Künstliche Intelligenz für sicherere Fahrradhelme und bessere Schuhsohlen

Konzeptualisierung eines Laufschuhs aus einem Metamaterial. KI-​generiert mit DALL-​E (Visualisierung: ETH Zürich)

Forschende der ETH Zürich haben eine künstliche Intelligenz so trainiert, dass sie die Struktur sogenannter Metamaterialien mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsfälle entwerfen kann. Fahrradhelme zum Beispiel, die die Energie eines Aufpralls absorbieren, oder Laufschuhe, die jedem Schritt einen zusätzlichen Schub geben, oder Implantate, die die Eigenschaften von Knochen imitieren, werden damit möglich.

Neuer Weg zur organischen Leuchtdiode

Bunte Moleküle: Jetzt strahlen Acene in vielen Farben (Foto: Jose-Luis Olivares, mit.edu)

Ketten von miteinander verbundenen, kohlenstoffhaltigen Ringen haben einzigartige optoelektronische Eigenschaften, die sie als Halbleiter nützlich machen. Diese als Acene bezeichneten Ketten können Licht in verschiedenen Farben emittieren, was sie zu guten Kandidaten für den Einsatz in organischen Leuchtdioden (OLED) macht. Die Farbe des von einem Acen emittierten Lichts wird durch die Länge der Kette bestimmt. Doch je länger die Moleküle werden, desto weniger stabil sind sie, was ihre Verwendung in lichtemittierender Elektronik unmöglich macht.

Elektronen bei der Arbeit zusehen

Das internationale Forscherteam fand heraus, dass angeregte Elektronen (in der Mitte des Bildes) das schiefe Kristallgitter von Perovskit-​Nanokristallen geradebiegen kann. (Bild: Nuri Yasdani / ETH Zürich)

So manches wissenschaftliche und technische Problem könnte leicht gelöst werden, wenn es möglich wäre, in ein Material hineinzusehen und seine Atome und Elektronen beim Hin-​​ und Herschwingen zu beobachten. Im Fall der Halid-​​Perovskite, einer Sorte von Mineralen, die in den letzten Jahren beliebt geworden ist für Anwendungen in verschiedenen Technologien von Solarzellen bis zu Quantentechnologien, haben Physiker lange versucht, deren hervorragenden optischen Eigenschaften zu verstehen.

Roboter werden noch menschenähnlicher

Labormodell des neuen Sensors auf Farbbasis (Foto: Titouan Veuillet, Adrian Alberola Campailla)

Mit einer als "Chromosense" bezeichneten Technologie machen Forscher des Reconfigurable Robotics Lab (RRL) der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) Roboter noch ein bisschen menschenähnlicher. Sie können jetzt mehrere Reize gleichzeitig registrieren, was bisher in der Robotik als unmöglich galt, dem Menschen aber problemlos gelingt.

Hightech überführt Täter anhand ihrer Schuhe

Schuhe: Hightech kann Kriminelle noch schneller überführen (Foto: FoundryCo, pixabay.com)

Forscher der Staffordshire University haben in Zusammenarbeit mit der Polizei von West Yorkshire ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Verbrecher anhand ihrer Schuhe identifizieren lassen. Schuhsohlenabdrücke werden zwar schon von Alters her genutzt. Doch das neue Verfahren geht weit darüber hinaus. Es analysiert die obere Hälfte der Schuhe.

Agrarroboter sichern künftig die Artenvielfalt

Schmale Ackerstreifen statt riesiger Monokulturen als künftige Vision (Bild: Mark Airs)

Felder, auf denen vermeintlich bis zum Horizont Weizen oder andere Feldfrüchte wachsen, soll es laut Lazaros Nalpantidis von der Dänischen Technischen Universität (DTU) künftig nicht mehr geben. Sie benötigen mehr Pestizide und Fungizide als kleine Felder, auf denen unterschiedliche Arten wachsen. Die Biodiversität soll somit wiederhergestellt werden. Der Experte leitet das Projekt "Sava", das Agrarroboter entwickelt, die auf kleinen Flächen autonom arbeiten.

Forscher nutzen KI für Eisberg-Überwachung

Eisberge: Überwachung von Eisbergen mit Satelliten und KI (Foto: Jan Van Bizar, pixabay.com)

Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Satellitendaten dokumentieren Forscher der British Antarctic Survey (BAS) die Positionen und Bewegungen von Eisbergen in der Antarktis. Das ist wichtig für die Schifffahrt, vor allem aber für die Wettervorhersage, die Prognose des Anstiegs der Meeresspiegel und möglicherweise für die Milderung der Erderwärmung.

Mikroroboter fangen Mikroplastik effektiv ein

Schematische Darstellung des Einfangs von Mikroplastik (Illustration: Diogo Pinheiro)

Forscher der Technischen Universität Brünn und der Mendel-Universität Brünn haben biohybride Mikroroboter entwickelt, die winzige Plastikpartikel an sich binden und somit Gewässer und auch das Meer reinigen. "Unsere magnetischen Algenroboter (MARs) bestehen aus einer Kombination von Algen und umweltfreundlichen magnetischen Nanopartikeln", so Xia Peng, Doktorandin von Forschungsleiter Martinu Pumerovi. Mit Energie versorgt werden sie durch Licht, das von Titandioxid-Partikeln eingefangen wird.

Autonomer Bagger baut sechs Meter hohe Trockensteinmauer

Der Schreitbagger greift und scannt jeden Brocken, um ihn an die richtige Stelle zu setzen. Circularity Park in Oberglatt, Eberhard AG. (Bild: ETH Zürich / Marc Schneider)

ETH-​Forschende haben eine Methode entwickelt, um mit einem autonomen Bagger eine sechs Meter hohe und fünfundsechzig Meter lange Trockensteinmauer zu bauen. Die Mauer ist Teil einer digital geplanten und autonom modellierten Parkanlage. Trockenmauern sind ressourcenschonend, weil sie mit vor Ort verfügbaren Materialien wie Betonbruchstücken auskommen, sie enthalten also nur wenig graue Energie.

Digitale Assistenten werden per KI menschlich

Viele Momentaufnahmen der 'sprechenden Köpfe' (Fotos: ntu.edu.sg)

Digitale Assistenten sehen künftig aus wie Menschen und sie sprechen auch so. Vorbilder sind reale Personen, denen eine Software deren Sprechweise, Mimik sowie Mund- und Kopfbewegungen verleiht. Um diese "sprechenden Köpfe" zu generieren, sind ein Audioclip und ein Porträt des Menschen nötig, der "verwandelt" werden soll. Die Software dahinter haben Forscher der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur unter der Leitung von Lu Shijian entwickelt.

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