lernen ein Energieeinsatz im Megawatt-Bereich erforderlich. Dieser enorme Aufwand stellt selbst KI-Weltmarktführer immer mehr vor massive Schwierigkeiten und ist eines der grössten Hemmnisse für Maschinelles Lernen.

Digitale Infos in Bernstein-Ersatz gespeichert

DNA, eingelagert in den neuen Bernstein-Ersatz (Illustration: mit.edu)

DNA lässt sich künftig in einem bernsteinartigen Polymer für viele Jahre konservieren. Genauer gesagt ist es ein duroplastisches Polymer, bekannt als vernetztes Polystyrol. Das Verfahren haben Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt. Sie haben sich dabei von dem Film "Jurassic Parc" inspirieren lassen, in dem Wissenschaftler aus Dinosaurier-DNA, die in Bernstein eingehüllt war, die vor Millionen Jahren ausgestorbenen Tiere wieder zum Leben erweckten.

KI-Training steigert Leistung von Exoskeletten

Gesunder Mensch testet das KI-trainierte Exoskelett im Freien (Foto: ncsu.edu)

Forscher der North Carolina State University haben eine neue Trainingsmethode für robotische Exoskelette entwickelt. Diese nutzt Künstliche Intelligenz (KI) sowie Simulationen und senkt den Energieverbrauch beim Gehen, Laufen und Treppensteigen um 13,1 bis 15,4 Prozent. Exoskelette sind elektromechanische Geräte, die aussen am Körper angebracht werden. Sie unterstützen die Bewegungen und entlasten Muskeln und Gelenke.

Soft-Roboter "erinnert" sich an seine Form

Soft-Roboter: Innovation aus den USA kann eine Vielzahl von Formen bilden (Illustration: ncsu.edu)

Nur 0,8 Millimeter dick ist ein neuer Soft-Roboter von Forschern der North Carolina State University, der sich beispielsweise als Greifer für winzige empfindliche Objekte oder zur Steuerung grösserer Soft-Roboter einsetzen lässt. Zur Bewegung setzen Jie Yin und sein Team auf zwei Techniken: Mikrofluidik und Formgedächtnismaterialien. Beide wirken sowohl mit- als auch gegeneinander, sodass das kleine Gebilde die raffiniertesten Bewegungen ausführen kann.

Smartphones erhalten "Durchblick"

nhalt einer Konfektschachtel: wird bald mit Gigahertz-Wellen sichtbar (Illustration: utdallas.edu)

Walter Sosa Portillo von der University of Texas in Dallas und sein Lehrer Kenneth O. haben ein neues mobiles Gerät zum Scannen von Wänden entwickelt. Ziel ist die Integration in ein Smartphone. "Diese Technologie ist so etwas wie der Röntgenblick von Superman. Doch wir verwenden Signale mit 200 bis 400 Gigahertz anstelle von Röntgenstrahlen, die gesundheitsschädlich sind." Den Forschern ist es gelungen, den Sender, der die Gigahertz-Signale aussendet, stark zu verkleinern.

Robo-Hund sammelt Luftproben nach Unfällen

Robo-Hunde beim Sammeln von Luftproben: für Menschen eine Erleichterung (Illustration: acs.org)

Ob Feuer, Chemieunfall, bei dem giftige Gase freigesetzt werden, oder Vulkanausbruch: Der neuartige vierbeinige hundeähnliche Roboter von Forschern der Jinan-Universität und der Technischen Universität Guangdong lässt sich von nichts abschrecken. Er sammelt Luftproben und bringt sie seinem "Herrchen" zur Analyse. Damit erspart er Menschen in Katastrophenfällen das gefährliche Vordringen in unwirkliche Umgebungen. Details sind in "Analytical Chemistry" der American Chemical Society nachzulesen.

Drohnen fliegen wie Samen des Ahornbaums

Drohne FROW-A mit ausgefahrenen Flügeln (Foto: SUTD)

Der einblättrige-Samen des Ahornbaums, der sich anmutig rotierend zu Boden dreht, wenn er vom Baum losgelassen wird, hat Forscher der Singapore University of Technology and Design zum Bau einer neuen Drohne inspiriert. Davon gibt es zwei Versionen, "FROW-A" (für Aktiv) und "FROW-P" (für Passiv). FROW-A fliegt, indem sie sich, wie ihr Bruder P, mit ihrem gesamten Körper dreht, hat aber zwei von Samara inspirierte Flügel, die in der Mitte durch eine mit Elektronik ausgestatteten Nabe verbunden sind.

Anode aus Lignin macht Batterien umweltverträglicher

Aus Holz hergestelltes Lignode-Pulver und Batterien (Foto: storaenso.com)

Einen Monat, nachdem Natron Energy mit der Massenproduktion seiner Natrium-Ionen-Batterie begonnen hat, macht der schwedische Natrium-Ionen-Batterien-Entwickler Altris diese lithiumfreien Batterien noch umweltverträglicher. Zusammen mit dem finnisch-schwedischen Papier- und Forstkonzern Stora Enso hat Altris Anoden aus Kohlenstoff entwickelt, die aus dem Holzbestandteil Lignin hergestellt werden.

Forscher bauen kleinsten 3D-Drucker der Welt

Künstlerische Darstellung des neuen 3D-Drucks per Chip (Illustration: Sampson Wilcox, mit.edu)

Den mit Abstand kleinsten 3D-Drucker der Welt haben Forscher des Massachusetts Institute if Technology (MIT) und der University of Texas entwickelt. Er ist nur wenige Millimeter gross und hat keine mechanisch beweglichen Teile. Er besteht aus einem Halbleiter-Chip, der Photonen emittiert. Diese treffen auf ein Harz, das an der beleuchteten Stelle aushärtet. Der Strahl wird mittels winziger optischer Verteiler in verschiedene Richtungen gelenkt, entsprechend der Form des Bauteils, das entstehen soll.

Cubesats warnt Australien vor Waldbränden

Cubesats: So sieht der Satellit zur Waldbrand-Früherkennung aus (Illustration: smartsatcrc.com)

Mit kleinen Satelliten, "Cubesats" genannt, will Australien die Gefahr von Waldbränden bannen, die das Land immer wieder heimsuchen. Sie sind mit Kameras ausgestattet, die die Oberfläche des fünften Kontinents permanent aufzeichnen. Das Besondere an dem Konzept, das Forscher der University of South Australia (UniSA) und Partner, darunter das Industriekonsortium Smartsat CRC, entwickelt haben, ist die Bildverarbeitung an Bord der Satelliten.

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