Trend-NEWS

Quantum Machine Learning (QML) bezeichnet den Einsatz von Quantencomputern im Bereich der Künstlichen Intelligenz zur Ausführung von Verfahren des Maschinellen Lernens (ML), um auf diese Weise Leistungssteigerungen zu erreichen. 

Satellitenunabhängige Navigation wird zunehmend wichtig, besonders dort, wo GPS-Signale schwach oder störbar sind. Methoden wie kartengeschützte Navigation und Trägheitsnavigation, unterstützt durch moderne Technologien, bieten präzise Alternativen. 

Die Medizin- und Pharmaindustrie erlebt dank modernster Fertigungstechniken einen rasanten Fortschritt. Insbesondere die additive Fertigung, wie der 3D-Druck, ermöglicht die Herstellung individuell dosierter Medikamente direkt in Apotheken. Dies bietet die Möglichkeit, Arzneimittel optimal auf die spezifischen Bedürfnisse der Patienten abzustimmen, was die Behandlungsergebnisse verbessert und Medikationsfehler reduziert. 

Nanotherapeutika setzen Nanomaterialien ein, um neue Behandlungsmöglichkeiten für Infektionskrankheiten und multiresistente Erreger zu entwickeln. Diese innovativen Therapien könnten die nächste Generation von Hochleistungs-Antibiotika sein und bieten vielseitige Anwendungen.

Thermoradiative Cells sind Halbleitersysteme, mit denen sich Wärme in elektrischen Strom umwandeln lässt. Sie können als umgekehrt funktionierende Solarzellen betrachtet werden, weil sie bei nahezu identischem Aufbau Strom durch die Abgabe statt durch die Aufnahme von elektromagnetischer Strahlung erzeugen – konkret durch die Emission von Wärmestrahlung.

Die industrielle additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, hat sich in den letzten zehn Jahren in vielen Bereichen etabliert. Ein Grund dafür ist, dass die heutigen Additive Fertigungstechnologien die Herstellung besonders komplexer Geometrien ermöglichen.

Unter Spezialhardware für künstliche Intelligenz wird Computerhardware verstanden, die speziell für die Nutzung von KI-Anwendungen entworfen wurde. Im Vergleich zu herkömmlicher Computerhardware kann derartige Spezialhardware nicht nur die Ausführung von KI-Verfahren beschleunigen, sondern sie ermöglicht auch kompaktere und energieeffizientere Systeme. 

Hybride Luftschiffe kombinieren die Vorteile beider Luftfahrzeugtypen. Die Fortschritte der letzten Jahrzehnte, wie beispielsweise in der Triebwerksentwicklung für Luftfahrzeuge oder bei Materialien, werden genutzt und miteinander kombiniert.

Biobots bezeichtnet man im Allgemeinen als Roboter unterschiedlichster Größenordnung, die zu einem gewissen Teil biologischer Natur sind und damit die vorteilhaften Eigenschaften mechanischer Komponenten mit den Vorzügen biologischer Systeme kombinieren und dadurch ganz neue Anwendungsmöglichkeiten erschließen.

Unter einem Quantenradar versteht man das Konzept eines radarähnlichen Detektionssystems im Mikrowellenbereich, bei welchem sender- und empfängerseitig Eigenschaften der Quantenphysik eingesetzt werden, um die grundsätzlichen Leistungsgrenzen von herkömmlichen Radarsystemen zu überwinden. 

Das Ziel von lebenslangem maschinellen Lernen ist es, eine Künstliche Intelligenz zu erschaffen, die kontinuierlich lernt. Dadurch häuft sie Wissen aus der Vergangenheit an, um dieses später zur Problemlösung und zum weiteren Lernen zu nutzen. 

Was mit Lagerfeuern und Kerzen begann, wurde mit Glühbirnen und LEDs bis in die heutige Zeit fortgeführt – die Beleuchtung von Innenräumen.  Mit den heutigen Leuchtmitteln werden Innenräume häufig in der Gänze ausgeleuchtet und sind teilweise sogar 24 Stunden am Tag mit Licht versorgt.

Die Erforschung und Entwicklung bioinspirierter Oberflächen und Beschichtungen ist ein etabliertes Forschungsfeld, welches je nach Teilthemengebiet von der Grundlagenforschung bis hin zum Einsatz von marktfähigen Produkten reicht. 

Jüngste Entwicklungsansätze im Forschungsfeld Mensch-Computer-Interaktion betrachten Mensch und Computer nicht länger als zwei getrennte Einheiten, sondern als eine integrierte, ganzheitlich zu betrachtende bzw. symbiotische Partnerschaft. 

Das Fraunhofer INT hat im Rahmen des Europäischen Green Deal das Projekt Firelogue eingeworben. Firelogue setzt sich zum Ziel, die Maßnahmen, die in verschiedenen Forschungs-Großprojekten erarbeitet werden, über die verschiedenen Interessengruppen und Phasen des Waldbrandrisikomanagements hinweg zu integrieren.

Die Fülle an neuartigen elektronischen Geräten zieht einen hohen Energiebedarf nach sich. Gleichzeitig erweist sich eine Energieversorgung mit klassischen Batterien häufig als unpraktisch. 

Living Materials stellen einen neuen Ansatz in der Materialsynthese dar, in dem lebende Zellen als aktive Komponenten verwendet werden, um nicht lebender Materie lebensähnliche Fähigkeiten zu verleihen, z. B. die Fähigkeit sich zu vermehren, zur Selbstheilung oder zur Anpassung an Umweltreize. 

Der Mars ist zwar nur halb so groß wie die Erde, und damit nach Merkur der zweitkleinste Planet im Sonnensystem, zieht aber sowohl Astronom*innen als auch Raumfahrer*innen in seinen Bann. Ist er doch der Planet, der bisher am häufigsten von Raumfahrzeugen besucht worden ist. Etwa 50 unbemannte Raumsonden wurden bisher schon zur Marserkundung entsandt, von denen aber nur etwa die Hälfte unbeschadet ihre Aufgaben erledigen konnten.

 Im Rahmen von Explainable Artificial Intelligence beschäftigt man sich damit, die Ergebnisse von KI-Systemen in einer für Menschen verständlichen Form zu erklären. Diese Fähigkeit ist eine wichtige Voraussetzung, um das Vertrauen von Benutzer*innen in das KI-System zu steigern.

Bedingt durch einen notwendigen Eingriff in die Anlage oder Maschine zur Instandsetzung von Komponenten sind Stillstandzeiten grundsätzlich nicht vermeidbar, die sich in Kosten bemerkbar machen. Zur Vermeidung solcher unerwünschten Kosten ist daher die vorausschauende Instandhaltung, bekannt als Predictive Maintenance, ein Strategiewechsel mit sehr hohem Potenzial.  

Natural Language Processing ist einer Unterkategorie der künstlichen Intelligenz mit der Fähigkeit natürliche Sprache maschinell zu erkennen und zu verarbeiten.

Gradientenwerkstoffe weisen eine Variation an unterschiedlichen Materialeigenschaften auf. Dadurch erfüllen sie Materialanforderungen, die ein Werkstoff alleine ansonsten nicht abdecken kann.

Künstliche Muskeln sind technische Bauelemente, die maschinelle Steuersignale in mechanische Bewegungen umsetzen und dabei die Eigenschaften von natürlichen Muskeln imitieren.

In der letzten Zeit lässt sich eine zunehmende Forschungsaktivität im Bereich von direkten Methoden der solaren Wasserstofferzeugung beobachten.

Das Interesse an bio-basierten Zuschlagstoffen nimmt beständig zu.

Seit mehr als 50 Jahren versuchen Wissenschaftler die Photosynthese künstlich nachzubilden. Mehr zum aktuellen Forschungsstand und wie der Prozess genau abläuft:

Es hat in letzter Zeit bemerkenswerte Entwicklungsfortschritte bei der Realisierung von technischen Datenspeichern auf Basis der Desoxyribonukleinsäure (DNS bzw. englisch DNA), die in allen Lebewesen der Träger der Erbinformationen ist, gegeben. 

Metalinsen sind neuartige optische Bauteile, die Licht nicht wie herkömmliche Linsen fokussieren, sondern auf nanostrukturierten Oberflächen beruhen. Dadurch können sie bis zu 1000-mal flacher ausfallen und zukünftig bisher unerreicht kompakte, leichte und kostengünstige optische Systeme ermöglichen.

Was unterscheidet eigentlich den 3D-Druck vom 4D-Druck? Die vierte Dimension des 4D-Drucks ist eine Transformation, die fertig gedruckte Gegenstände auch noch nach dem eigentlichen Druckvorgang erfahren.

Polymermaterialien können einerseits zur Optimierung der Batteriekennwerte genutzt werden, andererseits könnten sie aber auch neue Batterietypen ermöglichen.

Unter dem Begriff 5G (kurz für „5th Generation Mobile Communications“) wird eine Familie von Technologien zusammengefasst, die als evolutionäre Entwicklung existierender Mobilfunktechnologien zu verstehen sind.

Poröse kristalline Materialien könnten in Zukunft an vielen Stellen unseres Alltags mit großer Wirkung Einzug finden.

Woher kommen eigentlich all die Themen und Informationen, die das Fraunhofer INT regelmäßig in diesem Newsletter präsentiert? 

Hocheffiziente Solarzellen besitzen einen Wirkungsgrad von 28% oder mehr. Welche verschiedenen Typen es gibt und wie diese funktionieren, gibt es hier:

Roboterfische sollen zukünftig unbemannte Unterwasserfahrzeuge für Erkundungen von unerforschten Meeresgebieten effizienter machen.

Roboter, welche teilweise oder vollständig aus flexiblem Material bestehen sollen die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine revolutionieren.

In Deutschland ist die Warteliste für Spenderorgane lang – Bioprinting kann künftig eine Lösung sein.

Wo fängt maschinelles Lernen an? Wo liegen die Grenzen? Und was bedeutet das für Unternehmen? – Fraunhofer INT analysiert.

Brain-Computer-Interfaces ermöglichen eine direkte Informationsübertragung zwischen einem organischen Gehirn und einem technischen Schaltkreis. Durch das Auslesen von Gedanken bzw. mentalen Befehlen können sie als neurotechnologische Eingabesysteme eine sprach- und bewegungsunabhängige Maschinensteuerung vermitteln. 

Unter dem in Deutschland geprägten Begriff Industrie 4.0 (I 4.0) versteht man jenen Teil des für die Zukunft erwarteten „Internet of Everything“, der sich im Kern mit einer durchgängigen Datenvernetzung von Produktion/Fertigung und Logistik befasst und langfristig zu einer Informatisierung der gesamten Wertschöpfungskette führen soll. 

Im Bereich des häuslichen Wohnens ist ein zunehmender Trend zur Automatisierung von Funktionalitäten und zur internen und externen Vernetzung festzustellen. Diese werden inzwischen unter dem Begriff Smart Home subsumiert, und immer mehr diesbezügliche Technologien werden praktisch einsetzbar.