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Künstliche Intelligenz

3D-Druck: Wenn Werkstoffe zum Leben erwachen


Das Projekt klingt wie aus einem Science-Fiction-Roman: An der ETH Zürich kooperieren Forscher unterschiedlicher Fachrichtungen, um konventionelle Stoffe mit Bakterien, Algen oder Pilzen zu kombinieren. Ihr Ziel: Sie schaffen lebende Materialien, die durch den Stoffwechsel von Mikroorganismen nützliche Eigenschaften erlangen – „etwa die Fähigkeit, mittels Photosynthese CO₂ aus der Luft zu binden“, erklärt Mark Tibbitt, Professor für Makromolekulares Engineering an der ETH Zürich.

Wie der Informationsdienst Wissenschaft (IDW) berichtet, gelang einem interdisziplinären Team unter Tibbitts Leitung nun die Verwirklichung dieser Vision: Die Forscher integrierten photosynthetische Bakterien – sogenannte Cyanobakterien oder Blaualgen – stabil in ein druckbares Gel und schufen daraus einen lebenden Werkstoff, der wächst und aktiv Kohlenstoff aus der Luft entfernt. In einer Studie im Fachmagazin Nature Communications stellten die Wissenschaftler ihr „photosynthetisches lebendes Material“ kürzlich vor.

Merkmal: Doppelte CO₂-Bindung

Forscher formen den lebenden Werkstoff mit 3D-Druck nach Belieben und versorgen ihn für sein Wachstum lediglich mit Sonnenlicht, CO₂ und künstlichem Meerwasser, das leicht verfügbare Nährstoffe enthält. „Als Baumaterial könnte er in Zukunft helfen, CO₂ direkt in Gebäuden zu speichern“, sagt Tibbitt, der die Forschung zu lebenden Materialien an der ETH Zürich mitbegründet hat. Das Material zeichnet sich dadurch aus, dass es deutlich mehr CO₂ aufnimmt, als es durch organisches Wachstum bindet. „Das liegt daran, dass das Material Kohlenstoff nicht nur in Biomasse, sondern auch in Form von Mineralien speichern kann – eine besondere Eigenschaft der Blaualgen“, erklärt Tibbitt.

Yifan Cui, einer der beiden Erstautoren der Studie, betont: „Cyanobakterien gehören zu den ältesten Lebensformen der Erde. Sie betreiben Photosynthese äußerst effizient und nutzen selbst schwaches Licht, um aus CO₂ und Wasser Biomasse zu erzeugen.“ Gleichzeitig verändern Blaualgen durch Photosynthese ihre chemische Umgebung außerhalb der Zelle, wodurch feste Karbonate wie Kalk entstehen. Diese Mineralien bilden eine zusätzliche Kohlenstoffsenke und speichern CO₂ im Gegensatz zu Biomasse dauerhaft.

Blaualgen im Habitat

„Diese Fähigkeit nutzen wir gezielt in unserem Material“, sagt Cui, der in Tibbitts Forschungsgruppe doktoriert. Die Mineralien lagern sich im Inneren des Materials ab und stärken es mechanisch. So verhärten die Cyanobakterien die zunächst weichen Strukturen allmählich. Laborversuche zeigen, dass das Material über 400 Tage hinweg kontinuierlich CO₂ bindet, den Großteil in mineralischer Form – etwa 26 Milligramm CO₂ pro Gramm Material. Das übertrifft viele biologische Ansätze und entspricht der chemischen Mineralisierung von Recyclingbeton (rund 7 mg CO₂ pro Gramm).

Das Trägermaterial, ein Hydrogel aus vernetzten Polymeren mit hohem Wassergehalt, beherbergt die Blaualgen. Tibbitts Team wählte das Polymeernetzwerk so, dass es Licht, CO₂, Wasser und Nährstoffe transportiert und den Zellen ermöglicht, sich gleichmäßig im Inneren zu verteilen, ohne das Material zu verlassen. Um die Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit der Cyanobakterien zu maximieren, optimierte das Team die Geometrie der Strukturen per 3D-Druck, um die Oberfläche zu vergrößern, die Lichtdurchdringung zu erhöhen und den Nährstofffluss zu fördern.

Co-Erstautorin Dalia Dranseike erklärt: „So kreierten wir Strukturen, die nur mit einem kleinen Teil in der Nährflüssigkeit stehen und diese passiv durch Kapillarkräfte im ganzen Körper verteilen.“ Dank dieses Designs hätten die eingekapselten Cyanobakterien mehr als ein Jahr lang produktiv gelebt, freut sich die Materialforscherin in Tibbitts Team. Die Forscher betrachten ihr lebendes Material als energiearmen und umweltfreundlichen Ansatz, der CO₂ aus der Atmosphäre bindet und bestehende chemische Verfahren ergänzt. „In Zukunft wollen wir untersuchen, wie das Material als Beschichtung für Gebäudefassaden verwendet werden kann, um während des ganzen Lebenszyklus eines Bauwerks CO₂ zu binden“, blickt Tibbitt voraus.

Ausstellung in Venedig

Für die Ausstellung „Picoplanktonics“ im Kanada-Pavillon auf der Architekturbiennale in Venedig zeigt das Projektteam noch bis zum 25. November die gedruckten Strukturen. Wie lebende Bausteine ranken die bis drei Meter hohen Objekte, die wie aus einer anderen Welt wirken. Diese können aufgrund der Cyanobakterien je bis zu 18 kg CO₂ pro Jahr binden – etwa gleich viel wie eine 20 Jahre alte Kiefer.

Forscher entwickelten das photosynthetische lebende Material durch interdisziplinäre Zusammenarbeit im Rahmen der ALIVE-Initiative (Advanced Engineering with Living Materials). Die ETH Zürich startete ALIVE, um Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen zu vereinen und neue lebende Werkstoffe für vielfältige Anwendungen zu schaffen.


(usz)



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Final Cut Pro: Apple aktualisiert Videoschnittsoftware mit neuen Pro-Features


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Apple hat seine Videoschnittsoftware Final Cut Pro sowohl für Mac als auch iPad aktualisiert und dabei die Unterstützung für ProRes RAW-Videos der iPhone-17-Pro-Modelle hinzugefügt. Parallel dazu veröffentlichte das Unternehmen Final Cut Camera 2.0 für das iPhone.

Final Cut Pro 11.2 für Mac und Version 2.3 für iPad bringen neue Bearbeitungsmöglichkeiten für ProRes RAW-Material mit sich. Nutzer können nun unter anderem Belichtung und Farbtemperatur direkt in der Software anpassen. Zusätzlich unterstützen beide Versionen das neue Apple Log 2-Format mit entsprechendem LUT für naturgetreuere Farbwiedergabe.

Die iPad-Version erhält eine neue Menüleiste, die durch Wischgesten vom oberen Bildschirmrand oder Mauszeiger-Navigation zugänglich ist. Diese Funktion setzt iPadOS 26 voraus.

Final Cut Camera 2.0 mit Pro-Features

Mit Final Cut Camera 2.0 führt Apple ProRes RAW-Aufnahmen im Open Gate-Format für das iPhone 17 Pro und Pro Max ein. Die App bietet nun Timecode-Optionen inklusive Time of Day und Record Run sowie Genlock-Funktionalität für die präzise Synchronisation mehrerer Videoquellen über kompatible Sync-Generatoren. Weitere Neuerungen umfassen den schnellen Wechsel zur 200mm-Telelinse (8-fach Zoom) und dynamische Ausrichtungsanpassungen bei der Frontkamera, unabhängig von der iPhone-Haltung.

Verfügbarkeit und Preise

Die Updates stehen ab sofort kostenlos für Bestandskunden im App Store zur Verfügung. Final Cut Pro für Mac kostet für Neukunden weiterhin 349,99 Euro, während die iPad-Version 4,99 Euro monatlich oder 49 Euro jährlich kostet. Auch die Begleit-Apps Compressor und Motion für Mac erhielten Updates.


(mki)



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Künstliche Intelligenz

Tiktok USA soll separaten Algorithmus und andere Eigentümer bekommen


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Oracle und der Finanzinvestor Silver Lake sollen in Zukunft eine wesentliche Rolle bei Tiktok in den Vereinigten Staaten von Amerika spielen. Der Kurzvideodienst soll in dem Land bald anders laufen, als im Rest der Welt. Zwar wird Tiktok den für die Auswahl der vorgesetzten Videos genutzten Algorithmus an Tiktok USA lizenzieren, doch soll er dann neu trainiert werden, unter Verwendung von Nutzerdaten in den USA.

Das hat ein hochrangiger Funktionär des Weißen Hauses der New York Times verraten. Demnach werden US-Investoren, darunter Oracle und Silver Lake, rund 80 Prozent Tiktok USAs übernehmen. Die genaue Zusammensetzung der Käufergruppe ist noch nicht festgezurrt. Tiktoks chinesischer Mutterkonzern Bytedance und andere chinesische Unternehmen sollen jedenfalls weniger als 20 Prozent an Tiktok USA halten. Bytedance soll einen von sieben Sitzen im Verwaltungsrat der bisherigen US-Tochter bekommen. Dieser soll ausschließlich mit Personen besetzt werden, die von der US-Regierung eine Genehmigung erhalten haben (national security clearance).

Oracle übernimmt die lukrative Aufgabe, die Daten der US-Nutzer Tiktoks in einer speziell dafür geschaffenen Cloud zu hosten. Außerdem soll Oracle Veränderungen am Algorithmus und Updates der Tiktok-App „überwachen“. Der Zugriff auf amerikanische Nutzerdaten von China aus wird vertraglich untersagt. Da Retraining des Auswahlalgorithmus wird beeinflussen, welche Videos Amerikaner zu sehen bekommen.

Die Übereinkunft ist der Versuch eines Spagats zwischen dem US-Verbot Tiktoks und chinesischem Recht, das auf chinesische Kontrolle des Algorithmus abstellt. Bytedance steht mehrheitlich im Eigentum westlicher Investoren, was die Bereitschaft zu so einem Kompromiss fördert. Bis zur Ausarbeitung aller Details und der Verträge könnten noch Monate verstreichen. Bis dahin wird Tiktok in den USA trotz geltenden Verbots weiterlaufen. US-Präsident Donald Trump hat eine Ausnahmegenehmigung um weitere 120 Tage verlängert. Sie sind im Gesetz nur für den Fall vorgesehen, dass Bytedance echte Schritte auf dem Weg hin zu einem Verkauf Tiktoks vorweisen kann. Da ein kompletter Verkauf nicht beabsichtigt ist, dürfte diese Voraussetzung nicht gegeben sein. Offiziell heißt das Gesetz Protecting Americans from Foreign Adversary Controlled Applications Act.


(ds)



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WLAN-Chip N1: Apple verspricht effizienteres iPhone-Standort-Tracking


Erstmals steckt in iPhones ein WLAN-Chip von Apple: Im iPhone 17, 17 Pro (Max) und iPhone Air stellt der Hersteller-eigene N1-Chip die Verbindungen zu WLAN-Routern her und unterstützt obendrein Bluetooth und Thread. Zu technischen Details hielt Apple sich bislang bedeckt, außer auf den Support für die Standards WLAN 7 und Bluetooth 6 zu verweisen. Der N1 solle Leistung und Zuverlässigkeit von Funktionen wie dem „Persönlichen Hotspot“, bei dem das iPhone einem anderen Gerät als Mobilfunkmodem dient, sowie AirDrop verbessern, hieß es lediglich.

Hintergrund-Tracking sparsam per WLAN statt GPS

In einem Interview versprachen Apple-Manager jetzt einen ebenso konkreten wie handfesten Effizienzvorteil: Durch die gemeinsame Entwicklung von N1 und A19 Pro könne der Hauptprozessor bei wichtigen drahtlosen Verbindungen weitestgehend „schlafen“, erläuterte der für Apples Chip-Plattform zuständige Tim Millet gegenüber CNBC. Das ermögliche zugleich aber Hintergrundaktivitäten mit „extrem geringem Energiebedarf“, darunter das „Tracken des Standorts mit hoher Genauigkeit“.

Das iPhone zieht zur Standortbestimmung neben GPS respektive GNSS und auch Informationen über Mobilfunkmasten sowie die WLAN-SSIDs in der Umgebung heran – gerade letzteres sorgt in Städten und Innenräumen für eine ziemlich genaue Ortung. Apple betreibt dafür eine riesige Datenbank, zu der jedes iPhone Daten über die WLANs in der eigenen Umgebung beisteuert. Dadurch sei es möglich, für das Standort-Tracking weniger auf das stromhungrige GPS zurückzugreifen und „den Hauptprozessor nicht so oft aufzuwecken“, erklärte ein weiterer Apple-Manager in dem Interview.

Neue Standortfunktionen für Apple Karten

iOS protokolliert auf dem Gerät standardmäßig die häufigen Aufenthaltsorten des iPhones und damit des Besitzers. Die Daten werden auch per iCloud zwischen eigenen Geräten synchronisiert, geschützt durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, wie Apple verspricht.

Mit iOS 26 soll Apples Karten-App außerdem den Verlauf der besuchten Orte vermerken sowie die Routen erlernen, die Nutzer verwenden – um so etwa Vorschläge für einen anderen Pendelweg bei Stau zu unterbreiten. Diese Funktionen hat Apple in der EU bislang blockiert. Der Konzern fürchtet offenbar, dass er sie nach den Regeln des DMA sonst für andere App-Anbieter öffnen müsste.


(lbe)



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