Video der Woche: Studenten-Team knackt Rubik’s Cube in 0,103 s

Was bislang Mitsubishi innehatte, haben vier Bachelor-Studierende der Purdue University jetzt unterboten: Ihr Roboter „Purdubik’s Cube“ löst den Rubik's Cube in rekordverdächtigen 0,103 s – fast dreimal schneller als die 0,305 s, die Mitsubishi Electric 2024 vorgelegt hatte. Damit steht seit Mitte Mai ein neuer Guinness-Weltrekord in den Büchern.

Der limitierende Faktor ist längst nicht mehr die Motorik, sondern der Würfel selbst: Kommerzielle Cubes zerbröselten schlicht unter der Beschleunigung. Also verpasste das Team dem Puzzle einen verstärkten Innenkern und reduzierte in jeder Mittelstein-Lagerung Reibung und Spiel, um Aussetzer zu vermeiden.

0,103 s liegt unterhalb der menschlichen Reaktionszeit und noch unter einem Lidschlag – wer blinzelt, hat die Lösung verpasst. Zugleich zeigt das Senior-Design-Projekt eindrucksvoll, wie sich Vorlesungswissen aus Motorregelung, Bildverarbeitung und Mechanik in einen PR-tauglichen Technologiedemonstrator gießen lässt.

Unter 100 ms wäre zwar der nächste Meilenstein, doch selbst die Entwickler räumen ein: Ab hier stößt vor allem das Kunststoff-Puzzle an seine physikalische Belastungsgrenze. Für alle anderen bleibt: einmal kurz zwinkern – und der Würfel ist Geschichte.

In der Welt der Elektronikentwicklung sind die tatsächlichen Kosten für die Markteinführung eines neuen Produkts oft schwer abzuschätzen. Das Video „What It REALLY Costs to Launch an Electronic Product“ von Predictable Designs bietet einen Überblick über die verschiedenen Kostenfaktoren, die bei der Entwicklung und Herstellung eines neuen Elektronikprodukts berücksichtigt werden müssen.

Die vier Phasen

Es gibt insgesamt vier verschiedenen Phasen der Produktentwicklung und die damit verbundenen Kosten:

• Entwicklungskosten: Hierzu zählen die Kosten für das Design der Elektronik, die Entwicklung des Gehäuses und die Erstellung von Prototypen.

• Zertifizierungskosten: Für den Verkauf in verschiedenen Märkten sind Zertifizierungen wie FCC, CE oder UL erforderlich, die zusätzliche Kosten verursachen.

• Herstellungskosten: Dazu gehören die Kosten für die Produktion der Leiterplatten, die Montage, das Gehäuse und die Endmontage des Produkts.

• Skalierungskosten: Wenn die Produktion hochgefahren wird, entstehen zusätzliche Kosten für Werkzeuge, Formen und größere Produktionsmengen.

Das Video betont, dass viele Unternehmer die Gesamtkosten unterschätzen und daher Schwierigkeiten haben, ihr Produkt erfolgreich auf den Markt zu bringen.

Für Entwickler und Start-ups ist es entscheidend, ein realistisches Verständnis der Gesamtkosten zu haben, um finanzielle Engpässe zu vermeiden und die Markteinführung erfolgreich zu gestalten. Das Video bietet hierzu Einblicke und hilft, typische Fallstricke zu vermeiden.

Die rasante Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) hat in den letzten Jahren nicht nur die Technologiebranche revolutioniert, sondern auch zahlreiche ethische und sicherheitstechnische Fragen aufgeworfen. Ein besonders spannendes Thema ist die Frage: "Was passiert, wenn KI einfach immer intelligenter wird"? Das YouTube-Video „What happens if AI just keeps getting smarter?“ vom Kanal Rational Animations beleuchtet diese Thematik. Übrigens: Wie weit KI-gestützte Roboter heute bereits sind, haben wir in der vorletzten Woche näher betrachtet.

Eine der größten Sorgen im Zusammenhang mit KI ist das Szenario einer „intelligenten Explosion“. Dabei verbessern sich KI-Systeme selbstständig weiter und steigern ihre Fähigkeiten in rasantem Tempo. Dieses exponentielle Wachstum führt im Extremfall zu einer „Superintelligenz“, die dem Menschen in nahezu allen Bereichen überlegen ist. Eine solche Entwicklung wirkt gleichermaßen faszinierend und bedrohlich.

So könnte eine unkontrollierte, exponentielle Weiterentwicklung der KI die menschliche Kontrolle über die Systeme gefährden. Die Folgen wären unvorhersehbar und im schlimmsten Fall gravierend. Skynet aus dem Film Terminator lässt grüßen… 

Doch eine Superintelligenz bringt nicht nur Risiken, sondern auch weitreichende Chancen mit sich. Hochentwickelte KI löst – zumindest in der Theorie – komplexe Probleme wie den Klimawandel, bekämpft Krankheiten und trägt zur Minderung globaler Armut bei. In der medizinischen Forschung, der Energietechnologie und der nachhaltigen Entwicklung treibt sie Innovationen voran. Zudem verbessert sie Bildung, optimiert industrielle Prozesse und steigert die Effizienz in zahlreichen Bereichen des täglichen Lebens. Also eine echte Superkraft.

Dass man das Kultspiel Doom auf den ungewöhnlichsten Geräten zum Laufen bringen kann, ist inzwischen kein Geheimnis mehr, es läuft sogar auf einem Schwangerschaftstest – aber dieses Experiment treibt es auf die (verfaulte) Spitze: YouTuber Equalo stellt sich eine absurde wie ambitionierte Frage – Wie viele Kartoffeln braucht es, um Doom zu spielen?

Die Idee: Ein funktionierender Computer, vollständig betrieben mit Strom aus Kartoffelbatterien. Keine externen Akkus, keine Tricks – nur Kartoffeln, Kupfer, Zink und jede Menge Geduld.

Die chemische Grundlage: Kartoffeln enthalten Phosphorsäure, die mit verzinkten Nägeln und Kupferdrähten als galvanische Zelle genutzt werden kann. Leider liefert eine Kartoffel nur rund 0,9 Volt bei minimaler Stromstärke – also muss eine große Menge her. Sehr große. Genauer gesagt: etwa 770 Kartoffelstücke.

Nach tagelangem Kochen, Schneiden, Verkabeln und Verzweifeln entsteht ein bizarr anmutendes Kartoffelnetzwerk, das immerhin 80 bis 120 Milliampere bei ca. 4,5 Volt liefern kann – theoretisch genug für einen Raspberry Pi Zero, auf dem Doom läuft. Doch in der Praxis: Fehlanzeige. Der Rechner startet nicht.

Doch Equalo gibt nicht auf. Stattdessen wechselt er auf ein noch genügsameres Gerät: einen TI-84 Taschenrechner. Dieser braucht deutlich weniger Strom – und siehe da: Doom läuft! Angetrieben von einer stinkenden, halb verrotteten Masse aus über 200 Kartoffeln. Was auf dem Taschenrechner sonst noch möglich ist, haben wir uns übrigens schon einmal am Beispiel von Pong auf einem TI-84 angeschaut.

Der Entwickler zieht Bilanz mit einem Augenzwinkern: „Ich hasse jetzt Kartoffeln!“ Trotz des Geruchs, der Mühe und der Frustration hat er geschafft, was vermutlich noch niemand vor ihm getan hat: Ein Videospielklassiker, direkt betrieben durch Gemüse.

Am Osterwochenende fand ein außergewöhnliches sportliches Ereignis statt: ein Hybrid-Halbmarathon, bei dem Menschen gegen humanoide Roboter antraten. Veranstaltungsort war China, wo bipedale Roboter – also Maschinen mit zwei Beinen und ohne Räder – mit menschlichen Läuferinnen und Läufern konkurrierten.

Die Teilnahmebedingungen für die Roboter waren streng: Für jeden Batteriewechsel wurden zehn Strafminuten verhängt, und das Zeitlimit betrug dreieinhalb Stunden. Die Roboter-Teams hatten sich über Monate hinweg vorbereitet. Doch bereits beim Start zeigte sich, dass der Wettbewerb für viele Maschinen eine große Herausforderung war. Mehrere Roboter hatten mit Startproblemen zu kämpfen oder stürzten aufgrund leerer Akkus.

Während die Roboter auf der Strecke mit technischen Schwierigkeiten zu kämpfen hatten, warteten die Menschen im Ziel – mit deutlichem Vorsprung. Der schnellste Läufer beendete das Rennen nach einer Stunde und zwei Minuten.

Der schnellste Roboter, Tiangong Ultra, erschaffen vom Humanoid Robot Innovation Center in Beijing, erreichte das Ziel nach zwei Stunden, 40 Minuten und 24 Sekunden und belegte damit den ersten Platz unter den Maschinen. Die Veranstaltung zeigte eindrucksvoll sowohl das Potenzial als auch die aktuellen Grenzen humanoider Robotertechnologie im Bereich Fortbewegung und Ausdauer.

Seit Jahrzehnten war Moore’s Law das ungeschriebene Gesetz der Elektronikindustrie: alle zwei Jahre doppelt sich die Anzahl der Transistoren auf einem Chip. Das bedeutete mehr Leistung, geringere Kosten – und eine digitale Revolution, von der wir alle heute profitieren. Doch dieser Weg hat seine physikalischen Grenzen erreicht. Transistoren sind mittlerweile so winzig, dass sie sich den Regeln der Quantenmechanik beugen müssen.

Die spannende Frage lautet also: Wie geht es weiter? Die Antwort könnte buchstäblich im Licht liegen.

Das US-Startup Lightmatter will mit einer neuen Technologie die Zukunft der Hochleistungsrechner und KI-Systeme gestalten – und setzt dabei auf Photonik statt Elektronik. Statt elektrischer Signale sollen künftig Lichtwellen durch winzige Wellenleiter auf Chips rasen. Warum? Licht ist schneller, effizienter und erzeugt weniger Abwärme.

Klingt futuristisch, ist aber bereits Realität: In Palo Alto entwickelt Lightmatter Chips, bei denen optische Wellenleiter direkt in die Siliziumstruktur integriert sind. Das Flaggschiff-Produkt „Passage“ fungiert als eine Art optische Datenautobahn – mit bis zu 100 Terabit pro Sekunde und 256 Glasfaseranschlüssen. Damit soll eine der größten Herausforderungen heutiger KI-Rechenzentren gelöst werden: die Kommunikation zwischen tausenden GPUs.

Denn während die Rechenleistung einzelner Chips in den letzten Jahren explodiert ist, hinkt die Datenübertragung hinterher. Das sogenannte „Shoreline-Problem“ – also der Mangel an Platz für schnelle elektrische Verbindungen am Rand eines Chips – wird mit Photonik elegant umgangen.

Noch einen Schritt weiter geht Lightmatter mit „Envise“, einem hybriden Photonik-Elektronik-Chip, der Rechenoperationen mit Licht ausführt. Hier wird nicht nur schneller kommuniziert, sondern auch gerechnet – mit parallelisierten Lichtstrahlen in unterschiedlichen Farben.

Das große Ziel: Die nächste Generation von Supercomputern für künstliche Intelligenz – und vielleicht sogar den Weg zur Artificial General Intelligence (AGI) – mit nachhaltigerem Energieeinsatz und höherer Leistung zu ermöglichen.

Ob Lightmatter damit tatsächlich ein neues Zeitalter des Computings einläutet, bleibt abzuwarten. Klar ist aber: Wenn Moore’s Law am Ende ist, beginnt die Ära der Photonik. Und die läuft – im wahrsten Sinne – mit Lichtgeschwindigkeit.

Mit Blick auf das Veröffentlichungsdatum könnte man fast meinen, dass es sich um einen Aprilscherz handelt, aber Kawasaki scheint es ernst zu meinen. Auf der Expo 2025 in Osaka hat der japanische Konzern einen ungewöhnlichen Prototyp vorgestellt: „Corleo“, ein reitbarer Roboter-Löwe, der mit Wasserstoffantrieb und künstlicher Intelligenz aufwartet.

Das futuristische „Gefährt“ sieht aus wie eine Kreuzung aus Transformer, Wildkatze und E-Motorrad – und soll sich für unwegsames Gelände eignen. Corleo bewegt sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit auf vier Beinen, klettert über Stock und Stein und kann dabei eine erwachsene Person tragen. Gedacht ist der KI-gesteuerte Robo-Löwe als Transportmittel für schwierige Einsätze abseits befestigter Straßen – etwa für Rettungsdienste oder militärische Zwecke.

Technisch spannend: Corleo setzt nicht auf Batterien, sondern auf einen wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenantrieb. Damit positioniert sich Kawasaki nicht nur als Vorreiter bei unkonventionellen Robotiklösungen, sondern auch im Bereich alternativer Antriebstechnologien. Die Steuerung erfolgt teils manuell, teils autonom – die verbaute KI analysiert die Umgebung und unterstützt beim Navigieren durch anspruchsvolles Terrain.

Noch ist Corleo ein Konzeptfahrzeug – aber die Präsentation auf der Expo 2025 zeigt, wohin die Reise bei Kawasaki geht: tierinspirierte Roboterfahrzeuge, die nicht nur eindrucksvoll aussehen, sondern auch praktisch einsetzbar sein könnten. Wann und ob Corleo marktreif wird, ist offen.

Ein Blick ins Video zeigt, wie sich Kawasaki eine Reise mit Corleo vorstellt.

Video der Woche vom 2.4.2025: ElectroBoom reagiert auf nukleare Eier und mehr

In unserem aktuellen Video der Woche begrüßen wir einen alten Bekannten: ElectroBoom, der kanadische YouTuber, der für seine ebenso lehrreichen wie unterhaltsamen Experimente rund um Elektrizität und Elektronik bekannt ist – und dabei regelmäßig selbst unter Strom gerät. Auch diesmal bleibt es nicht ungefährlich, denn im Mittelpunkt des Videos steht sein Subreddit /r/ElectroBOOM/, eine Community-Plattform, auf der Nutzerinnen und Nutzer Fragen stellen, Ideen teilen oder kuriose Bastelprojekte posten.

ElectroBoom nimmt sich eine Auswahl dieser Einsendungen vor und analysiert sie – wie gewohnt mit einer Mischung aus Fachwissen, Humor und Experimentierfreude. Dabei testet er unter anderem einen improvisierten Hochspannungs-Generator aus einem alten Steckernetzteil, ein elektrostatisches Röhrenspiel mit Aluminiumkugeln sowie eine skurrile Konstruktion, die vorgibt, ein Mini-Kernkraftwerk in einem Ei zu sein. Letzteres entlarvt er fachlich fundiert als Parodie: Ein echtes thermonukleares Kraftwerk benötigt nicht nur Platz, sondern auch komplexe Kühl- und Sicherheitsmechanismen – was mit einem Frühstücksei kaum zu vereinbaren ist. Viel Spaß beim Ansehen!

Was passiert mit all unseren Lampen, LEDs und Leuchtreklamen, wenn plötzlich niemand mehr da ist, der sie ein- oder ausschaltet? Eine seltsame, aber faszinierende Frage. Und genau die stellt sich Randall Munroe – Physiker, Cartoonist und Kopf hinter xkcd – in seinem Video: "If all humans died, when would the last light go out?"

Klar ist: Die meisten Lichter würden ziemlich schnell ausgehen. Unsere Stromnetze sind komplexe Systeme, in denen Menschen rund um die Uhr für Wartung, Steuerung und Brennstoffnachschub sorgen. Fällt dieser menschliche Faktor weg, kommt es schnell zu Kaskadeneffekten, Netzüberlastungen und letztlich großflächigen Blackouts. Die Welt versinkt im Dunkel – aber eben nicht überall gleichzeitig.

Denn es gibt Ausnahmen. Kleine Dieselgeneratoren in abgelegenen Regionen könnten noch Tage oder Wochen durchhalten – solange der Tank reicht. Wind- und Solarkraftwerke sind robuster als man denkt, manche könnten Jahre oder sogar Jahrzehnte lang weiterlaufen. Besonders langlebig: einzelne solarbetriebene Notrufstationen oder wettergeschützte Installationen in trockenen Regionen. Vorausgesetzt, Wind und Regen sorgen regelmäßig für saubere Panels, könnten manche davon ein ganzes Jahrhundert durchhalten – inklusive kleiner LED-Leuchten.

Und dann gibt es da noch eine ganz eigene Kategorie künstlichen Lichts: radioaktive Strahlung. In speziellen Fällen – etwa bei eingeschlossenen Nuklid-Glasblöcken – sorgt die sogenannte Cherenkov-Strahlung für ein geisterhaftes, blaues Leuchten, das tief in Endlagern noch Jahrhunderte später sichtbar sein könnte. Ironischerweise wäre unser langlebigstes Licht also ein Nebenprodukt unseres gefährlichsten Mülls.

Randall Munroe gelingt es in seinem Video, die technischen Hintergründe mit einer guten Prise trockenem Humor zu vermitteln – und ganz nebenbei erfährt man erstaunlich viel über die Funktionsweise unserer Energieversorgung, über Windturbinen, Geothermie und die Physik hinter Leuchtphänomenen. Eine Empfehlung für alle, die Spaß an Wissenschaft, Technik und hypothetischen Gedankenspielen haben.

Wenn ein Harvard-Professor, ein Kind, eine Datenwissenschaftlerin und ein Robotik-Forscher sich zusammensetzen, um über Algorithmen zu sprechen, dann erwartet man vielleicht eine steife Vorlesung. Doch genau das Gegenteil passiert. David J. Malan, Professor für Informatik an der Harvard University, erklärt in einem spannenden Experiment Algorithmen auf fünf verschiedenen Schwierigkeitsgraden – und zwar so, dass es jeder verstehen kann.

Los geht es mit einer spielerischen Annäherung: Malan spricht mit einem Kind über Computer und erklärt Begriffe wie CPU und RAM mit einfachen Analogien. Doch dann kommt der spannende Teil: Gemeinsam schreiben sie einen Algorithmus für die Herstellung eines Erdnussbutterbrots. Klingt banal? Ist es aber nicht. Denn als Malan sich stur an die gegebenen Anweisungen hält, kommt es zu absurden Missverständnissen – ein perfektes Beispiel dafür, warum Präzision bei Algorithmen so wichtig ist.

Auf der nächsten Stufe wird das Konzept von Suchalgorithmen erklärt. Malan greift zum Telefonbuch (ja, so etwas gibt es noch!) und demonstriert, wie man effizient einen Namen findet. Dabei zeigt sich schnell: Blindes Durchblättern ist ineffektiv, cleveres Halbieren der Suchmenge bringt Geschwindigkeit. Ein Muster, das auch in Suchmaschinen oder der Kontaktliste auf dem Smartphone verwendet wird.

Dann geht es ans Sortieren: Zusammen mit einer Informatikstudentin aus New York illustriert Malan den sogenannten Bubble Sort, indem Zahlen auf einer Tafel umsortiert werden. Dabei zeigt sich, dass dieser Algorithmus simpel, aber nicht sonderlich effizient ist – eine Erkenntnis, die später zu fortschrittlicheren Methoden führt.

Je weiter die Reise geht, desto komplexer werden die Gespräche. Ein Robotik-Forscher erklärt, wie Algorithmen sich selbst verbessern können, indem sie aus Daten lernen. Ob TikTok, Netflix oder Suchmaschinen – hinter allem stecken selbstoptimierende Algorithmen, die unser Verhalten analysieren und darauf basierend Entscheidungen treffen. Besonders spannend wird es, als die Gefahren solcher Technologien zur Sprache kommen: Deep Fakes, personalisierte Werbung und die Frage, wie viel Kontrolle wir eigentlich noch über die Algorithmen haben, die uns tagtäglich begleiten.

Schließlich geht es mit dem Chef-Datenwissenschaftler der New York Times ins Eingemachte: Wie beeinflussen Algorithmen die Inhalte, die wir lesen? Wie funktionieren KI-gestützte Empfehlungsmechanismen? Und vor allem: Sollten wir uns Sorgen machen, wenn selbst Entwickler nicht mehr ganz genau erklären können, warum eine KI eine bestimmte Entscheidung trifft?

Was bleibt am Ende? Ein faszinierender Einblick in die Welt der Algorithmen. Malans lockere Art, gepaart mit handfesten Beispielen, macht das Thema greifbar. Egal ob Brot schmieren oder neuronale Netze trainieren – Algorithmen sind überall.

Video der Woche vom 12.3.2025: Entmystifizierung des Oszilloskop-Triggers – was er bewirkt und wie man ihn verwendet

Diese Woche gibt es kein aufwendig geschnittenes Video, sondern eine sachliche Erklärung zu einem scheinbar einfachen, aber oft missverstandenen Thema: Triggern auf einem Oszilloskop. Laut einer Umfrage des Creators ist das Triggern eines der am häufigsten verwirrenden Themen – selbst für erfahrene Nutzer. Viele wissen nicht genau, wie man sie richtig einstellt und nutzt. Dieses Video soll Abhilfe schaffen.

Was wird erklärt?

• Grundlagen des Triggers und warum sie wichtig ist.

• Edge-Trigger: Wie es funktioniert und warum es meist ausreicht.

• Analog vs. Digital: Unterschiede, z. B. Pre-Trigger-Daten bei digitalen Oszilloskopen.

• Auto-Trigger vs. Normal-Trigger: Was Auto-Trigger wirklich macht.

• Erweiterte Triggeroptionen: Wann sie nützlich sind.

Das Video zeigt: Auch Grundlagen sorgen noch für Aha-Momente!

Die Kommentare beweisen, dass das Thema viele beschäftigt. Einige Zuschauer waren überrascht, wie viel sie noch lernen konnten – selbst nach Jahrzehnten mit Oszilloskopen. Andere erkannten, dass sie bisher einfach „Knöpfe gedreht haben, bis es funktioniert“. Auch amüsante Zufälle wurden erwähnt: Ein Zuschauer dachte morgens über das Triggern nach – und bekam prompt dieses Video vorgeschlagen.

Die Energiewende bringt spannende Innovationen hervor, und eine davon sorgt aktuell für Aufsehen: In den USA entsteht der größte Energiespeicher der Welt auf Basis von Eisen-Luft-Technologie. Das ambitionierte Projekt von Form Energy soll eine Kapazität von 8500 Megawattstunden erreichen und dabei mit extrem günstigen Rohstoffen arbeiten. Doch wie revolutionär ist diese Technik wirklich?

Eisen-Luft-Akkus nutzen die Reaktion von Eisen mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft, um Energie zu speichern. Beim Entladen oxidiert das Eisen (es rostet), beim Laden wird der Rost wieder in Eisen zurückverwandelt. Das Prinzip ist simpel, die Rohstoffe sind extrem günstig und reichlich vorhanden – perfekte Voraussetzungen für einen kosteneffizienten, stationären Speicher.

Mit ihrer 100-Stunden-Batterie will Form Energy eine Antwort auf das Problem der Dunkelflauten geben, also auf Zeiten, in denen weder Wind noch Sonne ausreichend Energie liefern. Laut dem Unternehmen könnte ein solches System große Mengen erneuerbarer Energie über mehrere Tage speichern und abgeben.

So vielversprechend die Idee klingt, so gibt es auch einige Haken. Der größte Schwachpunkt ist der geringe Wirkungsgrad: Während Lithium-Ionen-Akkus etwa 90 % der Energie wieder abgeben, liegt dieser Wert bei Eisen-Luft-Batterien unter 50 %. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Zyklenanzahl – die Speicher brauchen lange zum Laden und Entladen, was ihre Wirtschaftlichkeit stark einschränkt.

Zudem stellt sich die Frage, ob ein so großer, langsamer Speicher tatsächlich die wirtschaftlichste Lösung für Netzstabilität ist. Unsere Simulation zeigt, dass ein Eisen-Luft-Akku in Deutschland aufgrund der Preisschwankungen an den Strommärkten nur rund 18 Vollzyklen pro Jahr erreichen würde – viel zu wenig, um Investoren anzulocken.

Trotz der Herausforderungen hat die Eisen-Luft-Technologie ein enormes Potenzial als Langzeitspeicher – allerdings eher als strategische Reserve und weniger als schnell reagierender Netzpuffer. Ob sich die Speicher durchsetzen, wird stark von weiteren Entwicklungen abhängen, insbesondere von der Verbesserung des Wirkungsgrads und der Zyklenfestigkeit.

Für den Moment bleibt der Eisen-Luft-Akku ein spannender, aber noch nicht wirtschaftlich optimaler Baustein der Energiewende. Vielleicht sehen wir aber schon bald neue Durchbrüche, die ihn zur echten Konkurrenz für Lithium-Ionen-Speicher machen.

Künstliche Intelligenz (KI) ist längst kein Science-Fiction-Thema mehr. Von den ersten zaghaften Anfängen in den 1960er Jahren bis hin zu modernen Sprachmodellen wie ChatGPT hat sich die Technologie rasant entwickelt. Doch was kommt als Nächstes? Könnte eine künstliche allgemeine Intelligenz (AGI) die Menschheit in ihren geistigen Fähigkeiten übertreffen? Und was würde das bedeuten?

Die Evolution hat Milliarden Jahre gebraucht, um Intelligenz auf unser heutiges Niveau zu bringen. Maschinen hingegen haben in wenigen Jahrzehnten einen exponentiellen Fortschritt hingelegt. Während frühere KI-Modelle wie Schachcomputer oder Bilderkennungssoftware nur spezialisierte Aufgaben lösen konnten, rücken wir nun einer universell einsetzbaren, menschenähnlichen Intelligenz näher.

Der technologische Durchbruch kam mit neuronalen Netzwerken und maschinellem Lernen. KI-Systeme können sich heute selbst optimieren und in kurzer Zeit Aufgaben erlernen, die früher Jahrzehnte an Forschung benötigten. Schon jetzt beeinflusst KI zahlreiche Branchen: Gesundheitswesen, Finanzsektor, Marketing und Medien. Doch das ist erst der Anfang.

Eine künftige AGI würde nicht nur menschliche Intelligenz nachahmen, sondern uns in nahezu allen Bereichen übertreffen. Sie könnte wissenschaftliche Rätsel lösen, medizinische Durchbrüche erzielen oder bahnbrechende Technologien entwickeln. Gleichzeitig birgt sie gewaltige Risiken: Automatisierte Kriegsführung, Massenmanipulation und wirtschaftliche Umwälzungen sind nur einige der Herausforderungen.

Das Rennen um die leistungsfähigsten KI-Modelle hat begonnen. Tech-Giganten und Forschungseinrichtungen weltweit investieren Milliarden in die Entwicklung immer klügerer Algorithmen. Doch es bleibt ungewiss, ob wir die Kontrolle behalten oder eine Intelligenz erschaffen, die uns weit übersteigt. Die Zukunft ist offen - und wir stehen an der Schwelle zu einer der tiefgreifendsten Umwälzungen der Menschheitsgeschichte.

Mehr dazu gibt es im Video von Kurzgesagt:

Quantencomputer gelten als Heilsbringer für zahlreiche industrielle und wissenschaftliche Herausforderungen. Doch bislang waren sie durch die begrenzte Skalierbarkeit und Instabilität der Qubits stark eingeschränkt. Microsoft hat nun mit dem "Majorana 1" einen neuen Quantensprung gemacht – im wahrsten Sinne des Wortes. Mit einem völlig neuen Chip-Design, das auf einer bahnbrechenden Materialinnovation basiert, könnte das Unternehmen die Weichen für eine neue Ära der Quanteninformatik stellen.

Bisherige Quantencomputer litten unter einem zentralen Problem: Ihre Qubits, die grundlegenden Recheneinheiten, waren extrem fehleranfällig. Microsofts Lösung? Eine radikale Neuentwicklung mit einer sogenannten "Topological Core"-Architektur. Grundlage ist ein völlig neues Material, der "Topoconductor", der erstmals Majorana-Teilchen erfassbar und kontrollierbar macht. Diese Quasiteilchen sind eine Besonderheit der Quantenphysik und könnten Quantencomputer erheblich stabiler machen.

Majorana-Teilchen wurden bereits vor über 100 Jahren mathematisch vorhergesagt, aber erst vor kurzem konnte Microsoft sie nachweisen – und jetzt sogar nutzen. Das Unternehmen hat eine Methode entwickelt, mit der sich diese exotischen Teilchen so gezielt manipulieren lassen, dass sie als Basis für besonders robuste Qubits dienen. Das Ergebnis? Eine neue Generation von Quantenchips, die mit einem Millionen Qubits auf einem einzigen Chip skalierbar sind – etwas, das mit bisherigen Technologien als utopisch galt.

Was macht Majorana 1 so besonders?

Im Vergleich zu herkömmlichen supraleitenden oder ionenbasierten Qubit-Technologien bietet der Majorana-Ansatz eine Reihe von Vorteilen:

• Stabilere Qubits: Weniger Anfälligkeit für Umgebungsrauschen und Fehler.

• Kompaktere Chips: Millionen Qubits auf einer einzigen handflächengroßen Einheit.

• Digitale Steuerung: Anstelle analoger Feinabstimmung lassen sich die Qubits wie klassische Transistoren per Spannungspuls schalten.

Wo kann Majorana 1 eingesetzt werden?

Die potenziellen Anwendungsfälle sind enorm. Besonders in der Materialwissenschaft, Chemie und Medizin könnten Quantencomputer der nächsten Generation revolutionäre Durchbrüche ermöglichen. Beispiele sind:

• Neue Materialien entwickeln: Selbstheilende Baustoffe oder ultraleichte Hochleistungswerkstoffe.

• Molekulare Simulationen: Medikamentenforschung ohne langwierige Laborversuche.

• Umwelttechnologien: Katalysatoren zur effektiven Zersetzung von Mikroplastik.

Microsoft hat sich nicht nur eine neue Architektur ausgedacht, sondern auch ein komplettes Quanten-Ökosystem entwickelt, das sich problemlos in bestehende IT-Infrastrukturen integrieren lässt. Die Majorana-1-Chips könnten in Microsofts Azure-Rechenzentren zum Einsatz kommen und Unternehmen eine leistungsfähige Plattform für komplexe Berechnungen bieten.

Die Details zum Quantenchip von Microsoft im Video:

In den 1950er-Jahren hatte die Sowjetunion technologisch noch eine Chance im globalen Wettrennen um die Computerentwicklung. Doch während die USA die Computerrevolution industriell und kommerziell vorantrieben, blieb die UdSSR auf der Strecke. Nach ersten vielversprechenden Entwicklungen – darunter der BESM-1, damals Europas schnellster Rechner – wurde das sowjetische Computerwesen durch politische Machtkämpfe und Ministeriums-Rivalitäten ausgebremst. Statt auf elektronische Rechenmaschinen zu setzen, verschwendete man wertvolle Jahre mit mechanischen Lösungen.

Der entscheidende Fehler lag im Wirtschaftssystem: In einer Planwirtschaft fehlte der Anreiz, leistungsfähige Computer für den zivilen Sektor zu entwickeln. Während in den USA die Nachfrage aus der Industrie die Computerproduktion befeuerte, drehte sich in der UdSSR alles um militärische Anwendungen – mit stark begrenztem Absatzmarkt. Ein weiteres Problem war die Entscheidung, westliche Technologie zu kopieren, statt eigene Innovationen voranzutreiben. In den 1960ern entschied sich die UdSSR, IBMs System/360 zu imitieren. Kurzfristig brachte das einen kleinen Aufschwung, langfristig führte es in die Sackgasse. Als westliche Computer immer komplexer wurden, konnte die sowjetische Industrie nicht mehr Schritt halten.

Bis zum Ende der 1980er-Jahre war der technologische Rückstand unübersehbar: Während der Westen längst auf leistungsfähige Mikroprozessoren setzte, liefen in der Sowjetunion noch Kopien von Jahrzehnte alten Systemen. Ein Viertel aller dort eingesetzten Computer basierte 1989 auf einem Design aus den 1960ern. Der Niedergang der sowjetischen Computerindustrie zeigt eindrücklich, dass zentrale Planung und politische Zwänge Innovation ausbremsen. Wer in der Technologie vorne mitspielen will, braucht nicht nur kluge Köpfe, sondern auch wirtschaftliche Strukturen, die Fortschritt belohnen.

Die Details im Video von Asianometry:

2024 hat uns einmal mehr gezeigt, wie rasant sich die Tech-Welt verändert – und wie schnell manche Innovation wieder verschwindet. Einige der jüngsten Opfer kommen durchaus überraschend: So hat Fossil seine Smartwatch-Abteilung dichtgemacht, Apple musste seine Blutsauerstoff-Sensoren aus den Watches entfernen und iTunes wird auf Windows-Rechnern nicht mehr weitergeführt. Damit nicht genug, hat Apple auch den Dienst „Apple Pay Later“ schnell wieder eingestellt.

Die Hardware-Schließungswelle traf außerdem Snapchats kleine Selfie-Drohne „Pixy“ sowie Spotifys Autoradio-Zusatz „Car Thing“. Beide Produkte sind eingestellt, entsprechende Geräte funktionieren zum Teil gar nicht mehr. Von ebenso kurzer Dauer war Metas etwas unheimlicher Versuch, KI-Chatbots mit Promi-Gesichtern auf die Menschheit loszulassen.

Richtig nostalgisch wird es beim Ende von icq, dem einstigen Urgestein der Instant Messaging-Dienste. Und selbst roboterfreundlicher geht es nicht zu: Boston Dynamics hat seinen humanoiden Roboter Atlas in Rente geschickt, während die Kinder-Roboter-Freundin Moxy aufgrund fehlender Finanzmittel vom Aus bedroht ist und ohne Cloud-Connectivity gar nicht funktioniert. Bei Letzterer hoffen Fans noch auf eine Rettung – vielleicht bringt das kommende Jahr eine Überraschung.

Google war ebenfalls fleißig beim Einstampfen: Google Pay in den USA ist Geschichte, ebenso wie Google Podcasts, die Scanner-App Stack und sogar Jamboard – letztere inklusive der beeindruckend teuren Cloud-Whiteboard-Hardware, die ihren Job nun anderen Lösungen überlässt. Selbst der Chromecast hatte nach elf Jahren ausgedient; künftig setzt Google auf den teureren Google TV Streamer.

Doch so traurig manche dieser Abgänge sind: Mit jedem Ende entsteht Platz für neue Entwicklungen. Und eins steht fest: 2025 wird wieder genügend frische Hardware, Software und Dienste hervorbringen – die wir dann gemeinsam kritisch unter die Lupe nehmen können.

Bye, bye Börsenwert! Viele Tech-Unternehmen verloren in den vergangenen Tagen viele Milliarden an Wert, der Börsenwert von Broadcom und Nvidia fiel sogar um 17 Prozent. Grund dafür: Das chinesische Unternehmen DeepSeek hat mit DeepSeek R1 ein KI-Modell veröffentlicht, das nicht nur mit Leistungsfähigkeit, sondern vor allem mit Effizienz überzeugt. Während westliche Konkurrenten wie OpenAI auf immer größere Rechenzentren setzen, verfolgt DeepSeek einen ressourcenschonenden Ansatz – und stellt damit einen ernstzunehmenden Wettbewerber auf dem KI-Markt dar.

Das Modell basiert auf 671 Milliarden Parametern, von denen allerdings jeweils nur 37 Milliarden gleichzeitig aktiv sind. Diese Technik ermöglicht eine massive Reduktion des Rechenaufwands, ohne an Qualität einzubüßen. Zum Vergleich: Andere Spitzenmodelle setzen meist auf eine durchgehende Aktivierung aller Parameter, was den Energieverbrauch und die Kosten in die Höhe treibt.

In einem YouTube-Video mit dem Titel „Deepseek R1 Explained by a Retired Microsoft Engineer“ erklärt der ehemalige Microsoft-Entwickler und YouTuber Dave’s Garage, warum dieses Modell für Aufsehen sorgt. DeepSeek R1 soll mit den großen KI-Modellen westlicher Unternehmen wie OpenAI oder Google konkurrieren – und das mit einem Entwicklungsbudget von angeblich nur wenigen Millionen Dollar. Zudem sei es so effizient, dass es auf handelsüblicher Hardware lauffähig ist. Möglich wird dies durch ein Verfahren namens Distillation, bei dem kleinere Modelle von größeren trainiert werden, um ähnliche Ergebnisse mit weniger Rechenleistung zu erzielen.

Sollten die Angaben zutreffen, könnte dies langfristig den KI-Markt beeinflussen – etwa durch kostengünstige Alternativen zu proprietären Modellen. Allerdings bleiben Fragen offen, etwa zur tatsächlichen Leistungsfähigkeit, Zensur und den Trainingsmethoden. Ob DeepSeek R1 ein echter Gamechanger oder vor allem ein geschickter PR-Coup ist, wird sich erst in der Praxis zeigen.

Wie baut man einen Spiegel, der das Universum entschlüsseln soll? Mit Präzision, Geduld und einer guten Portion Hightech. Der Hauptspiegel des Extremely Large Telescope (ELT) der ESO wird mit seinen 39 Metern Durchmesser der größte seiner Art. Er besteht aus 798 hexagonalen Segmenten – jedes einzelne ein kleines technisches Meisterwerk.

Die Segmente reisen zunächst tausende Kilometer von Europa in die Atacama-Wüste Chiles, wo sie im ESO-Technikzentrum beschichtet und final vorbereitet werden. „Das ist ein extrem aufwändiger Prozess, der mit einer mechanischen und optischen Inspektion beginnt“, erklärt Ricardo Parra, Coating Engineer bei der ESO. „Jedes Segment wird bis ins kleinste Detail geprüft, gereinigt und für die Beschichtung vorbereitet.“

Dann kommt der spannendste Teil: die Beschichtung. In einem hochmodernen Verfahren werden ultradünne Schichten von Nickel-Chrom-Nitrat, Silber und Siliziumnitrat aufgetragen – Schicht für Schicht, Atom für Atom. Die Dicke? Gerade mal Nanometer. Zum Vergleich: Eine Küchenalufolie ist rund 16.000-mal dicker. Diese Schichten verleihen dem Spiegel nicht nur seine beeindruckende Reflexion, sondern schützen ihn auch vor Korrosion und Umwelteinflüssen.

Doch es geht nicht nur um Glanz. Nach der Beschichtung werden Sensoren und Elektronik integriert, die später dafür sorgen, dass die Segmente mit unfassbarer Präzision zueinander ausgerichtet werden – auf Nanometerebene. Erst dann ist ein Segment bereit, auf erdbebensicheren Regalen gelagert zu werden, bis es seinen Platz im Hauptspiegel einnimmt.

In ein paar Jahren wird das ELT seinen Blick in den Himmel richten und uns Bilder liefern, die unsere Vorstellung vom Universum sprengen könnten. Bis dahin läuft jedes Segment durch einen Prozess, der die Grenzen von Technik und Wissenschaft ausreizt.

Saturns ikonische Ringe gehören zu den beeindruckendsten Strukturen unseres Sonnensystems. Doch aktuell zeigt sich der Gasriese von einer ungewohnt unscheinbaren Seite. Im März 2025 stehen wir genau so zur Ringebene, dass die Ringe fast unsichtbar werden – ein Phänomen, das nur alle 14,7 Jahre auftritt. Aber auch, wenn die Ringe vorübergehend „verschwinden“, bleibt ihre Entstehung und Dynamik ein faszinierendes Rätsel.

Eine der überraschendsten Erkenntnisse über die Saturnringe verdanken wir der NASA-Sonde Cassini. Sie entdeckte innerhalb der Ringe einen kleinen, skurrilen Mond namens Pan, der aussieht wie eine Mischung aus UFO und Ravioli. Mit einem Durchmesser von weniger als 30 Kilometern ist Pan zwar winzig, spielt aber eine entscheidende Rolle in der Struktur der Ringe.

Pans seltsame Form entsteht, weil er kontinuierlich Eisteilchen aus den Ringen „einsammelt“. Da seine Gravitation extrem schwach ist, bleiben diese Teilchen als markante Wulste auf seiner Oberfläche haften – ein kosmisches Fingerfood, das er seit Millionen von Jahren „knabbert“. Gleichzeitig räumt Pan durch seine Umlaufbahn eine Lücke in den Ringen, die für deren geordnete Struktur entscheidend ist.

Die Ringe selbst sind ebenso fragil wie beeindruckend. Mit einem Durchmesser von mehreren hunderttausend Kilometern sind sie dennoch nur wenige Hundert Meter dünn. Diese Feinheit erklärt, warum sie von der Seite betrachtet fast verschwinden. Langfristig wird die Struktur der Ringe ohnehin nicht stabil bleiben: Ihre Teilchen stürzen langsam auf den Saturn. Wissenschaftler schätzen, dass die Ringe in ein paar Hundert Millionen Jahren vollständig verschwunden sein könnten. Die Details im Video!

NVIDIA hat auf der CES 2025 eine klare Vision präsentiert: KI soll in jede Ecke unseres Lebens vordringen – vom Schreibtisch über Autos bis hin zu humanoiden Robotern. Mit Projekt DIGITS wurde ein persönlicher KI-Supercomputer vorgestellt, der Entwicklern, Forschern und sogar Studierenden den Zugang zu modernster KI-Technologie ermöglicht. Basierend auf dem neuen GB10 Grace Blackwell Superchip liefert DIGITS die Leistung, um KI-Modelle mit bis zu 200 Milliarden Parametern zu entwickeln und direkt am Schreibtisch zu betreiben – für nur 3.000 USD ab Mai verfügbar.

Jensen Huang, NVIDIA-CEO, formulierte es so: „KI wird bald jede Anwendung in jeder Branche prägen. Mit Projekt DIGITS bringen wir die Kraft der Grace-Blackwell-Plattform zu Millionen Entwicklern.“

Neben DIGITS wurden auch weitere Innovationen vorgestellt:

• Die neue Blackwell RTX 50-Serie, darunter der leistungsstarke 5090-GPU, bringt KI-gestützte Grafikleistung auf ein neues Level.
• Mit NVIDIA Cosmos, der ersten Welt-Foundation-Modell-Plattform, wird KI fähig, physische Dynamiken wie Schwerkraft und Reibung zu verstehen – ein Gamechanger für Robotik und autonome Systeme.
• Für die Automobilwelt präsentierte NVIDIA den neuen Thor-Prozessor, der 20-mal leistungsstärker ist als die Vorgängergeneration und das autonome Fahren revolutioniert.

In einer neuen TikTok-Serie „Das große Batterie-ABC“ dreht sich alles um die spannende Welt der Akkus in Elektroautos. Den Anfang macht der Buchstabe A für Anode. Kurz und knackig erklärt VW, warum die Anode eine Schlüsselrolle spielt: Sie sorgt dafür, wie schnell wir unseren Stromer wieder aufladen können – ein Punkt, der bei E-Auto-Fahrern bekanntlich immer für Gesprächsstoff sorgt.

In einem 400 Kilogramm schweren Akku stecken übrigens satte 70 Kilogramm Graphit, das Material, das auch in Bleistiften steckt. Doch VW denkt weiter: Künftig soll synthetisches Graphit und Silizium die Ladezeiten noch kürzer machen. Und die Zahlen sprechen für sich: Beim ID.3 Pro Performance können 100 Kilometer Reichweite an der Schnellladesäule in gerade einmal 6 Minuten geladen werden. Zu Hause dauert’s mit 1 Stunde und 23 Minuten zwar etwas länger, reicht aber für die meisten eine ganze Woche Fahrspaß.

Mit coolen Animationen und leicht verdaulichen Fakten macht VW die Batterie-Technik TikTok-tauglich – Elektromobilität zum Anfassen.

Bisher ist die Reihe bei D wie Dry Coating. Wir sind gespannt auf den nächsten Buchstaben!

Der humanoide Roboter „Q6“ von Toyota hat einen Guinness-Weltrekord für den weitesten Basketballwurf eines Roboters aufgestellt. Aus einer Entfernung von 24,5 Metern (80 Fuß und 6 Zoll) traf er den Korb präzise – und das bereits im zweiten Versuch.

„Q“ ist das Ergebnis jahrelanger Forschung. Seit 2017 arbeiten Toyota-Ingenieure daran, künstliche Intelligenz mit menschlicher Präzision zu vereinen. Der Roboter nutzt maschinelles Lernen, um Haltung, Armposition und Wurfstärke in Echtzeit anzupassen. Bereits zuvor erregte er Aufsehen, als er 2.020 Freiwürfe in Folge verwandelte – ein Rekord, den kein Mensch erreichen könnte.

In seiner sechsten Iteration zeigt „Q6“ neben seiner beeindruckenden Wurfpräzision auch Fortschritte in der Mobilität. Mit zusätzlichen Bewegungsachsen, verbesserten Kameras und Sensoren kann er den Ball selbstständig aufnehmen, dribbeln und sich auf dem Spielfeld bewegen.

Dieses Jahr hat der Weihnachtsmann einen unerwarteten Helfer: die neueste KI-Technologie des Fraunhofer IMS! In ihrem Video zeigen sie, wie Santa mit moderner Unterstützung all seine Aufgaben stressfrei meistert. Wie? Mit innovativen Technologien zur Vitaldatenerkennung!

Fraunhofer IMS entwickelt Systeme, die Vitaldaten wie Herzfrequenz und Atemmuster in Echtzeit analysieren – kontaktlos und präzise. Diese Technologie ist ein Game-Changer für den Straßenverkehr: Durch die Überwachung von Gesundheitsparametern können potenzielle Gefahren wie Schläfrigkeit oder sogar ein schlechter Gesundheitszustand rechtzeitig erkannt werden. Mithilfe von Eye-Tracking-Systemen wird zusätzlich die Aufmerksamkeit der fahrenden Person überwacht, um Unfälle zu vermeiden.

Und das Beste? Diese Technologien sind nicht nur für Santa reserviert! Im Bereich Autonome Mobilität entwickelt das Fraunhofer IMS Lösungen, die weltweit eingesetzt werden können. Mit präzisen Sensoren und intelligenter Datenverarbeitung entstehen autonome Systeme, die sicherer und effizienter arbeiten. Ob in der Logistik, im Transport oder in smarten Städten – diese Innovationen ebnen den Weg für die Zukunft.

Also, lehnt euch zurück und genießt die Adventszeit – so wie Santa es jetzt auch kann!

Was, wenn wir nicht allein im Universum sind – und eine fremde Zivilisation uns als Bedrohung sieht? Im neuesten Video von Kurzgesagt – In a Nutshell wird genau dieses Szenario durchgespielt. Auf gewohnt spannende und wissenschaftlich fundierte Weise zeigt das Team, wie fortschrittliche Aliens die Menschheit mit intergalaktischen High-Tech-Waffen auslöschen könnten. Klingt wie Science-Fiction? Das ist es – aber die physikalischen Grundlagen existieren schon heute.

Smorpianer gegen Menschen: Ein Krieg der Extreme

Die Smorpianer, eine mächtige Alien-Spezies, leben 42 Lichtjahre entfernt und sind uns technologisch weit voraus. Mit einem Dyson-Schwarm um ihren Stern zapfen sie die Energie einer Sonne an, um ihre fortschrittlichen Maschinen zu betreiben. Als sie uns Menschen entdecken, entscheiden sie, dass wir aus dem Weg geräumt werden müssen – endgültig.

Doch interstellarer Krieg ist anders: Keine Schlachtfelder, keine schnelle Action. Stattdessen geht es um Strategie und Geduld. Angriffe brauchen Jahrzehnte, bis sie ihr Ziel erreichen, und es gibt keine zweite Chance. Die Smorpianer setzen daher auf den perfekten Schlag – mit drei potenziellen Superwaffen.

Der Sternenlaser – Energie ohne Grenzen

Mit ihrem Dyson-Schwarm bündeln die Smorpianer die Energie eines Sterns zu einem gigantischen Laserstrahl. Dieses kosmische Geschoss durchquert den Raum mit Lichtgeschwindigkeit und erreicht nach 42 Jahren die Erde. Der Effekt? Die halbe Erde wird in Sekunden zu Lava verbrannt, die Meere verdampfen, und unser Planet verwandelt sich in eine unbewohnbare Gluthölle. Effizient, tödlich, und keine Überlebenden.

Die relativistische Rakete – Der ultimative Einschlag

Eine Rakete, die fast Lichtgeschwindigkeit erreicht, angetrieben durch Antimaterie. Jede dieser Waffen trägt die Energie eines Dino-Killer-Asteroiden. Sobald sie die Atmosphäre erreicht, explodiert sie in einem Feuerball, der alles Leben auslöscht. Mit dutzenden solcher Raketen haben die Smorpianer eine unsichtbare und unaufhaltbare Waffe geschaffen – perfekt für die totale Zerstörung.

Der Ultra-Relativistische Elektronenstrahl – Unsichtbare Vernichtung

Hier wird es subtil: Ein gigantischer Teilchenbeschleuniger feuert Elektronen auf fast Lichtgeschwindigkeit. Der Strahl durchdringt alles – selbst Bunker – und zerstört die DNA jedes Lebewesens. Keine Explosionen, keine Brände, keine sichtbare Zerstörung. Die Erde wäre danach sterilisiert, ein toter Planet, wie mit kosmischer Präzision gereinigt.

Ein packendes Video für Sci-Fi- und Wissenschaftsfans

Kurzgesagt – In a Nutshell kombiniert wieder einmal Wissen, spannende Animationen und humorvolle Erklärungen zu einem packenden Gedankenspiel. Die wissenschaftlich fundierten Szenarien zeigen, wie physikalische Prinzipien und Technologien der Zukunft intergalaktische Konflikte gestalten könnten .

Neugierig geworden? Sehen Sie selbst, wie die Smorpianer mit Sternenlasern, relativistischen Raketen und Elektronenstrahlen zur größten Bedrohung der Menschheit werden.

Auf der Electronica 2024 drehte sich alles um das große Ziel: die All-Electric Society. Im Fokus stand das CEO-Roundtable, bei dem Branchenführer wie Jean-Marc Chéry (CEO von STMicroelectronics), Jochen Hanebeck (CEO von Infineon), Kurt Sievers (CEO von NXP Semiconductors) und Barbara Bergmeier (Executive Director bei Jaguar Land Rover) diskutierten. Moderiert wurde die lebhafte Diskussion von Joachim Hofer, Journalist bei der Handelsblatt Media Group.

Highlights und Themen der Diskussion:

• Geopolitik und Industrie: Ob Donald Trump oder neue EU-Regelungen – die CEO-Runde betonte, wie entscheidend Stabilität und vorhersehbare Rahmenbedingungen für die Branche sind. Einigkeit herrschte darüber, dass nationale Alleingänge den globalen Halbleitermarkt eher behindern als fördern.
• Elektromobilität im Fokus: Während in China bereits über 50 % der Neuwagen elektrisch angetrieben werden, läuft die Transformation in Europa und den USA langsamer. Barbara Bergmeier betonte, dass Flexibilität im Herstellungs- und Lieferprozess entscheidend sei, um sich an regionale Unterschiede anzupassen.
• Künstliche Intelligenz als Gamechanger: Alle Teilnehmer waren sich einig: KI ist der Schlüssel zu effizienteren Prozessen, resilienten Lieferketten und neuen Innovationen. Besonders Edge-KI und energieeffiziente Lösungen standen im Vordergrund. Infineon will in den nächsten Jahren sein KI-Umsatzvolumen vervierfachen, während ST und NXP verstärkt auf KI-Integration in Mikrocontrollern setzen.
• Nachhaltigkeit: Mit Konzepten wie dem Batteriepass, der den Zustand von Batterien transparent macht, und neuen Ansätzen zur Kreislaufwirtschaft in der Elektronik will die Branche ihren Teil zur grünen Transformation beitragen.

Zwischen Fragen zu geopolitischen Spannungen, der Rolle von China und den Fortschritten in der Elektromobilität und KI war die Botschaft klar: Innovation und Zusammenarbeit sind die einzigen Wege, die Herausforderungen der Zukunft zu meistern. Oder wie Kurt Sievers es formulierte: „Halbleiter sind definitiv nichts für Anfänger.“

Wie landet man ein Space Shuttle? Na klar, erst mal mit über 27.000 km/h ins Bremsmanöver gehen, dann ohne Treibstoff durch die Atmosphäre segeln und mit einem „fliegenden Backstein“ auf einer 4,5 km langen Landebahn aufsetzen. Klingt abenteuerlich? Das ist es auch! Denn das Shuttle muss präzise manövrieren, Neigungswinkel perfekt justieren und S-Kurven fliegen, um den Wiedereintritt zu meistern. Die NASA-Ingenieure fanden clevere Lösungen für dieses „Energie-Management-Problem“, denn eine Punktlandung ist hier absolute Pflicht – immerhin gibt es keine zweite Chance. Mit 360 km/h und einem Fallschirm als letzter Bremshilfe landet das Shuttle schließlich in nur einer Stunde nach dem Start des Bremsmanövers. Kein Wunder, dass die Piloten bei der Landung hochkonzentriert bleiben müssen. Ein atemberaubendes Meisterstück der Raumfahrttechnik – und ein nostalgischer Rückblick auf die aufregenden Landungen der Space Shuttles!

Klingt alles sehr spektakulär, aber Bret erklärt auf Youtube unterhaltsam, wie das ganze funktioniert!

Über viele Jahrzehnte dominierten Marken wie VW, Mercedes, Audi und BMW den deutschen und internationalen Automarkt. Ihre luxuriösen, sicheren und effizienten Fahrzeuge verkörpern deutsche Ingenieurskunst, die weltweit geschätzt wird. Doch nun scheint diese Dominanz zu bröckeln, denn eine neue Macht drängt auf den Markt: chinesische E-Autos. Was einst vor allem mit Verbrennern begann, könnte sich jetzt mit der Elektromobilität zugunsten Chinas wenden.

Seit einigen Jahren bereiten sich chinesische Autohersteller und die Regierung gezielt auf diesen Moment vor. In kürzester Zeit ist der Anteil chinesischer E-Autos in Deutschland von 0,2 % auf 5,5 % gestiegen – und das Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft. Auch auf technologischer Ebene sind chinesische Hersteller bestens aufgestellt. Während die deutsche Autoindustrie noch auf klassische Lithium-Ionen-Batterien setzt, produzieren chinesische Unternehmen seit Jahren günstige und ressourcenschonende LFP-Batterien. Diese Technologie dominiert nun den Markt und könnte schon bald von neuen Natrium-Ionen-Akkus ergänzt werden, die ebenfalls größtenteils in China entwickelt und hergestellt werden.

Die starke staatliche Förderung und der klare Fokus auf Elektromobilität haben den chinesischen Herstellern einen immensen Vorsprung verschafft. Subventionen, Ladeinfrastruktur und Steuererleichterungen geben dem Markt dort Rückenwind, während Europa und die USA noch mit Strategien und Regularien ringen.

Europäische Autohersteller stehen nun vor der Herausforderung, sich auf den Wandel einzulassen, um nicht abgehängt zu werden. Strafzölle und Handelshemmnisse sollen den europäischen Markt schützen, aber ob dies ausreicht, um den Vorsprung aufzuholen, bleibt fraglich. Die Frage nach einer umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Zukunft der Mobilität bleibt weiterhin spannend und fordert mutige Entscheidungen – und das möglicherweise schneller, als gedacht.

Video der Woche vom 30.10.2024: Wie die TU München Werbung für ein Studium der Elektro- und Informationstechnik macht

In der Videobeschreibung lauert er schon, den Witz, den der ein oder andere Elektrotechniker sicher schon einmal gehört hat: "Wie viele Elektro- und Informationstechnikerinnen braucht man, um eine Glühbirne zu wechseln? – Keine, sie ändern lieber die Art der Energieerzeugung, die sie zum Leuchten bringt". Diese Thema nehmen auch Madeleine und Omar auf, die von ihrem Studienalltag als Studenten für Elektro- und Informationstechnik im Bachelor erzählen. „Viele Schüler haben irgendwie immer das Gefühl oder glauben, dass wir Elektrotechniker vieles machen, was Elektriker machen, Glühbirnen installieren oder Kühlschränke oder so. Aber eigentlich ist das nichts, womit wir wirklich was zu tun haben. Wir machen eigentlich ganz andere Sachen." Was diese "anderen Sachen sind", erklären sie auch gleich. Etwa wie sie mithilfe der Elektrotechnik und Informationstechnik die Kommunikation revolutionieren, Krankheiten bekämpfen und vielleicht sogar die Welt retten kann – zumindest, wenn man keine Angst vor Mathe hat. Darüber hinaus gewähren die zwei einen Einblick in ihren Alltag am Campus, erzählen von den Lehrinhalten ihres Fachs und berichten von den Herausforderungen und Prüfungen, denen sie sich stellen müssen.

Für alle, die sich für das Studium interessieren, ist das Video ein spannender Einstieg in den Alltag und die Herausforderungen des Studiengangs. Die TUM bietet nicht nur theoretische Grundlagen, sondern öffnet ihren Studierenden auch den Weg in eine Vielzahl an Projekten, von der Entwicklung erneuerbarer Energien über Robotik bis hin zur Medizintechnik. Ziel ist es, Studierende nicht nur mit technischem Wissen, sondern auch mit praktischen Fähigkeiten und unternehmerischem Denken auszustatten. Besonders der „myProgram“-Ansatz, ein Format, in dem Studierende ihren Studiengang ehrlich und authentisch vorstellen, vermittelt die Inhalte lebendig und anschaulich.

Madeleine und Omar erzählen, wie die Grundlagen des Studiums – Physik, Elektrizität, Magnetismus und vor allem angewandte Mathematik – eine tragende Rolle spielen und anwendungsorientierte Themen wie die Entwicklung von Schaltungen und Messtechniken vorbereitet. Der Studienalltag ist anspruchsvoll und verlangt Durchhaltevermögen, insbesondere in den ersten Semestern mit der Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP), die umfassende Kenntnisse und intensives Lernen erfordert.

Trotz der hohen Anforderungen betonen die beiden die starke Gemeinschaft unter den Studierenden, die sich durch gemeinsame Vorkurse, Tutorien und Übungsgruppen entwickelt. Der Campus im Herzen Münchens bietet vielfältige Freizeitmöglichkeiten und Veranstaltungen, wie die berühmte Elektrotechnik-Party, die den Studienalltag auflockern und das Miteinander fördern.

Die Dresdner Sinfoniker haben im Festspielhaus Hellerau ein einzigartiges musikalisches Experiment präsentiert: Drei Roboterarme im Industriedesign dirigierten das Orchester bei der Uraufführung einer eigens komponierten "Robotersinfonie". Jeder der Roboterarme – in verschiedenen Farben wie Pink, Blau und Gelb – gab einen eigenen Takt vor, was zu einem faszinierenden Zusammenspiel von verschiedenen Tempi innerhalb des Orchesters führte.

Die Roboterarme, die mit Stäben ausgestattet waren, bewegten sich mit präziser maschineller Genauigkeit, jedoch ohne die Mimik oder Gestik, die sonst die menschlichen Dirigenten begleiten. Für die Musiker stellte dies eine besondere Herausforderung dar, da die Roboter keine Rücksicht auf individuelle Unsicherheiten nehmen und unbeirrt ihren Takt durchzogen. Ohne die Möglichkeit, sich an der Mimik oder den subtilen Hinweisen eines Dirigenten zu orientieren, mussten die Musiker hochkonzentriert den Anweisungen der Roboterarme folgen.

Das Projekt wurde vor zwei Jahren von Markus Rindt, dem Intendanten der Dresdner Sinfoniker, initiiert und in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der TU Dresden realisiert. Ziel war es nicht, den menschlichen Dirigenten zu ersetzen, sondern eine neuartige Komposition zu erschaffen, die gezielt die technischen Eigenschaften der Roboter ausnutzt. Rindt betonte, dass ein menschlicher Dirigent in klassischen Werken unersetzlich sei, aber in dieser speziellen Sinfonie, bei der verschiedene Taktarten und Geschwindigkeiten parallel gespielt werden, die Roboter eine spannende Alternative darstellen.

Die intensive Programmierarbeit der TU-Experten machte es möglich, die Roboter so zu steuern, dass ihre Bewegungen der Musik gerecht wurden, auch wenn diese sich deutlich von den natürlichen Bewegungen eines Menschen unterscheiden. Die Uraufführung der "Robotersinfonie" wurde mit großem Applaus belohnt, und das Projekt soll in weiteren Aufführungen vertieft werden.

Am 13. Oktober 2024 schrieb SpaceX Raumfahrtgeschichte: Zum ersten Mal gelang es, den riesigen Super Heavy Booster nach dem Start direkt auf der Startrampe zu landen – und das mit einem spektakulären Manöver!

Der 122 Meter hohe Starship-Raketenprototyp startete um 8:25 Uhr (EDT) von der SpaceX-Startbasis in Texas. Nur sieben Minuten später schwebte der Super Heavy Booster präzise zurück zur Erde, wo er von den beeindruckenden „Chopsticks“ des Startturms – zwei gigantischen Metallarmen – sanft eingefangen wurde. Diese technische Meisterleistung markiert einen Durchbruch in der Entwicklung vollständig wiederverwendbarer Raketen.

Aber damit nicht genug: Auch die obere Stufe, das Starship, setzte seinen Flug fort und landete planmäßig im Indischen Ozean. Für SpaceX ein klarer Erfolg. "Das war absolut verrückt! Auf den ersten Versuch haben wir den Booster zurückgeholt", jubelte Kate Tice, Managerin für Qualitätssysteme bei SpaceX. Auch Elon Musk, der SpaceX-CEO, zeigte sich begeistert und schrieb: "Ein großer Schritt auf dem Weg zur multiplanetaren Zukunft."

Die nächste Chip-Generation könnte aus Glas bestehen, zumindest das Substrat. TSMC arbeitet bereits aktiv an dieser Technologie, angetrieben von der Nachfrage seitens NVIDIA und Apple. Auch Intel hat bereits einen funktionierenden Glaschip-Prototyp entwickelt. Doch warum Glas und warum jetzt?

In den letzten 20 Jahren wurden Chip-Substrate hauptsächlich aus organischen Materialien hergestellt. Doch um die steigenden Anforderungen an KI-Beschleuniger und Hochleistungs-Computing zu erfüllen, setzt die Industrie zunehmend auf größere und leistungsfähigere Chip-Pakete. Glas bietet hier entscheidende Vorteile: Es ist stabiler, verzerrungsfrei und ermöglicht eine präzisere Strukturierung bei der Photolithographie. Mit diesen Eigenschaften kann Glas mehr Chiplets pro Fläche integrieren, wie Studien der Georgia Tech belegen.

Ein weiterer Vorteil von Glas ist seine geringe Dielektrizitätskonstante, die zu einer schnelleren Signalübertragung führt. Auch thermisch ist Glas stabiler als organische Materialien, was besonders für moderne Hochleistungs-GPUs und KI-Chips von Bedeutung ist. Intel plant, Glaschips ab 2026 in Serie zu produzieren, während TSMC und andere Branchengrößen wie Samsung und AMD ebenfalls an dieser Technologie arbeiten.

Ein ruhiger Donnerstagnachmittag endete für den Berliner Open-Source-Entwickler René Rebe in einem Schockmoment: Während er live auf Twitch an einem Linux-Projekt arbeitete, klingelten plötzlich schwer bewaffnete Polizisten an seiner Bürotür. Der Grund? Eine gefälschte E-Mail, die Rebe angeblich als potenzielle Gefahr darstellte. Diese sogenannte "Swatting"-Aktion, bei der durch falsche Notrufe oder E-Mails Spezialeinsatzkräfte alarmiert werden, sorgt mittlerweile nicht nur in der Gaming-Szene für Aufsehen, sondern trifft nun auch die IT-Community.

Die Berliner Polizei rückte mit mehreren Einsatzfahrzeugen an, da die Drohung eines erweiterten Suizids im Raum stand. Mit schusssicheren Westen und gezogenen Waffen sicherten die Beamten Rebes Büro und nahmen den Entwickler vor laufender Kamera fest. Nach einer Überprüfung konnte Rebe jedoch schnell seine Unschuld beweisen. Die Aktion war ein bösartiger Scherz, doch die Auswirkungen waren ernst: Der Entwickler kritisierte die unverhältnismäßige Reaktion der Polizei, die seiner Meinung nach auch mit einem Anruf hätte nachfragen können.

Swatting, ein gefährlicher Trend aus den USA, bei dem Spezialeinheiten zu einem unschuldigen Ziel gelockt werden, nimmt auch in Deutschland zu. Besonders die Kombination aus digitaler Verschleierung und der Nutzung ausländischer Server stellt die Ermittlungsbehörden vor Herausforderungen. Laut Polizei wurde in etwa jedem zweiten Fall von Missbrauchsfällen dieser Art im vergangenen Jahr eine Aufklärung erzielt. Dennoch bleibt das Problem aktuell, und das Risiko für IT-Profis wie Rebe steigt.

Künstliche Intelligenz (KI) hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht, aber eine Frage bleibt spannend: Kann KI jemals Bewusstsein entwickeln? Bewusstsein bedeutet nicht nur Denken, sondern auch Selbstwahrnehmung, Emotionen und das Verstehen der eigenen Existenz. Und genau hier liegt der Knackpunkt - Computer können zwar Unmengen an Daten verarbeiten und sogar menschliches Verhalten imitieren, aber ein echtes "Ich bin mir meiner selbst bewusst" scheint für Maschinen noch in weiter Ferne zu liegen.
Inzwischen gibt es einige Tests und Untersuchungen zum Bewusstsein von KI. Der klassische Turing-Test prüft lediglich, ob eine Maschine menschliches Verhalten so gut nachahmt, dass der Unterschied für einen menschlichen Beobachter nicht mehr erkennbar ist. Neuere Ansätze wie bewusstseinsinspirierte Modelle und sogenannte Meta-Bewusstseinstheorien versuchen, spezifische Kriterien wie Selbstwahrnehmung, Zielverfolgung oder Umweltwahrnehmung zu messen. Der größte Streitpunkt bleibt jedoch: Simuliert eine KI nur Bewusstsein oder besitzt sie es tatsächlich? Solange es keine eindeutige Definition von Bewusstsein gibt, bleibt die Antwort offen.
Trotz aller Fortschritte in der KI-Forschung bleibt die Frage nach dem Bewusstsein offen. Es scheint, als stünden wir erst am Anfang der Entdeckungsreise. Vielleicht wird es in Zukunft möglich sein, Maschinen mit Bewusstsein zu entwickeln - oder zumindest mit einem Bewusstsein, das wir als solches erkennen. Bis dahin aber bleibt KI vor allem ein Werkzeug, das uns hilft, Probleme zu lösen, ohne dabei wirklich zu "denken".
Ralph Casper ist dem Zusammenhang zwischen KI und Bewusstsein auf den Grund gegangen. Sein Ergebnis ist im Video zu sehen:

Lego und McLaren haben sich zusammengetan, um eine beeindruckende Version des legendären McLaren P1 zu bauen – aus Lego-Steinen und voll funktionsfähig. Der lebensgroße Nachbau des Supersportwagens besteht aus 342.817 Lego-Technic-Teilen und hat es tatsächlich auf die Rennstrecke geschafft.

Über 23 Spezialisten beider Unternehmen arbeiteten mehr als 8300 Stunden an der Konstruktion und Entwicklung, gefolgt von weiteren 2200 Stunden für den Aufbau. Das Ergebnis: Ein Lego-P1, der auf einem Stahlrahmen basiert, mit echten Reifen ausgestattet ist und von acht Elektromotoren angetrieben wird. Diese Motoren sind mit 96 LegoPower-Funktionen bestückt, die den Hybridantrieb des originalen McLaren P1 nachahmen.

Besonders spannend wurde es auf der Rennstrecke des Silverstone Circuits. Dort nahm Formel-1-Fahrer Lando Norris hinter dem Steuer des Lego-Fahrzeugs Platz und fuhr eine vollständige Runde mit einer Höchstgeschwindigkeit von 65 km/h. Während diese Geschwindigkeit weit unter dem Original-P1 liegt, ist es ein bemerkenswerter Erfolg für ein Auto, das fast vollständig aus Lego besteht.

Verglichen mit früheren Lego-Repliken, wie dem Bugatti Chiron von 2018, der nur 20 km/h in gerader Linie schaffte, zeigt der LEGO-P1, dass sich Technik und Kreativität auf beeindruckende Weise verbinden lassen. Ein Stück Ingenieurskunst, das zeigt, was mit Lego-Steinen alles möglich ist.

Auf den ersten Blick wirkt der kriechende Stern im Video eher unspektakulär, fast ein bisschen witzig. Interessant ist aber das Innere und wer den kleinen Roboter steuert: Pilze! Wissenschaftler der Cornell University und der Universität Florenz haben einen faszinierenden Durchbruch erzielt: Ein Roboter, der durch die elektrischen Signale des Myzels eines Königsausternpilzes gesteuert wird. Diese neuartige Technologie kombiniert biologische und mechanische Komponenten zu einem sogenannten „Biohybrid“-Roboter. Im Rahmen des Projekts konnte das Team nachweisen, dass die natürlichen elektrischen Impulse, die durch das unterirdische Pilzgeflecht – das Myzel – fließen, in Bewegungen eines Roboters umgewandelt werden können.

In ersten Experimenten reagierte der Roboter auf UV-Licht, welches elektrische Impulse im Pilz auslöste. Diese Impulse wurden in Steuerungssignale für die Bewegung eines weichen, sternförmigen Roboters umgewandelt. Ein zweiter Roboter auf Rädern konnte sogar seine Geschwindigkeit an die Lichtimpulse anpassen.
Das Myzel des Pilzes reagiert auf Umweltveränderungen wie Bodenchemie oder Licht und könnte in Zukunft genutzt werden, um landwirtschaftliche Felder automatisch zu überwachen. Biohybrid-Roboter könnten kontaminierte Böden oder potenzielle Krankheiten frühzeitig erkennen und durch ihre Reaktionen agrarwirtschaftliche Maßnahmen wie Düngung optimieren.

Ein weiterer Vorteil dieser Technologie liegt in der extremen Widerstandsfähigkeit von Pilzen. Sie sind in der Lage, in extremen Umgebungen zu überleben, was die Entwicklung von Robotern ermöglicht, die in harschen Umgebungen oder sogar im Weltraum eingesetzt werden könnten.

Video der Woche vom 4.09.2024: So werden Mikrochips hergestellt

Transistoren werden in hochmodernen Halbleiterfabriken hergestellt, die riesige Reinräume und teure Maschinen enthalten. Unser Video der Woche zeigt, wie aus einem Wafer ein Microchip wird. Zudem steckt es voller Zahlen, die auch einen Eintrag in unsere Zahl der Woche verdient hätte. So liegen die Kosten der Maschinen in einer Halbleiterfabrik zwischen zwischen einigen Millionen und bis zu 170 Millionen US-Dollar. Eine davon, das Lithografie-System, hatten wir bereits in unserem Video der Woche. 

Die Herstellung eines Mikrochips beginnt mit 300-mm-Siliziumwafern, die durch etwa 940 einzelne Schritte verarbeitet werden. Ein CPU-Chip kann bis zu 26 Milliarden Transistoren enthalten, die in winzigen Dimensionen angeordnet sind. Der gesamte Prozess dauert etwa drei Monate, in denen Materialien wie Kupfer und Silizium in dünnen Schichten aufgetragen, geätzt, modifiziert und gereinigt werden. Ein entscheidender Prozess ist die Photolithografie, bei der UV-Licht durch eine Maske auf lichtempfindliche Schichten gestrahlt wird, um Muster zu erstellen. Danach werden Materialien wie Kupfer aufgetragen und überschüssige Schichten abgeätzt oder geglättet. Transistoren wie FinFETs, die nur etwa 36 x 6 x 52 Nanometer groß sind, werden durch das gezielte Einbringen von Atomen (Dotieren) in das Silizium gebildet. Zwischen den Produktionsschritten werden die Wafer häufig gereinigt und inspiziert, da schon kleinste Partikel zu Defekten führen können. Am Ende des Herstellungsprozesses wird jeder Wafer, der bis zu 230 CPUs enthalten kann, getestet. Defekte Prozessoren werden je nach Funktionalität in verschiedene Kategorien eingeteilt. Nach dem Testen werden die Chips auf eine Leiterplatte montiert und mit einem Kühlkörper versehen, bevor sie verpackt und für den Verkauf vorbereitet werden. Die Herstellung erfordert eine exakte Kontrolle auf Nanometerebene, da kleinste Abweichungen in den Prozessen zu Fehlern führen können. Ein einzelner Wafer hat nach der Herstellung einen Wert von bis zu 100.000 US-Dollar.

Einen Einblick, wie es in einer solchen Fab "in echt" aussieht und wie die Arbeitsprozesse ablaufen, gibt das Halbleiterunternehmen Micron.

Die Herstellung von Chips und das Backen von Kuchen haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam, aber bei genauerem Hinsehen gibt es erstaunliche Parallelen. Das Video stellt den Vergleich auf, bei dem ein äußerst komplizierter Kuchen mit 80 Schichten gebacken wird. Jede Schicht muss genau in die andere passen, und jede Schicht hat eine einzigartige Form. Die kleinste Abweichung bei der Menge der Zutaten oder der Backzeit kann den ganzen Kuchen ruinieren.

Bei der Chipherstellung ist es ähnlich. Ein Mikrochip besteht aus vielen Schichten, die präzise aufeinander aufgebaut werden. Wie beim Backen wird eine Schicht nach der anderen „gebacken“ und mit Mustern versehen. Allerdings nicht mit Zutaten wie Mehl und Zucker, sondern mit Materialien wie Silizium und Kupfer. Statt eines Backofens kommen hochspezialisierte Maschinen zum Einsatz, die mit UV-Licht winzige Muster auf die Schichten projizieren. Jeder Prozessschritt muss exakt aufeinander abgestimmt sein, damit am Ende der perfekte „Kuchen“ entsteht – ein funktionsfähiger Mikrochip.

Wie beim Backen, wo der Teig regelmäßig im Ofen kontrolliert wird, muss auch bei der Chipherstellung der Wafer nach jedem Schritt gereinigt und kontrolliert werden, um Fehler zu vermeiden. Der Vergleich zeigt, dass Präzision, Timing und das richtige „Rezept“ in beiden Prozessen entscheidend sind.

Vor einigen Jahren sah man die Ice Bucket Challenge auf jeder Social-Media-Plattform. Sie sollte auf die Krankheit ALS (Amyotrophe Lateralsklerose) aufmerksam machen und Spendengelder für die Erforschung und Bekämpfung der Krankheit sammeln. Alleine bis 2014 kamen rund 200 Millionen US-Dollar an Spendengeldern zusammen.

Forschern von der UC Davis ist es jetzt gelungen, einem ALS-Patienten das „Sprechen“ bzw. Kommunizieren zu ermöglichen. Dazu haben sie eine spezielles Gehirn-Computer-Interface (Brain Computer Interface; BCI) entwickelt, dass Gehirnsignale mit hoher Genauigkeit in Sprache übersetzt. Die Forscher implantierten Sensoren im Gehirn eines Mannes mit stark eingeschränkter Sprachfähigkeit aufgrund von Amyotropher Lateralsklerose (ALS). Casey Harrell war in der Lage, seine beabsichtigte Sprache innerhalb von Minuten nach der Aktivierung des Systems zu kommunizieren.

Diese neue Technologie entwickelt das Forscherteams der UC Davis, um Menschen, die aufgrund von Lähmungen oder neurologischen Erkrankungen wie ALS nicht sprechen können, die Kommunikation wieder zu ermöglichen. Sie kann die Signale des Gehirns interpretieren, wenn der Benutzer zu sprechen versucht, und sie in Text umwandeln, der vom Computer „gesprochen“ wird. Die Stimme wurde von einer künstlichen Intelligenz (KI) erzeugt, die mit vorhandenen Audioaufnahmen seiner Stimme vor der ALS-Erkrankung trainiert wurde.

Videos der Woche vom 21.08.2024: Die Geschichte der Elektromobilität

Hört man heute den Begriff elektrische Autos, denken viele sicherlich zuerst an Firmen wie Tesla, BMW oder neuerdings auch BYD. Doch Elektromobile haben eine wechselvolle Geschichte, die bis ins frühe 19. Jahrhundert zurückreicht. Bereits 1821 legte Michael Faraday mit der Entdeckung des Elektromagnetismus den Grundstein für die spätere Elektromobilität. Darauf aufbauend entwickelte der Amerikaner Thomas Davenport 1834 den ersten elektrischen Gleichstrommotor. Charles Grafton Page erweiterte 1851 diese Technologie und baute eine Elektrolokomotive, die mit zwei 20-PS-Motoren eine Geschwindigkeit von 30 km/h erreichte. Der Franzose Gustave Trouvé schuf 1881 das erste elektrische Dreirad, das allerdings nur 12 km/h schaffte. Schließlich wurde 1888 das erste Elektroauto von Andreas Flocken in Coburg entwickelt, das mit einem 0,7 kW Elektromotor eine Geschwindigkeit von 10 km/h erreichte.

In den folgenden Jahren, insbesondere zwischen 1890 und 1911, erlebte die Elektromobilität ihren ersten Boom. William Morris baute 1890 ein kutschenähnliches Elektroauto mit 2,5 PS, das auf 12 km/h kam. 1899 stellte der belgische Rennfahrer Camille Jenatzy einen Rekord auf, als sein Elektroauto mit zwei 25-kW-Motoren eine Geschwindigkeit von 105 km/h erreichte. Die Reichweiten der Fahrzeuge verbesserten sich ebenfalls, wobei die ersten Serienfahrzeuge bis zu 100 Kilometer schaffen konnten. Der Lohner-Porsche, ein frühes Hybridmodell mit zwei Elektromotoren und einem Verbrennungsmotor, bot sogar noch größere Reichweiten.

Um 1900 wurden 38 Prozent aller Fahrzeuge elektrisch betrieben, während nur 22 Prozent Benziner waren. Dieser Trend änderte sich jedoch mit der Erfindung des elektrischen Anlassers durch Charles Kettering im Jahr 1911, der das Starten von Benzinmotoren erheblich vereinfachte. In der Folge wurden Benziner zunehmend beliebter, da sie günstiger und alltagstauglicher waren.

Nach dem Zweiten Weltkrieg verschwanden Elektroautos weitgehend aus der Öffentlichkeit. Erst in den 1980er Jahren kehrte das Interesse aufgrund von Umweltaspekten und der Entwicklung von Solarmobilen zurück. In den letzten Jahren hat die Elektromobilität wieder stark an Bedeutung gewonnen, unterstützt durch Unternehmen wie Tesla und große Automobilhersteller wie Mercedes, BMW und VW. Fortschritte in der Akkutechnologie und das wachsende Bewusstsein für Umweltthemen haben die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass Elektroautos diesmal den endgültigen Durchbruch erzielen könnten. Das dachte man zumindest. Aktuell sieht es leider nicht so rosig aus.

Denn: Obwohl die EU das Aus für den Verkauf neuer Verbrenner ab 2035 verordnet, spielen Hersteller und Zulieferer angesichts sinkender Verkaufszahlen mit dem Gedanken, dieses Datum doch noch einmal zu verschieben. Die Meldungen rund um „Umstrukturierungen“, die den E-Mobility-Bereich angehen, reißen nicht ab. Prominentes Beispiel ist ZF, wo möglicherweise bis zu 14.000 Stellen bis 2028 wegfallen. In einer Pressekonferenz sagte ZF-CEO Holger Klein, dass das Unternehmen damit darauf reagiert, dass Automobilhersteller ihre Programme für elektrische Antriebe drastisch reduziert haben, teilweise um bis zu 50 Prozent. Bei der Elektromobilität träfe eben ein hoher Investmentbedarf auf niedrige Verkaufszahlen.

Dies zeigt sich inzwischen auch in anderen Bereichen des Automobilsektors: So hat Umicore den Bau seines Kathodenwerkes in Kanada vorerst gestoppt (ursprünglich sollte das Werk Ende 2025 in Betrieb gehen). Das Unternehmen erklärt, es passe seine Investitionspläne der „neuen Marktrealität“ an. Auch BASF reagiert auf die „nachlassende Marktdynamik“ und hat sich gegen mehrere Investitionen im Zusammenhang mit der Elektromobilität entschieden - und damit liegt auch die geplante Metallraffinerie für das Batterierecycling in Tarragona/Spanien vorerst auf Eis.

Doch zum Glück gibt es auch Gegenwind. Gunnar Herrmann, Aufsichtsratschef von Ford in Deutschland, warnt im Tagesspiegel davor, das geplante Ende des Verkaufs neuer Verbrenner aufzuweichen, denn das gefährde den Standort und „dann kommen die Autos eben aus China“. Oliver Blume, Vorstandsvorsitzender von Volkswagen und Porsche, hat in einem Interview mit der Welt am Sonntag klare Forderungen an die Politik: Es brauche „eine verbindliche Gesetzgebung, die klar in Richtung Elektromobilität geht. Die Automobilindustrie ist langzyklisch und braucht verbindliche Regeln“.

Und wie schreibt es meine Kollegin, Nicole Ahner, in ihrem letzten Editorial zu unserem AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Newsletter so schön: „Also warum Pessimismus schüren, anstatt langfristig nach vorn zu denken, auch wenn der Rubel mal für eine Weile nicht so gut rollt, wie gewohnt? Der Klimawandel muss es Wert sein, die E-Mobility-Programme weiter entschlossen voranzutreiben, ansonsten sind all die Bekenntnisse zur Elektromobilität am Ende tatsächlich nur leere Phrasen, also nichts weiter als heiße Luft. Und gleichzeitig darbt die europäische Autoindustrie, während China die E-Autos in Massenstückzahlen ausliefert.“

Siliziumkarbid (SiC) hat sich in der Welt der Leistungselektronik als eine revolutionäre Entdeckung erwiesen. Im Vergleich zu herkömmlichem Silizium bietet SiC eine Reihe von Vorteilen, die es besonders für Anwendungen in Hochleistungs- und Hochfrequenztechnologien prädestinieren.

Eine der herausragenden Eigenschaften von SiC ist seine Fähigkeit, bei sehr hohen Spannungen und Strömen stabil zu bleiben. Während herkömmliche Siliziumbauelemente unter solchen Bedingungen oft an ihre Grenzen stoßen, ermöglicht SiC die Entwicklung von Leistungstransistoren und Dioden, die deutlich höhere Schaltgeschwindigkeiten und geringere Schaltverluste aufweisen. Dies führt zu einer erheblich verbesserten Energieeffizienz, was in der Leistungselektronik von entscheidender Bedeutung ist.

Ein weiterer Vorteil von SiC ist seine hohe Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaft ermöglicht es den Bauteilen, entstehende Wärme effizienter abzuleiten, was wiederum zu einer kompakteren Bauweise und einer höheren Zuverlässigkeit der Systeme führt. In Anwendungen wie Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge oder industriellen Motorsteuerungen ermöglicht dies eine höhere Leistungsdichte und eine längere Lebensdauer der Komponenten.

Auch in der Hochfrequenzelektronik spielt Siliziumkarbid eine entscheidende Rolle. SiC-Bauelemente können in Frequenzbereichen arbeiten, die für Silizium unerreichbar sind. Dies ist besonders vorteilhaft in der Telekommunikationstechnik und bei der drahtlosen Energieübertragung, wo hohe Frequenzen notwendig sind, um die Effizienz und Bandbreite der Systeme zu maximieren.

Die Fähigkeit von SiC, in extremen Umgebungen stabil zu bleiben, erweitert die Einsatzmöglichkeiten in der Leistungselektronik zusätzlich. Bauelemente aus SiC können bei höheren Temperaturen betrieben werden, was den Bedarf an aufwendigen Kühlsystemen verringert und gleichzeitig die Gesamtzuverlässigkeit der Geräte erhöht. Dies ist besonders in der Automobilindustrie von Bedeutung, wo Bauteile unter sehr anspruchsvollen Bedingungen funktionieren müssen.

In der Fernsehserie „Young Sheldon“ will der Hauptcharakter und Supergenie Sheldon Cooper seiner Familie mit den Stromkosten helfen und kommt auf die geniale Idee einfach einen Mini-Atomreaktor zu bauen. Fehlt im nur noch das radioaktive Material, dass er dann letztlich in Form von Americium in die Finger bekommt.

Ziemlich weit hergeholt, oder? Vielleicht nicht ganz. Denn in den 1950er konnten sich Kinder selbst mit dem Thema Kernkraft beschäftigen. Das Gilbert U-238 Atomic Energy Lab enthielt eine Reihe von Komponenten, die heute als äußerst ungewöhnlich für ein Kinderspielzeug erscheinen. Zu den Bestandteilen gehörten echte radioaktive Proben, darunter Uranerz, sowie weitere schwach radioaktive Materialien.

Das Set enthielt zudem einen Geigerzähler, ein Gerät, das die Radioaktivität dieser Proben messen konnte, sowie eine Wilson-Nebelkammer, die es den Kindern ermöglichte, radioaktive Partikel sichtbar zu machen. Weitere wissenschaftliche Instrumente im Set waren ein Elektroskop zur Messung der elektrischen Ladung von radioaktiven Materialien und ein Spinthariskop, das zur Beobachtung der radioaktiven Zerfälle verwendet wurde. Ein Handbuch mit Anleitungen und Experimenten half den Kindern, die verschiedenen Materialien und Geräte zu verstehen und zu nutzen.

Obwohl das Set wissenschaftliches Interesse bei Kindern wecken sollte, waren die enthaltenen radioaktiven Materialien potenziell gefährlich. Allerdings gibt es keinerlei Berichte darüber, dass das Set tatsächlich gesundheitliche Schäden verursacht hat. Gemeinsam mit einem Preis von damals rund 50 US-Dollar (heute mehr als 600 US-Dollar) sowie der wachsenden Bedenken hinsichtlich der Sicherheit wurde das Set nur in geringen Stückzahlen verkauft und war nur etwa ein Jahr lang auf dem Markt.

Das Video der Woche vom 25.7.2024: Wie schlägt sich ChatGPT bei einer Elektrotechnik-Prüfung?

In unserem neuesten Video der Woche zeigen wir einen Test, wie gut ChatGPT die Leistungskontrolle zur Grundlagen der Elektrotechnik im Sommersemester 2024 an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg meistert. Vorab hatte der Dozent die gleichen 30 Fragen in etwa 35 Minuten mit Unterstützung von Octave und ein paar Skizzen korrekt gelöst. Jetzt wollte er sehen, ob ChatGPT es genauso gut oder sogar besser kann.

Der Plan: Der Dozent kopierte jede Frage und das dazugehörige Bild in den Chat mit ChatGPT und übernahm ohne viel nachzudenken die Antworten direkt in das Prüfungsfeld. Die Aufgaben waren extra so gestaltet, dass sie ChatGPT ins Schwitzen bringen sollten.

Die Ergebnisse:

1. Erkannte Muster: Bei standardisierten Berechnungen wie Impedanz und Effektivwert glänzte ChatGPT, aber sobald es um unkonventionelle Schaltbilder ging, war der Bot überfordert.
2. Reihen- oder Parallelschaltung: Ein ständiges Problem – ChatGPT konnte oft nicht erkennen, ob eine Schaltung in Reihe oder parallel geschaltet war, was zu einigen verrückten Ergebnissen führte.
3. Falsch positive Ergebnisse: Einige Antworten waren schlichtweg falsch, weil die Annahmen daneben lagen.

Das Fazit: Mit etwa 30% richtigen Antworten (9 von 30) lag ChatGPT aber immer noch besser als der Durchschnitt unserer Studierenden, was den Tester überrascht hat.

Eine kleine Strecke für die konventionelle Luftfahrt, aber eine sehr große Strecke für Wasserstoff-Flugzeuge: 523 Meilen (rund 841,7 km) schaffte das Flug-Taxi von Joby bei einem Demonstrationsflug in Kalifornien und stellte damit einen Weltrekord auf. Das Flugzeug kann vertikal starten und landen und baut auf dem batteriebetriebenen Lufttaxi-Entwicklungsprogramm von Joby auf. Mit dem Rekord demonstriert Joby auch das Potenzial von Wasserstoff für emissionsfreies Reisen ohne die Notwendigkeit einer Start- und Landebahn.

Der Testflug, der als der erste Vorwärtsflug eines vertikal startenden und landenden Flugzeugs gilt, das mit flüssigem Wasserstoff betrieben wird, wurde letzten Monat mit einem umgerüsteten Vorserienprototyp von Joby abgeschlossen. Das Flugzeug war mit einem flüssigen Wasserstofftank und einem Brennstoffzellensystem ausgestattet und landete mit 10 % seiner Wasserstoffladung.

Der wasserstoff-elektrische Demonstrator von Joby ist Teil des Future Technology Program des Unternehmens und das Ergebnis mehrjähriger Zusammenarbeit zwischen einem kleinen Team bei Joby und H2FLY, einer Tochtergesellschaft von Joby mit Sitz in Stuttgart. Das umgerüstete Flugzeug hat zuvor mehr als 25.000 Meilen an Tests als batteriebetriebenes Flugzeug an Jobys Hauptquartier in Marina, CA, abgeschlossen.

Verwendet wird derselbe Flugzeugrahmen und die gleiche Architektur wie bei den batteriebetriebenen Flugzeugen von Joby. Der Demonstrator verfügt über einen Wasserstofftank, der bis zu 40 Kilogramm flüssigen Wasserstoff speichert. Der Wasserstoff wird in ein von H2FLY entwickeltes Brennstoffzellensystem eingespeist, um Strom, Wasser und Wärme zu erzeugen. Der von der Brennstoffzelle erzeugte Strom treibt die sechs Elektromotoren des Joby-Flugzeugs an, wobei die Batterien hauptsächlich während des Starts und der Landung zusätzliche Leistung liefern.

Alle Details gibt es dann im Video!

Das Video der Woche vom 10.7.2024: Wie man sich 1951 das Auto von Morgen vorstellte

Tex Avery war ein einflussreicher amerikanischer Regisseur und Trickfilmzeichner. Er arbeitete von 1936 bis 1942 für Warner Bros. und wechselte später zu MGM. Avery war maßgeblich an der Entstehung bekannter Figuren wie Bugs Bunny, Daffy Duck und Droopy Dog beteiligt. Berühmt wurde er für seine rasanten Verfolgungsjagden, absurden Gags und extremen Übertreibungen. Sein Motto lautete: "In einem Zeichentrickfilm ist alles möglich". Avery prägte das Genre des Zeichentrickfilms nachhaltig und gilt als einer der wichtigsten Innovatoren in diesem Bereich.

1951 machte er sich Gedanken zum Auto der Zukunft und visualisiere seine Vision überspitzt. Dazu zählen Autos mit Glasboden, damit man sieht, ob man einen Bekannten mit der völlig übertriebenen Stoßstange überfahren hat. Heute würde so ein Video sicher nicht mehr im amerikanischen Fernsehen laufen, denn es steckt voller Vorurteile, Schubladendenken und Sexismus.

Übrigens: An das Software-definded Vehicle hat Avery damals nicht gedacht.

Heute sollen Computer vor allem schnell und leistungsfähig sein, aber vor rund zehn Jahren hatte ein Team um Matt Parker, auf Youtube auch bekannt als Stand-up Maths, eine andere Idee: Er baute den vielleicht langsamsten Computer der Welt – aus Dominosteinen. Über 10.000 Dominos ordneten sie wie einen Schaltkreis an. Das Ergebnis ist ein Domino-Computer, der in der Lage ist, automatisch Zahlen zu addieren. Konkret kann dieser Computer zwei vierstellige Binärzahlen aufnehmen und die fünfstellige Binärsumme zurückgeben.

Im Video zeigt Matt Parker den Aufbau des Domino-Projekts und führt dann auch vor, dass der „Computer“ auch funktioniert. Ebenso erklärt er die faszinierende und komplexe Mathematik und den Aufbau des Projektes.

Video der Woche vom 26.6.2024: Ingenieur stellt Embedded-Ingenieur-Spiel nach

Der Youtuber Kuit the Geek ist ein Embedded Systems Engineer, der sich die Frage stellt: wie realistisch ist ein Spiel, dass sich mit seinem Berufsfeld befasst? Also startet er das Projekt "Shenzen I/O in real life" und veröffentlich dazu sechs Videos, in denen er das Spiel in die Realität umsetzt. Im Spiel löst man als Embedded Systems Engineer Rätsel mit Assembler-Sprache und Mikrocontrollern. Der Engineer entschied sich, das erste Projekt des Spiels, eine gefälschte Sicherheitskamera, im echten Leben nachzubauen. Hier eine kurze Zusammenfassung seines Vorgehens:

• Schaltplan und PCB-Design: Er erstellte zunächst einen Schaltplan mit Mikrocontroller, LEDs und Widerständen. Mit KiCad, einem Open-Source-Tool, entwarf er die Leiterplatte.
• 3D-Modellierung: Für das Gehäuse nutzte er FreeCAD, um das Projekt mechanisch abzuschließen. Dabei entstanden präzise Modelle für den 3D-Druck.
• Firmware-Entwicklung: Die Firmware für den Mikrocontroller wurde in der Arduino-IDE geschrieben. Sie steuert das Blinken der LEDs und simuliert so eine Netzwerkaktivität.
• Zusammenbau und Programmierung: Nach dem Bau der Leiterplatte und dem Programmieren des Mikrocontrollers erfolgte die Montage des 3D-gedruckten Gehäuses.

Erkenntnisse: Während des Projekts stellte er fest, dass die LEDs direkt vom Mikrocontroller angesteuert wurden, was zu Helligkeitsverlust bei sinkender Batteriespannung führte. Eine stabilisierte Spannungsversorgung und externe Transistoren wären besser. Außerdem war die verwendete CR2032-Knopfzelle unzureichend, weshalb er AA-Batterien oder wiederaufladbare Lithium-Batterien empfiehlt. Der 16-MHz-Resonator erwies sich als unnötig, da der Mikrocontroller bei 3,3 Volt nur mit 8 MHz betrieben werden kann.

Das Leben auf der Internationalen Raumstation (ISS) ist nicht einfach für die Astronauten, aber die Personen die für dieses einmalige Erlebnis ausgewählt werden, nehmen das gerne in Kauf. Es verlangt ein hohes Zusammenspiel zwischen Hightech und menschlicher Anpassungsfähigkeit. Astronauten leben und arbeiten in einer Umgebung, die stark von Elektronik und Technik abhängig ist. Nur aufgrund dieser technischen Meisterleistungen ist es möglich, unter den extremen Bedingungen des Weltraums zu überleben und zu forschen.

Neben dem Alltagsleben aus Hygiene, Schlaf, Freizeit, Nahrungsaufnahme haben Astronauten auch eine Forschungsaufgabe bestehend aus wissenschaftlichen Experimenten, Wartungsarbeiten und sportlichen Aktivitäten. Aber wie schafft man das im schwerelosen Raum? Wie sieht der Arbeitsalltag aus? Welche Zeitzone herrscht auf der ISS? Wie wird Kleidung gewaschen? Der deutsche Astronaut Matthias Maurer stellt sich den Fragen und klärt auf, wie man im All lebt und arbeitet.

Am 14. Juni ist es soweit: Anpfiff für die EM 2024. Mit dabei wird sicher auch künstliche Intelligenz sein, denn das Potenzial von KI im Profisport ist enorm und kann die Sportwelt verändern. Heute gibt es schon viele (Software-)Tools, die die Leistung von Spielern verbessern. Gemessen wird mittlerweile fast alles über Sensoren und Kameras: Laufstrecke, Sauerstoffgehalt, Geschwindigkeit etc.

Der Sport, einst ein rein analoges Feld voller Emotionen und überraschender Momente, steht vor einer tiefgreifenden Transformation. Künstliche Intelligenz (KI) und moderne Technologien drängen zunehmend in die Sportwelt und versprechen signifikante Verbesserungen. Sie kann jedoch einen menschlichen Weltmeister nicht ersetzen, sondern dient als mächtiges Hilfsmittel. Zudem erfordert die Implementierung von KI erhebliche Investitionen und eine immense Menge an Daten, um effektiv zu sein. Andrea Petković hat sich gemeinsam mit der Sportschau auf die Suche gemacht, um den Einfluss von KI auf den Profisport zu ergründen.

Video der Woche vom 29.5.2024: Roboter löst Rubiks Cube in Rekordzeit

Ich bin mir relativ sicher, dass Sie auch schon mindestens einmal in Ihrem Leben versucht haben – ob mit oder ohne Lösung –, einen Rubiks Cube zu ordnen. Meine ersten Versuche (ohne Lösung) waren relativ kläglich und ich schaffte nur eine Seite in einer Farbe... Sollten Sie ein Talent dafür haben und der schnellste Mensch im Lösen werden, müssten Sie den von Max Park im Juni 2023 aufgestellten Guinness-Weltrekord von 3,13 Sekunden schlagen. Definitiv nichts für mich.

Leider braucht man eine übermenschliche Geschwindigkeit, um den kürzlich gekrönten schnellsten Rubiks-Cube-Roboter zu übertreffen, der einen Würfel lösen kann. Anfang dieses Monats löste ein von den Ingenieuren von Mitsubishi Electric entwickelter Roboter das kultige 3×3-Blockpuzzle buchstäblich in einem Wimpernschlag. Mit 0,305 Sekunden war der TOKUI Fast Accurate Synchronized Motion Testing Robot (TOKUFASTbot) so blitzschnell, dass sogar der Würfel selbst Schwierigkeiten hatte, mit der Maschine Schritt zu halten.

Der TOKUFASTbot verwendet Hochleistungs-Servomotoren und eine speziell entwickelte Farberkennungssoftware, um jede 90-Grad-Drehung des Würfels in nur 0,009 Sekunden auszuführen. Die Präzision jeder Bewegung ist von entscheidender Bedeutung, da selbst minimale Fehlausrichtungen das Risiko bergen, den Würfel zu blockieren. Die Technologie stammt aus der Fertigungsindustrie von Mitsubishi, wo sie normalerweise für die präzise Platzierung von Kabeln verwendet wird.

Zusätzlich wurde ein KI-Algorithmus entwickelt, der trotz möglicher Sichtbehinderungen durch die Position der Blöcke oder durch den Schattenwurf des Roboters selbst die Farben zuverlässig erkennt und die notwendigen Züge zur Lösung des Puzzles berechnet. Eine besondere Herausforderung war die Unterscheidung der Farben Rot und Orange.

Nachdem ein erster Versuch gescheitert war, weil der Zauberwürfel aufgrund der hohen Geschwindigkeit blockierte, gelang der zweite Versuch und brachte den Weltrekord. Die Fortschritte bei den Zauberwürfel-Robotern sind bemerkenswert, vor allem im Vergleich zu den menschlichen Rekorden.

Energie ist ein zentraler Bestandteil menschlichen Lebens und der Entwicklung von Gesellschaften. Menschen benötigen Energie für Licht, Wärme und Nahrung. Die Nutzung von Energie hat die Zivilisation vorangetrieben, Arbeit erleichtert und das moderne Leben komfortabler gemacht, hat allerdings auch negative Auswirkungen.

Zunächst machte sich der Mensch das Feuer und damit Licht und Wärme zunutze. Später kam das Feuer zur Gewinnung von elektrischer Energie in Kraftwerken zum Einsatz. Mit der industriellen Revolution und der Entdeckung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl stieg der Energieverbrauch drastisch an – und damit auch die CO₂-Emissionen.

Moderne Technologien wie Photovoltaik und Windkraft bieten alternative Möglichkeiten der Energieerzeugung. Diese erneuerbaren Energien sind nahezu unerschöpflich und verursachen weniger Umweltbelastungen. Herausforderungen bleiben jedoch in der Speicherung und Verteilung dieser Energie, um eine konstante Versorgung zu gewährleisten.

Die Kernfusion wird als zukünftige Energiequelle betrachtet, da sie theoretisch große Mengen Energie ohne CO2-Emissionen erzeugen kann, jedoch steht die Entwicklung von Fusionskraftwerken noch am Anfang.

Harald Lesch gibt einen Einblick in die Geschichte und die Zukunft der Energie:

Video der Woche vom 15.5.2024: Physikerin reagiert auf Memes zur Quantenphysik

Memes sind humorvolle, satirische oder gesellschaftskritische Bilder, Videos oder GIFs, die sich vor allem im Internet verbreiten. Mittlerweile gibt es sie wohl zu allen Themen, die Menschen den lieben langen Tag beschäftigen. So natürlich auch für (Elektro-)Ingenieure. Aber auch zur Quantenphysik gibt es mehr oder weniger lustige Bildchen, die sich auf humoristische Weise dem Thema nähern. Wie genau diese Memes die Quantenphysik beschreiben, wie lehrreich und witzig sie sind, damit beschäftigt sich die Physiker Sabine Hossenfelder in ihrem Video. Dabei dürfen Größen der Physik wie Einstein, Planck und natürlich Schrödinger nicht fehlen. Ob das nun witzig oder nicht ist (oder beides?!), überlasse ich Ihnen.

Mehr Windräder, mehr Strom aus Wasserkraft, weniger Kohlekraftwerke – Deutschland befindet sich gerade in der Energiewende und unternimmt einiges, um grüner zu werden. Beim Strom ist es allerdings schwierig, denn grüne Energie wird nicht konstant produziert, sondern hängt von verschiedenen Faktoren wie etwa dem Wetter oder der Tageszeit ab. Es braucht also Energiespeicher – große und viele davon!

Verschiedene deutsche Forschungseinrichtungen forschen jetzt an einem anderen Ansatz: Kohlekraftwerke als Energiespeicher nutzen. Indem Eisen zur Speicherung und Freisetzung von Energie genutzt wird, kann die Speicherkapazität signifikant erhöht werden, was für die Integration erneuerbarer Energien unerlässlich ist. Diese Technologie ermöglicht es, bestehende Infrastrukturen effizient zu nutzen und trägt dazu bei, den Übergang zu einer nachhaltigeren Energieversorgung zu beschleunigen, indem sie hilft, die Lücken in der Energieversorgung zu schließen, die durch die intermittierende Natur erneuerbarer Quellen entstehen. Die Umwandlung von Kohlekraftwerken in Energiespeicher stellt somit einen innovativen und praktischen Schritt dar, um die Ziele der Energiewende zu erreichen und gleichzeitig die Umweltbelastung durch traditionelle fossile Brennstoffe zu reduzieren.

Die Details zum Projekt gibt es im Video von BreakingLabs:

Als Nintendo 1989 den GameBoy auf den Markt brachte, läutete dies für viele eine neue Ära des Spielens ein. Trotz gemischter Kritiken bei seiner Einführung und offensichtlicher technischer Einschränkungen im Vergleich zu seinen Zeitgenossen entwickelte sich der GameBoy zu einem der einflussreichsten Geräte in der Geschichte der Unterhaltungselektronik.

In einer Zeit, in der die Portabilität elektronischer Geräte noch in den Kinderschuhen steckte, war der GameBoy eine Offenbarung. Mit einer Höhe von knapp 15 cm, einer Dicke von 3 cm und einem Gewicht von nur 220 Gramm setzte Nintendo neue Maßstäbe in der Portabilität von Geräten. Ermöglicht wurde dieses handliche Format durch den sparsamen Einsatz von vier AA-Batterien, die eine Spielzeit von bis zu 30 Stunden ermöglichten.

Ein weiteres Kernstück des GameBoy war das monochrome LCD-Display, das ohne Hintergrundbeleuchtung vier Grüntöne darstellen konnte. Die als Supertwisted Nematic (STN) bekannte Displaytechnologie ermöglichte eine schärfere und energieeffizientere Darstellung.

Auf der Softwareseite standen die Entwickler vor der Herausforderung, mit nur 64 Kilobyte Speicher auskommen zu müssen. Diese Beschränkung erforderte neue Ansätze im Spieldesign und in der Speicherverwaltung. Der GameBoy nutzte ein ausgeklügeltes System des Memory Banking, bei dem Daten dynamisch zwischen verschiedenen Speicherbereichen hin- und hergeschoben wurden. Dieses System ermöglichte die Realisierung komplexer Spiele, die ein Vielfaches an Daten auf einer Hardware verarbeiteten, die nur 32 KB gleichzeitig lesen konnte.

In einer Zeit, in der die Konkurrenz auf technische Überlegenheit setzte, bewies Nintendo mit dem GameBoy, dass der Schlüssel zum Erfolg in der Zugänglichkeit und der durchdachten Anpassung der Technologie an die Bedürfnisse und Gewohnheiten der Nutzer liegt. Alle Details zum Kultgerät hat Real Engineering im Video.

Video der Woche vom 17.4.2024: Elektrotechnikprüfung in Fallout 76

Groß war die Freude unter Fans, als Amazon verkündete, eine Serie zur beliebten Videospielreihe Fallout zu produzieren. Genauso groß war die Freude war jedoch sicher auch die Skepsis. Zu oft sind in der Vergangenheit Videospielverfilmungen in die Hose gegangen – ich schau dich an, Super Mario Bros (aus 1993). Andererseits hatte die gelungene The-Last-of-Us-Serie aus 2023 viel Hoffnung gemacht, dass die Studios erkannt haben, dass es die Vorlagen wert sind, sich mit ihnen zu beschäftigen und nahe am Ursprungsmaterial zu bleiben. Nicht wahr, Wichter-Macher? Doch was hat das alles mit dem Video der Woche und all-electronics.de zu tun?

Im Laufe des Spiels Fallout 76, das unter Fans nicht das höchste Ansehen genießt, können Spieler Prüfungen bei den Pfadfindern zu verschiedenen Themen absolvieren. Unter anderem Robotik, Atomphysik und Elektrotechnik. Das folgende Video geht durch die Prüfung und beantwortet alle 20 Fragen.

Die Antworten zu den Fragen sind nahezu alle korrekt. Einzig die politische angehauchte Frage 15 "In Amerika wird sicherer und zuverlässiger Gleichstrom verwendet. Was kommt bei den Kommunisten zum Einsatz?" mit der Antwort "Gefährlicher Wechselstrom" ist irreführend und politisch gefärbt. Sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom werden weltweit verwendet, unabhängig von politischen Systemen. Und an Frage 12 scheiden sich auch immer etwas die Geister "Wer hat die moderne Glühbirne erfunden?" Die Antwort "Thomas Edison" ist nämlich nur teilweise richtig. Thomas Edison hat zwar die kommerziell erfolgreiche Version der Glühbirne entwickelt, war aber er nicht der Erfinder der ersten Glühbirne. Das erste Patent für die Glühbirne bekam Frederick de Moleyns 1841.

Für alle Interessierten: hier noch das Video zur Robotik-Prüfung. Die Fragen und Antworten sind jedoch sehr spielspezifisch.

Video der Woche vom 10.4.2.2024: Weltraumaufnahmen der Sonnenfinsternis 2024

"Meine Augen tun weh", "Warum tun meine Augen weh". Diese Suchanfragen schossen im Rahmen der "Solar Eclipse" am 9.4.2024 bei Google in die Höhe. Hintergrund ist, dass unbedarfte Zuschauer ohne Schutzbrille die Sonnenfinsternis über den USA beobachteten. Soviel zur "Bodenperspektive". Aufnahmen der Nasa von der Internationen Raumstation (ISS) und SpaceX zeigen, wie das Naturschauspiel aus dem Weltraum aussieht. Dabei ist deutlich der Mondschatten auf der Erde zu sehen, der über das Land wandert. Wirklich faszinierende Aufnahmen!

Video der Woche vom 3.4.2024: Ich bau dir ein Haus aus Gurken – mit Lego!

Lego ist für viele (also zumindest für mich) eine Kindheitserinnerung, wobei man sich auch als Erwachsener nur schwer der Faszination der bunten Klemmbausteine erwehren kann. Auch wenn das Unternehmen beispielsweise durch seine "Auseinandersetzung" mit dem Held der Steine, im Herzen von Europa, gelitten hat, lag der Umsatz 2023 bei etwa 8,8 Milliarden Euro und damit 2 % über dem Vorjahr. Ein Grund für den Erfolg ist die Vielseitigkeit von Lego: von einfachsten Konstruktionen aus wenigen Steinen bis hin zu einer Fabrik, die aus Gurken Häuser baut, ist alles möglich. Ja, richtig gelesen. In unserem Video der Woche zeigt der Kanal The Brick Wall in einzelnen Schritten, wie dank Lego aus 18 Gurken ein "Haus" wird. Dabei gingen zwar auch sechs Gurken zu Bruch, aber am Ende steht das Haus im Schnee.

Übrigens stecken 21 Motoren, 7 Buwizz-Controller sowie über 23000 Lego-Teile in der Fabrik, die am Ende auf die Größe von 160 x 110 x 55 cm kommt. Viel Spaß mit dem Video!

Video der Woche vom 27.3.2024: Der programmierbare 8-Bit-Computer in Minecraft

(Sehr viel) früher füllten Computer ganze Räume aus. Im Zuge der Miniaturisierung tragen wir heute Rechner in Smartphones mit uns herum, deren Rechenpower die des Apollo-Computers, der 1969 die Nasa auf den Mond gebracht hat, bei weitem übertrifft. Mit bloßem Auge ist dabei schon lange nichts mehr sichtbar. Doch ein cleverer Minecraft-Spieler namens Sammyuri hat bewiesen, dass die Basis all dieser Technologie eigentlich ganz einfach ist: Er hat einen voll funktionsfähigen 8-Bit-Computer im Spiel Minecraft nachgebaut – aus Blöcken. Dafür hat er sich ein paar virtuelle Legosteine geschnappt und damit statt Gebäuden einen echten Computer gebaut. Was kompliziert und aufwändig klingt, ist es auch. Ganze sieben Monate er gebraucht um „Chungus 2“ zu bauen: Computation Humongous Unconventional Number and Graphics Unit.

Am Anfang des Videos zeigt er passend zum Aufwand eine Art Disclaimer: „Das Redstone-Bauwerk, das vor uns liegt, wurde über viele Monate hinweg mit viel Planung und Hingabe errichtet. Einige Zuschauer, zum Beispiel solche, die an Videos über einfachere Farmen und "Kolben-Türen" (piston doors) gewöhnt sind, sind vielleicht nicht in der Lage, die Größe dieses Baus zu erfassen und könnten unter anderem dadurch beeindruckt sein, dass sie in spektakulärer Weise den Verstand verlieren. sammyuri übernimmt keine Verantwortung für Verletzungen, die durch das Anschauen dieses Videos verursacht wurden. Wenn du lernen willst, wie man CPUs in Minecraft baut, und möglicherweise auch im wirklichen Leben, dann gehe auf die openredstone.org (ORE) Minecraft-Server.“

Der Pixel-PC ist ein Wunderwerk: Ein 8-Bit-Prozessor, der mit einem Hertz taktet, flankiert von 256 Byte Arbeitsspeicher. Und als wäre das nicht schon beeindruckend genug, kann man an das Ding auch noch einen Bildschirm anschließen, der stolze 32 x 32 Pixel auflöst. Und ja, man kann damit tatsächlich Spiele wie Snake oder Tetris spielen. Da schlägt mein Retro-Herz höher!

Was hat sicherer Datenverkehr im Internet mit Lavalampen zu tun? Definitiv mehr als sie vielleicht denken, denn die erzeugten Lavaklumpen einer Lavalampe sind komplett zufällig und damit genau richtig für die Datenverschlüsselung. Das macht sich beispielsweise auch Security-Anbieter Cloudflare zunutze, um damit seinen Daten zu sichern.

Zufälligkeit ist extrem wichtig für sichere Verschlüsselung. Jeder neue Schlüssel, den ein Computer zur Verschlüsselung von Daten verwendet, muss wirklich zufällig sein, damit ein Angreifer den Schlüssel nicht herausfinden und die Daten entschlüsseln kann. Jedoch können Computer nur bedingt zufällig arbeiten, sind sie doch darauf ausgelegt, vorhersehbare, logische Ausgaben basierend auf einer gegebenen Eingabe zu liefern.

Um die unvorhersehbaren, chaotischen Daten zu produzieren, die für eine starke Verschlüsselung notwendig sind, muss ein Computer eine Quelle zufälliger Daten haben. Dabei erweist sich „reale Welt" als großartige Quelle für Zufälligkeit, weil Ereignisse in der physischen Welt unvorhersehbar sind. Hier kommt dann die Lavalampe ins Spiel: Die "Lava" in einer Lavalampe nimmt nie zweimal die gleiche Form an, und als Ergebnis ist die Beobachtung einer Gruppe von Lavalampe eine großartige Quelle für zufällige Daten. Cloudflare nutzt aber nicht nur Lavalampen zur Verschlüsselung, auch durch Doppelpendel und radioaktiver Zerfall von Uranium lassen sich Zufallsereignisse generieren.

Bereits in den 1960er Jahren konnte Nick Holonyak die rote LED entwickeln und nur wenige Jahre später folgte die grüne LED aus den Monsanto-Laboren. Es fehlte also noch die blaue LED, um sämtliche Farben abbilden zu können. Die Entwicklung der blauen Leuchtdiode sollte sich nämlich als äußert schwierig darstellen, aber das Potenzial war bekannt und milliardenschwer, weshalb sich quasi die gesamte Branche an der Entwicklung versuchte.

Die Herausforderung bei der Entwicklung der blauen LED bestand darin, geeignete Halbleitermaterialien zu finden, die blaues Licht effizient emittieren. In den 1990er Jahren fand man die passende Lösung in Form von Galliumnitrid (GaN).  Isamu Akasaki und Hiroshi Amano arbeiteten an der Universität Nagoya in Japan und konzentrierten sich auf die Verbesserung der Qualität von Galliumnitridkristallen. Den Durchbruch erzielte aber Shuji Nakamura, der damals bei der japanischen Firma Nichia an der Entwicklung der blauen LED arbeitet. Nakamura gelang es, effiziente blaue LEDs herzustellen, indem er Indiumgalliumnitrid (InGaN) als aktive Schicht in der LED-Struktur verwendete.

Diese Erfindung war entscheidend, denn sie ermöglichte nicht nur die Herstellung blauer LEDs, sondern ebnete auch den Weg für die Entwicklung weißer LEDs, indem blaue LEDs mit einem phosphoreszierenden Material kombiniert wurden, das einen Teil des blauen Lichts in grünes und rotes Licht umwandelt.

Die ganze, sehr interessante Geschichte von Shuji Nakamura und der blauen LED erzählt Veritasium im Video.

Von außen betrachtet, sind Mikrochips eher unspektakulär: Schwarzes Gehäuse, vielleicht ein paar Drähte fürs Bonding. Von innen betrachtet offenbart ein Mikrochip eine hochkomplexe und präzise Struktur. Die Oberfläche des Chips zeigt ein Netzwerk aus feinen Linien und Mustern, die die verschiedenen Schaltkreise und Komponenten darstellen. Diese Muster werden durch verschiedene Fertigungsprozesse wie Lithografie, Ätzen und Metallisierung erzeugt.

Youtuber My Computer hat sich mal ein paar Prozessoren unter dem Mikroskop angeschaut und zeigt verschiedene Generationen und Typen von Mikrochips, beginnend mit dem Pentium 2 aus dem Jahr 1997 bis hin zu aktuellen 14-Nanometer-Prozessoren mit acht Kernen und integrierter Grafik.

Besonders interessant sind die visuellen Unterschiede zwischen älteren und neueren Chips, die durch das Entfernen der obersten Siliziumschicht und das Hinzufügen von Immersionsöl sichtbar gemacht werden, wodurch die Chips in allen Farben des Regenbogens leuchten. Der Blick durch das Mikroskop gibt aber auch Einblick in die Technologie selbst und wie sich diese sowie die Fertigungsprozesse im Laufe der Jahrzehnte weiterentwickelt haben.

Einen noch tieferen und informativeren Einblick in einen Mikrochip gibt der Youtuber der8auer, der sogar einen einzelnen Transistor zeigt.

Video der Woche vom 28.2.2024: Feuerwehrmann räumt mit Mythen rund um brennende E-Autos auf

Sind Batterien wirklich "unlöschbar", wie es oft heißt? Welche Mythen gibt es noch? Und wie geht die Feuerwehr wirklich mit Elektroautos um? In meinem Video der Woche geht Rolf Erbe von der Berliner Feuerwehr das Thema Elektroautos und Brandgefahr an. Und der Mann weiß, wovon er spricht: Er ist nicht nur an der Feuerwehrschule für die Ausbildung von Einsatzleitern zuständig, sondern hat auch jede Menge Brände erlebt. So war er zum Beispiel beim ersten Großbrand eines Elektroautos in Berlin dabei.

Erbe räumt mit einigen Mythen auf, die sich hartnäckig halten. Zum Beispiel, dass Elektroautos eine größere Brandgefahr darstellen oder schwerer zu löschen sind als Autos mit Verbrennungsmotor. Spoiler: Das ist Unsinn. Die Feuerwehren haben die Situation im Griff, unabhängig davon ob es sich um Elektroautos oder Benziner handelt. Das Hauptproblem bei Bränden? Der Rauch, nicht das Feuer. Er kritisiert auch, wie manche Medien und Leute mit Halbwissen Stimmung gegen Elektroautos machen, indem sie Horrorszenarien malen, die mit der Realität wenig zu tun haben. Erbe stellt klar, dass mit der richtigen Information und Schulung Brände in Elektroautos kein Buch mit sieben Siegeln sind und die Technik rund um die Batterien immer sicherer wird.

Forscher in Bristol haben eine Technologie entwickelt, die aus Urin Strom erzeugt. Grundlage dafür sind mikrobielle Brennstoffzellen, die lebende Mikroorganismen nutzen, um aus organischen Substanzen wie Urin Elektrizität zu erzeugen. Diese Mikroorganismen verbrauchen die Kohlenhydrate im Urin und produzieren dabei Elektronen und Protonen. Die Elektronen fließen durch einen Draht, was einen Stromkreis erzeugt. Erfolgreich testen konnten die Forscher ihre Technologie auch schon unter realen Bedingungen: Auf dem Glastonbury Festival wurden damit die Toiletten beleuchtet.

Dieses Konzept, an dem Forscher des Bristol Robotics Laboratory seit 17 Jahren forschen, könnte eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Energiequellen bieten. Ursprünglich wollten sie autonome Roboter entwickeln, die unabhängig von Batterien oder Solarzellen funktionieren. Die Entdeckung, dass Urin besonders effektiv ist, eröffnete neue Perspektiven für die Energiegewinnung. Abgesehen von der Anwendung bei Großveranstaltungen sehen die Forscher großes Potential für Entwicklungsländer. In Nairobi etwa wurde ein Prototyp installiert, der Kindern in Schulen nachts Licht bietet.

Obwohl die Energieausbeute momentan noch begrenzt ist, arbeiten die Wissenschaftler von der Universität von Westengland kontinuierlich an der Verbesserung der Technologie. Prof. Ioannis Ieropoulos, Direktor BioEnergy von der Universität von Westengland, hat die Vision ist, dass in Zukunft jeder Haushalt mit mikrobiellen Brennstoffzellen ausgestattet sein könnte, um eigenständig Energie zu produzieren.

Video der Woche vom 14.2.2024: Was würde passieren, wenn man einen Baseball mit 90% der Lichtgeschwindigkeit wirft?

Dieser Frage geht Randall Munroe in seinem Video "What if you threw a baseball at nearly light speed?" nach. Munroe ist ein amerikanischer Comiczeichner, Autor und Ingenieur – genauer gesagt ein ehemaliger Robotertechniker der NASA –, der vor allem als Schöpfer des Webcomics xkcd bekannt ist. Neben seiner Arbeit an xkcd hat Munroe mehrere Bücher geschrieben, darunter "What If? 2", "How To", "What If?" und "Thing Explainer". Zu seinen neusten Werken zählen die What-If-Videos, bei denen er mehr oder weniger seriösen Fragen auf humorvolle, aber auch wissenschaftliche Weise begegnet.

Unsere Video der Woche beschreibt ein hypothetisches Szenario, in dem eine Baseball geworfen wird, die sich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Es beginnt mit der Frage, was passieren würde, wenn man versucht, einen Baseball zu schlagen, der mit dieser Geschwindigkeit geworfen wird, und lässt die Frage außer Acht, wie der Baseball diese Geschwindigkeit erreicht hat. Es wird angenommen, dass der Wurf an sich normal ist, aber im Moment, in dem der Pitcher den Ball loslässt, beschleunigt dieser – magisch – auf 90% der Lichtgeschwindigkeit. Aber sehen Sie selbst.

Nach dem Wurf folgt alles den Gesetzen der Physik, und es passieren viele Dinge sehr schnell, die nicht gut enden – weder für den Batter (Schlagmann) noch den Pitcher (Werfer). Der Baseball bewegt sich so schnell, dass alles andere im Vergleich praktisch stillsteht. Die Luftmoleküle haben keine Zeit, aus dem Weg zu gehen, und der Ball trifft so hart auf sie, dass die Atomkerne in den Luftmolekülen tatsächlich mit den Atomkernen im Ball verschmelzen. Jede Kollision setzt eine Explosion von Gammastrahlen und verstreuten subatomaren Partikeln frei. Diese Gammastrahlen und Trümmer breiten sich in einer Blase aus, die beginnt, die Moleküle in der Luft zu zerreißen, was die Luft im Stadion in eine expandierende Blase aus glühendem Plasma verwandelt.

Die Oberfläche der Blase nähert sich dem Batter mit Lichtgeschwindigkeit, nur wenig vor dem Ball selbst. Die konstante Fusion an der Vorderseite des Balls wirkt wie eine Bremse, aber der Ball ist so schnell, dass diese enorme Kraft ihn kaum verlangsamt. Stattdessen beginnt sie, die Oberfläche des Balls zu erodieren, wobei winzige Partikelfragmente des Balls in alle Richtungen geschleudert werden.

Wenn der Ball den Batter erreicht, hat er sich fast vollständig aufgelöst und ist nun eine kugelförmige Wolke aus expandierendem Plasma, die immer noch mit einem beträchtlichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit vorwärtsbewegt. Beim Aufprall werden der Batter, die Home Plate und der Catcher erfasst und durch das Backstop nach hinten getragen, während sie desintegrieren. Die X-Strahlen- und Plasmahülle dehnt sich aus und verschlingt beide Teams, die Tribünen und sogar die umliegende Nachbarschaft.

Geht man nach den offiziellen Regeln der Major League Baseball, würde der Batter als von einem Wurf getroffen betrachtet werden und wäre daher berechtigt, zur ersten Base vorzurücken – wenn noch etwas vom Batter beziehungsweise der Base übrig wäre...

Taiwan spielt eine zentrale Rolle in der globalen Halbleiterindustrie und hält einen bedeutenden Marktanteil in der Halbleiterfertigung. Die Inselnation ist bekannt für ihre fortschrittlichen Technologien und Produktionskapazitäten, die es ermöglichen, immer kleinere und leistungsfähigere Chips zu produzieren. Taiwans Mega-Fabs stehen deshalb im Zentrum der globalen Technologieentwicklung, wo Präzision und Innovation Hand in Hand gehen.

Die außergewöhnliche Reinheit in diesen Halbleiterfabriken ist von entscheidender Bedeutung, da selbst kleinste Verunreinigungen die Produktion der hochkomplexen Mikrochips beeinträchtigen können. Mitarbeiter in speziellen Anzügen und Luftduschen sorgen dafür, dass kein Staub oder Partikel die empfindlichen Produktionsprozesse stört.

Die Herstellung dieser Halbleiter beginnt mit einem reinen Siliziumwafer, auf den durch verschiedene Prozesse komplexe Schaltkreise aufgetragen werden. Diese Schaltkreise bestehen aus Transistoren, die als mikroskopisch kleine Schalter fungieren. Um die Produktionseffizienz zu steigern und Kontaminationen zu vermeiden, setzen die Fabriken zunehmend auf Automatisierung. Roboter und automatisierte Transportsysteme bewegen die Wafers durch die Produktionsstätte, was den menschlichen Kontakt minimiert und die Präzision der Herstellungsprozesse sicherstellt.

Angesichts des hohen Ressourcenverbrauchs in der Halbleiterproduktion bemühen sich die Fabriken, ihre Umweltauswirkungen zu minimieren. Durch Maßnahmen wie der Wiederaufbereitung von Chemikalien, der Rückgewinnung von Wasser und den Einsatz erneuerbarer Energien setzen sie neue Standards in der Nachhaltigkeit.

Einen Einblick, wie es in einer solchen Fab aussieht und wie die Arbeitsprozesse ablaufen, gibt das Halbleiterunternehmen Micron:

Video der Woche vom 31.1.2024: Was passiert, wenn man mit einem Reinigungslaser über die Hand fährt

Was passiert, wenn man mit dem Laser versehentlich über die Hand fährt? Diese Frage wird Narran, einem tschechischer Hersteller von Laserreinigungssystemen, laut eigenen Angaben täglich gestellt. Daher gehen sie mit ihrem Video der Frage nach: Wie schonend ist die Laserreinigung? Daher zeigen sie was passiert, wenn ein gepulster 200-W-Laser über eine Hand läuft. Das Ergebnis: (wenig) überraschend nicht viel (sonst hätten sie wohl das Video nicht gemacht). Sie weisen darauf hin,

dass Solange "der Getroffene" einen hellen Hautton hat, wird er es nicht einmal spüren, da Licht in dunklen Farben besser absorbiert wird. Auch das Krebsrisiko steigt nicht, da DNA-Schäden auf ultraviolette (UV) Wellenlängen unter 400 nm beschränkt sind, was weit unter der Wellenlänge des Lasers liegt. Ist der Laser also generell ungefährlich? Das stimmt natürlich so nicht, denn selbst ein gepulster 200-W-Laser kann zu Verletzungen führen verletzen, wenn der Strahl auf einen kleineren Punkt fokussiert würde. Zudem besteht eine direkte Gefahr für die Augen sowie den Atemtrakt durch die entstehenden Dämpfe. Daher sollte bei der Laserreinigung auf entsprechende Schutzmaßnahmen wie Schutzbrille und Absaugsysteme geachtet werden.

Festhalten und Spuktüten zurechtlegen! Beim Video kann einem vielleicht übel und schwindelig werden, denn Spinlaunch testet eine neue Art, Satelliten ins All zu schicken. Das Tech-Start-up nutzt einen Orbital Mass Accelerator, um Satelliten in den Weltraum zu befördern. Dabei handelt es sich um eine runde Vakuumkammer, in der ein Satellit mittels Hypersonic Tether beschleunigt und dann ins All geschossen wird.

Mit dieser Methode wäre Satelliten-Starts elektrisch möglich, was zu einem verringerten Treibstoffverbrauch und geringeren Kosten führen würde. Zudem wären mehrere Starts pro Tag möglich.

Noch befindet sich die Technologie aber in der Testphase. Auf Testflug Nr. 8 hat das Start-up erstmals ein Kamera-System getestet. Die Resultate sehen Sie im Video. Die Spuktüte vielleicht mal bereithalten!

Na, klingelt es bei Ihnen auch im Kopf, wenn Sie nur das Wort Tetris lesen? Bei mir ist es auf jeden Fall so. Interessant, wie ein so einfaches Spiel auch fast 40 Jahre nach Erscheinen noch so im Gedächtnis geblieben ist. Durch eine Meldung in den letzten Tagen ist das beliebte Spiel auch wieder in das Licht der Öffentlichkeit gerückt. So hat der 13-jährige Willis Gibson (Nickname: blue scuti) Tetris "durchgespielt". Zumindest ist es dem jungen Amerikaner gelungen, bei Level 157 das Spiel in der NES-Version zu beenden. Seine Leistung wurde von der CEO von "Tetris", Maya Rogers, als "monumental" bezeichnet. Gibson nutze für seinen erfolgreichen Versuch einen Trick, der erst Anfang der Corona-Pandemie unter Spielern bekannt wurde, um dem immer schneller werdenden fallenden Klötzen her zu werden: Spieler müssen mit der Hand die Rückseite des Controllers "tätscheln". Beim sogenannte "rolling" rollt der Spieler die Finger in einer gleichmäßigen Bewegung über das Pad, während man erden Fingern der anderen Hand die Rückseite des Controllers bedient. Zuvor galt es als unmöglich, über Level 29 hinauszukommen, aber Gibson schaffte es, das Spiel über Level 138 hinaus zu spielen, wobei ab diesem Punkt gravierende Grafikfehler auftreten.

Hier gibt es das ganze Video aus dem Stream. Das Spiel stürzt etwa bei 38:30 ab.

Wurde Tetris denn wirklich durchgespielt?

Laut dem Youtuber @florianschaefer78 ist allerdings Level 157 nicht das letzte Level. Aufgrund des damals extrem begrenzten Speicherplatzes und der Tatsache, dass man nicht damit rechnete, dass jemals ein Mensch so weit kommen würde, musste Programmierer Kompromisse eingehen. Dadurch wird das Spiel in besonders hohen Levels instabil, wodurch bestimmte Ereignisse einen Glitch erzeugen, der das Spiel zum Absturz bringt. Laut seinem Kommentar sei schon vor Jahren genau berechnet wordn, ab welchem Level welche Aktion diesen Absturz verursachen kann und die früheste Möglichkeit ist das Freischalten der ersten Reihe in Level 155. Dieser Absturz wird in der Szene auch als True Killscreen bezeichnet.

Durch eine speziell programmierte KI, die das Spiel spielt, wurde dieser Killscreen erstmals erreicht. Seit Jahren versuchen Spieler nun bis Level 155 (oder höher) zu kommen, um den True Killscreen zu erreichen und das Spiel von selbst zu beenden. Zuletzt gab es ein monatelanges Duell zwischen zwei Spielern, die täglich daran arbeiteten, dieses Ziel zu erreichen. Er hatte übrigens die erste Möglichkeit bei Level 155 verpasst und schaffte es erst bei Level 157, das Spiel zum Absturz zu bringen. Was die Szene betrifft, denke ich, dass das noch nicht das Ende der Levelrekorde ist, denn zukünftige Spieler werden versuchen, das Spiel in noch höheren Levels zum Absturz zu bringen. Es wurde übrigens auch berechnet, wann das Spiel wirklich zu Ende ist. Wenn man es wirklich schafft, ab Level 155 alle Aktionen pro Level zu umgehen, die den Glitch (Fehler oder eine Fehlfunktion, die zu unerwarteten, oft seltsamen Ergebnissen führt) auslösen, erreicht man das finale Level 255. Dieses ist in der Farbe des roten Klinkersteins gehalten und so instabil, dass man jedes Mal die unterste Reihe auflösen muss, sonst stürzt es ab. Gelingt dies, bleibt das Spiel bei Level 00 stehen, ein spielerisch unmögliches Unterfangen, das nur in einer manuellen Umgebung simuliert werden konnte.

Video der Woche vom 10.01.2024: Mikroelektronik – einfach erklärt

Was ist eigentlich Mikroelektronik? Wie hat sie sich entwickelt? Was hat das ganze eigentlich mit der Halbleiterfertigung zu tun? Und was sind eigentliche diese Lieferketten? Diese und noch viele weitere Fragen klärt die Forschungsfabrik Mikroelektronik in einer Video-Reihe, die auf Einsteiger-Level Mikroelektronik erklärt. Nach dem Einführungsvideo widmet sich die Reihe zunächst der Mikroelektronik: Was ist das? Was hat das mit Halbleitern zu tun? Was sind Halbleiter? etc.

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) ist ein Verbund mehrerer deutscher Forschungseinrichtungen, der sich auf die Entwicklung und Innovation im Bereich der Mikroelektronik und verwandter Technologien spezialisiert hat. Dieser Verbund zielt darauf ab, die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten in Deutschland zu stärken und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Instituten zu fördern, um technologische Fortschritte im Bereich der Mikroelektronik zu beschleunigen. Zu den Mitgliedern zählen der Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik (EMFT, ENAS, FHR, HHI, IAF, IIS, IISB, IMS, IPMS, ISIT, IZM) sowie das Ferdinand-Braun-Institut und das Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik.

Die FMD bietet eine Plattform für gemeinsame Forschungsprojekte, Technologietransfer und den Austausch von Fachwissen zwischen ihren Mitgliedsinstituten. Dieser Ansatz ermöglicht es, Synergien zu nutzen und die Entwicklungszeit für neue Technologien zu verkürzen. Die Forschungsfabrik konzentriert sich auf verschiedene Aspekte der Mikroelektronik, einschließlich Halbleitertechnologie, Systemintegration, Materialwissenschaften und Nanotechnologie.

Als Zukunftstechnologie steigt der Stellenwert der Mikroelektronik auch in Deutschland. Die Ansiedlung von TSMC, Intel und anderen Halbleiterherstellern bestätigt diese Entwicklung nur. Mit der Förderung hat auch die Bundeswert gezeigt, dass sie die Brisanz erkannt habe. Der Mikroelektronikstandort Deutschland wächst und immer mehr Branchen- und Forschungsverbünde wie die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland oder die Forlabs entstehen.

Video der Woche vom 13.12.2023: Elektronik unterm Weihnachtsbaum – Retro-Version

Roboter, Schachcomputer, Tennis-Spiel und Co.: Mit der Dokumentation Elektronik unterm Weihnachtsbaum - Das Spielzeug, das aus der Zukunft kommt von 1980 können Sie in die  die faszinierende Welt der frühen Elektronik und Computerspiele eintauchen. Das Video – übrigens unter anderem von Jean Pütz – zeigt die Anfänge und die rasante Entwicklung der elektronischen Unterhaltung, mit einem besonderen Fokus auf die revolutionäre Technik der Schachcomputer. Die Doku lief im Dezember 2022 bei der ARD, ist aber in der Mediathek nicht mehr abrufbar. Zum Glück hat sie ein Youtuber "gerettet".

Auf den ersten Blick sieht der Hauptdarsteller im Video sehr unscheinbar und einfach aus: eine aufgeblasene Plastikröhre, die sich bewegt. Allerdings versteckt sich dahinter mehr als nur Luft und ein bisschen Plastik. Stattet man dieses Plastikungetüm mit entsprechender Sensorik, winzigen Sensoren und einer künstlichen Intelligenz aus, wird daraus ein äußerst robuster und flexibler Roboter.

Solche Roboter kommen aus dem Bereich der Soft Robotics, der sich auf die Entwicklung von Robotern konzentriert, die aus flexiblen, nachgiebigen Materialien bestehen. Diese Roboter imitieren die biologische Struktur von Lebewesen wie Tintenfischen und Würmern, wodurch sie sich sicher und effizient in komplexen, unstrukturierten Umgebungen bewegen können. Der Vorteil von Soft Robotics liegt in ihrer Flexibilität und Sicherheit bei der Interaktion mit Menschen, was sie ideal für Anwendungen in der Medizin, Such- und Rettungseinsätzen sowie der Handhabung empfindlicher Objekte macht.

Video der Woche vom 22.11.2023: Roboter mit Gedanken steuern

Zugegeben, die Idee ist nicht neu. Schon früher haben Forschergruppen daran gearbeitet, Roboter mit Gedanken zu steuern. In der neusten Iteration ist es Forschern der Stanford University gelungen, eine Schnittstelle zu entwickeln, die Elektroenzephalographie (EEG) zur Kommunikation mit Robotern nutzt, um alltägliche Haushaltsaufgaben ausführen zu können. Das "Neural Signal Operated Intelligent Robot" (NOIR)-System besteht aus einer modularen Pipeline, die Gehirnsignale in Befehle umwandelt und einem Roboter, der über ein Repertoire an Grundfertigkeiten verfügt. Das System zeichnet sich durch seine Lernfähigkeit aus: Es passt sich an individuelle Nutzer an und kann deren Absichten vorhersagen, was den Aufwand für die Signalerkennung reduziert.

Die Forscher demonstrierten die Leistungsfähigkeit des Systems anhand von Tests mit 20 verschiedenen Alltagsaufgaben - von der Zubereitung von Mahlzeiten bis zum Putzen. Das NOIR-System erreichte dabei eine hohe Genauigkeit in der Aufgabenerfüllung und konnte durch seine lernbasierten Algorithmen die Dekodierzeit um 60 Prozent und die Cursorbewegung um 41 Prozent reduzieren.

Besonders hervorzuheben ist die Sicherheit des Systems. Ein spezielles EEG-gesteuertes Sicherheitssystem erlaubt es, Roboteraktionen durch Muskelspannungssignale zu bestätigen oder zu unterbrechen. Obwohl das System derzeit noch eine Reaktionszeit von 500 ms hat, könnte dieses Problem mit mehr Trainingsdaten und kürzeren Dekodierungsfenstern gelöst werden. Das Potenzial von NOIR erstreckt sich auch auf Anwendungen für Menschen mit Behinderungen und bietet eine neue Möglichkeit, den Alltag autonom zu gestalten. Auch wenn das System noch vor Herausforderungen wie der Anpassung an unterschiedliche Umgebungen und der weiteren Entwicklung eines umfassenden Skillsets steht, sind die Forschungsergebnisse ein vielversprechender Schritt in eine Zukunft, in der die Interaktion zwischen Mensch und Maschine auf ein neues Niveau gehoben wird.

Vorwärts oder rückwärts? Dem Supersportwagen Nevera von Rimac ist das fast schon egal. Anders als ein Auto mit Verbrennungsmotor oder sogar einige Elektroautos hat der Antriebsstrang des Nevera kein Getriebe - die vier einzelnen Motoren laufen entweder vorwärts oder rückwärts. Das bedeutet, dass derselbe Antriebsstrang, der in der Lage ist, in 3,21 Sekunden von 0 auf 100 mph oder in knapp 11 Sekunden von 0 auf 200 mph zu beschleunigen, auch beim Rückwärtsfahren eine ähnliche weltbewegende Leistung erbringen könnte.

Um das umzusetzen, kehrte der Nevera an den Ort zurück, an dem er Anfang des Jahres an einem einzigen Tag mehr als 20 Beschleunigungs- und Bremsrekorde gebrochen hatte, sowie an den Ort, an dem er seinen Rekord für die Höchstgeschwindigkeit von 412 km/h aufgestellt hatte. Auf der Teststrecke in Papenburg angekommen legte Rimac-Test-Fahrer Goran Drndak den Rückwärtsgang ein und drückte das Pedal durch: Der Nevera erreichte mit seinen 1914 PS eine Höchstgeschwindigkeit von 275,74 km/h (171,34 mph) im Rückwärtsgang. Ziemlich beeindruckend den Wagen bei der Geschwindigkeit gerade und auf der Strecke zu halten!

Video der Woche vom 8.11.2023: Do-It-Yourself – der hydraulisch angetriebenen Roboterarm aus Pappe

Zugegeben, das Video ist mit seinem Alter von sechs Jahren nicht mehr ganz taufrisch. Aber da es mir in den letzten Wochen und Monaten – vor allem über LinkedIn – immer wieder über den Weg gelaufen ist, habe ich mich jetzt doch dazu entschlossen, es in unser Video der Woche aufzunehmen.

Mit spielerischem Geschick zeigt es, wie sich mit Hirnschmalz und einfachen Komponenten ein Roboterarm nachahmen lässt. Für mich wäre das ein ideales Projekt an Schulen, um Kinder an die Robotik heranzuführen. Vielleicht liest das hier ein Lehrer und lässt uns an seinen (zukünftigen) Erfahrungen zu diesem Experiment teilhaben. Viel Spaß mit dem Video!

Video der Woche vom 1.11.2023: Warum Sie Kondensatoren entladen sollten

Bevor Sie Tests an Schaltkreisen durchführen wollen, sind einige Regeln zu beachten. Eine davon: Entlade deinen Kondensator! Was sonst passieren kann, erlebt ElectroBOOM (im echten Leben heißt er übrigens Mehdi Sadaghdar) schmerzhaft am eigenen Leib. Möglicherweise ist das alles nur (gut) gefakt, aber die Nachahmung wird nicht empfohlen! Übrigens: Falls Sie sich schon immer gefragt haben, wie Entwickler den richtigen Kondensator auswählen, hier ist der entsprechende Beitrag dazu.

Ende September 2023 eröffnete die Sphere in Las Vegas mit einem Paukenschlag: Die Band U2 gab ein Eröffnungskonzert, das zugleich den Start für ihre Residency bildete. Mit einer Höhe von 111 Metern und einer Breite von 157 Metern ist die Sphere die größte sphärische Struktur weltweit. Im Inneren befindet sich ein Event-Raum für 20.000 Gäste mit einer seitlich positionierten Bühne, einer Eingangshalle, Garderoben und Restaurants.

Die Außenfassade der Sphere ist mit 1,2 Millionen LED-Einheiten bedeckt, wobei jede Einheit 48 LED-Dioden hat. Die LED-Außenfassade umfasst 53.880 Quadratmeter, während die innere LED-Fläche über 14.860 Quadratmeter groß ist und eine Auflösung von 16K verfügt. 167.000 Lautsprecher sorgen für den richtigen Sound. In der riesigen Kugel steckt aber noch viel mehr, zu den Details!

Mehr Details im Video!

Video der Woche vom 18.10.2023: Die Reise der Elektronikfertigung

Das Thema Elektronikfertigung ist natürlich viel zu komplex, um es in ein Video von nur knapp 14 Minuten zu packen. Was das Video aber leistet ist ein Überblick der verschiedenen Stationen und Maschinen, die in diesem Fall eine Leiterplatte durchläuft, von der Lasergravur über die Bestückung und das manuelle Löten, bis zu diversen Qualitätskontrollen und die Roboter-unterstütze Montage beziehungsweise Verpackung.

Video der Woche vom 11.10.2023: Die vielleicht wichtigste Maschine der Welt

NXE:3400 ist die Bezeichnung der derzeit vielleicht wichtigsten Maschine der Welt. Dahinter steckt der EUV-Belichter (extreme ultra violet) von ASML, der in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird und gerade bei kleinen Strukturknoten essenziell ist. Die Maschine setzt extrem kurze Wellen von EUV-Licht ein, um äußerst präzise Muster auf Halbleiter-Wafer. Nur so sind derzeit Strukturgrößen im unteren Nanometer-Bereich möglich.

Der NXE:3400 wird nur rund 40-mal im Jahr verkauft, aber mit einem Preis von 200 Millionen ist er auch nicht ganz günstig und nur die großen Halbleiterhersteller können solche Investitionen stemmen. Aber der EUV-Belichter ASML ist mehr als eine Maschine: er ist auch Politikum und eine clevere Business-Entscheidung. Die Details hat Youtuber Breaking Lab.

Video der Woche vom 4.10.2023: Viva la Electronica!

Zugegeben, das Video ist nicht mehr taufrisch – aber die Botschaft aktueller denn je: Der Fachkräftemangel ist ein großes Problem deutscher Unternehmen, wobei die Elektrotechnik besonders mit Nachwuchsmangel zu kämpfen hat. Vor diesem Hintergrund haben sich die PartyProfs schon vor Jahren entschieden, das angestaubte Image des Studienfachs aufzupolieren. Neben ihrem Circuit Song und dem 5G-Song haben sie mit Unterstützung zahlreicher Studierender, Forschender und Professoren von mehr als 17 Universitäten aus neun Ländern ihr Video „Viva la Electronica“ veröffentlicht. Die Botschaft: Fortschrittliche Elektrotechnik ermöglicht eine technologische Weltrevolution. Im Video begeben sie sich auf eine Reise zu karibischen Stränden, den Sehenswürdigkeiten Cartagenas in Kolumbien sowie High-Tech-Laboren in Deutschland.

Video der Woche vom 20.9.2023: Robotik mal anders – Spot trifft auf die Rolling Stones

Mick Jagger war (und ist es vermutlich immer noch) bekannt für seine extravaganten Moves und sein charismatisches Auftreten auf der Bühne – mehr als 60 Jahre im Showbusiness sprechen für sich. Boston Dynamics hat sich dennoch an die Moves der Rolling Stones gewagt und seine Spot-Laufroboter programmiert, wie Jagger & Co. zu tanzen. Herausgekommen ist ein überraschend unterhaltsames und witziges Video zum Rolling-Stone-Hit „Spot Me Up“. Auch wenn es manchmal nicht einfach ist die Augen von den Rolling Stones zu lassen, schlägt sich Spot hinsichtlich der Moves sehr gut. Charisma fehlt noch, aber was noch nicht ist, kann ja noch kommen.

Eigentlich wird Spot, ein vierbeiniger Roboter, als autonom agierendes, geländegängiges Robotersystem verwendet, das sich für eine Vielzahl von Aufgaben einsetzen lässt. Dazu zählen etwa Inspektion und Überwachung von Anlagen und Infrastrukturen, Lieferung von Waren und Dienstleistungen, Unterstützung von Rettungs- und Hilfseinsätzen.

Spot ist mit einer Reihe von Sensoren und Kameras ausgestattet, darunter eine hochauflösende Kamera, ein Laserscanner und ein Infrarotsensor. Diese Sensoren ermöglichen es Spot, seine Umgebung zu erfassen und sich sicher zu bewegen. Spot ist auch mit einem Greifarm ausgestattet, mit dem er Gegenstände greifen und bewegen kann.

Wer auch so ein Video nachstellen oder andere Sachen mit Spot anstellen will, muss leider etwas tiefer in die Taschen greifen: Ein Spot kostet über 70.000 US-Dollar.

Video der Woche vom 20.9.2023: E-Mobilität mal anders – Mit fast 150 km/h auf dem Bobby Car über den Hockenheimring

Das hätte auch gut in unsere Zahl der Woche gepasst: Mit nahezu 150 km/h hat Marcel Paul im August 2023 auf dem Hockenheimring einen ersten Geschwindigkeitsrekord mit einem modifizierten Bobby-Car mit Elektroantrieb aufgestellt. Das gelang ihm gleich beim ersten Versuch. „Das ist einfach der Hammer, wie in Zurück in die Zukunft“, freut sich der 31-Jährige Elektrotechnik-Student. Schließlich war es sein Ziel, die 88 mph (141,62 km/h) zu überbieten, die der DeLorean aus dem Kultfilm für die Zeitreise benötigt.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit von 148,454 km/h, gemessen auf einer Messstrecke von 100 m, wurde von Laura Kuchenbecker, der Rekordrichterin des Rekord-Instituts für Deutschland, offiziell anerkannt. Damit hofft der Rennfahrer nun zusätzlich auf einen Eintrag ins Guinness Buch der Rekorde. Der bisherige Rekord in der Kategorie "Fastest ride-on toy car (modified)" liegt bei 64,37 km/h.

Dieses zugegeben extreme Beispiel zeigt, wie sehr (angehende) Elektroingenieure die Welt von Morgen – dank ihres Studiums gestalten – können.