Künstliche Intelligenz
Dank KI: Komplette Milchstraße inklusive ihrer 100 Milliarden Sterne simuliert
Einem internationalen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, die Milchstraße bis hinunter zu ihren etwa 100 Milliarden Sternen komplett zu simulieren, und zwar für einen Zeitraum von 10.000 Jahren. Das hat das japanische Forschungsinstitut Riken mitgeteilt, das die Arbeit geleitet hat. Demnach umfasst die Simulation nicht nur 100-mal so viele Sterne wie die bisher leistungsfähigsten Vorgänger, sie wurde auch 100-mal schneller fertiggestellt. Ermöglicht wurde das demnach durch die Einbeziehung von KI-Algorithmen. Das Vorgehen sei jetzt nicht nur für die Astrophysik von großem Wert, es könne auch bei der Erforschung des Klimawandels und von Wettermustern helfen, ergänzt die Forschungsgruppe.
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Deutlich schneller als bisherige Simulationen
Wie die Forscherinnen und Forscher ausführen, konnten mit den bisher besten Simulationen nur maximal eine Milliarde Sterne modelliert werden, Berechnungen zur Milchstraße hatten also als kleinste Einheit immer nur Haufen aus 100 Sternen. Was individuellen Sternen passiert, wurde herausgerechnet. Das war aber vor allem problematisch, weil ein explodierender Einzelstern als Supernova weit über seine direkte Umgebung hinaus Einfluss nehmen kann. Gleichzeitig hätte es 36 Jahre gedauert, wenn man eine Million Jahre in der Entwicklung der Milchstraße mit der jetzt erreichten Detailgenauigkeit hätte simulieren wollen. Mit der jetzt entwickelten Methode würde das lediglich 115 Tage dauern.
Für die verbesserte Simulation hat das Team unter anderem ein KI-Modell mit hochaufgelösten Modellen von Sternenexplosionen trainiert, aus denen die Ausbreitung des ausgestoßenen Gases über 100.000 Jahre abgeleitet werden konnte. In der Folge müssen bei der Simulation der ganzen Galaxie keine Ressourcen mehr für diese Prozesse abgezweigt werden, schreibt das Team. Damit könnten gleichzeitig Dynamiken in der gesamten Galaxie simuliert und enger begrenzte Phänomene wie die Supernovae einbezogen werden. Zur Verifizierung hat das Team die Ausgabedaten mit denen etablierter Simulationen von Supercomputern abgeglichen.
Die Verantwortlichen geben sich überzeugt, dass ihre Herangehensweise auch in anderen rechenintensiven Wissenschaftszweigen eine große Hilfe darstellen kann. Sie verweisen auf Simulationen des Wetters, von Ozeanen und des Klimas insgesamt. In allen müssten eng begrenzte Prozesse mit systemweiten in Verbindung gebracht werden. Zudem zeige ihre Arbeit einmal mehr, dass durch KI beschleunigte Simulationen ein echtes wissenschaftliches Werkzeug sein können. Im konkreten Fall könnten sie uns beispielsweise aufzeigen, wie jene Stoffe in der Milchstraße entstanden sind, aus denen sich schließlich das Leben auf der Erde entwickelt hat. Die Forschungsarbeit dazu wurde zur Supercomputing-Konferenz SC 25 vorgestellt und ist öffentlich einsehbar.
(mho)
Künstliche Intelligenz
YouTuber baut simplen Elektromotor aus Klemmbausteinen
Der YouTuber Jamie vom YouTube-Kanal „Jamie’s Brick Jams“ hat einen funktionsfähigen Gleichstrom-Elektromotor aus Klemmbausteinen gebaut, der ohne komplizierte Steuerplatine auskommt und lediglich auf elektromagnetischen Prinzipien basiert. Zusätzlich zu den Klemmbausteinen werden nur Magnete, etwas Kupferdraht, ein Transistor und eine Batterie benötigt.
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Jamies Ziel war es, einen möglichst einfachen Elektromotor zu bauen, der ohne Steuerungselektronik, Drehzahlregler und mechanischen Kommutator auskommt. Der Bastler führte dazu die Funktionsweise eines Elektromotors auf dessen Kernprinzipien zurück.
Prinzipiell handelt es sich um eine einfache Sache: Sobald Strom durch Leiterspulen fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt. Laufen sie in einem Magnetfeld eines Permanentmagneten (Permanentmagnetstator), führen die gegenseitigen Anziehungs- und Abstoßungskräfte zu einer Bewegung. Um einen kontinuierlichen Motorlauf zu erzielen, muss die Stromrichtung fortwährend umgepolt werden. Dadurch wird das Magnetfeld in der Leiterspule umgedreht. Um den Stromwechsel hinzubekommen, wird bei einfachen Elektromotoren ein Kommutator verwendet, der auf der Achse des Rotors sitzt.
Elektromotor aus Klemmbausteinen
Jamie baute den Rotor aus Klemmbausteinen und zwei starken runden Neodymmagneten mit 20 mm Durchmesser und 10 mm Dicke, die er auf einer Achse gegenüberliegend mit etwas Klebstoff so ausgewuchtet fixierte, dass ein leichtgängiger runder Lauf gewährleistet ist. Der Bastler nutzte nur eine einzige Antriebsspule für seinen Motor. Dazu wickelte er 0,6 mm starken Kupferdraht mit 150 Windungen um eine Klemmbaustein-Konstruktion auf.
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Das Video zeigt den Bau und die Funktion des Elektromotors aus Klemmbausteinen.
Fließt Strom durch diese Spule, entsteht ein Magnetfeld, das die Permanentmagnete des Rotors abstößt oder anzieht. Dabei reicht es aus, exakt getaktete Stromimpulse von der angeschlossenen 9-Volt-Batterie abzugeben, um den Rotor in einen gleichmäßigen Lauf zu versetzen. Um dafür das genaue Timing zu erreichen, erstellte Jamie eine Sensorspule mit 100 Windungen aus dünnem Kupferdraht. Sobald einer der beiden Magnete an der Sensorspule vorbeifährt, wird ein Strom induziert. Dieses Signal verwendet der YouTuber, um damit einen TIP31C-Transistor anzusteuern. Der Transistor nutzt das Signal, um einen kurzen Stromimpuls von der Batterie an die Ansteuerungsspule zu schalten. Die so genau getakteten Stromimpulse sorgen für einen kontinuierlichen Umlauf des Rotors. Eine optionale LED zeigt durch das Blinken die Taktung des Stromimpulses an.
Der Rotor des Elektromotors aus Klemmbausteinen muss zu Beginn angestoßen werden, erreicht dann aber eine Drehzahl von knapp 4000 U/min. Ein 1:3-Getriebe reduzierte die Drehzahl auf etwa 1300 U/min, erhöhte jedoch das Drehmoment.
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Der Maker baute einen weiteren Elektromotor mit insgesamt acht Permanentmagneten auf einer größeren Rotorscheibe, was den Lauf gleichmäßiger werden ließ und zu einem höheren Drehmoment bei niedrigerer Drehzahl von 480 U/min führte.
Den ersten Motor montierte er auf ein einfaches Fahrzeug mit Klemmbausteinen, das er mit einer fernsteuerbaren Lenkung versah. Der Elektromotor aus Klemmbausteinen trieb das Fahrzeug problemlos an. Eine Regulierung der Geschwindigkeit über die Drehzahl des Elektromotors ist jedoch nicht möglich.
(olb)
Künstliche Intelligenz
Smart Home: Home Assistant mit nützlichen Apps erweitern
Schnell einen Streaming-Dienst wie Plex einrichten, VPN per Wireguard nutzen oder Werbung mit AdGuard aus dem Heimnetz filtern: Auf einem eigenen Server zuhause lassen sich viele nützliche Dienste betreiben. Allerdings kann es recht umständlich sein, all diese Dienste zu installieren und einzurichten.
- Home Assistant lässt sich mit einer Mischung aus offiziellen Apps und Community-Erweiterungen flexibel an die Bedürfnisse der Nutzer anpassen.
- Neue Apps lassen sich über einen Store in den Einstellungen von Home Assistant hinzufügen.
- Community-Apps bieten zusätzliche Flexibilität und ermöglichen es, spezialisierte Dienste wie Lebensmittelverwaltung, Medienstreaming oder Visualisierungen direkt neben Home Assistant zu betreiben.
Wer bereits Home Assistant verwendet, kann diese Dienste und viele weitere nebenher auf der genutzten Hardware installieren. Eine Mischung aus offiziellen Apps und Community-Erweiterungen bieten weitgehende Möglichkeiten und machen das System flexibler. Während offizielle Apps vor allem die Kernfunktionen von Home Assistant erweitern, liefern Community-Apps viel weitgehendere Möglichkeiten.
In diesem Artikel gehen wir auf die Grundlagen von Apps ein: Wir zeigen, wie Nutzer sie installieren, ihre Einstellungen ändern und einen Schnellzugriff einrichten. Außerdem machen wir einen kleinen Streifzug durch die vorhandenen Apps und zeigen, welche Erweiterungen man auf jeden Fall installieren sollte.
Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Smart Home: Home Assistant mit nützlichen Apps erweitern“.
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Künstliche Intelligenz
SPD will Social-Media-Verbot für Kinder unter 14
Das kürzlich eingeführte australische Social-Media-Verbot für Jugendliche ruft Nachahmer rund um den Globus auf den Plan. Jetzt will auch die SPD in Deutschland strengere Regeln für die Jugend.
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Die SPD hat in einem Impulspapier die Einführung eines Social-Media-Verbots für Kinder unter 14 Jahren gefordert. Die Partei schlägt vor, eine Altersverifikation mithilfe der App „EUDI-Wallet“ verpflichtend zu machen.
Kern des Vorschlags ist eine nach drei Altersgruppen abgestufte Regelung: Für unter 14-Jährige solle fortan ein vollständiges Verbot der Nutzung von Social-Media-Plattformen bestehen. Die Anbieter sollen verpflichtet werden, „den Zugang technisch wirksam zu unterbinden“. Verstöße durch die Plattformen müssten für diese schnelle und spürbare Konsequenzen haben: „von sofortigen Anordnungen und empfindlichen Sanktionen bis hin zu temporären Einschränkungen oder Netzsperren als Ultima Ratio“.
„Jugendversion der Plattformen“
Für unter 16-Jährige solle hingegen eine verpflichtende „Jugendversion der Plattformen“ gelten. Diese dürfe keine suchtverstärkenden Funktionen enthalten wie etwa Endlos-Scrollen, automatisches Abspielen von Inhalten oder Anreizsysteme, die intensive oder dauerhafte Nutzung belohnen. Zudem müsse eine Jugendversion ohne algorithmisch gesteuerte Feeds auskommen und dürfe Inhalte auch nicht mehr personalisiert ausspielen.
Jugendliche unter 16 sollen künftig ausschließlich über die „EUDI-Wallet“-App ihrer Erziehungsberechtigten Zugang zu Instagram und Co. haben. Bei der App (EU Digital Identity Wallet) handelt es sich um eine Art digitales Portemonnaie, in dem beispielsweise Personalausweis und Führerschein der Erziehungsberechtigten gespeichert sind.
„Rückkehr zum klassischen Social-Media-Prinzip“
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Für alle Bürger ab 16 Jahren – also auch für Erwachsene – sollen künftig auf den digitalen Plattformen zudem algorithmische Empfehlungssysteme standardmäßig deaktiviert sein. Wollen Nutzer Inhalte durch Algorithmen vorgeschlagen bekommen, müssten sie sich also bewusst und aktiv dafür entscheiden. Auch diese Altersgruppe müsste sich dem Vorschlag entsprechend künftig vor der Nutzung mit „EUDI-Wallet“ verifizieren.
Über die Altersbegrenzungen hinaus versteht die SPD ihren Vorschlag als eine größer angelegte „Rückkehr zum klassischen Social-Media-Prinzip“. Nutzer sozialer Medien sollten künftig wieder selbst entscheiden können, was sie sehen wollen und was nicht. Die Standardeinstellung auf Plattformen müsse wieder sein, dass Nutzer auf ihrer Seite ausschließlich Inhalte von Personen und Accounts zu sehen bekommen, denen sie aktiv folgen. Statt eines automatisch kuratierten Feeds, der verdeckt priorisiert und einzelne Inhalte algorithmisch verstärkt, sollten Nutzer wieder selbst bestimmen, so das Papier.
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Der SPD-Vorsitzende und Vizekanzler Lars Klingbeil hatte in einem Interview der Deutschen Presse-Agentur betont, dass bei ihm momentan ein Umdenken stattfinde: „Vor ein paar Jahren haben wir alle die Freiheit des Netzes betont und gesagt, da darf es keinerlei Einschränkung geben. Aber jetzt sehen wir doch in den Debatten, dass gesellschaftlich etwas passiert, dass junge Leute zu mir kommen und sagen, wir brauchen klare Regeln, wie wir mit sozialen Netzwerken umgehen.“
Dem Spiegel sagte sagte Klingbeil nun: „Der Schutz junger Menschen vor der Flut an Hass und Gewalt in sozialen Medien hat oberste Priorität.“ Und: „Wir kommen an klaren Regeln und Einschränkungen – wie sie der SPD-Vorschlag unterbreitet – nicht mehr vorbei.“
Auch aus der CDU kommen befürwortende Stimmen
Im Ausland wollen gleich mehrere Länder wie Dänemark, Großbritannien, Frankreich und Spanien dem Vorbild Australiens folgen, das vor zwei Monaten als erstes Land der Welt ein generelles Social-Media-Verbot für unter 16-Jährige eingeführt hat. Die Kinder dürfen dort keine eigenen Social-Media-Accounts mehr haben.
Auch aus der CDU kamen zuletzt befürwortende Stimmen, was eine strengere Regulierung von sozialen Medien betrifft. Familienministerin Karin Prien (CDU) hatte erklärt, ein Verbot bis zu einem bestimmten Alter könne sie sich persönlich vorstellen. Die CDU will auf ihrem Parteitag am kommenden Wochenende über das Thema diskutieren.
(afl)
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