Unterbrechungsfreie Datenübertragung für unbemannte Flugkörper. Drohnen sind immer häufiger auch außerhalb der Sichtweite der steuernden Person unterwegs. Jedoch eignen sich konventionelle Fernsteuerungen aufgrund ihrer Reichweitenbegrenzung nicht für solche Flüge. Einfache mobilfunkbasierte Systeme wiederum können bei hoher Mobilfunkauslastung oder mangels Netzabdeckung bislang keine zuverlässige Kommunikation gewährleisten. Forschende am Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI haben im Projekt SUCOM gemeinsam mit Partnern ein neues Mobilfunk-System entwickelt, mit dem sich Drohnen selbst über lange Distanzen und über schwierigem Terrain steuern lassen. Autonome Drohnen, die…

Die Software JIPipe wurde von Wissenschaftlern am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) entwickelt und vereinfacht die Analyse von in der Forschung entstandenen Bildern entscheidend. Nutzer*innen können nach ihrem Anwendungsbedarf Flowcharts erstellen und so ohne Programmierkenntnisse automatische Bildanalysen mithilfe künstlicher Intelligenz durchführen. JIPipe basiert auf ImageJ, einem Standardprogramm zur wissenschaftlichen Auswertung von biomedizinischen Mikroskopaufnahmen. Die Autoren stellen ihre Entwicklung nun in Nature Methods vor. Bilder – vor allem mikroskopische Aufnahmen – spielen in der biomedizinischen Forschung eine große Rolle. Mithilfe…

Teilchendetektor der Gießener Physik wird 2025 Teil der Kleinsatellitenmission ROMEO. Ein an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) entwickelter Teilchendetektor soll an Bord eines Satelliten ins All starten, um die erdnahe kosmische Strahlung zu untersuchen. Der Detektor RUBIK ist am II. Physikalischen Institut entstanden und wird im Rahmen der Kleinsatellitenmission ROMEO die Zählraten und Richtungen der hochenergetischen kosmischen Teilchen in der Erdumlaufbahn genau vermessen. Das Gerät mit den kubischen Detektorelementen (Plastikszintillatoren) erinnert optisch an den berühmten Zauberwürfel, dem er seinen Namen verdankt….

Sie fliegen hoch über unseren Köpfen und sind für unsere global vernetzte Welt unabdingbar: Satelliten. Um ihre Daten untereinander sowie mit Bodenstationen auszutauschen, haben sie lange Zeit mit Funkwellen gearbeitet. Doch in einer hochvernetzten Welt mit einem rasant wachsendem Datenvolumen reichen diese schon lange nicht mehr aus, um der Menge an Daten gerecht zu werden. Die Lösung: Licht. Damit lassen sich Daten deutlich schneller – und speziell mit verschränkten Lichtteilchen auch noch wesentlich sicherer – übertragen. Auf der SPIE Photonics…

Wissenschaftler*innen koppeln Terahertz-Strahlung mit Spinwellen. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat eine neue Methode zur effizienten Kopplung von Terahertz-Wellen mit deutlich kurzwelligeren, sogenannten Spinwellen entwickelt. Wie die Fachleute in der Zeitschrift Nature Physics (DOI: 10.1038/s41567-022-01908-1) berichten, klären ihre Experimente im Zusammenspiel mit theoretischen Modellen die grundlegenden Mechanismen dieses bisher für unmöglich gehaltenen Prozesses auf. Die Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt für die Entwicklung neuartiger, energiesparender spinbasierter Technologien zur Datenverarbeitung. „Wir konnten hochenergetische Spinwellen durch Terahertz-Licht in…

LMU-Physiker zeigen, wie Flüssigkeitsströmungen die Bildung komplexer Muster beeinflussen. Die Bildung von Mustern ist ein universelles Phänomen, das fundamentalen Prozessen in der Biologie zugrunde liegt. So positionieren und steuern zum Beispiel Konzentrationsmuster von Proteinen wichtige Prozesse in Zellen, die etwa Zellteilung, Polarität und Bewegung betreffen. Diese Proteinmuster entstehen aus dem Zusammenspiel von chemischen Reaktionen und räumlichem Transport der Proteine. Transport kann prinzipiell passiv (durch Diffusion) oder aktiv (durch Strömungen) erfolgen. Anders als Diffusion weist Transport durch Strömungen eine klare Vorzugsrichtung…

Neue Technologie könnte Videokommunikation stark verbessern. Forschende erproben neuartige Übertragungsmethode unter extremen Bedingungen mit niedriger Bandbreite bei Tauchgang zum versunkenen Ozean-Riesen. Um eine neuentwickelte Technologie zu testen, mit der Videokonferenzen über sehr geringe Bandbreiten übertragen werden können, ist Alex Waibel zum Wrack der legendären Titanic hinabgetaucht: 4 000 Meter unter dem Meeresspiegel funktioniert Kommunikation bislang nur durch Textnachrichten über Sonar. Für den Professor für Computerwissenschaft am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) waren das ideale Testbedingungen, um seine synthetische Methode zu…

Eine winzig kleine Veränderung bedeutet in der Quantenphysik einen großen Durchbruch: Einem internationalen Forschungsteam aus Bochum und Kopenhagen ist es gelungen, zwei Quantenpunkte in einem Nanochip zu koppeln. Nach der Anregung eines Quantenpunktes mittels eines Lasers wird ein Signal ausgesendet, dessen Ursprung nicht mehr auf einen der Quantenpunkte zu beziehen ist, so als hätten beide je die Hälfte des Signals in Form eines einzelnen Photons ausgesandt. „Das klingt zunächst nach einem kleinen Erfolg, aber diese Signalverschränkung, die auf einem einzelnen…

Fraunhofer IPMS präsentiert auf SPIE.Photonics West in San Francisco neueste photonische Technologien. Digitalisierung, Automatisierung und Effizienz sind die Schlagwörter der Industrie der Zukunft. Dafür entwickelt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS kundenspezifische Sensoren, Aktoren und optische Komponenten. Diese stellen die Schlüsseltechnologien für IoT und zahlreiche Zukunftsanwendungen mit künstlicher Intelligenz dar. Das Fraunhofer IPMS zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen für die Entwicklung und Herstellung elektronischer, mechanischer und optischer Komponenten und Bauelemente und deren Integration in intelligente Systeme. Mit seinen innovativen mikro-elektro-mechanischen…

TUD-Startup bringt Robotern das Fühlen bei. Die Robotik hat sich in den letzten Jahrzehnten in beispiellosem Tempo weiterentwickelt. Doch noch immer sind Roboter häufig unflexibel, schwerfällig und zu laut. Eine Ausgründung der TU Dresden, das Startup PowerON, will das ändern und hat sich zum Ziel gesetzt, die Barriere zwischen Mensch und Roboter aufzulösen. Fühlende Häute, künstliche Muskeln und künstliche Neuronen, auf flexible Werkstoffe gedruckt, sollen die nächste Generation der Robotik ermöglichen und neue Anwendungsfelder erschließen. „Wir sehen einen starken Trend…

Entwicklung eines KI-gesteuerten Manipulationssystems für fortschrittliche Roboterdienste. Das Potential von intelligenten, KI-gesteuerten Robotern, die in Krankenhäusern, in der Alten- und Kinderpflege, in Fabriken, in Restaurants, in der Dienstleistungsbranche und im Haushalt dem Menschen „zur Hand gehen“, ist enorm. Solch ein intelligenter und interaktionsfähiger Roboter ist jedoch nur dann effektiv, wenn er flexibel auf unterschiedliche Umgebungen und Situationen reagieren kann. Entsprechend muss er lernfähig sein – und das ist für Forscher*innen und Entwickler*innen eine machbare Herausforderung. Das von der EU geförderte…

Was steckt hinter der Dunklen Energie – und was verbindet sie mit der von Albert Einstein eingeführten kosmologischen Konstanten? Zwei Physiker der Universität Luxemburg weisen einen Weg, um diese offenen Fragen der Physik zu beantworten. Das Universum hat etliche bizarre Eigenschaften, die mit dem alltäglichen Erfahrungsschatz nur schwer zu verstehen sind. So macht die uns bekannte Materie aus elementaren und zusammengesetzten Teilchen, die Moleküle und Werkstoffe bilden, offenbar nur einen kleinen Teil der Energie des Weltalls aus. Den größten Beitrag…

Die Struktur von zweidimensionalem Titanoxid lässt sich bei starker Hitze und unter Zugabe von Barium gezielt aufbrechen: Statt regelmäßiger Sechsecke entstehen Ringe aus vier, sieben und zehn Atomen, die sich aperiodisch verteilen. Mit dieser Entdeckung hat ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) gemeinsam mit Forschenden des Max-Planck-Instituts (MPI) für Mikrostrukturphysik, der Université Grenoble Alpes und des National Institute of Standards and Technology (Gaithersburg, USA) ein zentrales Rätsel um die Bildung zweidimensionaler Quasikristalle aus Metalloxiden gelöst. Ihre Erkenntnisse haben sie im…

Neun Millisekunden-Pulsare, die meisten in seltenen und teils ungewöhnlichen Doppelsystemen: Das sind erste Ergebnisse einer gezielten Durchmusterung mit dem MeerKAT-Teleskop in Südafrika. Ein internationales Team mit maßgeblicher Beteiligung von AEI (Hannover) und MPIfR (Bonn) wählte 79 unidentifizierte pulsar-ähnliche Quellen aus Daten von Fermi (NASA) aus und beobachtete sie mit MeerKAT im Radiobereich. Das hat deutliche Vorteile gegenüber früheren Durchmusterungen. Das Team entdeckte neun schnell rotierende Neutronensterne, die meisten mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Bei zwei dieser Objekte wurden Gammapulse, optische Gegenstücke und…

Mit ultraschnellen Laserblitzen hat eine Forschungsgruppe der Universität Rostock und des Max-Planck-Instituts für Festkörperphysik in Stuttgart den bisher kürzesten Elektronenpuls erzeugt und gemessen. Dabei wurden mit Hilfe von Lasern die Elektronen aus einer winzigen Metallspitze herausgelöst, was nur 53 Attosekunden, also 53 Milliardstel einer Milliardstel Sekunde, dauerte. Mit dieser Studie, deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht werden, stellen die Forschenden einen neuen Geschwindigkeitsrekord bei der künstlichen Kontrolle elektrischer Ströme in festen Materialien auf. Die Forschungsarbeit eröffnet neue Möglichkeiten für…

Die Luftfahrtbranche will beim Ziel der Klimaneutralität Taten sprechen lassen. Um bestehende und künftige Flugzeugmodelle noch energieeffizienter und mit weniger Kerosin zu betreiben, ist eine zuverlässige Datenlage über den aktuellen Verschleiß der Materialen sowie die Aerodynamik während des Flugs hilfreich. Forschende vom Fraunhofer IZM demonstrieren im Auftrag des Flugzeugherstellers Airbus Central C&T, wie Sensoren in der äußeren Kunststoffverkleidung integriert werden und trotz der rauen Bedingungen robust messen können. Auch wenn der Luftverkehr aus der globalisierten Welt nicht mehr wegzudenken ist,…