Scientific American, December 2018

steht unter dem Motto: Emerging Technologies 2018. Diese Techniken sind jedoch noch nicht produktreif. Kommt es dazu? Time will tell.

Augmented Reality everywhere

Schon ein älterer Hut. Hat ein gewaltiges Anwendungspektrum. Man kann seine Phantasie spielen lassen so wie ich es jetzt tue. Der Polizist sieht mit Google Glass einen Passanten, bekommt dessen persönliche Daten auf das Display, ob er vorbestraft ist, seine Versicherungen bezahlt hat, polizeilich gesucht wird.

Electro-Ceuticals

Ist auch von gestern. Es geht um Vagus-Nerven-Stimulatoren. Davon hatte ich schon gelesen, als ich in den U.S.A war, vor über 20 Jahren. Der Nervenstimulator soll Cluster-Kopfschmerzen und Migräne beseitigen können.

Meat grown from Stem Cells

Erfreulich, wenn keine Tiere mehr gezüchtet und geschlachtet werden müssen. Plausible Idee. Fleisch in der Retorte zu erzeugen wird Tierliebhaber erfreuen.

Bots that argue and instruct

Interessantes Thema. Es geht jetzt darum, Systeme mit unstrukturierten Daten zu füttern und es ihnen zu ermöglichen, daraus brauchbare Erkenntnisse zu gewinnen, die sie an das Publikum weitergeben können.

Implantable Drug Making Cells

Nehmen wir Insulin. Wenn das fehlende Insulin von implantierten Zellen zur rechten Zeit in der notwendigen Menge erzeugt werden könnte, wäre es ein Fortschritt, um Diabetes zu vermeiden. Das hinzubekommen stösst auf Hindernisse. Zum einen das Immunsystem, das Fremdkörper abstösst. Es wurde versucht, diese Zellen mit einer schützenden Schicht abzudecken. Die Schicht wird dann angegriffen, so dass die Zelle nicht mehr mit Nährstoffen versorgt werden kann. Einige Startups haben es hin bekommen, diese Hindernisse zu umgehen, Klinische Studien sind geplant.

AI for Rapid Molecular Design

Neue Materialien mit bestimmten Eigenschaften wurden eher durch Zufall als durch Planung entdeckt. Es geht hier vornehmlich um die Entwicklung neuer Pharmazeutika, die durch KI (künstliche Intelligenz) beschleunigt werden kann.

Advanced Diagnostics for Precision Medicine

Um Therapien besser auf eine Person einstellen zu können, müssen Diagnosen genauer werden. Es geht um omics-technologies. Damit sind Technologien gemeint, die Genomics, Proteomix oder Metabolomics umfassen. Und es geht weiter mit Lipidomics, Glycomics, Foodomics, Transcriptomics. Biomarker und deren Ausprägung wird mit Gene-Veränderungen verglichen und die entsprechende personalisierte Therapie daraus abgeleitet.

Gene Drive gets Safety Features

Gene Drive sind geänderte Gene, die sich schnell unter den Nachkommen einer Species ausbreiten. Sie kommen in der Natur vor, der Prozess wurde von Forschern untersucht und kann künstlich hervorgerufen werden. Zu Hilfe kommt die Gene Editing Methode CRISPR. Versuche wurden bei Mosquitos unternommen, welche den Malaria-Erreger weitergeben. Die Bill & Melinda Gates Foundation hat 75 Millionen Dollar einem Konsortium gegeben, Malaria mit diesem Verfahren einzudämmen.

Es wurden Stimmen laut und warnten, dass dieses Verfahren unbeabsichtigt auf andere Spezies übergreifen könnte. Auch die DARPA (The Defemse Advamced Research Projects Agency) unterstützt dieses Verfahren enthusiastisch.

Inzwischen wurde ein Genschalter gefunden, der den Gene Drive abschaltet. Nur das trifft auch nicht auf Zustimmung, denn bevor dieser von Wissenschaftlern begutachtet und befürwortet wird, soll Gene Drive nicht eingesetzt werden. Dadurch wird es, so meinen einige Forscher, vermeidbare Opfer geben.

Finding Toxins with Plasmonics

Tja, Plasmonics. Wer hat noch nicht davon gehört? Ich zum Beispiel, lol. Die Technologie kontrolliert das Zusammenspiel eines elektromagnetischen Feldes und freien Elektronen eines Metalles die für dessen Leitfähigkeit und optische Eigenschaften verantwortlich sind. Freie Elektronen auf der Metalloberfläche oszillieren gemeinsam, wenn sie von einem Lichtstrahl getroffen werden und bilden das, was als Oberflächen Plasmon bezeichnet wird. Misst das Metal nur einige Nanometer, ist die Frequenz, mit der freie Elektronen vibrieren können, eingeschränkt. Das Phänomen, in der ein Teil der freien Elektronen wie das einfallende Licht vibriert, wird Resonanz genannt. Sie kann dazu benutzt werden Nano-Antennen zu erzeugen. Plasmonische Materialien werden dazu gebracht, Toxine aufzuspüren,

Algorithms for Quantum Computers

Inzwischen wissen wir alle was ein qubit ist. Einheit, in der 0 und 1 gleichzeitig existiert. Eine Superposition die durch Dekohärenz zusammenbrechen kann. So ist es bisher nur gelungen, einige wenige Qubits zu erstellen. Es wird an sogenannten Noisy intermediate sale quantum computers (NISQ) gearbeitet, die Maschinenlernen mit klassischen Computern ablösen sollen.

Es gibt einige Artikel mit abweichenden Themen wie

„Needle in the Haystack“

Nadel im Heuhaufen. Paleolithic, old Stone Age, Es liegt ein Haufen Knochen in Sibirien herum, Sie sind so zersplittert, dass man von ihrer Form nicht darauf schließen kann, zu welcher Menschengruppe sie gehören.

Forscher untersuchten in Sibirien in einer Hòhle, Denisova Cave genannt, Denisovas waren wie Neandertaler humanoide Untergruppen, und Forscher waren daran interessiert herauszufinden, ob sie sich mit dem aus Afrika nach Europa gezogenen Human Sapiens gepaart haben.

Dies ist mit ZooMS, einer Spektralanalyse, möglich geworden. ZooMS analysiert Collagenproteine der Knochen. Die gefundene Spur kann mit denen in einer Datenbank gespeicherten verglichen werden. Es gab Paarungen des Homo Sapiens mit Denisovas und auch Neandertalern.

„Sacred Groves“.

In Indien geht die Ökologie im Zusammenarbeit mit der Priesterschaft so vor, dass sie bestehende Wälder als heilig erklärt, damit sie nicht abgeholzt werden. Alles nicht so einfach; denn jetzt frage ich mich, wo sie das Holz für die Millionen Toilettendeckel herbekommen, die noch gebraucht werden.

„Spooky Action“

Da staunte auch Einstein, der die Synchronisation zweier weit von einander entfernten Teilchen als „Spooky Action at a Distance“ bezeichnet hatte.

Forscher versuchten wieder einmal dahinter zu kommen. Ohne Resultat. Wer darüber etwas lesen will, hier ein Link.

„Hidden Inferno“

In einem Teil Chiles hebt sich der Boden jedes Jahr um 20 Zentimeter, und zwar in Laguna del Maule, einer vulkanischen Region in den Anden. Es besteht die Möglichkeit, dass dort ein Supervulkan entsteht, wie er alle paar hunderttausende von Jahren vorkommt. Ein Vulkan dieser Art schleudert um die 1000 Kubikkilometer Felsen und Asche in die Luft, die den halben Kontinent verdunkeln könnten.

„Out of the Silence“

Abweichende Gene, schon bei Geburt entstanden, können dazu führen, dass Menschen später nicht mehr sehen und nicht mehr hören können. Die Krankheit schleicht sich während der Lebenszeit ein. Ein Beispiel: Das Usher Syndrom.

Nun gibt es einen Ansatz, die Gene in den Originalzustand zurück zu versetzen in dem man ein mit diesem Gen ausgestattetes Virus injiziert. Mit einem Adenovirus geht es nicht, das bewies die Tragödie, bei der Jesse Gelsinger 1999 ums Leben kam, als sich sein Immunsystem sich gegen das Virus zu Wehr setzte und die Organe Gelsingers angriff. Mit einer geringeren Dosis und einem sogenannten adeno-associated Virus hingegen hat man gute Erfahrungen, und bei Mäusen das Gehör wieder funktionsfähig gemacht.

Ich dachte mir, wieso setzt man nicht CRISPR ein? Aber dann kam die Erklärung. Forscher fanden heraus, dass bei CRISPR auch andere Zellen als die angesteuerten genetisch verändert wurden.

„Sponge Cities“

Die Erkenntnis, dass zementierte Ufer Überflutungen begünstigen, ist nicht neu. In einigen Teilen der Welt wird etwas dagegen getan. Vornehmlich in China. In diesem Artikel wird beschrieben, wie der chinesische Landschaftsarchitekt Yu Kongjian seine Erfahrungen in Holland gesammelt und später die Sponge-City-Bewegung ins Leben gerufen hat. Hier ein Link.