Digital Think Tank (DTT)

Science Tank

Herzlich Willkommen in unser Rubrik „Science Tank“. In diesem Bereich der Webpräsenz beschäftigen wir uns interdisziplinär mit relevanten Entdeckung aus der Welt der Wissenschaften (Physik, Mathematik, Informatik, Medizin u.v.m). Dabei publizieren wir wichtige Errungenschaften aus der Welt mit einem besonderen Focus auf die wissenschaftliche Umgebung in Göttingen. Viel Spaß und bleiben Sie neugierig.     

Erfolgreiche Speicherung digitaler Informationen in der DNA eines lebenden Organismus

Festplatten und andere Datenspeichersysteme speichern heute riesige Mengen an Informationen. Allerdings können diese Geräte, genau wie Magnetbänder oder Disketten in der Vergangenheit, im Laufe der Zeit veraltet sein und wir werden den Zugriff auf die Daten verlieren, die wir auf ihnen sammeln. Deshalb haben Wissenschaftler eine Methode entwickelt, um Daten in der DNA eines lebenden Organismus aufzuzeichnen. Diese Art von "Massenspeicher" wird wohl in absehbarer Zeit nicht obsolet werden.

Seth Shipman von der University of California in San Francisco, der nicht an der Arbeit beteiligt war, lobt die Leistung seiner Kollegen von der Columbia University, weist aber darauf hin, dass es noch lange dauern wird, bis solche Systeme praktische Anwendung finden.

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Weitere Details finden Sie in Nature. (https://www.nature.com/articles/s41589-020-00711-4)

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Star Trek Heute: Erfolgreiche Speicherung digitaler Informationen in der DNA eines lebenden Organismus

Festplatten und andere Datenspeichersysteme speichern heute riesige Mengen an Informationen. Allerdings können diese Geräte, genau wie Magnetbänder oder Disketten in der Vergangenheit, im Laufe der Zeit veraltet sein und wir werden den Zugriff auf die Daten verlieren, die wir auf ihnen sammeln. Deshalb haben Wissenschaftler eine Methode entwickelt, um Daten in der DNA eines lebenden Organismus aufzuzeichnen. Diese Art von "Massenspeicher" wird wohl in absehbarer Zeit nicht obsolet werden.

Seth Shipman von der University of California in San Francisco, der nicht an der Arbeit beteiligt war, lobt die Leistung seiner Kollegen von der Columbia University, weist aber darauf hin, dass es noch lange dauern wird, bis solche Systeme praktische Anwendung finden.


Referenz zu Star Trek Episode: The Next Generation: Staffel 4 / Folge 95 - Das Standgericht / The Drumhead

"Inzwischen hat Worf herausgefunden, wie J'Dan die geheimen Informationen an die Romulaner transferiert hat. J'Dan muss sich sein Balthasar-Syndrom mit Subkutan-Spritzen behandeln lassen. Als er jedoch die Spritze untersuchte, stellte er fest, dass sie ein optisches Chiplesegerät enthält, welches speziell dafür konstruiert wurde,
die isolinearen Chips der Sternenflotte zu lesen. Digitale Informationen werden extrahiert und dann in Form von Aminosäuresequenzen kodiert."


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Weitere Details finden Sie in Nature. (https://www.nature.com/articles/s41589-020-00711-4)

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KI hilft bei der Lösung eines der größten ungelösten Probleme der Physik

Forschern der ETH Zürich ist es erstmals gelungen, die Modellierung von Turbulenzen in Flüssigkeiten durch die Kombination von Strömungsmechanik und künstlicher Intelligenz zu automatisieren. Ihr Ansatz basiert auf der Kombination von Reinforcement-Machine-Learning-Algorithmen mit turbulenten Strömungssimulationen, die auf dem Supercomputer Piz Daint des Swiss National Supercomputing Center durchgeführt wurden.

Laut einer Beschreibung der Forschungsarbeit, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Machine Intelligence veröffentlicht wurde, entwickelten die Forscher neue Algorithmen des verstärkenden maschinellen Lernens (Reinforcement Machine Learning, RL) und kombinierten sie mit einem physikalischen Ansatz zur Modellierung von Turbulenzen.

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Weltweit erstes integriertes Quantenkommunikationsnetzwerk

Chinesische Wissenschaftler haben das weltweit erste integrierte Quantenkommunikationsnetzwerk geschaffen, das mehr als 700 Glasfaserkabel auf der Erde mit zwei Satelliten verbindet. Er ist über 4600 km lang und verbindet die Nutzer von Peking bis Shanghai. Es ist das größte derartige Netzwerk der Welt und ein wichtiger Schritt in Sachen Datensicherheit. Jianwei Pan, Yuao Chen und Chengzhi Peng von der Universität für Wissenschaft und Technologie in Hefei gaben die Ergebnisse in "Nature" (http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8) bekannt. Sie geben Hoffnung auf globale, praktische Anwendungen ähnlicher Kommunikationstechnologien in der Zukunft.

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Medizin 4.0 auf dem Vormarsch

Ein neu gegründetes Göttinger Start Up, die Silent HighTech Solution GmbH (http://silent-ht-solutions.com, PD Dr. Martin Friedrich),  bietet ein Produkt an, welches die Abläufe im OP-Saal optimiert, koordiniert und die Sicherheit der durchgeführten Behandlungen im Krankenhaus erhöht. Bevor wir uns der Beschreibung widmen, zunächst herzlichen Glückwunsch zu der Gründung vom gesamten Digital Think Tank Team! Göttingen - die Stadt die Wissen schafft!

Worum geht es?

Es handelt sich dabei um das Silent Operating Theatre Optimisation System (SOTOS) und ist ein für die Verwendung in lauten HighTech-Umgebungen entwickeltes, Lärm minderndes Informations-Management-System. Das System wurde an der Universitätsmedizin Göttingen unter der Leitung von PD Dr. Friedrich für den Einsatz im herzchirurgischen OP bzw. für die Roboterchirurgie (DaVinci) entwickelt. Insgesamt lässt sich unter Nutzen der SOTOS®-Kommunikationsumgebung die Team-Performance signifikant verbessern, was insbesondere für OP-Arbeitsumgebungen (Roboterassistierte DaVinci-Anwendungen und Herzchirurgie) aufwändig validiert wurde.

Bild Quelle. http://silent-ht-solutions.com

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Star Trek Heute: Transparentes Aluminium (Aluminiumoxynitrid) - von Star Trek zur Realität

Seit der vierte Star-Trek-Film 1986 herauskam, haben sich Materialwissenschaftler gefragt, ob transparentes Aluminium wirklich hergestellt werden könnte. Forschungen der letzten Jahre deuten darauf hin, dass wir vielleicht nicht bis zum 23. Jahrhundert warten müssen, um ein vergleichbares Kunststück zu vollbringen.

In den mehr als 50 Jahren seit der Ausstrahlung der ersten Folge im Jahr 1966 haben sich Star Trek-Fans immer wieder darüber gefreut, dass Technologien, die einst nur im Fernsehen existierten, Realität geworden sind - von automatischen Türen bis hin zu Tablet-Computern. Und obwohl einige der am meisten erwarteten Technologien, wie z. B. Holodecks, (noch) nicht ganz da sind, gibt es eine Technologie, die sich in den letzten Jahren herauskristallisiert hat und die für Materialwissenschaftler potenziell noch spannender ist.

Im Star-Trek-Universum bezieht sich der Begriff "transparentes Aluminium" auf ein durchsichtiges Metall, das aus elementarem Aluminium besteht.


Referenz zu Star Trek: Kinofilm / IV - Zurück in die Gegenwart / The Journey Home

"Inzwischen sind McCoy und Scotty bei der Firma Plexicorp erschienen. Scotty gibt sich als Professor aus Edinburgh aus und bietet dem Plexicorp-Chef im Gegenzug für ein paar Materialien, die er für den Waltank braucht, eine Formel für ein völlig neues Materia (transparentes Aluminium)l, welches Plexicorp entwicklen und vermarkten könnte. Dr. Nichols, der Chef von Plexicorp, geht darauf ein."

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Die neue Grenze des Universums. Die entfernteste und älteste bekannte Galaxie wurde entdeckt

Astronomen haben Hinweise auf eine Galaxie gefunden, deren Licht 13,4 Milliarden Jahre brauchte, um uns zu erreichen. Dies ist ein neuer Rekord, der die aktuelle Grenze des uns bekannten Universums setzt.

Seit jeher rätseln Philosophen und Gelehrte über den Beginn der Zeit und versuchen herauszufinden, wann alles angefangen hat. Erst im Zeitalter der modernen Astronomie sind wir der Antwort auf diese Frage nahe gekommen. Nach den gängigsten kosmologischen Modellen begann das Universum mit dem Urknall, der vor etwa 13,8 Milliarden Jahren stattfand. Aber die Astronomen sind sich immer noch nicht sicher, wie das frühe Universum aussah und nennen die ersten Milliarden Jahre seiner Existenz "dunkle Zeitalter". Deshalb verbessern sie ständig ihre wissenschaftlichen Instrumente, um auch die entferntesten Galaxien zu sehen. Dank neuer Forschungen eines internationalen Wissenschaftlerteams konnte die älteste bisher beobachtete Galaxie in unserem Universum identifiziert werden. Sie wird als GN-z11 bezeichnet.

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Sie griffen einen Roboter-Staubsauger an und belauschten, was in dem Raum, in dem er arbeitete, vor sich ging

Wissenschaftler aus den USA und Singapur verwendeten einen Roboter-Staubsauger, um den Ton in den Räumen zu belauschen und TV-Programme zu identifizieren, die in dem Raum, in dem sich der Staubsauger befand, abgespielt wurden. Die Leistung ist umso beeindruckender, da die Standalone-Staubsauger nicht mit einem Mikrofon ausgestattet sind. Diese Arbeit zeigt, dass jedes Gerät mit Lidar-Technologie wahrscheinlich zum Abhören verwendet werden kann.

Wir benutzen diese Art von Geräten zu Hause, ohne viel darüber nachzudenken. Wir haben gezeigt, dass wir, obwohl solche Geräte nicht mit einem Mikrofon ausgestattet sind, ihr Navigationssystem umschreiben können, um damit Gespräche zu belauschen und vertrauliche Informationen preiszugeben, sagt Professor Nirupam Roy von der University of Maryland.

Das in autonomen Robotern eingesetzte Lidar-System untersucht die Umgebung mit Hilfe von Lasern. Ihr Licht wird von der Umgebung des Staubsaugers reflektiert und in die Sensoren des Staubsaugers eingespeist, um eine Raumkarte zu erstellen. Experten spekulieren schon seit einiger Zeit, dass die von autonomen Staubsaugern erstellten Karten, die oft in der Cloud gespeichert werden, für die Werbung genutzt werden können.

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Der Weltraum und Einfluss auf die Computer. Die Auswirkungen? z.B. Falsches Wahlergebnis…

Im Durchschnitt macht Ihr Computer alle paar Tage einen Fehler ohne ersichtlichen Grund. Es handelt sich nicht um einen Hackerangriff, sondern um die Wirkung unsichtbarer Strahlung, die den Ausgang einer Wahl verändern oder zu einem Flugzeugabsturz führen kann.

Bei den belgischen Bundestagswahlen 2003 haben die Bürger elektronisch gewählt - mit Magnetkarten, die jeder Wähler erhielt. In der Stadt Schaerbeek gewann die unpopuläre Kandidatin Maria Vindevoghel. Es wäre nicht außergewöhnlich gewesen, wenn sie nicht weit mehr Stimmen gewonnen hätte, als es Wahlberechtigte in ihrem Wahlkreis gibt. Alle verwendeten Magnetkarten wurden eingesammelt und die Stimmen erneut ausgezählt. Die Unterstützung, die die Kandidaten erhalten haben, hat sich nicht verändert, mit Ausnahme von Frau Vindevoghel, die dieses Mal genau 4096 Stimmen weniger erhalten hat. Eine weitere Untersuchung ermittelte die Ursache des Fehlers, der in den offiziellen Dokumenten als "spontanes Setzen des Bits an der dreizehnten Stelle im Computerspeicher" bezeichnet wurde. Um diese mysteriöse Erklärung zu verstehen, muss man wissen, wie der Computer Informationen in seinem Speicher ablegt.

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Der Lack, der ein Auto in ein fahrendes „schwarzes Loch“ verwandelt

Die Experten von DipYourCar haben das Auto Mitsubishi Lancer Evolution X mit einer Acrylfarbe namens Musou Black lackiert, die 99,4 Prozent des Lichts absorbiert. Infolgedessen wurde das Auto schwarz wie Asphalt. Laut den Autodienstleistern, die dieses spezielle "Tuning" beschreiben, ist der Lack dunkler als das legendäre, super lichtabsorbierende Material Vantablack.

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Ein Wissenschaftler der Technischen Universität Krakau entwickelte eine neue Art des Schachspiels - Diagonalschach

Zbigniew Kokosiński, PhD, Professor an der Technischen Universität Krakau, hat eine neue Spielweise für die Schachpartie entwickelt - das Diagonalschach. Wie auf der Website der Universität zu lesen war, ist die neue Spielmethode interessanter als das traditionelle Schach und ermöglicht es zudem Anfängern, mit erfahreneren Partnern zu spielen. Wie so oft, machte Professor Kokosiński seine Entdeckung durch Zufall.
 
Der Autor der Lösung hat auf der Website The Chess Variant Pages nachgesehen, dass bisher noch niemand auf eine solche Idee gekommen ist. So wurde das Diagonalschach des Wissenschaftlers darauf als die neueste Version des Spiels registriert. Dr. Kokosiński ist Mitarbeiter der Abteilung für Automatisierung und Informationstechnologie. Er erlernte das Schachspiel im Alter von 8 Jahren. Der Spezialist hatte nicht vor, eine Revolution im königlichen Spiel zu machen. Als die Universität aufgrund einer Pandemie die Pflicht zur Fernarbeit einführte, kam ihm am 8. April der Gedanke, dass man Schach auch ganz anders spielen kann.

Bild Quelle: Politechnika Krakowska/Nasza Politechnika

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