Ein Universum voller Möglichkeiten
Wissen einordnen, neue Ideen verstehen und die Welt mit anderen Augen sehen: Hier finden Sie unsere ausführlichen Themenbeiträge. Jeder Text nennt seine Quellen. Die Beiträge sind auf Deutsch und Englisch verfügbar und keine tagesaktuellen Meldungen.
Zum Entdeckungsjournal20 Beiträge · Seite 1 von 1
Textilien können Schall nicht nur dämpfen, sondern auch erfassen. Ein Forschungsteam am MIT entwickelte Gewebe mit einer speziellen piezoelektrischen Faser, die mechanische Schwingungen in elektrische Signale übersetzt. Daraus entsteht kein unsichtbares Serienmikrofon für jedes Kleidungsstück, wohl aber ein bemerkenswerter Ansatz, Sensorik in vertraute textile Herstellungsverfahren einzubauen und dort räumlich zu verteilen.
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Wer in einer virtuellen Szene nach einer Tasse greift, spürt normalerweise keinen Widerstand. DextrES setzt an dieser Lücke an: Flexible Metallstreifen werden elektrostatisch gegeneinander gebremst und begrenzen so die Fingerbewegung. Der gemeinsame Forschungsansatz von EPFL und ETH Zürich demonstriert fühlbares Greifen mit wenig Masse, bleibt aber von einer vollständigen Simulation realer Hände entfernt.
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Viele elektrische Geräte senden im Betrieb unbeabsichtigt elektromagnetische Störungen aus. EM-Sense untersucht, ob diese Signale beim Berühren über den Körper erfasst werden können. Ein Forschungsprototyp im Uhrenformat unterschied verschiedene Gegenstände ohne zusätzliche Marken an den Geräten. Das ist eine spezielle Sensortechnik, keine allgemeine Fähigkeit, jedes berührte Objekt zuverlässig zu identifizieren.
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Ein Smartphone besteht ohnehin aus vielen Teilen. Entscheidend ist, ob diese Teile später erreichbar und ersetzbar bleiben. Beim Fairphone 5 sind Reparaturanleitungen und separat angebotene Komponenten Teil des Produktkonzepts. Die technische Besonderheit liegt weniger in einem einzelnen neuen Werkstoff als in einer Gerätearchitektur, die typische Reparaturfälle bereits bei der Konstruktion berücksichtigt.
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Komplexe Betonbauteile brauchen nicht nur einen guten Entwurf, sondern auch eine herstellbare Form. Das ETH-Projekt FoamWork untersucht robotisch gedruckten Mineralschaum als Schalung. Die Erfindung setzt damit vor dem eigentlichen Gießen an. Ein dokumentierter Plattenprototyp zeigt das Prinzip, ohne bereits eine universell zugelassene Bauweise für beliebige Gebäude zu liefern.
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Bei vielen Notebooks ist die Auswahl der Anschlüsse für die gesamte Lebensdauer festgelegt. Framework behandelt einen Teil dieser Ausstattung dagegen als austauschbare Module. Kleine Expansion Cards passen in vorbereitete Schächte und lassen sich je nach Bedarf kombinieren. Anders als bei vielen Forschungsprojekten handelt es sich um ein vermarktetes Produktkonzept mit dokumentierten Ein- und Ausbauabläufen.
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Große, glatte Flächen lassen sich mit Fingern oft schlecht greifen. Stanford-Forschende untersuchen deshalb Haftstrukturen nach dem Vorbild von Geckozehen. Mikroskopische Oberflächenmerkmale und eine gezielte Belastungsrichtung erzeugen kontrollierbaren Halt. Das ist keine universelle Klebefolie, sondern eine Familie sorgfältig ausgelegter Forschungsmechanismen, deren Leistung stark von Kontakt, Oberfläche und gleichmäßiger Kraftverteilung abhängt.
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Eine Vibration kann eine Meldung anzeigen, aber kaum die Richtung einer Berührung vermitteln. Haptigami untersucht deshalb eine kompakte Fingerschnittstelle, die zusätzlich Druck und seitliche Kräfte erzeugt. Die EPFL-Entwicklung nutzt nachgiebige Übertragungen in einer Origamistruktur. Sie ist ein vermessener Forschungsprototyp für differenzierte Rückmeldungen, kein fertig erhältlicher Handschuh für beliebige virtuelle Welten.
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Ein Kettenhemd ist beweglich, obwohl seine einzelnen Glieder hart sind. Caltech- und JPL-Forschende nutzten diesen Gegensatz für ein strukturiertes Material mit veränderlicher Biegesteifigkeit. Unter Druck verhaken sich die Elemente stärker miteinander. Die veröffentlichte Entwicklung zeigt an Proben, wie Geometrie mechanische Eigenschaften umschalten kann; angekündigte Anwendungen bleiben davon getrennte Entwicklungsaufgaben.
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Eine einzelne Braillezeile kann Text erschließen, räumliche Beziehungen aber nur begrenzt abbilden. Monarch kombiniert mehrere Zeilen mit einer Fläche für tastbare Grafiken. Das von HumanWare mit Partnerorganisationen entwickelte Gerät wird als Produkt angeboten. Es zeigt, wie digitale Zugänglichkeit über Sprachausgabe hinausgehen kann, ohne die sorgfältige Aufbereitung von Diagrammen und Lernmaterialien überflüssig zu machen.
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Ein Roboter muss keine menschliche Hand nachbauen, um sehr unterschiedliche Dinge aufzuheben. Forschende von MIT und Harvard entwickelten einen Greifer, dessen gefaltete Hülle Gegenstände umschließt. Das Forschungsgerät zeigt, wie Geometrie und weiche Materialien zusammenarbeiten können. Seine eindrucksvollen Hebeversuche sind allerdings noch kein Beleg für einen universell einsetzbaren Verpackungsroboter.
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Ein großer Rover kann wertvolle Instrumente tragen, passt aber nicht unter jeden Felsvorsprung. Der am Jet Propulsion Laboratory entwickelte PUFFER untersucht deshalb eine andere Arbeitsteilung: kleine faltbare Roboter als vorgeschobene Erkunder. Die Geräte wurden auf der Erde getestet. Ihre Verbindung mit Mond- oder Marsmissionen bleibt in den beschriebenen Quellen ein Anwendungskonzept.
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Ein dünnes Polymerstück kann sich beim Erwärmen nicht nur langsam verformen, sondern plötzlich abspringen. Forschende der University of Colorado Boulder und des Caltech demonstrierten dafür speziell aufgebaute Flüssigkristallelastomere. Die Bewegung nutzt eine mechanische Instabilität. Das Ergebnis ist ein Materialexperiment mit möglichen Folgen für weiche Aktoren, noch kein autonom umherhüpfender Miniroboter.
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Ein großer Schirm könnte das Licht eines Sterns abschatten, damit ein Teleskop schwächere Begleiter erkennt. Doch eine solche Struktur muss zunächst kompakt verstaut werden. NASA-Forschende erprobten dafür einen origamiinspirierten optischen Schild. Der dokumentierte Zehn-Meter-Testkörper ist ein technischer Demonstrator am Boden und darf nicht mit einem bereits fliegenden Sternenschirm verwechselt werden.
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Mehr Bildpunkte sind nicht nur bei gewöhnlichen Kameras interessant. Ein Team am NIST entwickelte eine supraleitende Kamera mit 400.000 Pixeln, die einzelne Photonen registrieren kann. Die Innovation liegt auch in ihrer Auslesearchitektur. Das Forschungsgerät benötigt extrem niedrige Temperaturen und gehört damit in eine andere Geräteklasse als handelsübliche Foto- oder Überwachungskameras.
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Der Third Thumb ersetzt keinen fehlenden Finger, sondern ergänzt eine vorhandene Hand. Die von Dani Clode entwickelte robotische Erweiterung sitzt gegenüber dem natürlichen Daumen und wird über Drucksensoren an den Füßen gesteuert. Cambridge-Forschende untersuchten, wie unterschiedliche Menschen damit zurechtkommen. Das Projekt ist ein Experiment zur motorischen Erweiterung, kein Versprechen müheloser zusätzlicher Geschicklichkeit.
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Ein gewöhnlicher Berührungsschalter beantwortet oft nur eine Ja-nein-Frage. Touché untersucht dagegen, wie unterschiedliche Handhaltungen und Kontaktformen elektrisch unterscheidbar werden. Das Forschungsprojekt tastet kapazitive Eigenschaften über mehrere Frequenzen ab. So können auch Alltagsobjekte und Flüssigkeiten zu experimentellen Eingabeflächen werden, ohne dass daraus bereits eine robuste Universallösung für jede Oberfläche folgt.
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Berührungslose Bedienung lässt häufig offen, ob eine Eingabe tatsächlich angekommen ist. UltraButton verbindet deshalb Abstandserfassung mit Licht, Ton und fokussiertem Ultraschall. Letzterer erzeugt eine Rückmeldung an der Hand, obwohl sie keine feste Taste berührt. Die veröffentlichte Entwicklung ist ein getesteter Prototyp und kein zum genannten Versuchspreis erhältliches fertiges Bedienprodukt.
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Viele 3D-Drucker bauen ein Objekt Lage für Lage auf. Die Computed Axial Lithography verfolgt einen anderen Weg: Wechselnde Lichtprojektionen treffen auf einen rotierenden Behälter mit lichtempfindlichem Material. Ihre Wirkung summiert sich räumlich zur gewünschten Form. Die 2019 veröffentlichte Forschung zeigt ein alternatives Fertigungsprinzip, nicht die universelle Ablösung sämtlicher schichtbasierter Verfahren.
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Wasser aus Luft zu gewinnen verlangt nicht immer eine aktiv gekühlte Fläche. Ein Forschungsteam untersuchte einen Sammler mit einem metallorganischen Gerüstmaterial, das Wasserdampf bindet und mithilfe von Sonnenwärme wieder freigibt. Versuche in Berkeley und im Death Valley belegen das Prinzip unter realen Bedingungen. Die dokumentierten Mengen verlangen jedoch eine sorgfältige Einordnung.
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