Hintergrundinformationen

Wissen Sie wie weit das Science-Fiction-Märchen Weltraumtourismus schon real geworden ist? Hier jetzt der Bericht und ein Video!

Video: Virgin Galactic SpaceShip Two animation.
Hamburg (ptx). Bevor die Touristen kommen, erobern Privatiers den Weltraum. Was vor 50 Jahren, als der Sputnik sein erstes “Piep” sendete, noch wie ein Sciencefiction-Märchen klang, ist jetzt zum Greifen nah: Weltraumspaziergänge für jedermann. Und wie viel würden Sie zahlen? Mit dem SpaceShipTwo von Burt Rutan kostet ein Ausflug in rund 100 Kilometer Höhe 200.000 US-Dollar. Oder Sie sammeln Vielflieger-Meilen. Für zwei Millionen gibt es vom Veranstalter Virgin Galactic ein Ticket. Die US-Firma Space Adventures nimmt Reservierungen für eine Mondumrundung für 100 Millionen Dollar pro Kopf an, ab 2009 auch für einen Besuch in der ISS inklusive Weltraumspaziergang.

Bisher war Raumfahrt Chefsache, also in den Händen von Regierungen. Doch die “Privaten” sind den Raumfahrtbehörden herzlich willkommen. SpaceX zum Beispiel - die Firma von Elon Musk, der PayPal an eBay verkaufte - erhielt von der NASA den Zuschlag, kostengünstige Trägerraketen zu bauen. Falcon 1 und Falcon 9, die “Volkswagen für den Kosmos”. Musk ist sicher: “Wir haben eine gute Chance, in ein paar Jahren der führende Anbieter von Starts ins All zu sein.” Robert Bigelow, ein Multimillionär, der mit Immobilien ein Vermögen machte, bietet Module für Raumstationen, die leicht und billig sind. Relativ gesehen. Denn die private Raumfahrt lebt von Träumen. Und von Sätzen wie “Houston, hier meldet sich das Meer der Ruhe. Der Adler ist gelandet.”

Wissen Sie was Bionik ist? Hier jetzt die Antwort und ein Video zur Einführung!

(idw) Deutsche Roboter gehören zu dem Besten, was derzeit weltweit zu finden ist. Herausragend ist dabei die “Bionik”, ein Forschungsgebiet zwischen Ingenieurwissenschaften und Biologie, in dem versucht wird, das Vorbild der Natur bei der Konstruktion von Maschinen zu berücksichtigen.
Die Entwicklung von Robotern, die sich auf Beinen fortbewegen, steckt allerdings noch in den Anfängen - anders als es Science-Fiction-Filme glauben lassen. Der Unterschied zu den Bewegungsabläufen von Tier und Mensch ist immer noch gewaltig. Denn das Laufen ist weitaus komplizierter zu bewerkstelligen, als es aussieht, und das nicht nur im Falle des Tausendfüßers. Wann ist ein Bein zu heben, in der Luft voranzuschwingen, zu senken, zu belasten? Und welches seiner Gelenke soll zu diesem Zweck welche Bewegungen mit welchen Kräften ausführen? Natürlich gibt es auch eine Reihe von gesellschaftlichen Fragen an die Wissenschaftler: Worin bestehen die Chancen, aber auch die Risiken des Einsatzes von Robotern? Worin kann der Nutzen solcher Maschinen in unserem Alltag bestehen? Lässt sich der Missbrauch solcher Roboter durch die Militärindustrie verhindern?

An der Spitze dieser Forschungen stand 1993 ein vierköpfiges Team von Wissenschaftlern, das den Körber-Preis erhielt. Schon damals hatte das Team eine sechsbeinige Laufmaschine entwickelt, die den Konkurrenten etwa aus den USA und Japan deutlich voraus war. Mit dem Gewinn des Körber-Preises wollte sich die Gruppe ihrem nächsten Projekt zuwenden, dem Bau eines sogenannten “Rohrkrabblers”.

Unsere Zivilisation beruht nicht zuletzt auf einer Vielzahl von Rohrleitungssystemen, die für Wartung und Reparatur häufig unzugänglich sind - in Chemieanlagen, Kraftwerken, Versorgungsleitungen. Da liegt es nahe, Roboter hineinzuschicken, und am besten wäre es, wenn sie Beine hätten. Der Rohrkrabbler hat besonderen Anforderungen zu genügen, so müssen beispielsweise seine acht Beine sicheres Haften garantieren. Die Bewegungen soll später ein künstliches neuronales Netz koordinieren, das aber vom dezentralen Prinzip keineswegs abweicht.

Wissen Sie ob Cyborgs real oder Science Fiction sind? Hier jetzt der Bericht über ein aufregendes Projekt des Bundesforschungsministeriums!

Der Cyborg ist ein Mischwesen zwischen lebendigem Organismus und Maschine. Unter einem Cyborg versteht man eine Art Mensch-Maschine, das heißt einen Menschenkörper, in den künstliche, insbesondere elektronische Bausteine eingefügt worden sind.

(idw) Zwölf Jahre dauerte die Entwicklung: Nun hat ein interdisziplinäres Team von Netzhautchirurgen, Ingenieuren und Neurophysikern die weltweit erste vollständig in das menschliche Auge implantierbare Sehprothese erfolgreich bei sechs blinden Patienten eingesetzt. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) hat die Entwicklung dieser Technik initiiert und seit 1995 mit mehreren Millionen Euro maßgeblich gefördert. Von Beginn an trug die Arbeitsgruppe Neurophysik der Philipps-Universität entscheidend zur Entwicklung bei.

Ungefähr 3 Millionen Menschen, darunter 10 000 in Deutschland, leiden unter Retinitis pigmentosa. Bei dieser Augenerkrankung schwindet die Sehfähigkeit aufgrund des Absterbens von Netzhautzellen stetig bis zur Erblindung. Allerdings bleibt in der Regel ein Teil der Nervenzellen, die visuelle Information zum Gehirn weitertragen, intakt. Hier können Sehprothesen ansetzen. Die ins Auge implantierten Mikrochips lösen durch elektrische Reizung Signale in den Nervenzellen aus, die die Patienten dann als Seheindrücke wahrnehmen. Ingenieure der RWTH Aachen und des Duisburger Fraunhofer Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme haben zusammen mit den Augenkliniken Aachen und Essen und der Arbeitsgruppe Neurophysik an der Philipps-Universität Marburg jetzt für diese Krankheit eine EPIRET3 genannte Sehprothese entwickelt. Ihre Besonderheit liegt darin, dass sie weltweit als einziges System drahtlos funktioniert. Sie wird vollständig in das Auge implantiert und muss nicht, wie andere Retina-Implantate, mit Kabelverbindungen von außen versorgt werden. Dies reduziert die Operationszeit, vereinfacht die Handhabung und senkt die Belastungen für die Patienten.

Die neue Sehprothese wurde sechs freiwilligen Patienten der Universitäts-Augenkliniken in Aachen und Essen eingesetzt. Alle Patienten waren seit mehreren Jahren erblindet. Während einer vierwöchigen Testphase untersuchten die Wissenschaftler der AG Neurophysik der Philipps-Universität (Dipl. Biol. Susanne Klauke, Dr. Thomas Wachtler, Prof. emer. Dr. Reinhard Eckhorn und der Leiter der AG, Prof. Dr. Frank Bremmer) die Wahrnehmungen der Patienten mit verschiedenen elektrischen Testreizen. Bei allen Patienten wurden Seheindrücke ausgelöst, und sie konnten verschiedene Reizmuster unterscheiden. Nach diesem Erfolg besteht der nächste Schritt darin, die Implantationsdauer zu verlängern und die Operationstechnik weiter zu verbessern. Damit sich die Patienten mit der Prothese in ihrer Umwelt zurechtfinden können, muss das System künftig noch mit einer Kamera gekoppelt werden, die per Funk Signale an das Implantat sendet.

Nachdem sich diese Methode bei den ersten Patienten als wirksam und sicher erwiesen hat, haben mehrere Medizintechnikfirmen eine Firma gegründet, die jetzt ein marktfähiges Retina-Implantat entwickeln wird. Die AG Neurophysik wird auch an dieser Weiterentwicklung maßgeblich beteiligt sein. Durch diese Weiterentwicklung könnte die Prothese in einigen Jahren mehr Patienten verfügbar gemacht und auch zur Behandlung der fortgeschrittenen altersbedingten Makuladegeneration eingesetzt werden. Diese stärker verbreitete Augenkrankheit ist für etwa die Hälfte der Fälle von Altersblindheit verantwortlich.

In der Science Fiction Geschichte “Paradisienne” besitzt der Verkaufsleiter Penthilos Hades eine Hippocampus-Prothese, d.h. einen Chip, der einen Teil seiner Gehirnfunktion übernimmt. Er ist damit nach gängiger Definition ein Cyborg. Die Prothese verändert seinen Charakter und führt zu verbrecherischem Handeln.

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Zitat aus einem Science Fiction- und Zeitreiseroman (der Buch-Titel lautet: “Professor Allman - Auf der Suche nach der Weltformel“):

„Wo ist das Problem? Bauen Sie doch einfache andere Energiegeneratoren ein, die genug Energie liefern!” Capiello sieht die Angelegenheit locker.
[Bella Blackbeard:] „Genau, das will ich machen, aber für die Vakuumenergiegeneratoren, die aus dem Quantenvakuum fast unbegrenzte Energiemengen extrahieren können, fehlt mir das Geld.”
Capiello nimmt schlürfend einen Schluck aus seinem Glas und rollt genießerisch mit den Augen, bevor er schulterzuckend antwortet: „Wenn Sie kein Geld dafür haben, dann müssen Sie es eben lassen! Können wir von etwas anderem reden?”
„Eben nicht, Capiello!” Bella Blackbeard knallt ihr Weinglas auf den transparenten Couchtisch …

Die Energie des „leeren Raumes“ bei vollständiger Abwesenheit von Materie wird als Vakuumenergie bezeichnet. Die Quantentheorie betrachtet ein Vakuum nicht als völlig leer. Es gibt die Vorstellung des sogenannten Quantenschaums (siehe dort), der aus Teilchen und Feldern besteht, die entstehen und sich wieder vernichten. Aufgrund dieses Umstands wird mitunter vermutet, dass die Vakuumenergie zur Energiegewinnung genutzt werden könnte. Das muss man sich ähnlich einer Wassermühle vorstellen, die das fließende Wasser eines Flusses zur Energiegewinnung nutzt. Nur in diesem Fall ist es nicht energiehaltiges Wasser, sondern das energiehaltige Vakuum. Physikalische Berechnungen lassen auf ein riesiges Energiepotential des Vakuums schließen.

Kommentar:
Was das Vakuum mit Bewusstsein zu tun hat, wird im Sachbuch mit dem Titel “Unsterbliches Bewusstsein” erläutert. ISBN 978-3-837-04351-8

Wissen Sie Bescheid ob Beamen möglich ist? Hier jetzt die Antwort!

War Beamen vor Jahrtausenden schon einmal Realität? Konnten sich etwa Druiden von einem Dolmen zum anderen teleportieren? Oder wird bald Realität, was in der Science-Fiction Literatur steht? Dazu ein Zitat aus einem Zeitreiseroman zum Thema Beamen (Teleportation). Der Buch-Titel: “Professor Allman - Auf der Suche nach der Weltformel” :

Nach zwei Stunden hat Pinchin erneut zwei Hunde verbraucht. Dem einen fehlen nach der Teleportation die Vorderläufe und bei dem anderen wächst der Schwanz aus dem Kopf, während die Ohren den Platz des Schwanzes einnehmen.
Pinchin flucht fürchterlich und fummelt an seinem Pinchinmat herum. „Ich muss den Fehler finden, ich will es!“ Er ändert einige Einstellungen und beginnt einen weiteren Versuch. „Jetzt muss es klappen!“ murmelt er mit verbissenem Gesicht.

Teleportation auch Beamen genannt, bezeichnet die Bewegung eines Objektes von einem Punkt der Einsteinschen Raumzeit zu einem beliebigen anderen Punkt der Raumzeit, ohne dass das Objekt dabei physisch den dazwischen liegenden Raum durchquert.

Was bisher immer als Science Fiction galt, schien vor wenigen Jahren Realität zu werden. Im Sommer 2004 meldete der Spiegel-Online: Forscher beamen Photonen über die Donau

Was ist dran am Beamen? Können wir uns bald wie Spok und Scotty ins Raumschiff hochbeamen? Die folgende Überlegung sorgt für Klarheit:

Bei der realen Übertragung von Teilchen im Rahmen einer Teleportation geht man von etwa 1 Kilobyte Information aus, die in Bruchteilen von Sekunden gespeichert und übertragen werden. Für den Transport eines Menschen errechnet sich daraus eine Datenmenge von etwa 10 · 10¹⁹ Terabyte. Diese Datenmenge ist aber so unvorstellbar groß, dass die reale Teleportation eines Menschen noch sehr lange ein Wunschtraum bleiben wird. Innerhalb der Quantenphysik sind Teleportationen bis heute nur mit einzelnen Teilchen möglich.

Link:
Forscherteam findet Neues zur Quanten-Teleportation

Wissen Sie was Quantenschaum ist? Hier jetzt dazu ein Zitat aus einem Zeitreiseroman. Der Buch-Titel: “Professor Allman - Auf der Suche nach der Weltformel“:

[Assistent William Kidd zur Physikprofessorin Bella Blackbeard: ...] “Allman dagegen schickt die Atome bzw. Moleküle seiner Versuchstiere seriell, das heißt nacheinander durch seine winzigen Wurmlöcher im Quantenschaum und wie wir gesehen haben, funktioniert es.”
[Bella Blackbeard:] „Herrgott, Kidd, glaubst du im Ernst, ich hätte das nicht bereits alles gewusst. Ich wollte von dir nur wissen, warum du zu blöd bist, das auf die gleiche Weise zu machen.”

Was versteht nun der Physiker unter dem Begriff “Quantenschaum”?

Der Begriff beschreibt bildhaft die Anwendung der zwei großen Theorien der Physik, der Quantentheorie und der Allgemeinen Relativitätstheorie, auf einem extrem kleinen Maßstab von 10^–35 Metern (so genannte Planck-Länge). Aus der Sicht der Quantentheorie ist das Vakuum (der leere Raum) nämlich nicht leer, sondern angefüllt mit virtuellen Teilchen, kleine Blasen in der Raumzeit, die entstehen und wieder zusammenfallen. John Wheeler gab diesem Phänomen den zuerst salopp gemeinten Namen Quantenschaum, der später Einzug in die Fachliteratur fand.

Dass es sich beim Quantenschaum in Wirklichkeit um Bewusstsein handelt, welches unabhängig vom Gehirn existiert, wird im Sachbuch mit dem Titel “Unsterbliches Bewusstsein” bewiesen. ISBN 978-3-837-04351-8 (Neuerscheinung Juli 2008).

Das nachfolgende Video (englisch) demonstriert die Vorstellung von den kleinen Blasen (blubbernde Ursuppe) in der Raumzeit:
[
Link:
Focus-Online: Kraft aus dem Quantenschaum

Wissen Sie wie fortschrittlich existierende Roboter sind? Hier jetzt dazu ein Bericht über Lego-Roboter!

Mit sprechenden Lego-Robotern lernen Schülerinnen spielerisch die moderne Sprachtechnologie kennen.(Iris Maurer/Universität des Saarlandes)

Die Roboter von Lego Mindstorms können sich nicht nur bewegen und über verschiedenen Sensoren ihre Umgebung wahrnehmen. Wissenschaftler der Universität des Saarlandes haben ihnen auch das Sprechen beigebracht und dafür ein einfach zu bedienendes Sprachdialogsystem entwickelt, das sich besonders für den Schulunterricht eignet. Am Stand der Universität des Saarlandes (CeBIT 2008, Halle 9, Stand B 35) zeigen die Saarbrücker Computerlinguisten, wie man mit Hilfe der sprechenden Roboter auf spielerische Weise moderne Sprachtechnologie vermitteln kann. Die Schüler erfahren dabei, dass man mit Computern nicht nur über Tastendruck, sondern ganz natürlich über Sprache kommunizieren kann. Die bei den Lego-Robotern eingesetzte Sprachsteuerungssoftware “Dialog OS” stammt von der CLT Sprachtechnologie GmbH, einem Spin-off-Unternehmen der Universität des Saarlandes.

Am CeBIT-Stand wird ein Roboter auf mündliche Anweisung bunte Gegenstände ansteuern, greifen und dem Messebesucher bringen. Dieses Beispielszenario kann auch im Schulunterricht oder von Hobbytechniker einfach nachgebaut werden. Es macht deutlich, welche komplexen Aufgaben ein Computer lösen muss, wenn er sowohl dem menschlichen Seh- und Tastsinn als auch der gesprochenen Sprache nacheifern will. Das Sprachdialogsystem Dialog OS bietet das dafür nötige Handwerkszeug und ist über graphische Benutzeroberflächen genauso einfach zu bedienen wie die Steuerungssoftware der Roboter von Lego Mindstorms. Es kann Sprache ohne spezielles Training erkennen und ausgeben und damit im Dialog flexibel reagieren.

Über verschiedene Schnittstellen können auch alle möglichen anderen Geräte an das Dialogsystem angeschlossen und über Spracheingaben gesteuert werden. Im System bereits eingebaut ist die Schnittstelle zu den Robotern von Lego Mindstorms. Der Nutzer kann die Roboter auch mit eigenen Datenbanken füttern, um sie zu einem Thema seiner Wahl dialogfähig zu machen. Ein Musiktitel-Archiv oder die Namen von Kollegen oder Mitschülern, die im Dialog eine Rolle spielen sollen, sind denkbare Beispiele. (Quelle: idw)

Bücher zum Thema Roboter

Wissen Sie ob Schwerelosigkeit auch auf der Erde möglich ist? Hier jetzt ein Experiment dazu!

Foto (NASA): Schwerelosigkeit im Weltraum - Außeneinsatz des deutschen Astronauten Hans Schlegel auf der internationalen Raumstation

Kaum bemerkt von der Öffentlichkeit, meldete die Europäische Raumfahrtbehörde ESA am 23.März 2006: „Scientists funded by the European Space Agency believe they may have measured the gravitational equivalent of a magnetic field for the first time in a laboratory.“ (übersetzt: „Wissenschaftler, die durch die Europäische Weltraumorganisation finanziert werden, glauben, dass sie zum ersten Mal in einem Labor, das Gravitationsäquivalent von einem magnetischen Feld gemessen haben könnten“). Was sich unterkühlt wissenschaftlich anhört, ist schlichtweg eine Sensation. Der erst 32-jährige Physikprofessor Martin Tajmar aus dem Forschungszentrum Seibersdorf bei Wien glaubt, er habe mit einer raffinierten Apparatur, ein künstliches Gravitationsfeld erzeugt. Wenn sich das bewahrheitet, dann würde das Unmögliche möglich werden: Schwerelosigkeit auf der Erde!

Versuche gab es bisher genug, ein Antigravitationsfeld auf der Erde zu erzeugen, um die Erdschwere aufzuheben. Vor etwa zehn Jahren behauptete der russische Physiker Physiker Podkletnov ihm sei es in seinem Labor im finnischen Tampere gelungen, die Schwerkraft abzuschirmen mit Hilfe rotierender Keramikscheiben aus Yttrium-Barium-Kupfer-Oxid. Allerdings konnte bisher niemand von wissenschaftlichem Rang die Ergebnisse seiner Experimente bestätigen. So geriet er in den Ruf ein Scharlatan zu sein.

Die Gefahr als Scharlatan zu gelten, möchte Tajmar gar nicht erst eingehen. So machte er 250 Versuche mit immer wieder dem gleichen überraschenden Ergebnis, bevor er sich sicher genug glaubte seine Arbeiten bei einer ESA-Tagung erstmals öffentlich zu präsentieren. Seine Maschine funktioniert auch völlig anders, als die von Podkletnov.

In eine mit Sand gefüllte Holzkiste hat Tajmar einen Vakuumbehälter eingebettet, der mit massiven Stahlträgern verankert ist. In dem Behälter dreht sich bei Minus 270 Grad ein supraleitender 15 cm breiter Ring aus dem seltenen Metall Niob etwa 6000-mal die Minute. Immer wenn er die Rotationsgeschwindigkeit des Rings vergrößert, melden die Messinstrumente einen Antischwerkrafteffekt der 100 Billionen Mal größer ist, als nach den Voraussagen der Einsteinschen Relativitätstheorie sein dürfte.

Zwar macht der Effekt in der Gesamtsumme erst ein Hundertstel der Erdschwere aus, doch Tajmar experimentiert bereits, wie er den Effekt vergrößern kann, um eines Tages Autos durch Antigravitation schweben zu lassen oder in der Raumfahrt die gesundheitsgefährdende Schwerelosigkeit aufzuheben. Das Herzstück der neuen Geräte, die viel stärkere Kraftfelder erzeugen können, ist ein sogenannter „Gravitationstransformator“. Die von Tajmar dazu entwickelten Pläne liegen zurzeit beim Patentamt.

Für die Wissenschaft stellt sich die Frage, welche Modifikationen der Relativitätstheorie nötig sind, um den Effekt zu erklären. Möglicherweise führen solche Änderungen sogar zu einer Art „Weltformel“ nach welcher der Protagonist eines Zeitreiseromans sucht. Der Buch-Titel lautet: „Professor Allman“. In der Science-Fiction-Geschichte sorgen miniaturisierte Antischwerkraftgeneratoren für das Schweben des sogenannten „Waves“, eines Individualtransporters in der Fortschrittswelt.

Links:

DIE ZEIT: Das Ende der Schwere

P.M. Magazin: Antigravitation: Gibt es sie doch?

Das erste künstliche Gravitationsfeld