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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 12/2021)
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Sehr geehrte Journalistin, sehr geehrter Journalist,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und freuen uns, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen für weitere Informationen auch passende Ansprechpersonen. Über einen Beleg Ihrer Berichterstattung freuen wir uns.
Freundliche Grüße
Ihr Presseservice des KIT
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Schneller helfen mit Künstlicher Intelligenz: Drohne unterstützt Feuerwehr im Einsatz
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Im Notfall muss es schnell gehen: Mit einem am KIT entwickelten Indoorflugsystem können Einsatzkräfte der Feuerwehr Gebäude erkunden und sich zügig ein Bild von der Lage im Inneren verschaffen. Das Risiko für die Rettungskräfte, sich beispielsweise gefährlichen Stoffen in der Luft auszusetzen, wird dadurch minimiert. Dazu haben die Forschenden eine Drohne entwickelt, über die sich während des Flugs ein Gebäudegrundriss erstellen lässt sowie Personen im Gebäude entdeckt und auf der Karte verortet werden können.
Die Drohne, ein Multikopter, kann auch von ungeschulten Einsatzkräften einfach und intuitiv an einem Laptop oder einer Groundstation per Mausklick und grafischer Oberfläche gesteuert werden. Ausgestattet ist sie mit verschiedenen Sensoren wie einem 2-D-Laserscanner, einer Farbkamera, einer Wärmebildkamera sowie einem GPS-Empfänger. Mithilfe Künstlicher Intelligenz in Form künstlicher neuronaler Netze können Personen über die Wärmebildkamera in Echtzeit detektiert und verortet werden. „Wir haben zudem Algorithmen entwickelt, die sicherstellen, dass der Flug des Multikopters kollisionsfrei ablaufen kann“, erläutert Christopher Doer vom Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme des KIT. „Die erzeugten Daten können zudem auch in einem Satellitenbild dargestellt werden, was vor allem bei großen Gebäuden wichtig ist.“ In einer Live-Demonstration hat die Dortmunder Feuerwehr das im Projekt VISION entwickelte System erfolgreich getestet. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur finanziert. (sfo)
Weitere Informationen:
vision-mfund.de
Bildunterschrift: Ein am KIT entwickeltes Flugsystem kann die Feuerwehr beim Einsatz in Gebäuden unterstützen und dabei helfen, Risiken zu minimieren und gefährdete Personen schnell zu retten. (Foto: Christopher Doer, KIT)
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Biologische Schädlingsbekämpfung: Pilze versus Fadenwürmer
Fadenwürmer (Nematoden) verursachen weltweit landwirtschaftliche Schäden von jährlich bis zu 120 Milliarden Euro. Sie befallen Pflanzen, aber auch Nutztiere. Nematoden-fangende Pilze (Nematode-trapping fungi, NFP) sind ihre natürlichen Gegenspieler, weshalb sie großes Potenzial als Biokontrollmittel haben. Wie NFP Nematoden anlocken, in sie eindringen und ihre Abwehrreaktionen überwinden, wird auf der ganzen Welt untersucht. Forschende des KIT haben nun geklärt, welche Rolle bestimmte Eiweiße beim Einfangen der Nematoden und für die Virulenz des Pilzes, also seine Schädlichkeit gegenüber den Nematoden, haben. Die Ergebnisse der Gruppe sind in der Zeitschrift PLoS Pathogens veröffentlicht.
Nach dem Fang durchdringen die Pilze die Haut der Fadenwürmer, sondern zellauflösende Eiweiße ab und verdauen damit die Würmer. Zusätzlich zu den Verdauungsenzymen könnten kleine Eiweiße ohne Enzymfunktion eine Rolle spielen. Das Erbgut des Pilzes Duddingtonia flagrans etwa enthält die genetischen Baupläne für mehr als 100 solcher Kandidaten. Das Team am Institut für Angewandte Biowissenschaften (IAB) des KIT hat eines dieser kleinen Eiweiße, die der Pilz gleichfalls absondert, als neuen Virulenzfaktor entdeckt. Die Forschenden konnten nachweisen, dass dieses Eiweiß tatsächlich für die Virulenz des Pilzes wichtig ist. „Das eröffnet neue Wege für die Grundlagenforschung, kann aber auch den Pilz als Biokontrollmittel optimieren“, sagt Erstautorin Dr. Nicole Wernet vom IAB. (rli)
Weitere Informationen:
journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010028
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Produktentwicklung: Smarter Kochlöffel ermöglicht temperaturgeregeltes Kochen
Matschige Nudeln, zu weiches Gemüse, zähes Fleisch oder zu heiß frittierte Pommes – Menschen, die nicht kochaffin sind, fällt es häufig schwer, den perfekten Gargrad zu erwischen. Studenten des KIT haben ein System bestehend aus einem Herdknopf, einem Kochlöffel und einer App für den konventionellen Herd mit Drehknöpfen entwickelt, das dabei hilft, temperaturgeregelt zu kochen.
„Wir wollen mit unserem Zubehör anderen Studierenden den kreativen Prozess des Kochens erleichtern und schmackhaft machen“, so die Idee von Jan Bartenbach, Marcus Hamann-Schroer und Erik Vautrin, die sie in einem Praktikum am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT entwickelt haben. „Der zum System gehörende Kochlöffel misst mittels eines Sensors direkt die Temperatur des Essens. Per Bluetooth wird sie an den Herdknopf übertragen, der den manuellen Drehknopf am Herd ersetzt, Ist- und Soll-Temperatur vergleicht und die Heizleistung der Herdplatte anpasst“, erklärt das Team. Die Vorgabe der Temperatur erfolgt direkt am Knopf oder per eigens dafür entwickelter App. Dort können zudem Rezepte abgerufen werden, welche die Nutzerin oder den Nutzer Schritt für Schritt anleiten. Die App übernimmt die komplette Temperaturregelung und überwacht nebenbei den Garzustand der Zutaten. „So wollen wir ein optimales Kochergebnis garantieren“, so die Erfinder. Mit ihrer Idee konnten sie bereits bei COSIMA (Competition of Students in Microsystems Applications) überzeugen, einem Produktentwicklungs-Wettbewerb für Studierende. (swi)
Weitere Informationen:
cosima-mems.de/de/teams-2021
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Umweltforschung: Pflanzenwachstum im Anthropozän
In den vergangenen hundert Jahren sind die Konzentrationen von Kohlendioxid (CO₂) und Ozon (O₃) in der Erdatmosphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten stark angestiegen. Beide Treibhausgase wirken auf gegensätzliche Weise auf Pflanzen: Während O₃ deren Wachstum beeinträchtigt, wird es durch CO₂ befördert. Was das insgesamt für Ökosysteme bedeutet, blieb bislang unklar. Forscherinnen und Forscher des KIT haben gemeinsam mit Partnern den aktuellen Wissensstand aus 810 Studien zusammengefasst und ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift One Earth veröffentlicht.
„Wir konnten zeigen, dass die Ozonbelastung weltweit die Fähigkeit von Pflanzen beeinträchtigt, Kohlenstoff und Stickstoff zu speichern. Gleichzeitig konnten wir aber belegen, dass dieser Effekt des Ozons durch hohe Kohlendioxidkonzentrationen wieder ausgeglichen oder sogar überkompensiert wird“, sagt Professor Klaus Butterbach-Bahl vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung, weil Pflanzen essenzielle Ökosystemfunktionen erfüllen. Allerdings solle man die Ergebnisse nicht so interpretieren, dass eine erhöhte CO₂-Konzentration von Vorteil sei, betont Dr. Longlong Xia vom IMK-IFU, einer der Hauptautoren der Studie. „Unsere Forschung weist vielmehr auf komplexe Wechselwirkungen hin und unterstreicht die Notwendigkeit, die Auswirkungen von Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung auf Ökosysteme zu verstehen.“ Nur mit diesem Wissen könne man Optionen zur Abschwächung der vom Menschen verursachten Störungen der globalen Umwelt bewerten. (mhe)
Weitere Informationen:
cell.com/one-earth/fulltext/S2590-3322(21)00657-6
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Großforschung: Neues Online-Dossier und aktuelle Ausgabe von lookKIT
Wie viel wiegt ein Neutrino? Welche Auswirkungen haben winzigste Aerosole auf das Klima? Wie kann die Energiewende gelingen? Um diese und weitere noch ungelöste Fragen beantworten zu können, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch an großen Forschungsinfrastrukturen. Solche Infrastrukturen werden langfristig auch am KIT betrieben und können von Forschenden in Deutschland und international genutzt werden. Was das für das KIT als eines von 18 in der Helmholtz-Gemeinschaft organisierten Großforschungszentren in Deutschland bedeutet, erklärt der Vizepräsident für Forschung des KIT, Professor Oliver Kraft, im aktuellen Online-Dossier. Die aktuelle Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT zeigt unter anderem Beschleuniger für die Spitzenforschung, eine Waage für Geisterteilchen und einen Supercomputer. (tsc)
Weitere Informationen:
Zum Online-Dossier: kit.edu/kit/grossforschung.php
Zur aktuellen Ausgabe von lookKIT: sek.kit.edu/3216_6377.php
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Produktentwicklung mit agilen Methoden: Das IPEK – Institut für Produktentwicklung des KIT setzt Simulationen und experimentelle Untersuchungen in der Produktentwicklung parallel ein. So verringert sich bei der Entwicklung von beispielsweise Antriebstechniken die Entwicklungszeit, während Effizienz und Qualität erhöht werden. Ein Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung liegt auf der Antriebssystemtechnik im Fahrzeug- und Maschinenbau. Forscherinnen und Forscher am IPEK untersuchen zum einen Methoden und Prozesse der Produktentwicklung an sich. Zum anderen entwickeln sie reale Lösungen für Innovationsaufgaben. „Die Herausforderungen mechatronischer Antriebssysteme liegen in den komplexen Wechselwirkungen der Komponenten untereinander“, erklärt der Sprecher der Institutsleitung des IPEK, Professor Albert Albers. „Wegen dieser Komplexität ist es unerlässlich, die Systeme ganzheitlich zu betrachten.“ (che)
Weitere Informationen: sek.kit.edu/kit-experten_albers.php
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Autonomes Fahren sicher in die Masse bringen: Das ist das Ziel des Start-ups SafeAD, einer Ausgründung aus dem FZI Forschungszentrum Informatik, einem Innovationspartner des KIT. Die drei Gründer, die alle am KIT promoviert haben, wollen dies mit einem kartenlosen Ansatz erreichen. Stand heute bedienen sich selbstfahrende Autos hochgenauer Karten. Diese zu erstellen und aktuell zu halten, ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden. Hier will das junge Start-up Abhilfe schaffen: Mit ihrem technologischen Wissen aus verschiedenen Bereichen wie Maschinellem Lernen, Computer Vision, Computergrafik und Sensorik soll autonomes Fahren ohne Karten die Masse erreichen und die Mobilität der Zukunft langfristig positiv verändern. Mögliche Vorteile: Zeitersparnis, weniger Fahrzeuge, effizienterer Verkehr, Umweltentlastung. (sas)
Weitere Informationen: safead.de
SafeAD im Gespräch mit der KIT-Gründerschmiede: kit-gruenderschmiede.de/gruender-des-monats-safead
Podcast der KIT-Gründerschmiede: anchor.fm/kit-gruenderschmiede
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Aktuelle Presseinformationen
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Montag, 10. Januar 2022, 16:00 bis 17:30 Uhr, online
Technischer Fortschritt und Kultur
Der wissenschaftlich-technische Fortschritt ist Teil der Kultur und verändert sie gleichzeitig. In einem Vortrag der Ringvorlesung zur Angewandten Kulturwissenschaft am KIT spricht Armin Grunwald, Professor für Technikphilosophie am KIT und Leiter des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag, über technischen Fortschritt und Kultur.
zak.kit.edu/Ringvorlesung-AK.php
Donnerstag, 13. Januar 2022, 18:00 Uhr, online
Welchen Journalismus über Wissenschaft braucht die Demokratie?
Vortrag im Rahmen des Colloquium Fundamentale zum Thema „Wissenschaft in der Politik. Von den Potenzialen und Problemen einer komplexen Beziehung“. Referent: Volker Stollorz, Geschäftsführer Science Media Center Germany.
zak.kit.edu/colloquium_fundamentale.php
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Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 23 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.
Kontakt:
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu
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