News aus der Wissenschaft Wie autonome Autos und Menschen auf den Straßen der Zukunft kommunizieren
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Die Themen im Überblick: Wie autonome Autos und Menschen auf den Straßen der Zukunft kommunizieren | Erbgut von Primaten als Schlüssel zur menschlichen Gesundheit | Neue Technologien zur Senkung der Kosten der grünen Wasserstoffproduktion | Nocebo-Effekt: Das Lesen des Beipackzettels kann krank machen | Diese und weitere Themen in den MDR WISSEN News.
- Wie autonome Autos und Menschen auf den Straßen der Zukunft kommunizieren
- Erbgut von Primaten als Schlüssel zur menschlichen Gesundheit
- Neue Technologien zur Senkung der Kosten der grünen Wasserstoffproduktion
- Nocebo-Effekt: Das Lesen des Beipackzettels kann krank machen
02.06.2023 16:30 | Wie autonome Autos und Menschen auf den Straßen der Zukunft kommunizieren
Das autonome Fahren wird auf den Straßen der Zukunft eine Rolle spielen, doch noch wird es stetig weiterentwickelt, damit es sicher für alle Verkehrsteilnehmer und Teilnehmerinnen ist. Notwendig dafür ist auch die Kommunikation zwischen den autonom fahrenden Autos und ihrer Umgebung. Wie zum Beispiel signalisiert ein Auto einem entgegenkommenden Radfahrer, dass es ihn wahrgenommen hat und die Vorfahrt gewährt?
Im Rahmen des Verbundprojekts MaMeK untersuchen Norbert Danz und sein Team am Frauenhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena genau solche Mensch-Maschine-Kommunikationsszenarien. Eine Lösung für das oben geschilderte Problem wäre zum Beispiel eine helle Projektion vor dem Fahrzeug, die anzeigt, dass das Auto den Radfahrer erkannt hat und wartet. Die Forschenden verfolgen zwei technologische Ansätze: Displays, die Informationen direkt auf dem Auto anzeigen, und holografische Projektionen auf den Boden rund um das Fahrzeug. Das Fraunhofer IOF ist für die Technologie verantwortlich, die im letzteren Fall zum Einsatz kommt.
Den Forschenden ist es gelungen, ein System zu entwickeln, das sich mit einer Abmessung von 7 x 7 x 5 Zentimetern in jeden Fahrzeugschweller integrieren lässt. Die Installation mehrerer Projektoren erlaubt es, Bilder rund um das Auto auf der Straße darzustellen. Darüber hinaus ist das System in der Lage, ultrahelle Projektionen (10.000 Lux) zu erzeugen, so dass Radfahrende und Menschen, die zu Fuß unterwegs sind, die Bilder auf der Straße auch an sonnigen Tagen erkennen können. Nun wird das System in ein Demonstrationsfahrzeug integriert. Die Forschenden stellen den entwickelten Mikroprojektor erstmals auf der diesjährigen LASER World of PHOTONICS in München vor, die vom 27. bis 30. Juni stattfindet.
02.06.2023 14:00 | Erbgut von Primaten als Schlüssel zur menschlichen Gesundheit
Ein internationales Forschungsteam hat neue Genomdaten einer großen Zahl verschiedener Affenarten generiert. Diese Daten ermöglichen den Forschenden unter anderem neue Erkenntnisse über die genetischen Ursachen menschlicher Krankheiten.
Mittels Sequenzierung von fossilen und gegenwärtigen Primaten-Genomen haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den bisher umfangreichsten Katalog an Genomdaten von nichtmenschlichen Affen angelegt. Es flossen die Daten von 809 Individuen aus 233 Arten ein. Damit umfasst der Datensatz die Genomdaten von fast der Hälfte aller auf der Erde lebenden Primaten. Die Daten ermöglichten es dem Forschungsteam zunächst, die Arten in phylogenetischen Analysen zu vergleichen und so das Verständnis der Evolutionsgeschichte der Primaten zu verbessern. Doch nicht nur das – das Studium dieser Genomdaten hilft ebenso zu verstehen, welche Genvarianten uns von den Affen unterscheiden und zum Menschen machen.
Die Forschenden verglichen außerdem die Genome der 233 Arten nonhumaner Primaten mit den Genomen des Menschen und konnten so über 4,3 Millionen "Fehlmutationen" in den Genen identifizieren, die nachfolgend die Zusammensetzung der Aminosäuren in den Proteinen verändern und potentielle Ursachen für menschliche Krankheiten sein könnten. Gelungen ist das mit Hilfe des auf Deep-Learning basierenden Algorithmus "PrimateAI-3D". Diese Daten könnten in Zukunft als eine Grundlage für personalisierte medizinische Behandlungskonzepte beim Menschen dienen. Der Erhalt der noch lebenden Primatenarten ist also nicht nur für die Arten selbst und die Biodiversität von größter Wichtigkeit, sondern auch für uns Menschen, denn sie sind der Schlüssel zum Verständnis unserer Genome und damit unserer selbst.
02.06.2023 12:00 | Neue Technologien zur Senkung der Kosten der grünen Wasserstoffproduktion
Ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Hyun S. Park und Sung Jong Yoo vom Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Forschungszentrum am Korea Institute of Science and Technology (KIST) gab bekannt, dass sie eine Technologie entwickelt haben, mit der die Menge an Platin und Iridium, Edelmetallen, die in der Elektrodenschutzschicht von Wasserelektrolysegeräten mit Polymerelektrolytmembranen verwendet werden, erheblich reduziert werden kann und die eine gleichwertige Leistung und Haltbarkeit wie bestehende Geräte gewährleistet.
Zur Wasserstoffherstellung benötigt man Elektrolysegeräte. Diese besitzen zwei Elektroden, die Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen. Die sauerstofferzeugende Elektrode arbeitet in einer stark korrosiven Umgebung. Deshalb wird die Oberfläche der Elektrode mit Gold oder Platin als Schutzschicht überzogen, um die Haltbarkeit und die Produktionseffizient zu gewährleisten. Darüber wird Iridium-Katalysator aufgetragen. Allerdings sind die verwendeten Edelmetalle nur in begrenztem Umfang verfügbar, was sich auf die Kosten der Produktion solcher Geräte niederschlägt.
Die Forschenden haben ein Verfahren entwickelt, bei dem sie zum einen die seltenen Metalle Gold und Platin, die als Schutzschicht dienen, durch kostengünstiges Eisennitrid (Fe2N) ersetzen. Zum anderen konnten sie den Irridium-Katalysator in einer Dicke von nur 25 Nanometern gleichmäßig auf die Schutzschicht auftragen. Den Forschenden ist es dadurch gelungen, den Irridiumverbrauch auf ein Zehntel des derzeitigen Niveaus zu reduzieren. Damit könnten die Produktionskosten der Wasserelektrolysegeräte verringert werden, was wiederum zu einer größeren Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Geräten zur Produktion grünen Wasserstoffs führt.
02.06.2023 09:30 | Nocebo-Effekt: Das Lesen des Beipackzettels kann krank machen
Auf einem internationalen Kongress zur Placebo-Forschung haben sich Forschende dafür ausgesprochen, dass bei Aufklärungsgesprächen und Beipackzetteln nicht ausschließlich auf die Risiken und Nebenwirkungen geschaut werden, sondern der Fokus auf einer positiven Kommunikation liegen sollte, weil diese den Erfolg von Therapien steigern kann.
Wenn Patienten und Patientinnen sich nur mit den möglichen Risiken und Nebenwirkungen von Medikamenten, Eingriffen und Therapien beschäftigen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass genau diese auch eintreten. Nocebo-Effekt wird das in der Medizin genannt. Gemeint sind im Gegensatz zum positven Placebo-Effekt negative Veränderungen des Gesundheitszustandes, die nicht auf die eigentliche Wirkung von Medikamenten oder Operationen zurückzuführen sind.
Laut Ulrike Bingel, Professorin für Neurologie und Leiterin des Zentrums für Schmerzmedizin an der Uniklinik Essen sind Placebo- und Nocebo-Effekte nicht einfach nur Einbildung. Man weiß, dass es zu sehr komplexen neurobiologischen Prozessen kommt. Daher ist das Aufklärungsgespräch vor einer Operation, bei dem sich der Fokus vor allem auf die Risiken richtet, nicht unproblematisch. Das gleiche gilt für den Beipackzettel, auf dem vor allem Nebenwirkungen thematisiert werden, aber nicht darüber aufgeklärt wird, welche Therapieeffekte erzielt werden sollen.
Eine positive Kommunikation hingegen kann den Erfolg einer Therapie unterstützen. In einer Studie hat Ben Colagiuri, Professor für Psychologie an der Universität Sydney, auf zwei verschiedene Weisen über die Nebenwirkungen einer Chemotherapie informiert. Einer Gruppe erzählten die Forscher, dass bei 30 Prozent der Patienten Übelkeit auftritt. Der anderen Gruppe erzählten sie, dass bei 70 Prozent der Patienten keine Übelkeit auftritt. Das Ergebnis: Die Patienten, denen die Botschaft positiv vermittelt wurde, litten seltener an Übelkeit.
Die Berücksichtigung des Placebo- und des Nocebo-Effektes in der medizinischen Praxis kann laut den Experten und Expertinnen der Placebo-Forschung die Gesundheitsversorgung verbessern, Patienten und Patientinnen helfen und auch Kosten reduzieren, weil Behandlungen effektiver sind.
Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | Exakt - Die Story | 25. Januar 2023 | 20:45 Uhr
