mercoledì, gennaio 03, 2018

Scientific American, Dec. 2017



mit den Top Emerging Technologies of 2017.


Gehen wir sie mal durch:


Water made by the Sun.
Metal Organic Framework (MOF), in diesem Falle Zirkonium Fumarate, eine Säure-Metall Verbindung kann der Luft bis zu einer niedrigen Luftfeuchtigkeit von 20 Prozent mit Hilfe von Sonnenenergie aufgrund großer Pooren Wasser entziehen. Eine elegante Lösung, die keinen Strom verbraucht und für die dritte Welt optimal ist.


Fuel from an artificial Leaf
Künstliche Photosynthese, mit der Treibstoff gewonnen werden kann.


AI that sees like Humans
Künstliche Intelligenz, hier eine Variante des Deep Learning, Convolutional Neural Network (CNN), in der zum Beispiel tausende von Hundephotos zum Lernen einer Maschine herangezogen werden, die ohne weitere Programmierung von sich heraus lernt. CNN wird durch den Fortschritt in der graphischen und parallelen Verarbeitung der letzten Dekade ermöglicht. Durch das Internet wird der Zugang zu digitalen Fotos erleichtert.
CNN erkennt das Verhalten von Menschenmengen, erhöht die Sicherheit selbstlenkender Fahrzeuge, Ernten werden eingeschätzt, Wasserspiegel überwacht und Pflanzenschäden im Voraus erkannt. In der Medizin hilft CNN bei der Klassifizierung von Roentgenbildern.


Precision Farming
Ackerflächen können nicht beliebig erweitert werden. Landwirtschaft muss daher intensiviert werden. Dazu werden Sensoren, Roboter, GPS und digitalisierte Landkarten benötigt. Die Sensoren messen Pflanzengröße, Blattform und den Feuchtigkeitsgehalt um die Pflanze herum, senden die Daten dem Landwirt zur Entscheidung über den Gewinn, den Anbau und ob gegen Pflanzenkrankheiten vorgegangen werden muss


Mapping every Cell
mit dem Human Cell Atlas. Es wird dauern, aber sicher nicht so lange wie die Arbeit mit dem Brain Atlas. Das war ja eine Pleite. Bei dem Human Cell Atlas geht es darum, jedem Gewebe die entsprechenden Zelltypen zuzuordnen, herauszufinden, welche Gene, Proteine und andere Moleküle in jedem Zelltyp aktiv sind, welche Prozesse diese Vorgänge kontrollieren, wie Zellen interagieren. Das ist natürlich auch eine Jahrhundertaufgabe, es sei denn Künstliche Intelligenz kann einspringen.


Liquid Biopsies
Hin und wieder ist krebsverdächtiges Gewebe schwer zugänglich um Gewebeproben zu entnehmen. Einige Unternehmen haben eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe man circulating Tumor DNA im Blut finden kann. So wie ich es sehe, gibt es nur einige wenige Marker, durch die man auch herausbekommt, welches Organ befallen ist. PSA (Prostata), CEA (Dickdarm) zum Beispiel. Hier ist also noch Handlungsbedarf.


Hydrogen Cars for the Masses
Durch Wasserstoff angetriebene Autos wie der Toyota Mirai sind zu teuer. Batteriegetriebene setzen sich zur Zeit durch, obwohl die Herstellung von Batterien auch Energien verschlingt. Wasser hingegen gibt es kostenlos. Fuel Cells, Treibstoffzellen sind deswegen so teuer, weil sie Platin für den Betrieb benötigen. Ob und wie es ersetzt werden kann, an der Lösung dieser Frage wird gearbeitet.


Genomic Vaccines
Die gängige Methode ist mit getöteten oder geschwächten Pathogenen das Immunsystem eines Individuums zu stimulieren. Billiger und einfacher wäre es Gene als Impfstoff zu benutzen, Impfstoffe gegen Grippeviren werden mit Hilfe von Eiern erzeugt, die dann ausgetauscht werden müssen, wenn das Virus inzwischen mutiert ist. Bei Gen-Impfstoffen reicht es die Code-Sequenz zu ändern. Zur Zeit werden klinische Tests durchgeführt.


Sustainable Communities
Hier geht es darum, Häuser, die beieinander stehen, mit wiederverwendbaren Resourcen zu versorgen. Brauchwasser aufzubereiten, dass es immer wieder benutzt werden kann. Den aus Solarzellen gewonnenen Strom zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Das erinnert mich an Steampunk, wenn ich lese, dass dafür Schwungräder verwendet werden sollen. Die Ideen werden im Oakland EcoBlock Project der Universität of California, Berkley, ausprobiert.


Quantum Computing
Daran wird seit fünfzig Jahren gearbeitet. Quantum Computing beantwortet Fragen, die noch nie jemand gestellt hat, lol. Quantum Computer sind schwer herzustellen. Ein Design erfordert superleitfähiges Material, das gekühlt werden muss, dann muss die Superposition, welche gestattet, alle möglichen Lösungen gleichzeitig zu finden, beibehalten werden. IBM brachte vorletztes Jahr einen heraus, der eine Schnittstelle hat, die mit Python programmiert werden kann. Ein Buch über die Programmiersprache habe ich im Schrank. Aber das ist es dann auch schon. Wann komme ich dazu, mal reinzusehen?


Nun zu den restlichen Artikeln


Pluto Revealed
Es dauerte vierzehn Jahre, bevor das OK für die Raumsonde New Horizons kam, dann waren 4 Jahre für den Bau erforderlich und neun Jahre für den Flug nach Pluto. Dort wurden Sonden und Kameras erst eingeschaltet, um während des Fluges Energie zu sparen. Vorher war über den Pluto bekannt, dass er einen Durchmesser von 1400 Meilen und mindestens fünf Monde, eine dünne und rötliche Atmosphäre aus Stickstoff, Methan und Kohlenstoff sowie polare Eiskappen hatte.
Ich muss gestehen, die Entdeckungen, die New Horizons machte, reißen mich nicht vom Hocker. Die Atmosphäre entfleucht langsamer als angenommen, aber ers gibt keine Plutonier, was auch nicht zu erwarten war. Aber es ist doch schön, dass es Leute gibt, die sich um das Ammoniak auf dem Pluto Sorgen machen.


Could genetic Engineering save the Galapagos?
Die in der Vergangenheit zugewanderten Tiere wie Ratten, Esel, Kühe, Schweine sollten von den Inseln verbannt werden.Eine Strategie mit CRISPr bietet sich an, mit welcher bestimmte Gene eine größere Chance bekommen auf die nächste Generation überzuspringen. Die Methode wird Gene Drive genannt.
In diesem Falle werden Gene, die das männliche Geschlecht bestimmen mit der Gene Drive Methode auf die Folgegeneration übertragen. Damit sterben die vorgesehenen Tierarten auf der Insel aus.
Dass die Einwohner der Inseln nicht damit einverstanden waren, dass ihre Esel, Kühe, Schweine, Hunde von den Inseln sollten, liegt auf der Hand. Man einigte sich, sie nicht mehr frei herumlaufen zu lassen. Bei Mäusen und Ratten sah es schon anders aus.


I feel your Pain
Empathie hat sicher seine Vorteile für den, der verstanden werden will. Ich erinnere mich daran, als ich den Autorenfimmel hatte, dass einige Mitautoren ihre Befindlichkeiten in Stories ausdrückten. Ich fand es stinklangweilig. Auch in diesem Beitrag wird nicht bestritten, dass zuviel an Einfühlungsvermögen schädlich ist. Denke man nur an Ärzte, Krankenschwestern. Die würden um ihren Schlaf gebracht, nähmen sie sich der seelischen Verfassung eines jeden Patienten an.
Empathie ist gruppenbezogen, so dass jemand aus der eigenen Familie einen höheren Stellenwert hat. Ist sinnvoll. Positiv wird die Cognitive Empathie angesehen. Im Gegensatz zu Psychopathen, welche auch den Gemütszustand einer Person erkennen, sich aber nicht weiter darum kümmern, besitzt der mit kognitiver Empathie die Fähigkeit und den Willen, den Gemütszustand der betroffenen Person zu analysieren und nach Lösungen zu suchen, um deren seelisches Tief zu beheben.Scientific American December 2017


mit den Top Emerging Technologies of 2017.


Gehen wir sie mal durch:


Water made by the Sun.
Metal Organic Framework (MOF), in diesem Falle Zirkonium Fumarate, eine Säure-Metall Verbindung kann der Luft bis zu einer niedrigen Luftfeuchtigkeit von 20 Prozent mit Hilfe von Sonnenenergie aufgrund großer Pooren Wasser entziehen. Eine elegante Lösung, die keinen Strom verbraucht und für die dritte Welt optimal ist.


Fuel from an artificial Leaf
Künstliche Photosynthese, mit der Treibstoff gewonnen werden kann.


AI that sees like Humans
Künstliche Intelligenz, hier eine Variante des Deep Learning, Convolutional Neural Network (CNN), in der zum Beispiel tausende von Hundephotos zum Lernen einer Maschine herangezogen werden, die ohne weitere Programmierung von sich heraus lernt. CNN wird durch den Fortschritt in der graphischen und parallelen Verarbeitung der letzten Dekade ermöglicht. Durch das Internet wird der Zugang zu digitalen Fotos erleichtert.
CNN erkennt das Verhalten von Menschenmengen, erhöht die Sicherheit selbstlenkender Fahrzeuge, Ernten werden eingeschätzt, Wasserspiegel überwacht und Pflanzenschäden im Voraus erkannt. In der Medizin hilft CNN bei der Klassifizierung von Roentgenbildern.


Precision Farming
Ackerflächen können nicht beliebig erweitert werden. Landwirtschaft muss daher intensiviert werden. Dazu werden Sensoren, Roboter, GPS und digitalisierte Landkarten benötigt. Die Sensoren messen Pflanzengröße, Blattform und den Feuchtigkeitsgehalt um die Pflanze herum, senden die Daten dem Landwirt zur Entscheidung über den Gewinn, den Anbau und ob gegen Pflanzenkrankheiten vorgegangen werden muss


Mapping every Cell
mit dem Human Cell Atlas. Es wird dauern, aber sicher nicht so lange wie die Arbeit mit dem Brain Atlas. Das war ja eine Pleite. Bei dem Human Cell Atlas geht es darum, jedem Gewebe die entsprechenden Zelltypen zuzuordnen, herauszufinden, welche Gene, Proteine und andere Moleküle in jedem Zelltyp aktiv sind, welche Prozesse diese Vorgänge kontrollieren, wie Zellen interagieren. Das ist natürlich auch eine Jahrhundertaufgabe, es sei denn Künstliche Intelligenz kann einspringen.


Liquid Biopsies
Hin und wieder ist krebsverdächtiges Gewebe schwer zugänglich um Gewebeproben zu entnehmen. Einige Unternehmen haben eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe man circulating Tumor DNA im Blut finden kann. So wie ich es sehe, gibt es nur einige wenige Marker, durch die man auch herausbekommt, welches Organ befallen ist. PSA (Prostata), CEA (Dickdarm) zum Beispiel. Hier ist also noch Handlungsbedarf.


Hydrogen Cars for the Masses
Durch Wasserstoff angetriebene Autos wie der Toyota Mirai sind zu teuer. Batteriegetriebene setzen sich zur Zeit durch, obwohl die Herstellung von Batterien auch Energien verschlingt. Wasser hingegen gibt es kostenlos. Fuel Cells, Treibstoffzellen sind deswegen so teuer, weil sie Platin für den Betrieb benötigen. Ob und wie es ersetzt werden kann, an der Lösung dieser Frage wird gearbeitet.


Genomic Vaccines
Die gängige Methode ist mit getöteten oder geschwächten Pathogenen das Immunsystem eines Individuums zu stimulieren. Billiger und einfacher wäre es Gene als Impfstoff zu benutzen, Impfstoffe gegen Grippeviren werden mit Hilfe von Eiern erzeugt, die dann ausgetauscht werden müssen, wenn das Virus inzwischen mutiert ist. Bei Gen-Impfstoffen reicht es die Code-Sequenz zu ändern. Zur Zeit werden klinische Tests durchgeführt.


Sustainable Communities
Hier geht es darum, Häuser, die beieinander stehen, mit wiederverwendbaren Resourcen zu versorgen. Brauchwasser aufzubereiten, dass es immer wieder benutzt werden kann. Den aus Solarzellen gewonnenen Strom zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Das erinnert mich an Steampunk, wenn ich lese, dass dafür Schwungräder verwendet werden sollen. Die Ideen werden im Oakland EcoBlock Project der Universität of California, Berkley, ausprobiert.


Quantum Computing
Daran wird seit fünfzig Jahren gearbeitet. Quantum Computing beantwortet Fragen, die noch nie jemand gestellt hat, lol. Quantum Computer sind schwer herzustellen. Ein Design erfordert superleitfähiges Material, das gekühlt werden muss, dann muss die Superposition, welche gestattet, alle möglichen Lösungen gleichzeitig zu finden, beibehalten werden. IBM brachte vorletztes Jahr einen heraus, der eine Schnittstelle hat, die mit Python programmiert werden kann. Ein Buch über die Programmiersprache habe ich im Schrank. Aber das ist es dann auch schon. Wann komme ich dazu, mal reinzusehen?


Nun zu den restlichen Artikeln


Pluto Revealed
Es dauerte vierzehn Jahre, bevor das OK für die Raumsonde New Horizons kam, dann waren 4 Jahre für den Bau erforderlich und neun Jahre für den Flug nach Pluto. Dort wurden Sonden und Kameras erst eingeschaltet, um während des Fluges Energie zu sparen. Vorher war über den Pluto bekannt, dass er einen Durchmesser von 1400 Meilen und mindestens fünf Monde, eine dünne und rötliche Atmosphäre aus Stickstoff, Methan und Kohlenstoff sowie polare Eiskappen hatte.
Ich muss gestehen, die Entdeckungen, die New Horizons machte, reißen mich nicht vom Hocker. Die Atmosphäre entfleucht langsamer als angenommen, aber ers gibt keine Plutonier, was auch nicht zu erwarten war. Aber es ist doch schön, dass es Leute gibt, die sich um das Ammoniak auf dem Pluto Sorgen machen.


Could genetic Engineering save the Galapagos?
Die in der Vergangenheit zugewanderten Tiere wie Ratten, Esel, Kühe, Schweine sollten von den Inseln verbannt werden.Eine Strategie mit CRISPr bietet sich an, mit welcher bestimmte Gene eine größere Chance bekommen auf die nächste Generation überzuspringen. Die Methode wird Gene Drive genannt.
In diesem Falle werden Gene, die das männliche Geschlecht bestimmen mit der Gene Drive Methode auf die Folgegeneration übertragen. Damit sterben die vorgesehenen Tierarten auf der Insel aus.
Dass die Einwohner der Inseln nicht damit einverstanden waren, dass ihre Esel, Kühe, Schweine, Hunde von den Inseln sollten, liegt auf der Hand. Man einigte sich, sie nicht mehr frei herumlaufen zu lassen. Bei Mäusen und Ratten sah es schon anders aus.


I feel your Pain
Empathie hat sicher seine Vorteile für den, der verstanden werden will. Ich erinnere mich daran, als ich den Autorenfimmel hatte, dass einige Mitautoren ihre Befindlichkeiten in Stories ausdrückten. Ich fand es stinklangweilig. Auch in diesem Beitrag wird nicht bestritten, dass zuviel an Einfühlungsvermögen schädlich ist. Denke man nur an Ärzte, Krankenschwestern. Die würden um ihren Schlaf gebracht, nähmen sie sich der seelischen Verfassung eines jeden Patienten an.
Empathie ist gruppenbezogen, so dass jemand aus der eigenen Familie einen höheren Stellenwert hat. Ist sinnvoll. Positiv wird die Cognitive Empathie angesehen. Im Gegensatz zu Psychopathen, welche auch den Gemütszustand einer Person erkennen, sich aber nicht weiter darum kümmern, besitzt der mit kognitiver Empathie die Fähigkeit und den Willen, den Gemütszustand der betroffenen Person zu analysieren und nach Lösungen zu suchen, um deren seelisches Tief zu beheben.


Beetle Resurrection


Beiträge wie diese könnten auch in Deutschland entstehen. Nur scheinen die Konsequenzen daraus in den U.S.A. effizienter zu sein. Protagonist ist eine Art Mistkäfer. Sagen wir lieber, ein Insekt, dass sich von Aas ernährt und sich nur in der Nähe von Kadavern wohl fühlt. Klar das es geschützt werden muss, wenn es auf der Liste der vom Aussterben bedrohten Tierarten steht.
Man weiss jedoch wenig über das Tier. In einem Jahr findet man es, ein anderes Jahr ist es verschwunden. Wo findet man es in den U.S.A.? In Oklahoma, Nebraska sowie in South Dakota und auf einer Insel von Rhode Island an der Ostküste.
In Oklahoma wird mit Fracking nach Öl gebohrt. In einigen Zonen steht der Käfer im Weg. Es gibt drei Möglichkeiten für die Ölbohrer. 1. Woanders bohren, 2. Grund und Boden kaufen, um die Käfer dort anzusiedeln, oder 3. Konservierungs-Behörden bezahlen, die es für die Ölbohrer tun.


The Cloud Conundrum


In diesem Beitrag werden die Schwierigkeiten beschrieben die Wolkenbildung vorauszusagen. Wolken beeinflussen die Erderwärmung. An einem normalen Tag bedecken Wolken um die 70 Prozent der Erdoberfläche. Ich habe nun kein Interesse alle Wolkenarten ins Deutsche zu übersetzen und herauszufieseln, ob sie hoch oder tief hängen und wie ihr Einfluss auf das Klima dann aussieht.
Eines hat man jedoch herausgefunden. Es wird schneller warm, als man angenommen hat.


How Captives changed the World
Aufgrund der Ereignisse im vergangenen Jahr, in dem die ISIS die Yazidi-Personen gefangen genommen und versklavt hatten, beschäftigte sich die Autorin damit, herauszufinden, wie die Dynamik zwischen Sklavenhaltern und Sklaven im Laufe der Jahrhunderte verlief. Es hat sich nicht viel geändert. Sklaven wurden eher als Objekte betrachtet, die man zur Erhöhung des eigenen Status und ihre Erkenntnisse zum eigenen Vorteil verwenden konnte.






Beetle Resurrection


Beiträge wie diese könnten auch in Deutschland entstehen. Nur scheinen die Konsequenzen daraus in den U.S.A. effizienter zu sein. Protagonist ist eine Art Mistkäfer. Sagen wir lieber, ein Insekt, dass sich von Aas ernährt und sich nur in der Nähe von Kadavern wohl fühlt. Klar das es geschützt werden muss, wenn es auf der Liste der vom Aussterben bedrohten Tierarten steht.
Man weiss jedoch wenig über das Tier. In einem Jahr findet man es, ein anderes Jahr ist es verschwunden. Wo findet man es in den U.S.A.? In Oklahoma, Nebraska sowie in South Dakota und auf einer Insel von Rhode Island an der Ostküste.
In Oklahoma wird mit Fracking nach Öl gebohrt. In einigen Zonen steht der Käfer im Weg. Es gibt drei Möglichkeiten für die Ölbohrer. 1. Woanders bohren, 2. Grund und Boden kaufen, um die Käfer dort anzusiedeln, oder 3. Konservierungs-Behörden bezahlen, die es für die Ölbohrer tun.


The Cloud Conundrum


In diesem Beitrag werden die Schwierigkeiten beschrieben die Wolkenbildung vorauszusagen. Wolken beeinflussen die Erderwärmung. An einem normalen Tag bedecken Wolken um die 70 Prozent der Erdoberfläche. Ich habe nun kein Interesse alle Wolkenarten ins Deutsche zu übersetzen und herauszufieseln, ob sie hoch oder tief hängen und wie ihr Einfluss auf das Klima dann aussieht.
Eines hat man jedoch herausgefunden. Es wird schneller warm, als man angenommen hat.


How Captives changed the World
Aufgrund der Ereignisse im vergangenen Jahr, in dem die ISIS die Yazidi-Personen gefangen genommen und versklavt hatten, beschäftigte sich die Autorin damit, herauszufinden, wie die Dynamik zwischen Sklavenhaltern und Sklaven im Laufe der Jahrhunderte verlief. Es hat sich nicht viel geändert. Sklaven wurden eher als Objekte betrachtet, die man zur Erhöhung des eigenen Status und ihre Erkenntnisse zum eigenen Vorteil verwenden konnte.






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