Archiv für den Monat Mai 2015

Mobilität der Zukunft: Autonome Elektro-Autos?

Jetzt so zu den Feiertagen im Mai konnte man wieder mal ganz deutlich den Unterschied zwischen „viele sind im Urlaub“ und „es ist normaler Berufsverkehr“ sehen. Man kommt deutlich schneller voran, wenn gefühlt die Hälfte aller Berufstätigen in Urlaub ist. Und jeder, der im Berufsverkehr feststeckt – auch in kleineren Städten – weiß, dass es Zeit für den „Verkehr der Zukunft“ ist. 😉 Die Frage, wie Verkehr in Zukunft aussehen wird, gehört auch zum Thema des diesjährigen Wissenschaftsjahrs „Zukunftsstadt“.

In Deutschland werden mittlerweile auch autonom fahrende Autos getestet, d.h. man kann bei einem Tässchen Tee zusehen, wie das Auto den Verkehr meistert. 😉 Es gibt allerdings nur eine Teststrecke in Bayern, wie man hier nachlesen kann. Dort seht ihr auch ein paar Forschungsobjekte unserer Automobilhersteller, die nicht nur PKW, sondern auch LKW im Angebot haben. Das fahrerlose Auto von Google ist ein weiteres Beispiel. Auch wenn sich das Frühstücken im Auto, während man „autonom“ zur Arbeit fährt, für den Berufsverkehr mit den vielen Staus anbietet, ein ausreichendes Verkehrskonzept ist das noch nicht.

Und so neu ist das „Selbstfahren“ auch nicht – allerdings findet man die Fahrzeuge nicht auf unseren Straßen. Es handelt sich um fahrerlose Transportfahrzeuge wie sie z. B. von der Pharmaindustrie (siehe unten) genutzt werden. Es handelt sich um eine autonome Warenwirtschaft zwischen Lager, Produktion, Verpackung und Versand – also auch direkt mit einer Art „Verkehrsleitsystem“. Da die „Transporter“ elektrisch funktionieren, laden sie sogar automatisch auf. Hier findet ihr ein Beispiel:

Nein, sie fahren nicht zur Steckdose. Die Ladung erfolgt über Induktion, was bedeutet, dass man zum Laden nur an der richtigen Stelle parken muss. (Und schon wieder Physik 😉 ) Es lassen sich nicht nur Autos auf diese Weise aufladen, sondern z. B. auch Mobiltelefone, die man auch auf der richtigen Stelle „parkt“.

Dieses kabellose Laden nutzt den Effekt aus, dass elektrischer Strom und Magnetkraft zusammen auftreten. Der Standardversuch hierfür ist die Bewegung eines Magneten in einer Kupferspule. Je schneller die Bewegung, desto höher der Stromfluss.

In der Praxis wird der sich „bewegende Magnet“ oder besser das sich verändernde Magnetfeld in der 1. Spule (Primärspule) durch Wechselstrom, bei dem sich die Richtung des Stroms regelmäßig (50x pro Sekunde = 50 Hz) ändert, erzeugt. In einer 2. Spule wird dann der Strom induziert. In dem Video von Gerhard Kleefeld seht ihr das ganze als Eigenbau als Projekt für den Mechatronic Karlsruhe Award 2010.

In der Zukunft könnten sich also Elektro-Autos beim Parken, einfach durch stehen auf dem Parkplatz, aufladen. Und auch Fahrräder und Busse (hier ein aktuelles Beispiel aus Braunschweig) wären so unterwegs, wie ihr euch im folgenden Video von SEW EURODRIVE anschauen könnt.

In der Zukunft fährt nicht nur alles elektrisch, sondern auch fahrerlos: Autos, Busse, U-Bahnen… Während der letzten Zeit hat mit Sicherheit der ein oder andere an Züge ohne Zugführer gedacht. 😉 U-Bahnen ohne Fahrer sind allerdings keine Zukunftsmusik. Es gibt sie längst. Man erkennt die Bahnstationen daran, dass die Züge „hinter Glas“ halten und sowohl auf dem Bahnsteig als auch am Zug Türen aufgehen um die Leute ein- und aussteigen zu lassen, wie hier die Métro.

Wie die Beispiele zeigen, wird an vielen Stellen an der „Mobilität der Zukunft“ geforscht, gebastelt und einiges ist schon im Einsatz. Ein weiteres Feld ist das verhindern/vermindern von Staus. Neben einem Verkehrsleitsystem kann ich mir vorstellen, dass die Präsenzzeit auf der Arbeit – zumindest für Bürotätigkeiten – reduziert bzw. flexibler gestaltet wird.

Zum Abschluss noch eine Zukunftsvision der Mobilität vom Youtube-Kanal der Deutschen Welle.

Hier findet ihr meine anderen Artikel zum Thema Zukunftsstadt:

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6. Science Slam der Math-Nat an der HHU

Gestern fand der 6. Math-Nat Science Slam (und der zweite dieses Jahr) statt. Es war ein amüsanter und interessanter Abend. 🙂 Als ich bei meiner alten Uni angekommen bin, habe ich direkt die Reklame für den Math-Nat Science Slam gesehen. Poster um Freiwillige für die Vorträge zu bekommen und natürlich auch Zuschauer in den Hörsaal.

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Plakat zur Ankündigung des 6. Math-Nat Science Slam der Heinrich-Heine-Universität

Dieser Science Slam war insofern anders, da es sich um den Vorentscheid für den Heine Science Slam am 24. Juni 2015 (Gebäude 23.01, Hörsaal 3D, aktuelle Infos auf der Website) – anlässlich des 50-jährigen Bestehens der HHU – bei dem alle Fakultäten antreten, handelte.

Die Mediziner hatten einen derartigen Andrang, dass es Vorentscheidungen für den Vorentscheid gab/gibt. Für die End-Vorausscheidung 😉 am 27. Mai 2015 (18 Uhr, Gebäude 13.55, Hörsaal 13B) ist sogar ein Gast-Slammer, der Physiker Prof. Metin Tolan, mit einem Vortrag außer Konkurrenz eingeladen.

Bei dem Math-Nat Science Slam wurden gestern insgesamt 5 Vorträge gehalten. Die Fächer Chemie und Biologie waren nicht vertreten. Aus meiner Studienzeit hatte ich die Chemiker nicht so – konservativ – in Erinnerung. Ich finde das besonders schade, da mein alter Prof bekannt für gute Vorlesungen und Vorträge war. 😦 Na ja, die Zeiten und Professoren ändern sich.

Und los geht’s: Science Slam Nr. 6

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Und los geht’s 🙂

Tobias Löffler, der Organisator, hat wieder seinen witzigen Einführungsvortrag „Was ist ein Science Slam“ gehalten und den Begriff in kleine Teilchen geteilt. Aus Science wurde Naturwissenschaften > Natur – Wissenschaft > Na – Tur – Wissen – Schaft. Und das gleiche noch mit „Slam“. Am Ende folgte die Kompletterklärung und dann auch die Info zum Abstimmungsprocedere. Hier findet ihr meinen ersten Beitrag zum Sience Slam mit einer allgemeinen Einführung.

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Was wir schon immer über Na – trium wissen wollten 😉

Der erste Redner war Sami Hamdan (Psychologe) mit einem Beitrag zu „Drogensucht und Drogentoleranz“. Er hat sehr plakativ gezeigt, dass durch eine Erwartungshaltung – Konditionierung (ein/mein Beispiel für Konditionierung ist der Pawlowsche Hund) – die Wirkung von Drogen, Koffein und auch Schmerzmitteln gedämpft wird. Dies führt zu einer Toleranzentwicklung. Das Problem: Wenn man außerhalb der „üblichen“ Situation die gleiche Menge an was auch immer zu sich nimmt, kann man durch die mangelhafte Dämpfung bei gleicher Menge einen stärkeren Effekt (Überdosis) erzielen.

Bei dem Vortrag von Gian Perrone (Informatik) drehte es sich um „Drahtlose Nichtkommunikation“ oder „Warum ist das WLAN schon wieder kaputt?“. Die gut verpackte Antwort ist Doppelbelegung von Frequenzen. Im „Standardbereich“ teilt sich das WLAN die Frequenzen mit Bluetooth. Wie man sehen konnte, bekommt der etwas phlegmatische Hund WLAN vom kleinen agilen Bluetooth in regelmäßigen Abständen eins übergebraten. 😉 Bluetooth stört das WLAN und WLAN braucht eine Weile um „auf Touren“ zu kommen. Immerhin gibt es mittlerweile weitere WLAN-Frequenzen. Da sich im selben Frequenzbereich das Radar befindet (Flugzeuge usw. – sollte mich das jetzt beunruhigen?), gibt es auch hier Störungen. Der Vortrag war mein Favorit :-).

Sinan Ekemen (Physik) beschäftigte sich in einem interessanten Vortrag mit „Schrödingers Muse“. Auch den Chemikern ist Erwin Schrödinger, der 1933 den Nobelpreis für Physik erhielt, ein Begriff. Im Vortrag ging es allerdings hauptsächlich um sein Beziehungsnetzwerk – zu Frauen und Wissenschaftlern… Mein Fazit zu diesem witzigen Vortrag: Physiker sind auch nur Künstler 😉 und der Begriff Bohème ist mir auch noch eingefallen. Hier findet ihr übrigens ein Interview mit der Tochter von Schrödinger.

Bei dem Vortrag von Darius Rupalla (Pharmazie) zum Thema „Drugs going Retard“ habe ich mich dann wieder sehr zu Hause gefühlt. 🙂 Es ging darum, dass die Arzneimittel in eine passende Form für eine langfristige Wirkung gebracht werden. Hierfür gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten: eine Umhüllung mit kleinen Löchern und eine Art Labyrinth aus dem die Wirkstoffe nur langsam herauskommen. Teilen und zermörsern ist gaaanz böse, da die Wirkung der Medikamente dann nicht langfristig erfolgen kann. Weiterhin gibt es Deko-Rillen auf nicht teilbaren Tabletten. Definitiv wichtige Infos. Kann man die Wirkstoffe für Leute, die nichts großes schlucken können, nicht in kleinen Kügelchen verpacken? (meine Idee dazu) Ich kam mir nur zwischendurch wie eine Art Versuchskaninchen vor: Er nutzte öfter die Formulierung „Arzneimittel in den Patienten zu bekommen“. 😉

Michael Epping (Physik) hielt einen Vortrag über „Quantenkryptografie“ oder wie sich Alice und Bob verschlüsselt unterhalten können. Der Vortrag hat meine Erinnerungen an Wellen und Filter und … wieder wach gerufen.

Dann wurde es für alle Redner spannend: Wir durften für den besten Vortrag abstimmen. Der Vortrag mit der größten Lautstärke gewinnt. (Tipp: immer seine eigenen [lauten] Fans mitbringen 😉 )

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6. Math-Nat Science Slam der HHU: Warten auf die Abstimmung

Platz 1: Schrödingers Muse

Platz 2: Drahtlose Nichtkommunikation

Platz 3: Quantenkryptografie

Da Sinan Ekemen seinen Vortrag nicht am Finaltag halten kann, wird für die Math-Nat Fakultät mein Favorit mit dem bösen Bluetooth teilnehmen. 😀

Mir haben alle Beiträge gefallen. Sie waren spannend aufbereitet und informativ. Vielen Dank 🙂

Der Science Slam wird wieder online gestellt. Hier findet ihr das Video (alternativ kommt ihr über diese Seite zum Video).

Mikroben: Bakterien und Pilze sind ÜBERALL

Ich hatte wohl dank des Buches von Bernhard Dixon, dass ich hier im Blog vorgestellt habe, eine Überdosis an Mikroorganismen. 😉 Aber keine Sorge, ich fange ganz harmlos an. Ich habe euch unten im Bild eine kleine „Brotzeit“ zusammengestellt. Sieht doch ganz appetitlich aus – oder?

Brotzeit

Hefen und Milchsäurebakterien unterstützen eine leckere Mahlzeit 🙂 Foto: Ricarda Schügner

Um Bier zu brauen, Brot zu backen benötigt man Hefe(pilze), die es auch für eigene Backaktivitäten zu kaufen gibt. Milchsäurebakterien benötigt man bei der Joghurtherstellung und auch zum Brot backen, sofern es sich um Roggenmehl handelt. Und dann gibt es da noch den leckeren Käse mit Edelschimmel für den guten Geschmack. 😀

Aber auch wir Menschen sind ein Biotop für Mikroorganismen. Es handelt sich um unser Mikrobiom. Diese Besiedelung mit Bakterien, Pilzen und Einzellern ist für uns nützlich, wobei der Übergang in manchen Fällen fließend ist.

In der 1. Abendvorlesung des Freiburger Uniklinikums (siehe unten) geht es um Darmflora und Mikrobiom: Warum wir ohne Keime nicht leben können. Dort wird von ca. 1.000 Arten gesprochen, die insgesamt so ca. 2kg auf die Waage bringen. Mit der Geburt erfolgt eine Besiedlung des Säuglings, sofern es sich nicht um einen sterilen Kaiserschnitt handelt. Einen Einfluss auf die Bildung/Komplexität des Mikrobioms haben auch Hygiene, Nahrung, Stress sowie Medikamente. Unsere „Mitbewohner“ schützen uns vor Infektionen, sind Quelle für Nährstoffe und stimulieren unser Immunsystem.

An einem Beispiel wird gezeigt, dass natürlich bei der Mutter vorkommende Streptokokken, die bei ihr keine Probleme verursachen, bei ihren Kindern Krankheitssymptome auslösen.

Besonders interessant sind Ergebnisse, die zeigen, dass eine unterschiedliche Zusammensetzung der Darmflora zu unterschiedlichen Symptomen/Krankheiten führen kann. Weiterhin wird gezeigt, dass eine Antibiotikagabe das Mikrobiom deutlich verändert. Veränderungen erfolgen auch durch Infektionen, Entzündungen, Operationen… Die Forschung ist jedoch noch nicht so weit um zu sagen, wie sich solche Störungen genau auswirken.

Schauen wir uns unsere „Mitbewohner“ jetzt etwas genauer an. Bakterienzellen unterscheiden sich im Aufbau deutlich von pflanzlichen oder tierischen Zellen. Sie sind einfacher aufgebaut und besitzen keinen Zellkern, sondern eine ringförmige DNA (Desoxyribonukleinsäure, Erbsubstanz). Weiterhin gibt es kleine „DNA-Ringe“ sogenannte Plasmide, die weitere Erbinformationen, z. B. auch Antibiotikaresistenzen, beinhalten. Durch die schnelle Teilung (ca. alle 20 Minuten) im Vergleich zu anderen Zellen (ca. alle 20 Stunden) bilden sich schnell viele neue Bakterien, was zum Auftreten verschiedenster Mutationen führen kann. Hier habe ich eine kleine Zusammenfassung des FWU (Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht, Medieninstitut der Länder) auf Youtube.

Wie schnell sich bei Verdoppelung die Menge an – Beispielsüßkram 🙂 – erhöht, zeige ich euch hier:

Allerdings sind Bakterien nicht nur für den Menschen nützliche Mitbewohner, sondern auch Pflanzen sind auf sie angewiesen. Bekannt ist, dass Leguminosen (Hülsenfrüchtler, z.B. Erbsen, Bohnen, Lupinen) auf stickstoffarmen Böden gut wachsen, da sie im Wurzelbereich in Symbiose mit stickstoffbildenden Bakterien leben, die den Dünger direkt dort produzieren, wo er gebraucht wird.

Zum Abschluss seht ihr hier den Science Slam Beitrag von Alexandre Jousset, der zeigt, dass sich unterschiedliche Bakterienarten in den Pflanzenwurzeln bekämpfen. Was zur Folge hat, dass die Pflanzen schlechter wachsen. Viel Spaß 🙂