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Ein Laser aus Pfauenfedern | heise online


Dass Pfauenfedern im Licht aufregend schimmern, ist vielen bekannt. Doch dass die Federn nach einer gezielten Anregung Laserlicht ausstrahlen, ist eine Neuheit. Ein Team um Forscher der Florida Polytechnic University demonstrierte, dass winzige, reflektierende Strukturen im Auge von Pfauenfedern Licht zu einem Laserstrahl bündeln können. Die Ergebnisse erschienen im Fachmagazin Scientific Reports.

Grundbaustein für einen Laser ist ein sogenanntes optisch aktives Medium, also ein Material, dessen Atome oder Moleküle durch Licht in einen energetisch höheren Zustand angeregt werden können. Bei sogenannten Farbstofflasern sind das meist fluoreszierende Farbstoffe.

Das aktive Medium wird mithilfe einer geeigneten Lichtquelle angeregt: Die Elektronen wechseln dabei gezielt von einem energiearmen in einen energiereicheren Zustand. Ziel ist die sogenannte Besetzungsinversion – ein Zustand, in dem sich mehr Elektronen auf dem höheren Energieniveau befinden als auf dem niedrigeren.

Kehren die Teilchen in ihren energetisch günstigeren Zustand zurück, geben sie die überschüssige Energie in Form von Photonen ab. Diese regen weitere Teilchen dazu an, ebenfalls Photonen auszusenden. Ein Resonator verstärkt diesen Prozess und bündelt die entstehende Lichtlawine zu einem fokussierten Laserstrahl.

In einem herkömmlichen Laser besteht der Resonator aus gezielt angeordneten Spiegeln. In der Natur können jedoch auch mikroskopische Strukturen einen ähnlichen Effekt hervorrufen. Das ist der Fall in Pfauenfedern. Schillernde Farbtöne werden hier nicht mithilfe von Pigmenten erzeugt, sondern entstehen aufgrund geordneter Mikrostrukturen im Innern der Feder, die das Licht auf bestimmte Weise reflektieren. So entstehen leuchtende Blau- und Grüntöne.


Pfa

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Nur männliche Pfauen tragen ein schillerndes Federkleid. Die Federn bekommen ihre Farbe durch Interferenz des Lichts in mikroskopisch kleinen Kammern.

(Bild: Pixabay / Desertrose7)

Das Forschungsteam färbte die Federn mehrfach mit dem Farbstoff Rhodamin 6G ein – einem bekannten Lasermedium für Farbstofflaser – und regte sie anschließend mit einem Festkörperlaser an.

Die Forscher konnten beobachten, dass verschiedenfarbige Regionen der Feder Laserstrahlung in zwei Wellenlängen emittieren und so einen gelb-grünlichen Laserstrahl erzeugen. Dieser war zwar nicht mit bloßem Auge erkennbar, konnte aber mit Messgeräten detektiert werden.

Obwohl die verschiedenen Stellen der Feder in unterschiedlichen Farben schillerten und sich daher vermutlich in ihrer Mikrostruktur unterschieden, strahlten sie Laserlicht der gleichen Wellenlänge aus. „Die Ergebnisse deuten auf eine kritische Struktur im Inneren der Federn hin, die über verschiedene Farbregionen des Augenflecks fortbesteht“, schreiben die Autoren in der Studie. Das seien vermutlich nicht dieselben Strukturen, die für die schillernden Farben im Pfauenauge verantwortlich sind.

Wie die Makrostrukturen genau aussehen, die als Laserresonator agieren, konnte das Team nicht identifizieren. Somit fehlt bislang eine schlüssige Erklärung für den beobachteten Effekt. Nathan Dawson, Mitautor der Studie, schlug gegenüber Science vor, dass Proteinkörnchen oder ähnliche kleine Strukturen im Inneren der Federn als Laserhohlraum fungieren könnten.

Matjaž Humar, Biophotonik-Forscher an der Universität Ljubljana, sagte ebenfalls in Science, das Experiment sei „ein faszinierendes und elegantes Beispiel dafür, wie komplexe biologische Strukturen die Erzeugung von kohärentem Licht unterstützen können.“

Dawson und sein Kollege glauben, dass ihre Arbeit eines Tages zur Entwicklung von biokompatiblen Lasern führen könnte, die sicher in den menschlichen Körper für Sensor-, Bildgebungs- und Therapiezwecke eingebaut werden könnten.


(spa)



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Flugreisen mit mehr Flüssigkeit: EU erlaubt neue Gepäckregeln


Für Flugreisende galten bislang strenge Regeln für Flüssigkeiten im Handgepäck. Nun ist in der EU der Weg für ein Ende der Flüssigkeitsmengen-Begrenzung bei Flugreisen frei. Die Europäische Union hat Scanner zugelassen, die flüssige Sprengstoffe zuverlässig erkennen können und größere Flaschen im Handgepäck theoretisch erlauben, wie eine Sprecherin der EU-Kommission der Deutschen Presse-Agentur sagte. Alles Weitere sei nun Sache der Flughäfen.

Zumindest in Deutschland dürfte das Ende der 100-Milliliter-Behälter-Regel aber noch etwas auf sich warten lassen, obwohl entsprechende Scanner längst vorhanden sind. Grund ist, dass es weiter auch alte Geräte gibt und Reisende bislang nicht vorab darüber informiert werden können, an welchem Scanner sie die Sicherheitskontrolle durchlaufen werden. Zudem fehlt an manchen neuen Geräten die richtige Software.

Damit wird dort vorerst weiter gelten, dass Fluggäste Flüssigkeiten nur in Behältern mit einem Volumen von bis zu 100 Millilitern mitnehmen dürfen – und diese in einem wiederverschließbaren transparenten Plastikbeutel mit einem maximalen Fassungsvolumen von bis zu einem Liter verpackt sein müssen.

Am größten deutschen Flughafen in Frankfurt stehen nach Angaben einer Sprecherin bereits an 40 der knapp 190 Kontrollspuren die neuartigen Scanner. 40 weitere Geräte sind fest bestellt. Doch vorläufig wird sich für die Passagiere nichts ändern. Die Sprecherin verweist darauf, dass man vorher nicht wissen könne, mit welcher Technik das Handgepäck des jeweiligen Fluggastes geprüft werde. Wann der gesamte Flughafen mit der neuen Technik ausgestattet ist, stehe nicht fest.

Auch in München müssen sich die Passagiere gedulden. Die notwendigen Scanner sind zwar bereits in größerer Zahl am Flughafen München vorhanden, allerdings muss noch die Software der Geräte angepasst werden, wie ein Sprecher der Regierung von Oberbayern mitteilt. Aus Rücksicht auf das hohe Fluggastaufkommen während der bayerischen Sommerferien werden die Anpassungen jedoch auf einen bislang unbekannten Zeitpunkt verschoben. Die Beschränkung von 100 Millilitern bleibt so auch hier erst einmal bestehen. An den Kontrollspuren mit der alten herkömmlichen Technik gilt sie ohnehin weiter.

Nach Angaben der EU-Kommission werden derzeit bereits etwa 700 Geräte mit der jetzt zugelassenen Technik auf Flughäfen in 21 Ländern der Europäischen Union eingesetzt oder installiert. Die Geräte des britischen Herstellers Smiths Detection durchleuchten das Handgepäck mit der aus der Medizin bekannten Technik der Computertomografie (CT).

Statt weniger unscharfer Aufsichtsbilder liefern sie ohne Tempoverlust Hunderte Aufnahmen des Gepäckstücks, was am Kontrollschirm dreidimensionale Ansichten und die schichtweise Durchleuchtung des Gepäckinhalts ermöglicht. Auch feste und flüssige Sprengstoffe können von den Geräten erkannt werden.

Die Flüssigkeitsbeschränkungen im Luftverkehr waren 2006 eingeführt worden, nachdem bekannt geworden war, dass Terroristen an Bord eines Flugzeugs aus mehreren Flüssigkeiten Sprengstoff herstellen könnten.

Die bundesweite, vollständige Umstellung aller Kontrollspuren in der Luftfahrt sei aufwendig, teilte eine Sprecherin des Flughafenverbands ADV mit. Sie verursache nicht nur hohe Anschaffungskosten, sondern erfordere auch umfangreiche bauliche Anpassungen an den Kontrollstellen, etwa weil die Geräte größer sind. Eine Finanzierung der Kontrollgeräte könnte – je nach Zuständigkeit für die Durchführung der Kontrollen – durch die Flughafenbetreiber selbst, das Bundesinnenministerium oder die Luftsicherheitsbehörden der Länder erfolgen.

CT-Scanner sind grundsätzlich bereits seit Jahren im Einsatz. Unmittelbar nach ihrer Einführung wurden an den entsprechenden Spuren teilweise auch größere Flüssigkeitsbehälter akzeptiert. Eine offizielle Empfehlung gab es aber nicht. Im vergangenen Sommer tauchten dann aber Zweifel an der Zuverlässigkeit der Gepäckscanner auf und die EU ordnete weitere Überprüfungen an.


(olb)



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Amazon setzt mehr um als erwartet, doch die Prognose lässt Anleger zweifeln


Amazon hat im vergangenen Quartal deutlich mehr umgesetzt als selbst prognostiziert und auch von Beobachtern erwartet worden war. Zudem hat das Wachstum wieder angezogen, nachdem sich dies zuletzt abgeschwächt hatte. Allerdings hält sich der Handelskonzern beim Ausblick auf das laufende Quartal etwas zurück, sodass Anleger ebenfalls vorsichtig reagieren. Zudem erwartet die Börse, dass sich die Milliardeninvestitionen in Künstliche Intelligenz finanziell auszahlen. Amazons Aktie hat deshalb nachbörslich etwas nachgegeben.

Im Ende Juni abgeschlossenen zweiten Quartal hat Amazon den Umsatz im Jahresabstand um 13 Prozent auf 167,7 Milliarden US-Dollar gesteigert. Marktbeobachter hatten mit 162,1 Milliarden Dollar gerechnet und auch der Konzern selbst war im Mai, als Trumps Zölle den Amazon-Ausblick trübten, noch von einem Gesamtumsatz zwischen 159 und 164 Milliarden Dollar ausgegangen. Das hätte einem Wachstum von 7 bis 11 Prozent entsprochen, was der Handelsriese dann aber doch deutlich übertreffen konnte.

Das größte Wachstum weist das Cloud-Segment der AWS (Amazon Web Services) auf, wie Amazon meldet. Dessen Umsatz ist gegenüber dem Vorjahr um 17,5 Prozent auf 30,9 Milliarden Dollar gestiegen. Amazon ist in dieser Branche Marktführer, aber die Konkurrenz holt auf. Denn Microsoft Azure und Google Cloud sind zuletzt um 39 respektive 32 Prozent gewachsen. Allerdings liegt insbesondere Google beim Cloud-Umsatz noch deutlich hinter Amazon und Microsoft zurück und kam hier zuletzt auf 13,6 Milliarden Dollar. Auch deshalb steckt Alphabet mehr Milliarden in KI.

Beim Kerngeschäft Amazons, der Handelsplattform, bleibt Nordamerika der mit Abstand größte Umsatzbringer. In dieser Region hat der Konzern 100,1 Milliarden Dollar umgesetzt, 11 Prozent mehr als im Vorjahr. Der Rest der Welt konnte im selben Zeitraum zwar um 16 Prozent zulegen, kommt dabei allerdings auf lediglich 36,8 Milliarden Dollar Umsatz. Die höheren Einnahmen konnte Amazon auch auf die Gewinne übertragen. Der Betriebsgewinn ist im Jahresvergleich insgesamt um 30,6 Prozent auf 19,2 Milliarden Dollar gestiegen, wobei das internationale Geschäft die Betriebsgewinne sogar mehr als verfünffachen konnte – von 273 Millionen Dollar im Vorjahr auf zuletzt 1,5 Milliarden Dollar. Der Nettogewinn hat konzernweit um 34,8 Prozent auf jetzt 18,2 Milliarden Dollar zugelegt.

Deutliches Wachstum verzeichnet Amazon auch im Werbegeschäft, dessen Umsatz im Jahresabstand um 23 Prozent auf 15,7 Milliarden Dollar im zweiten Quartal gestiegen ist. Das lag auch über den Erwartungen der Börse, die mit 14,99 Milliarden Dollar gerechnet hatte. Diese Sparte ist relativ klein gegenüber den Shops und der Cloud, liefert aber regelmäßige Einnahmen und ist laut CNBC mittlerweile die weltweit drittgrößte Werbeplattform nach Meta Platforms und Alphabet.

Anfang dieses Jahres hatte Amazon angekündigt, 100 Milliarden Dollar in KI-Infrastruktur zu investieren, und Analysten warten bereits, dass sich das finanziell auszahlt. Amazon-Chef Andy Jassy adressiert dies dann auch in seinen Anmerkungen zu den aktuellen Geschäftszahlen. „Unsere Überzeugung, dass KI jedes Kundenerlebnis verändern wird, beginnt sich auszuzahlen“, sagte Jassy und verweist etwa auf Amazons neue Assistentin Alexa+, die dank KI mehr kann. Allerdings ist dies lediglich der Anfang, so Jassy: „Unsere KI-Fortschritte auf breiter Front verbessern weiterhin das Kundenerlebnis, die Innovationsgeschwindigkeit, die Betriebseffizienz und das Geschäftswachstum, und ich bin gespannt, was vor uns liegt.“

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Für das Anfang Juli begonnene dritte Quartal erwartet Amazon Umsätze zwischen 174 und 179,5 Milliarden Dollar, was einem Wachstum zwischen 10 und 13 Prozent gegenüber dem Vorjahr entsprechen würde. Der Betriebsgewinn soll zwischen 15,5 und 20,5 Milliarden Dollar liegen, wobei dieser letztes Jahr bereits 17,4 Milliarden Dollar betrug. Da Beobachter dieses Jahr mit 19,5 Milliarden Dollar gerechnet hatten, sind Anleger etwas enttäuscht von dieser eher verhaltenen Prognose. Der Aktienkurs von Amazon ist im nachbörslichen Handel um fast 7 Prozent gefallen.


(fds)



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Brilliant Labs stellt KI-Brille „Halo“ vor: Datenschutzfreundlich und quelloffen


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This article is also available in
English.

It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Brilliant Labs bringt mit „Halo“ neue Smart Glasses auf den Markt, die äußerlich kaum von einer herkömmlichen Alltagsbrille zu unterscheiden sind, aber ein umfangreiches Sensorpaket, ein Display und einen multimodalen KI-Assistenten in sich tragen. Die Brille basiert auf einem Open-Source-Konzept und legt laut Hersteller besonderen Wert auf Datenschutz und Anpassbarkeit.

Der integrierte KI-Assistent „Noa“ verarbeitet visuelle und akustische Informationen aus der Umgebung und soll darauf nahezu in Echtzeit reagieren. Nutzer können die Brille per Sprachbefehl steuern und so etwa Mikrofon oder Kamera aktivieren oder in den Ruhemodus versetzen.

Eine zentrale technische Neuerung im Vergleich zu Brillant Labs‘ ersten Smart Glasses „Frame“ ist das System „Narrative“. Das soll eine strukturierte, kontextbasierte Erinnerungsfunktion bereitstellen. Dabei sollen keine Rohdaten gespeichert werden. Laut Hersteller wird aus den erfassten Audio- und Videosignalen stattdessen eine abstrahierte Darstellung mit lokaler Verarbeitung erzeugt. So sollen etwa Namen oder Gesprächsinhalte auch nach längerer Zeit wieder abrufbar sein, ohne dass personenbezogene Daten in der Cloud landen.

Mit dem „Vibe Mode“ führt Brillant Labs zudem eine sprachbasierte Methode zur App-Erstellung ein. Nutzer sollen per natürlicher Sprache Anweisungen geben können, auf deren Basis Noa einfache Anwendungen erzeugt, die direkt auf der Brille ausführbar sind. Auch eine Weitergabe oder Anpassung dieser Anwendungen durch Dritte ist möglich. Technisch basiert das System auf einer Lua-Integration in das Open-Source-Betriebssystem Zephyr. Für die Rechenleistung sorgt ein energieeffizienter KI-Mikrocontroller vom Typ B1 von Alif Semiconductor, der auf lokale Verarbeitung ausgelegt ist.

Zur Ausstattung gehören ein 0,2 Zoll kleines OLED-Farbdisplay, das Inhalte direkt in das Sichtfeld projiziert, optische Sensoren, Mikrofone, eine IMU (Lagesensor) sowie Knochenschalllautsprecher in den Bügeln. Die Brille wiegt rund 40 Gramm, unterstützt verschiedene Augenabstände und soll laut Hersteller bis zu 14 Stunden mit einer Akkuladung auskommen. In Zusammenarbeit mit dem Online-Optiker SmartBuyGlasses bietet Brillant Labs zudem Korrekturgläser in verschiedenen Ausführungen an.

Während viele andere Anbieter wie Meta mit den Ray-Ban Smart Glasses auf proprietäre Systeme setzen, stellt Brilliant Labs laut eigenen Angaben sämtliche Software- und Hardwaredokumentationen offen bereit. Medieninhalte werden nicht gespeichert, sondern direkt beim Erfassen in einen nicht rückführbaren Datenstrom umgewandelt.

Der Verkaufsstart ist für November 2025 zu einem Preis von 299 US-Dollar geplant. Halo wird ausschließlich über die Unternehmenswebseite und zum Marktstart nur in begrenzter Stückzahl erhältlich sein.


(joe)



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