Von Schneiderobotern und Löcher stanzenden Hummeln

Mit dem neuen Jahr kommen neue Erfindungen: ETH-Forschende stellen 18-kar?tiges Gold her, das zehnmal leichter ist als normales 18-Karat-Gold. Grundlage ist eine Matrix aus Plastik und Proteinfasern, welche metallische Legierungselemente ersetzt.

Eine weitere Erfindung feiert ihre Weltpremiere: Ein Forschungsteam entwickelt eine Maschine, die eine Leber ausserhalb des K?rpers w?hrend einer Woche am Leben erhalten kann. Dies erm?glicht es, eine Leber vor der Transplantation zu behandeln.

Nicht einzig um Wissenschaft geht es der ETH am WEF in Davos. Unter dem Slogan ?Rethinking Creativity? widmet sich die ?ffentliche Ausstellung der Hochschule den Schnittstellen zwischen Kunst und Wissenschaft.  

Auf dem Mars bebt es tats?chlich, und zwar im Durchschnitt einmal pro Tag: Das zeigen Forschende der ETH Z¨¹rich und ihre Partner f¨¹nfzehn Monate nach der erfolgreichen Landung des Nasa-Insight-Landers auf dem Roten Planeten.

Dass sich eine h?here Biodiversit?t auch im Portemonnaie bemerkbar macht, weisen Agrarwissenschaftler nach. Wenn Landwirte die Artenvielfalt auf ihren Wiesen und Weiden f?rdern, erzielen sie h?here Ums?tze.

Forschende der ETH Z¨¹rich und der Empa drucken mit einem Zellulose-Verbundmaterial komplexe Objekte. Das Besondere: Deren Zellulosegehalt liegt h?her als derjenige von anderen 3D-gedruckten zellulosebasierten Gegenst?nden. Ein Trick hilft dabei.

Mitte M?rz hilft hingegen kein Trick mehr: Der Bundesrat beschliesst aufgrund der Corona-Pandemie den Lockdown f¨¹r die Schweiz. Die ETH-Schulleitung entscheidet sich in der Folge, den Pr?senzunterricht ab 16. M?rz bis Ende Semester einzustellen und auf Fernunterricht umzustellen.

Not macht dann aber erfinderisch: Um bei der Bew?ltigung der Pandemie zu helfen, lancieren Studierende und Forschende zahlreiche Projekte und Initiativen. Mit ?helpfulETH? entwickeln Ingenieure technische L?sungen f¨¹r Spit?ler und andere Gesundheitseinrichtungen. Eine weitere Gruppe arbeitet an einem preiswerten, einfach zu bedienenden Beatmungsger?t namens ?breathe?. Dieses soll den Engpass bei solchen Ger?ten in Schwellen- und Entwicklungsl?ndern mildern. Forschende der ETH und der EPFL entwickeln die SwissCovid App, die im Laufe der Pandemie in der Schweiz auf 1,8 Millionen Smartphones und iPhones installiert wird. Gutes tun wollen auch die Initiantinnen von ?Students4Hospitals?: Studierende aller Fachrichtungen k?nnen sich f¨¹r einen Freiwilligeneinsatz in einer Gesundheitseinrichtung eintragen. Auch Pharmaziestudierende engagieren sich im Gesundheitswesen: Sie gr¨¹nden ?pharmadelivery?, um Studierende rasch an Apotheken zu vermitteln.

Dicker Rauch aus dreckigen Kohleheizungen macht Menschen im mongolischen Winter das Leben schwer. Nun helfen ETH-Geophysiker, saubere Erdw?rme als alternative Energiequelle zu erschliessen.

Derweil analysieren Verfahrenstechniker das Potenzial verschiedener Ans?tze, um CO₂-Emissionen in der chemisch-industriellen Produktion auf netto null zu senken ¨C und kommen zum Schluss: Eine CO₂-neutrale chemische Industrie ist im Prinzip m?glich.

Digitale W?hrungen wie Bitcoin oder Ether sind zwar als Anlagen etabliert, aber zeitraubend, wenn es ums Bezahlen geht. Nicht so Snappy: Schnell wie ein Fingerschnippen und sicher obendrein soll das Krypto-Bezahlsystem von ETH-Experten f¨¹r Informationssicherheit sein.

Die Realit?t mit virtuellen Inhalten anreichern: Das Media Technology Center der ETH Z¨¹rich entwickelt verbl¨¹ffende Formate und Vertriebsmethoden f¨¹r den digitalen Medienkonsum von morgen. 

Nicht schlecht staunen Biologinnen und ?kologen, als sie bei Hummeln ein sonderbares Verhalten beobachten. Arbeiterinnen beissen in die Bl?tter von Pflanzen, die gerade nicht bl¨¹hen. Die Insekten tun dies, wenn Pollen Mangelware sind und bringen so die Pflanzen rascher zur Bl¨¹te.

Dass Mathematik Menschen in Seenot retten kann, zeigen Spezialisten f¨¹r dynamische Systeme der ETH und des MIT: Ihr Algorithmus berechnet anhand von Str?mungsdaten, wohin Objekte oder Menschen an der Meeresoberfl?che treiben. Das beschleunigt die Suche bei der Seenotrettung.

Er ist unscheinbar, platt und borstig. Doch setzt er erstmal seine Beinchen in Gang, bewegt er sich so geschmeidig und elegant wie ein Tausendf¨¹ssler fort: der magnetisch steuerbare H?rchenteppich.

Elegant sollten auch Sprachen sein, mit denen Menschen Maschinen zum Rechnen anleiten. Mit Silq entwerfen ETH-Informatiker die erste h?here Programmiersprache f¨¹r Quantencomputer, die diesem Anspruch gen¨¹gt: Silq erlaubt es, Quantenalgorithmen ?hnlich intuitiv, sicher und zuverl?ssig zu programmieren wie bei klassischen Computersprachen.

ETH-Elektroingenieure und -Physiker entwickeln einen v?llig neuen Chip, der Daten mit Licht superschnell ¨¹bertragen kann. 

Geowissenschaftler kartieren derweil Coronae-Strukturen auf der Oberfl?che der Venus. Sie realisieren erstmals, dass diese einen planetenumspannenden Feuerring bilden. Coronae entstehen dort, wo Magmas?ulen aus dem Inneren der Venus an die Oberfl?che gelangen.

Corona auf Erden besch?ftigt ETH-Professor Martin Ackermann: Er wird neuer Leiter der Swiss National Covid-19 Science Task Force. Dieses Gremium ber?t Bundesrat und Beh?rden in der Corona-Pandemie.

Schwergewichtig: Auf dem Standort H?nggerberg wird in einer spektakul?ren Aktion ein 245 Tonnen schwerer Betonzylinder verbaut. Dieser Zylinder ist das Geh?use einer geotechnischen Zentrifuge, die Erdbeben und deren Auswirkungen auf Baugrund und Bauwerke simulieren kann.

Wie man Beton aufwerten und dabei das Klima schonen kann, demonstrieren Forschende des ETH-Spin-offs Neustark: Dank dessen Technologie k?nnen Beton-Recyclingwerke Kohlendioxid dauerhaft einlagern.

Die ETH Z¨¹rich erweitert ihre Schulleitung um zwei Bereiche. Julia Dannath-Schuh wird Vizepr?sidentin f¨¹r Personalentwicklung und Leadership und Vanessa Wood wird Vizepr?sidentin f¨¹r Wissenstransfer und Wirtschaftsbeziehungen.

Eine weitere hohe Ehrung wird dem Systembiologen Ruedi Aebersold zuteil: Er wird f¨¹r seine Verdienste in der Proteinforschung mit einem der wichtigsten Schweizer Wissenschaftspreise, dem Marcel-Benoist-Preis, ausgezeichnet.

Eine ?berraschung erleben die Mars-Forscher der ETH Z¨¹rich. Ihr hochsensibles Messinstrument auf der Marsoberfl?che registriert nicht nur Beben, sondern auch Transite der Marsmonde vor der Sonne.

Robotiker entwickeln den Heissdraht-Schneideroboter RoboCut, dessen Draht sich w?hrend der Schneidarbeit flexibel biegen l?sst. Er kann dadurch in wenigen Schritten sehr komplexe Objekte erschaffen.

Neuroforschende erarbeiten eine Methode, mit der sie Medikamente im Hirn punktgenau freisetzen k?nnen. Damit k?nnte es k¨¹nftig m?glich werden, Psychopharmaka, Chemotherapeutika und andere Medikamente nur in jene Hirnregionen zu bringen, wo das gew¨¹nscht ist.

Die ETH Z¨¹rich er?ffnet ein neues Forschungszentrum f¨¹r k¨¹nstliche Intelligenz. Ein Kernteam von 29 Professuren, ein neuer Gesch?ftsf¨¹hrer und ein Fellowship-Programm sollen die interdisziplin?re Erforschung dieser Schl¨¹sseltechnologie weiter voranbringen.

Auch Afrika soll vom ETH-Knowhow profitieren: Zusammen mit der Ashesi-Universit?t in Ghana und grossen Schweizer Unternehmen schafft die ETH einen neuen Master-Studiengang, um Ingenieure aus Afrika f¨¹r Afrika auszubilden.

Was Ingenieurskunst mitunter leisten kann, zeigen ETH-Bauingenieure und -Architekten: Sie bauen ein doppelt gekr¨¹mmtes Betondach. Um dieses zu erstellen, mussten sie komplett neue Bauverfahren entwickeln.

Und er findet doch statt: der Cybathlon. 51 Teams aus 20 L?ndern k?mpfen wegen der Covid-19-Pandemie in ihrem jeweiligen Heimatland und zeitlich versetzt zu anderen Teams um den Sieg. Wie beim ersten Mal vor vier Jahren l?sen Pilotinnen und Piloten mithilfe von modernen Assistenzsystemen Alltagsaufgaben in sechs Disziplinen.

Dass sich die DNA-Synthese nutzen l?sst, um riesengrosse echte Zufallszahlen zu generieren, zeigen ETH-Chemieingenieure auf. Es ist das erste Mal, dass eine Zahl in dieser Gr?ssenordnung mit chemisch-biologischen Mitteln erstellt wurde.

Ein Team von ?kologen weist bei europ?ischen Laubb?umen nach, dass diese ihre Bl?tter im Herbst fr¨¹her abwerfen, wenn sie im Fr¨¹hling und Sommer dank w?rmeren Temperaturen mehr Photosynthese betreiben. Erwartet hat man das Gegenteil ¨C dass sich der Laubfall weiter versp?tet.

ETH-Forschende nutzen magnetische Bakterien, um auf der Mikroebene Fl¨¹ssigkeiten zu beeinflussen. So k?nnten sie in Zukunft Krebsmedikamente in der Blutbahn pr?zise zu einem Tumor bringen.

In der Orthop?die aktiv wurden Ingenieure des ETH Feasibility Lab. Sie entwickeln gemeinsam mit dem Internationalen Roten Kreuz (IKRK) eine Beinprothese, deren Verschleissteil man einfach auswechseln kann. K¨¹nftig k?nnten mehr Minenopfer mit einer solchen Prothese versorgt werden.

Dar¨¹ber hinaus wollen die beiden ETH in Z¨¹rich und Lausanne mit dem IKRK die Initiative ?Engineering Humanitarian Aid? durchf¨¹hren. Dabei wollen die Hochschulen Wissen und Technologien aus den Bereichen Energie und Umwelt, Datenwissenschaft und Digitaltechnologie sowie personalisierte Medizin zur Bew?ltigung humanit?rer Krisen nutzbar machen.