Geschickte Roboter
Bei allem Hype rund um Industrieroboter muss man ehrlich zugeben: Die meisten sind noch immer ungeschickt. Toyota hat einige kürzlich sogar wieder durch menschliche Arbeitskräfte ersetzt, um Kosten zu sparen. Ein Roboter kann ein Bauteil zwar mit erstaunlicher Präzision am Fliessband bearbeiten, sobald es aber durch ein anderes ersetzt wird, stösst die Maschine ans Limit.
Grosse Hoffnungen ruhen etwa auf Dactyl, einem Roboter, der sich selbst beigebracht hat, Spielzeugbausteine mit den Fingern zu drehen. Die Entwickler, die gemeinnützige Organisation OpenAI in San Francisco, hat es damit geschafft, die Eigenschaften von physischem Material virtuell zu simulieren. Damit kann der Roboter selbst lernen.
Industrieroboter müssen noch besser werden, um Nutzen zu stiften.
Es brauche weitere Durchbrüche in der Robotik und eine Verbesserung der Geschicklichkeit, damit sie in einem echten Lager oder einer echten Fabrik eingesetzt werden können, schreibt Bill Gates. Wenn Forscher es schaffen, dass Roboter selbst lernen können, dann können sie künftig unsere Geräte zusammenbauen, unsere Geschirrspüler beladen und sogar unserer Oma aus dem Bett helfen.
Mini-AKWs kommen
Kernkraft galt spätestens nach Fukushima als veraltet. Doch ganz abgeschrieben ist die Technologie keinesfalls. Neue Arten von Kernkraftwerken entstehen weltweit. Sie versprechen, die Energiequelle sicherer und kostengünstiger zu machen.
Das Kernforschungszentrum in St.Petersburg.
Dazu gehören Spaltungsreaktoren der vierten Generation: Sie produzieren nur etwa zehn Megawatt Leistung, während einer herkömmlicher Kernreaktor das Hundertfache erzeugt. Mit diesen Mini-Reaktoren kann man Geld sparen sowie Umwelt- und Finanzrisiken reduzieren.
Frühgeburten früh erkennen
Unser genetisches Material besteht aus Zellen. Aber in kleinen Mengen schwimmt auch «zellfreies» DNA und RNA in unserem Blut, die oft von sterbenden Zellen freigesetzt werden. Bei schwangeren Frauen ist dieses zellfreie Material eine Suppe aus Nukleinsäuren des Fötus und der Plazenta. Ein Bioingenieur der Stanford University hat jetzt einen Weg gefunden, damit Frühgeburten vorauszusagen. Immerhin wird jedes zehnte Kind zu früh geboren, viele davon sterben.
Ein Frühgeborenes wird im Spital überwacht.
In den letzten Jahren haben Forscher damit begonnen, Bluttests für Krebs und ein pränatales Screening von Erkrankungen wie dem Down-Syndrom zu entwickeln. Dieses Vorgehen kann nun auch Stephen Quake, der Standford-Forscher, für die Früherkennung anwenden. Durch die Sequenzierung der frei schwebenden RNA im Blut der Mutter kann er Schwankungen von sieben Genen erkennen, die mit Frühgeburten in Verbindung gebracht werden können.
Die klassische Darmspiegelung hat ein Ende
Ein kleines, schluckbares Gerät soll künftig detaillierte Bilder aus dem Darm möglich machen – und das ganz ohne Betäubung und auch bei Kindern und Babys. Bis anhin war die Erkennung von Krankheiten im Darm, vor allem bei Kleinkindern, teuer und unangenehm. Aber auch Erwachsene fürchten sich vor einer Darmspiegelung.
Darmspiegelung wie wir sie kennen, gehören bald der Vergangenheit an.
Nun hat ein Pathologe am Massachusetts Institute of Technology MIT ein Gerät entwickelt, das erste Anzeichen einer Dysfunktion im Darm ganz ohne Schmerzen und Drama erkennen kann: Die schluckbare Kapsel enthält Miniaturmikroskope, die sich vom Arzt steuern lassen. Das klingt auch nicht sonderlich angenehm. Doch laut Testpersonen sei das Schlucken kein Problem – als würde man eine Pille schlucken.
Massgeschneiderte Krebsimpfstoffe
Wissenschaftler stehen vor dem Durchbruch: Sie werden wohl bald den ersten personalisierten Krebsimpfstoff präsentieren. Der Impfstoff soll das Immunsystem veranlassen, einen Tumor durch seine einzigartigen Mutationen zu identifizieren. Was am Ende viele Arten von Krebs auslöschen könnte.
Eine Impfung gegen Krebs? Das ist vielleicht keine Zukunftsmusik.
Durch die Nutzung der natürlichen Abwehrkräfte des Körpers, um selektiv Tumorzellen zu zerstören, begrenzt der Impfstoff im Gegensatz zu herkömmlichen Chemotherapien den Schaden an gesunden Zellen. Vor rund zehn Jahren starteten intensivere Forschungen auf diesem Gebiet. Bald darauf begannen die Forscher, die DNA von Tumorzellen mit der von gesunden Zellen - und anderen Tumorzellen - zu vergleichen. Diese Studien bestätigten, dass alle Krebszellen hunderte, wenn nicht tausende von spezifischen Mutationen enthalten, von denen die meisten für jeden Tumor einzigartig sind.
Der einzige negative Faktor bisher sind die hohen Kosten – sowie die möglichst rasche Auslieferung der sequentierten DNA an die Krankenhäuser.
Burger schmeckt auch ohne Fleisch
Es ist klar, dass sich Bill Gates für Burger ohne Fleisch einsetzt. Schliesslich gehört er zu den Investoren von Beyond Meat, einem pflanzlichen Burger, den es seit gestern auch in Zürich zu essen gibt. Deshalb propagiert Gates auch gerne Fleisch, das im Labor gezüchtet wird. Er argumentiert mit dem Klimawandel und der Tatsache, dass bis 2050 fast zehn Milliarden Menschen auf diesem Planeten leben werden. Bis dahin werden die Menschen bis zu 70 Prozent mehr Fleisch konsumieren als noch 2005.
Der Burger sieht lecker aus – auch ohne Fleisch.
Je nach Tier erfordert die Herstellung eines Kilogramms Fleischprotein 4 bis 25 mal mehr Wasser, 6 bis 17 mal mehr Landflächen und 6 bis 20 mal mehr fossile Brennstoffe als die Herstellung derselben Menge Pflanzenprotein. Das Problem ist, dass die Menschen nicht auf Fleisch verzichten wollen. Das bedeutet, dass im Labor gezüchtete und pflanzliche Alternativen ein Weg sein könnten, die Umweltzerstörung einzugrenzen.
Klimawandel: Vorreiter ist die Schweiz
Eine der wichtigsten Technologien, die Bill Gates definiert hat, wird auch in der Schweiz vorangetrieben – vom Zürcher Startup Climeworks, das mit seinem CO2-Filter weltweit für Aufsehen gesorgt hat. Selbst wenn die Welt den Ausstoss verringern kann, wird die Erderwärmung durch Treibhausgase weiter bestehen bleiben. Das heiss: wir müssten Kohledioxid aus der Atmosphäre entfernen. Und zwar in diesem Jahrhundert bis zu einer Billion Tonne.
Die CO2-Reiniger des Schweizer Startups Climeworks.
Ein Vorreiter dabei ist Climeworks. Es hat eine Technologie geschaffen, welche CO2 aus der Luft filtern kann und diese Energie sogar weiter einsetzt. Im vergangenen Jahr hat Climeworks auch ein erstes Werk in Betrieb genommen, von dem aus die Luft gefiltert wird. Tatsächlich ist die Entnahme von Kohlendioxid aus der Luft eine der schwierigsten und teuersten Methoden, um mit dem Klimawandel umzugehen. Aber viele Optionen gibt es ja nicht mehr.
Das tragbare EKG-Gerät
Es ist möglich, das Herz mit einem tragbaren Gerät andauernd zu überwachen. Dieses EKG am Handgelenk wird mittlerweile auch von den Behörden zugelassen. Aber ein Elektrokardiogramm, dass einen Schlaganfall oder Herzinfarkt andeuten kann, erfordert einen Besuch in einer Klinik, und die Menschen können den Test oft nicht rechtzeitig durchführen.
Kann auch die Herzfrequenz messen: Die Apple Watch.
EKG-fähige, intelligente Uhren, die nun möglich werden, bieten den Komfort eines tragbaren Gerätes mit noch mehr Präzision. Ein Apple Watch-kompatibles Band des Startups Alivecor kann zum Beispiel Vorhofflimmern erkennen – eine häufige Ursache für Blutgerinnsel und Schlaganfall. Es erhielt 2017 die Zulassung der amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA.
Ein WC, das auch ohne Wasser funktioniert
Etwa 2,3 Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu einer sauberen Toilette und müssen ihre Fäkalien ins Gebüsch oder Bäche werfen. Das verursacht Bakterien und Viren, die zu Durchfall und Cholera führen. Und Durchfall verursacht weltweit jeden neunten Kindstod.
Eine öffentliche Toilette in Chonqging, China.
Jetzt arbeiten die Forscher daran, eine neue Art von Toilette zu bauen, die für die Entwicklungsländer billig genug ist und Abfälle nicht nur entsorgen, sondern auch behandeln kann. Auch hier war Bill Gates beteiligt. Die Bill & Melinda Gates Foundation schuf den «Reinvent the Toilet Challenge». Seit dem Start des Wettbewerbs haben mehrere Teams Prototypen auf den Markt gebracht. Alle verarbeiten den Abfall autark, so dass keine grossen Mengen an Wasser benötigt werden, um ihn zu einer Kläranlage zu transportieren. Die meisten der Prototypen sind in sich geschlossen und benötigen keine Kanalisation, aber sie sehen aus wie traditionelle Toiletten.
Siri, lerne zuhören
Maschinen werden die semantischen Beziehungen zwischen Wörtern bald besser erfassen können. Und uns dann auch besser verstehen. Denn bis anhin konnte man mit Siri zwar den Wecker einstellen oder Alexa beten, Musik abzuspielen – aber viel Schlauheit haben sie noch nicht unter Beweis gestellt. Und sie haben auch unser Leben bisher nicht vereinfacht. Sobald man etwas aus dem Raster fragt, gibt es keine Antwort mehr.
Auch in diesem Bereich legen sich die Wissenschaftler ins Zeug: Im Juni 2018 entwickelten Forscher von OpenAI eine Technik, die Künstliche Intelligenz auf Text trainiert, um die Kosten und den Zeitaufwand für die manuelle Kategorisierung von Daten zu vermeiden. Einige Monate später enthüllte ein Team von Google ein System namens Bert, das lernte, wie man fehlende Wörter vorhersagen kann, indem es Millionen von Sätzen studierte.
Palette von Amazons Voice-Geräten wie Alexa.
Solche Fortschritte könnten dazu führen, dass wir unseren Sprachassistenten bald auch Notizen auftragen oder mit ihnen online einkaufen können. Einige Entwicklungen kommen bereits nahe an das heran: Google Duplex, das menschenähnliche Upgrade des Google Assistenten, kann Anrufe tätigen und Restaurantstermine vereinbaren. Das grösste Problem von KI-gesteuerten Sprachassistenten ist das statische skripten von Sprache. Das ist kein echtes Verständnis. Wenn diese Hürde genommen ist, dann können wir sie als Babysitter, Lehrer oder vielleicht sogar als Freund verwenden. Der Film «Her» lässt grüssen.
Kann auch telefonieren: Google-CIO Sundar Pichai präsentiert Google Duplex.