Projekt Zukunft: Das Wissenschaftsmagazin

Javad Mola will Stahl noch leichter und haltbarer machen. Die TU Bergakademie Freiberg bietet dem 34jährigen Iraner dafür beste Bedingungen. Am Institut für Eisenforschung leitet Mola eine Projektgruppe. Mit seinem Team will er neue Stahl- und Keramik-Legierungen entwickeln, mit maßgeschneiderten Eigenschaften für den Fahrzeug- und Maschinenbau.

Teure Zusatzstoffe wie z.B. Nickel sollen dabei durch kostengünstigere ersetzt werden. Projekt Zukunft stellt den Forscher vor. Unter dem Titel "Kluge Köpfe" stellt Projekt Zukunft junge Nachwuchs-wissenschaftler aus aller Welt vor, die in Deutschland leben und forschen.

Wissenschaftler der Züricher Universität ETH testen neue Einsatzmöglichkeiten für Quadrokopter. Ausgestattet mit der nötigen Computerleistung, sollen die 4fach-Hubschrauber zu fliegenden Robotern werden, die untereinander kommunizieren und gemeinsam Aufgaben erledigen, die einer alleine nicht schafft - z.B. vorgefertigte Container zu Hochhausanlagen zu stapeln.

Das Problem: Die Roboter dürfen dabei nicht kollidieren und sollen ihre Aktionen untereinander abstimmen. Entstanden ist ein fliegendes Roboterballett aus Quadrokoptern, dekoriert mit leuchtenden Lampenschirmen, perfekt geeignet fürs Show Business. Ihre Geschöpfe, so die Forscher, sollen in wenigen Jahren in großen Shows und Konzerten zu sehen sein.

„Es gibt spannende, neue Möglichkeiten, wie wir den Verkehr in der Stadt der Zukunft organisieren können“ sagt Florian Lennert, Mobilitätsforscher am Innovationszentrum für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel (InnoZ) in Berlin. Er untersucht, welche Rolle computergesteuerte Autos in Zukunft spielen werden und wie sie sich mit den Bedürfnissen der Gesellschaft vertragen.

DW:

Autonomes Fahren - das scheint ja wirklich zu kommen. Ist es denn sicher, den Computern die Steuerung unserer Autos zu überlassen?

Florian Lennert:

Ja, das ist eine Frage, die kritisch besprochen wird. Aber man muss feststellen, dass solche elektronischen Systeme die Sicherheit erhöhen können.

Wären Sie denn tatsächlich bereit, das Steuer abzugeben? Mir macht das Selbstfahren ja Spaß.

Klar, Fahren macht Spaß. Man muss das ja auch nicht zwingend einem Computer oder einem autonomen Fahrzeug überlassen. Aber ich kann mir auch viele Situationen vorstellen, in denen es praktisch wäre, solch ein Angebot zu haben. Gerade ältere oder behinderte Menschen könnten durch dieses Angebot individuelle Mobilität verwirklichen.

Es gibt ja auch genug Situationen, in denen wir überhaupt keinen Fahrspaß haben, z.B. im Stau...

So ist es. Diese autonomen Mobilitätssysteme lassen sich auch verknüpfen, mit dem Car-sharing, mit dem öffentlichen Verkehr. Dann fangen wir an, dieses alte, fossile, private Auto in der Stadt durch neue, kleinere, selbststeuernde Gefährte zu ersetzen. Das eröffnet schon spannende, neue Möglichkeiten, wie wir den Verkehr in der Stadt der Zukunft organisieren können.

Ganz risikofrei ist es ja nicht, Autos können auch töten. Was glauben Sie, welche Hürden werden größer sein? Eher die technischen oder vielleicht doch die ethischen oder rechtlichen Fragen?

Es gibt sicherlich noch einige technische Fragen, aber zur Zeit sind die ethischen Fragen, die Haftungsfragen und die Versicherungsfragen, die sich neu stellen, die wichtige Herausforderung. Also wer ist verantwortlich, wenn ein Unfall passiert? Das müssen wir noch entscheiden und dann auch entsprechend regulieren.

Nun müssen wir ja nicht unbedingt selbst Auto fahren, sondern man kann sich auch chauffieren lassen - in Bussen, in der Bahn, in Sammeltaxen usw. Wir müssen nicht zwei Tonnen Plastik und Metall mit uns herumschleppen. Welche Zukunft hat denn eigentlich noch diese individuelle Mobilität?

Wir müssen die individuelle Mobilität neu erfinden. Wir reden immer über das private Automobil. Und im Grunde muss es ja um die individuelle Automobilität gehen. Die können wir in der Stadt auf ganz vielen verschiedenen Wegen anbieten. Das autonome Car-sharing-Auto kann ein Element eines vernetzten Mobilitätssystems sein, zu dem dann auch Busse, Bahn, Fahrräder und andere Verkehrsformen gehören. Und wenn wir es schaffen, diese Systeme intelligent miteinander zu vernetzen, eröffnen wir dem Individuum spannende und auch nachhaltige Mobilitätspfade durch die Stadt.

Das heißt, wir müssen nicht mehr unbedingt Auto fahren, sondern wir müssen eigentlich nur von A nach B kommen. Und die Suche nach Alternativen macht Sinn, wenn man bedenkt, wie schnell Städte wachsen und wie viele Städte wegen Stau und Smog kurz vor dem Kollaps stehen.

Das ist korrekt und ergibt sich aus der zentralen Ineffizienz des privaten Automobils: 90% der Wagen stehen unbewegt herum, zu 90% der Zeit. Ein immenses Kapital, welches da in den Autos steckt und das wir für andere wirtschaftliche Zwecke viel besser nutzen könnten.

(Interview: Ingolf Baur)

Er hat eine neue Welt erschlossen und damit die Grundlagen für das Zeitalter der Nanotechnologie gelegt: Gerd Binnig erhielt 1986 den Nobelpreis für die Erfindung des Raster-Tunnel-Mikrokops.

Damit konnte er einzelne Atome sichtbar machen und sogar gezielt neu anordnen: Chemie wurde zur Ingenieurskunst. Seither arbeiten Informatiker, Chemiker und Materialforscher daran, mit Hilfe von Binnigs Erfindungen Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen, zum Beispiel für die Mikroelektronik. Der Preisträger selbst hat eine Firma gegründet, die Software für die automatische Analyse von Mikroskopbildern entwickelt, hilfreich beim Aufspüren von Tumorzellen. Projekt Zukunft stellt den Forscher vor.

Was ist Intelligenz? Manfred Hild, Professor an der Beuth Hochschule für Technik Berlin sucht die Antwort mit Hilfe von Myon, einem humanoiden Roboter. Er soll wie Menschen aus Erfahrung lernen und auf natürlichem Weg eine Art Intelligenz entwickeln. Erste Erfolge gibt es: Myon kann auf äußere Impulse angemessen reagieren und eigenständig das Gleichgewicht beim Sitzen, Stehen und Gehen halten.

DW: Herr Hild, ist das wirklich schon Intelligenz, wenn eine Maschine auf einen Impuls reagiert?

Manfred Hild: Was Robotiker als "intelligent" bezeichnen, ist für den normalen Menschen völlig unspektakulär. Der versteht unter Intelligenz Schachspielen oder andere intellektuell anstrengende Dinge. Aber für Robotiker, wie wir es in unserem Team sind, ist es wichtig zu wissen, dass für einen Roboter zum Beispiel die Kontrolle seines Körpers, also dass er stehen oder sitzen kann, schon größte Anstrengungen erfordert.

Aber ist das schon "intelligent"? Dann müsste man ja auch sagen, dass eine Amöbe, die sich irgendwie zum Futter dreht, schon intelligent ist.

Ja, es gibt tatsächlich solche Definitionen. Der Unterschied liegt darin, ob der Roboter adäquat auf seine Umwelt reagieren kann. Natürlich kann jeder Industrieroboter ein Objekt greifen, und das auch sehr schnell und präzise. Und wenn man das Objekt verschiebt, dann kann der Roboter das mit Hilfe seines Bildverarbeitungssystems erkennen und seine Greifrichtung ändern. Aber je unterschiedlicher die Objekte werden und je unstrukturierter die Umgebung, desto mehr braucht man von dem, was ich als "intelligentes Verhalten" bezeichnen würde, um darauf adäquat reagieren zu können.

Dazu haben Sie ein entsprechendes Experiment gemacht: Sie haben Ihren Roboter Myon auf eine Opernbühne gebracht, an der Komischen Oper Berlin. Er hat dort beim Musical "My Square Lady" mitgespielt. Was war dabei die größte Herausforderung?

Die größte Herausforderung bestand darin, während der langen Probezeit und während der Vorstellungen auf der Bühne drei Stunden lang seine Mechanik, seine Hardware intakt zu halten. Da gibt es 50.000 Einzelteile, Seilzüge, Kabel, und alles wird ständig bewegt. Er läuft herum, er dirigiert, er guckt mit dem Kopf herum. Die große Gefahr war, dass etwas zu Bruch ging und ausgetauscht werden musste.

Das eigentliche Ziel war, dass Myon, wie Sie vorhin sagten, selbstständig reagieren konnte, mit den Schauspielern, mit den Sängern interagierte. Hat das geklappt?

Er tat es tatsächlich. In dem Stück geht es ja auch um Erwartungshaltungen. Wir kennen aus Film und Fernsehen Roboter, die weit in die Zukunft springen und Kunststücke vollbringen. Da sind wir natürlich noch lange nicht. Nicht nur bei unserem Roboter, sondern auch weltweit ist es so, dass Roboter bestimmte Fähigkeiten sehr gut beherrschen, aber eben nicht generalistisch. Die Entscheidungen, die Myon in dem Stück getroffen hat und auch heute noch trifft, sind: Worauf richte ich meine Aufmerksamkeit? Vertraue ich eher meinem Hören oder meinem Sehen oder der Berührung? Das kann zu unterschiedlichen Zeiten ganz verschieden sein. Das ist eher zu vergleichen mit einem Kleinkind, das entscheidet, ob das Spielzeug noch interessant ist, oder ob eher das Geräusch, das von da kommt, die Aufmerksamkeit auf sich zieht.

Wie lange wird es denn noch dauern, bis Roboter uns tatsächlich das Wasser reichen können?

Es gibt schon viele Roboter, die uns das Wasser reichen können oder in bestimmten Fachdiszplinen besser sind als wir. Aber wenn wir den Haushaltroboter wollen oder den, mit dem wir uns unterhalten oder der Besorgungen macht, da reden wir eher über Jahrzehnte und nicht über zwei, drei Jahre.

Auf unserer Facebookseite hat ein Zuschauer geschrieben, er würde Robotern eher trauen als Menschen. Wären denn intelligente Roboter tatsächlich die besseren Menschen?

Ich würde es so sagen: Eltern haften für Ihre Kinder und Forscher für Ihre Geschöpfe. Ich habe tatsächlich großes Vertrauen in unseren Roboter Myon, dass er keinem etwas Böses tut und nicht hinterlistig ist. Aber es gibt eben eine Entfremdung von Mensch und Maschine. Und wir brauchen gar nicht in Roboter hinein zu gucken oder deren Verhalten zu betrachten: Auch unsere Mobiltelefone haben schon ein Eigenleben, das wir manchmal nicht mehr kontrollieren können.

Das Projekt "Mars One" will Menschen zum Mars schicken - one way, ohne Rückflugticket zur Erde. Die Ankündigung hat Aufsehen erregt, zahlreiche Kandidaten haben sich bereits gemeldet. Und gleichzeitig stößt das Vorhaben auf Kritik. Wie realistisch ist "Mars One"? - Über Reisen zum Roten Planeten ein Gespräch mit Ulrich Köhler, Planeten-Geologe am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

DW:

Herr Köhler, wäre die Mars One-Expedition etwas für Sie? Würde Sie der Mars so interessieren, dass Sie da auch ohne Rückflugticket hin wollten?

Ulrich Köhler:

Der Mars interessiert uns natürlich brennend. Als Astronaut und Geologe könnte man dort sehr viel Forschung machen. Aber One Way - das geht gar nicht.

Glauben Sie, dass so eine Low Budget Mission überhaupt eine Chance auf Erfolg hätte?

Ich bin sehr skeptisch. Wenn man weiß, wie komplex Raumfahrtsysteme sind, wie lange sie getestet werden müssen, was es an Geld kostet und was für ein Aufwand da rein gesteckt werden muss, bin ich sehr skeptisch, ob das wirklich so umgesetzt werden kann.

Was macht denn den Mars tatsächlich für eine Besiedlung so schwierig? Was ist die schwierigste Rahmenbedingung dort oben?

Die Umweltbedingungen: Es gibt keine Atmosphäre, in der wir atmen können. Es gibt starke kosmische Strahlung, vor der wir Menschen uns schützen müssen. Es gibt keine Nahrung, auf die wir zurückgreifen können. Es gibt kein fließendes Wasser, das wir sofort verwenden können. Alles müsste über komplexe Systeme erst erzeugt werden. Wir sind technisch noch nicht so weit, dass wir es umsetzen können.

Aber trotzdem interessiert uns der Mars. Ist es wichtig, dort überhaupt einen Menschen hinzuschicken - One-Way und wieder Return natürlich?

Ich würde anders ansetzen: Der Mensch ist nach wie vor in der Forschung unersetzlich. Robotische Sonden können sehr viel, sie können es auch preisgünstiger. Aber letztlich ist der Mensch mit seinem Einfallsreichtum wesentlich kreativer und könnte die vielfältigen Fragen, die wir an den Mars haben, viel besser beantworten.

Welche Fragen wären das?

Wir könnten auf dem Mars in die Frühzeit des Sonnensystems zurückblicken und verstehen, warum sich die Erde so entwickelt hat, wie sie sich entwickelt hat und zu einem lebensfreundlichen Planeten wurde. Wir könnten außerdem verstehen, warum der Mars eben kein lebensfreundlicher Planet mehr ist. Vielleicht war er es einmal, und vielleicht hat er auch einmal Leben beherbergt. Es wäre wichtig zu wissen, ob es irgendwo anders jemals Leben im Sonnensystem gab.

(Interview: Ingolf Baur)

Wissenschaftler des Instituts für Biologie an der Technischen Universität Aachen (RWTH Aachen) haben sich intensiv mit der Haut der texanischen Krötenechse beschäftigt. Die Echse ist ein Wüstenbewohner und kann mit den Kapillarkanälen zwischen ihren Schuppen selbst kleinste Mengen Wasser aus der Umgebung sammeln.

Über das sehr spezielle Kapillarsystem gelangt das Wasser dann direkt in ihr Maul. Die Forscher haben diese Oberflächenstruktur der Krötenhaut nachgebaut und können mit diesen neuen Oberflächenstrukturen in Kunststoff und Metall Flüssigkeiten passiv und energieneutral in eine bestimmte Richtung transportieren. Damit könnten technische Prozesse verbessert und Ressourcen geschont werden.

Bekannt wurde er als kommunikativer Klimaforscher, der die Medien gerne für seine Botschaften nutzt: Prof. Mojib Latif, Träger des Deutschen Umweltpreises 2015. Sein Arbeitsgebiet sind Ozeanzirkulation und Klimadynamik. Und immer wieder warnt er öffentlich vor den Folgen des Klimawandels.

Wir treffen den in Pakistan geborenen Forscher, der in Hamburg aufgewachsen ist und jetzt in Kiel am Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung arbeitet. Was treibt ihn an, und was erwartet er von der Klimakonferenz in Paris?

Kunstwerke können leicht zerstört werden - durch Umwelteinflüsse oder bei kriegerischen Auseinandersetzungen. Für einen solchen Fall wäre es gut, gerüstet zu sein.

Forscher des Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) haben eine mehr als 6 Meter lange Scan-Straße entwickelt, mit der Form, Struktur, Farbe und Oberfläche eines Kunstwerks in 3-D erfasst werden können. Skulpturen, Scherben, Fossilien,Werkzeuge und mehr können so in Daten gespeichert und dann auch wieder originalgetreu reproduziert werden. Was den 3-D-Scanner der Darmstädter durchlaufen hat, könnte von 3-Druckern ausgedruckt werden - zum Vergnügen oder zu Forschungszwecken.

Bei Alina Schick wachsen Bäume nicht senkrecht in den Himmel, sondern waagerecht auf der Wand. Die Biologin hat an der Universität Hohenheim verschiedene Pflanzen mit ihren Töpfen auf einer senkrechten rotierenden Scheibe befestigt. Folge: Durch die Drehung kann die Schwerkraft nicht mehr dauerhaft aus einer einzigen Richtung wirken, und auch das Licht wird zu einer Rundumbestrahlung.Die Forscherin interessiert, welche Rolle die Gravitation neben Licht und Temperatur beim Pflanzenwachstum spielt und wie sich das auf die biochemischen Inhaltstoffe der Pflanzen auswirkt. Die andauernde Drehung müsste sich außerdem auch in der Stabilität äußern, so die Forscherin: Ein Baum, der horizontal gewachsen und der kontinuierlich Zug und Druck in verschiedene Richtungen aushalten musste, sollte ganz andere Holzeigenschaften haben. Doch letztlich geht es der Forscherin auch um das Ungewöhnliche: Horizontale Bäume an einer Häuserwand sind einfach ein Hingucker.