Ob im Smart Home, bei Sprachassistenten, in Navigationssystemen – Künstliche Intelligenz (KI) ist längst Teil unseres Alltags. In der Raumfahrt wird sie dagegen kaum genutzt. Der Grund: Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Sicherheit sind hier besonders hoch und KI erfüllt diese bislang nicht. Dabei ist das Potenzial riesig: Mit KI könnten etwa Roboter im Weltall Satelliten zusammenbauen – was deutlich kostengünstiger ist, als sie auf der Erde zu montieren. Das FZI Forschungszentrum Informatik möchte daher mit dem Projekt VeriKI…

Physiker verwenden antiferromagnetischen Rost, um Informationen über große Entfernungen bei Raumtemperatur zu transportieren Sei es bei Smartphones, Laptops oder Großrechnern: Die Informationsübertragung basiert derzeit auf einer einzigen Materialklasse – wie bereits in den Anfängen der Informatik vor etwa 60 Jahren. Eine neue magnetische Materialklasse dagegen könnte die Informationstechnologien auf eine andere Stufe heben: Antiferromagnetische Isolatoren ermöglichen Rechengeschwindigkeiten, die tausendfach schneller sind als bei herkömmlicher Elektronik. Dabei entwickeln sie zusätzlich deutlich weniger Hitze. Die Bauelemente könnten daher auch enger zusammengepackt und…

Ein Forschungsteam aus Italien, Norwegen und Deutschland hat gezeigt, dass sich die Eigenschaften von Molekülen signifikant verändern, wenn sie mit quantisierten elektromagnetischen Feldern in optischen Hohlräumen wechselwirken. Mit Hilfe neuartiger theoretischer Methoden und Computersimulationen weist das Team nach, dass die Chemie von Molekülen im Grund- und angeregten Zustand durch einen Einschluss in einem Hohlraum modifiziert werden kann. Die Forscher zeigen, wie die Modulation der Resonatorfeldfrequenz den Elektronentransfer innerhalb des Systems steuern kann. Ihre neu entwickelte Methodik ist potentiell wichtig für…

… nach optischer Anregung beobachtet Untersuchung von zeitaufgelösten Femtosekunden-Röntgenstreusignalen enthüllt schnellere Dynamik von chiraler im Vergleich zu kollinearer magnetischer Ordnung. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Siegen, des Forschungszentrums Jülich und des Elettra-Synchrotrons in Triest hat einen neuen Meilenstein für die ultraschnelle Kontrolle des Magnetismus erreicht. Das internationale Team arbeitet an Magnetisierungskonfigurationen, die eine chirale Drehung aufweisen. Chiralität ist ein Symmetriebruch, der beispielsweise in der Natur in Molekülen vorkommt, die für das Leben essenziell sind. Die…

Erst beugen und dann drehen Das Wasser auf der Erde macht unseren Planeten bewohnbar. Dieses speichert die Energie der Sonne und gibt sie in Form von Wärme ab. Eine internationale Forschungskollaboration unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung hat nun gezeigt, dass wie und wie schnell die in den Molekülen gespeicherte Energie in Wärme umgewandelt wird, stark von der Strahlungsenergie selbst abhängt. Die Wissenschaftler*innen fanden heraus, dass die Energie eines gebeugten Wassermoleküls schnell freigesetzt werden kann, indem sich das Wassermolekül in…

Ein dänisch-deutsches Forschungsteam hat einen winzigen Chip entwickelt, der auf Quantentechnologie basiert und – wenn er in größerem Maßstab realisiert würde – die Rechenleistung eines klassisch arbeitenden Supercomputers übertreffen könnte. Die Forscherinnen und Forscher zeigten, dass ihr Nanochip diesen sogenannten Quantenvorteil prinzipiell erreichen kann. In dem Chip werden Lichtteilchen, auch Photonen genannt, erzeugt, die als fliegende Quanteninformationseinheiten genutzt werden können. Das Team der Universität Kopenhagen und der Ruhr-Universität Bochum berichtet über die Entwicklung in der Zeitschrift Science Advances, online veröffentlicht…

Doktorand Felix Witt erhält den Karl-Doetsch-Nachwuchspreis für seine Masterarbeit über die Optimierung eines neuen Hochgeschwindigkeits-Laserhygrometerkonzepts für Flugzeuge. Wasserdampf in der Atmosphäre hat sehr großen Einfluss auf das Klima. Seine räumliche Verteilung lässt sich am besten mit flugfähigen Plattformen wie Flugzeugen messen. Aus diesem Grund arbeitet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) mit dem Institut für Flugführung (IFF) der Technischen Universität Braunschweig eng zusammen, um neue metrologische Konzepte für die Feuchtemessung zu entwickeln und im neuen Forschungsflugzeug der TU Braunschweig (D-ILAB) einzusetzen. Die…

Präzise Messungen der starken Wechselwirkung zwischen stabilen und instabilen Teilchen. Eigentlich müssten sich die positiv geladenen Protonen in Atomkernen gegenseitig abstoßen, und doch halten selbst schwere Kerne mit vielen Protonen und Neutronen zusammen. Verantwortlich dafür ist die sogenannte starke Wechselwirkung. Prof. Laura Fabbietti und ihre Forschungsgruppe an der Technischen Universität München (TUM) haben nun eine Methode entwickelt, bei Teilchenkollisionen am Experiment ALICE am CERN in Genf die starke Wechselwirkung präzise zu messen. Die starke Wechselwirkung ist eine der vier Grundkräfte…

Projekt „Pawsthesis“ Wenn dem „besten Freund des Menschen“ eine Pfote oder gar ein ganzes Bein fehlt, ist das eine Qual für Tier – und auch für die Halter. Zwei Studierende der Universität Augsburg entwickeln im Rahmen des Projekts „Pawsthesis“ Prototypen von Beinprothesen. Dies könnte mittelfristig eine gute Lösung für derart gehandicapte Hunde werden. Idee getrieben von einem Post auf Social Media Die Idee für „Pawsthesis“ entstand im Projektseminar „3D-Drucken“ an der Universität Augsburg. Die Aufgabenstellung war es, ein Produkt zu…

InformatikerInnen entwickeln ein Designwerkzeug, das den Einsatz kosteneffizienter Technologie für gebogene Glasscheiben ermöglicht. Das Werkzeug basiert auf einem tiefen neuronalen Netzwerk und ermöglicht die freie Gestaltung von ansprechenden Glasfassaden. Gebogene Glasfassaden können atemberaubend schön sein, aber traditionelle Bauweisen sind extrem teuer. Scheiben werden in der Regel durch „Heißbiegen“ hergestellt, bei dem Glas erhitzt und mit Hilfe einer Form oder speziellen Maschinen geformt wird. Das ist ein energieintensives Verfahren, bei dem überschüssiger Abfall in Form von einzelnen Formen anfällt. Kaltgebogenes Glas…

Internationales Forscherteam beschreibt 50 Jahre photonische künstliche Intelligenz / Publikation in “Nature” In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature“ hat ein internationales Forscherteam aus den USA, Frankreich, Münster und der Schweiz seine Expertise auf den Gebieten der optischen neuronalen Netze, des optischen Lernens und des photonischen Rechnens zusammengetragen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen den Weg von bahnbrechenden optischen neuronalen Netzen und Realisierungen des optischen Rechnens der letzten 50 Jahre auf und beschreiben die Entwicklungen bis hin zu Anwendungen der photonischen…

Neuronale Netzwerke zählen zu den wichtigsten Werkzeugen der KI: Sie sind der Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachempfunden. Bislang laufen sie als lernfähige Software auf herkömmlichen Prozessoren. Doch die Fachwelt arbeitet an einem alternativen Konzept, dem „neuromorphen Computer“. Hier werden die Schaltstellen des Gehirns nicht per Software simuliert, sondern von Hardware-Bauteilen nachgebildet. Ein HZDR-Team zeigt nun einen neuen Ansatz für eine solche Hardware auf – magnetische Wellen, die gezielt in mikrometerkleinen Scheiben erzeugt und aufgeteilt werden. Damit könnten sich in Zukunft…

Der technologische Fortschritt unserer modernen Informationsgesellschaft basiert auf neuartigen Quantenmaterialien. Wissenschaftlern aus Regensburg, Marburg und Ann Arbor (USA) ist es nun gelungen mit ultrakurzen Lichtblitzen die genaue elektronische Struktur dieser Quantenmaterialien mit einzigartiger Präzision blitzschnell zu bestimmen. Die Ergebnisse der Arbeit sind jetzt in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht worden. Die Entwicklung neuer Technologien – von ultrakompakter Elektronik über hocheffiziente Solarzellen bis hin zu Quanten-Computern – ist eng mit der Entdeckung neuer Materialien verknüpft. Dabei sind in den letzten Jahren insbesondere…

Am 15. und 16. Dezember 2020 lädt das Fraunhofer IPA zum achten Mal zur ROS-Industrial Conference, die diesmal virtuell stattfindet. Sie bietet Aktuelles aus Wissenschaft und Industrie rund um das freie »Robot Operating System« (ROS). Die Konferenz ist zugleich die Abschlussveranstaltung für das EU-Projekt »ROSIN«, das nach über 70 Pilotprojekten endet. »Mehr Open Source wagen!« titelte vor einigen Tagen die »Frankfurter Allgemeine Zeitung« und zeigte auf, welche Mehrwerte Open-Source-Software für Wirtschaft und Gesellschaft bietet. Auch in der Robotik kommt man…

Ein internationales Forscherteam unter MPIfR-Beteiligung hat mit dem APEX-Teleskop einen über 80 Quadratgrad großen Teil der Ebene der Milchstraße vermessen. Die Spektrallinien von Molekülen wie 13CO und C18O ermöglichen die Erforschung dichten Gases im interstellaren Medium. Gases des interstellaren Mediums. Die daraus resultierende Kartierung zeigt eine Vielzahl unterschiedlicher Strukturen, von kompakten Klumpen, aus denen einzelne Sterne entstehen, bis zu ausgedehnten Molekülwolken und Komplexen von Molekülwolken. Sie ermöglicht die Bestimmung der Verteilung von kaltem molekularem Gas im inneren Bereich der Milchstraße…

Gemeinsame Forschungsarbeit der TU Chemnitz und TU Dresden unter Chemnitzer Federführung enthüllt die ionische Defektlandschaft in Metallhalogenid-Perowskiten – Veröffentlichung in renommierter Fachzeitschrift „Nature Communications“. Die Gruppe der sogenannten „Metallhalogenid-Perowskite“ hat als Werkstoffe in den letzten Jahren den Bereich der Photovoltaik revolutioniert. Metallhalogenid-Perowskite sind grob gesagt kristalline Strukturen, die zwar sehr variabel zusammengesetzt sind, aber trotzdem eine sehr ähnliche Kristallstruktur (nämlich ABX3) aufweisen. Hierbei können A, B und X eine Kombination verschiedener organischer und anorganischer Ionen darstellen. Diese Materialien weisen eine…