Science

Auf dem Weg zu intelligenten Mikrorobotern

Laura Heyderman (links) und Tian-Yun Huang (Mitte) betrachten ein Modell des Origami-Vogels, während Jizhai Cui den echten Mikroroboter unter einem Mikroskop beobachtet. Was er dort sehen kann, zeigt das Video, das die Forschenden gemacht haben. (Foto: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic)

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der ETH Zürich haben eine Mikromaschine entwickelt, die unterschiedliche Aktionen ausführen kann. Dafür werden zuerst Nanomagnete in Bauteilen des Mikroroboters magnetisch programmiert und die verschiedenen Bewegungen dann durch Magnetfelder gesteuert. Solche nur wenige Mikrometer messende Maschinen könnten beispielsweise im menschlichen Körper eingesetzt werden, um kleine Operationen durchzuführen.

Bio-Chip misst Verletzungen von Gewebe

Neuer Bio-Chip der TU Wien für individualisierte Medizin (Foto: tuwien.at)

Forscher der Technische Universität Wien (TU Wien) haben eine inzwischen patentierte Methode entwickelt, Gewebe in scheckkartengrossen Bio-Chips zu züchten und auf genau definierte Weise mechanischem Stress auszusetzen. Das ermöglicht nicht nur wichtige Grundlagenforschung über Gewebsverletzungen, es öffnet auch die Tür zu besserer individualisierter Medizin: Im Laborversuch lässt sich etwa ausprobieren, welche Medikamente für eine bestimmte Person am besten sind.

Das Quanteninternet kommt langsam in Reichweite

Am Walther-Meissner-Institut (WMI) entwickelter Quantenschaltkreis, mit dem verschränkte Mikrowellen-Zustände erzeugt werden können (Foto: Andreas Baltenberg/ TU München)

Einem internationalen Team, angeführt von Physikern der Technischen Universität München (TUM), ist es erstmals gelungen, eine sichere Quantenkommunikation im Mikrowellenbereich in einem lokalen Quanten-Netzwerk experimentell zu realisieren. Die neue Architektur soll ein entscheidender Schritt hin zu verteiltem Quantenrechnen darstellen, heisst es.

Framework verspricht transparentere KI

Binäres: für Menschen oft nicht nachvollziehbar (Foto: Pixelio/ Marcus Stark)

Bei Künstlicher Intelligenz (KI) ist oft nicht wirklich klar, warum sie ihre Entscheidungen trifft - was sich spätestens bei Militär- und Sicherheitsanwendungen als ein echtes Problem darstellt. Forscher der North Carolina State University (NCSU) haben ein neues Framework vorgeschlagen, um die Nachvollziehbarkeit von KI-Entscheidungen zu erleichtern. Denn im Prinzip liefert ein KI-System dadurch eine Erklärung mit. Bei Tests mit einem Objekterkennungs-System hat das keine Performance-Einbussen mit sich gebracht.

Neuer Algorithmus beschleunigt Roboter-Greifen

Robo-Arm: Algorithmus beschleunigt Griff (Foto: mit.edu)

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen Algorithmus entwickelt, der den Greifprozess von Roboter-Armen massiv beschleunigt. Indem der Arm ein Objekt gegen eine feste Oberfläche drückt, passt er so seinen Griff an die Beschaffenheit des Objektes an und positioniert es so neu. Der gewöhnliche Greifprozess erfordert vergleichsweise langwierige und aufwendige Analysen.

Hilfe für Gehörlose durch flexibles Hirnimplantat

Flexibles Hirnimplantat hilft Gehörlosen (Bild: Video-Screenshot)

Schwerhörigen und Gehörlosen, deren Innenohr ganz oder teilweise zerstört oder deren Hörnerv beschädigt ist, kann man mit klassischen Methoden gar nicht und mit bisherigen Hirnstamm-Implantaten nur sehr rudimentär helfen. Ein Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) arbeitet daher mit US-Kollegen an einem weichen Implantat, das sich dem gewölbten Teil des Gehirns, das fürs Hören zuständig ist, perfekt anpasst. Damit sollen Patienten wieder hören können.

Forscher entwickeln strickbares E-Garn

Wissenschaftler der Drexel University verwandeln normales zellstoffbasiertes Garn in hochleitfähiges, beständiges E-Garn. Möglich macht das eine Beschichtung mit einem 2D-Material aus der Gruppe der MXene. Das Ergebnis ist ein Faden, der sich in normalen Strickmaschinen verarbeiten lässt und gut waschbar ist. Da das genutzte Material unter anderem auch als Stromspeicher geeignet ist, könnte das praktische E-Kleindung ermöglichen.

Mikroskop liefert Kinobilder aus lebenden Zellen

Aufnahmen des neuen Mikroskops (Foto: uni-bielefeld.de, W. Hübner)

Forscher der Universität Bielefeld, des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) und der Universität Jena haben eine neue Technik entwickelt, um Vorgänge in Zellen live zu beobachten. Den in "Nature Communications" publizierten Ergebnissen nach haben die Forscher die Technik der superauflösenden strukturierten Beleuchtungsmikroskopie (SR-SIM) weiter verbessert.

Künstliche Intelligenz erforscht dunkle Materie im Universum

Ausschnitt aus einer typischen computergenerierten Massenkarte der dunklen Materie, wie sie von den Forschen zum Trainieren des neuronalen Netzwerks benutzt wird. (Bild: ETH Zürich)

Ein Team aus Physikern und Informatikern der ETH Zürich hat einen neuen Zugang zum Problem der dunklen Materie und dunklen Energie im Universum entwickelt. Mit Hilfsmitteln des maschinellen Lernens programmierten sie Computer so, dass diese sich selbst beibrachten, relevante Informationen aus Himmelskarten zu gewinnen.

Körber-Preis 2019 für Bernhard Schölkopf

Bernhard Schölkopf (Bild: Körber Stiftung/ Friedrun Reinhold)

Bernhard Schölkopf, Direktor des Max‐Planck‐Instituts für Intelligente Systeme und affiliierter Professor der ETH Zürich, ist für seine Forschungstätigkeit im Bereich des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz mit dem Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft ausgezeichnet worden.