51 Antworten in diesem Thema

[Jannis]

Wer mir auf LinkedIn folgt, kennt das schon: in unregelmäßigen Abständen poste ich gerne aktuelle wissenschaftliche Veröffentlichungen, die für Sci-Fi-Autor*innen spannend sein könnten, da sie viele Themen der Zukunft aus der heutigen Sicht ansprechen:

 

Quelle:

Widjaja, A.A., Lim, WW., Viswanathan, S. et al. Inhibition of IL-11 signalling extends mammalian healthspan and lifespan. Nature (2024). https://doi.org/10.1...86-024-07701-9 

 

Abstract: 

For healthspan and lifespan, ERK, AMPK and mTORC1 represent critical pathways and inflammation is a centrally important hallmark1,2,3,4,5,6,7. Here we examined whether IL-11, a pro-inflammatory cytokine of the IL-6 family, has a negative effect on age-associated disease and lifespan. As mice age, IL-11 is upregulated across cell types and tissues to regulate an ERK–AMPK–mTORC1 axis to modulate cellular, tissue- and organismal-level ageing pathologies. Deletion of Il11 or Il11ra1 protects against metabolic decline, multi-morbidity and frailty in old age. Administration of anti-IL-11 to 75-week-old mice for 25 weeks improves metabolism and muscle function, and reduces ageing biomarkers and frailty across sexes. In lifespan studies, genetic deletion of Il11 extended the lives of mice of both sexes, by 24.9% on average. Treatment with anti-IL-11 from 75 weeks of age until death extends the median lifespan of male mice by 22.5% and of female mice by 25%. Together, these results demonstrate a role for the pro-inflammatory factor IL-11 in mammalian healthspan and lifespan. We suggest that anti-IL-11 therapy, which is currently in early-stage clinical trials for fibrotic lung disease, may provide a translational opportunity to determine the effects of IL-11 inhibition on ageing pathologies in older people.

 

Übersetzung:

Für die Gesundheitsspanne und die Lebensdauer stellen ERK, AMPK und mTORC1 kritische Signalwege dar, und Entzündung ist ein zentraler wichtiger Marker. Hier haben wir untersucht, ob IL-11, ein proinflammatorisches Zytokin aus der IL-6-Familie, eine negative Wirkung auf altersbedingte Krankheiten und die Lebensdauer hat. Mit zunehmendem Alter von Mäusen wird IL-11 in verschiedenen Zelltypen und Geweben hochreguliert, um eine ERK-AMPK-mTORC1-Achse zu regulieren und altersbedingte Pathologien auf zellulärer, geweblicher und organismischer Ebene zu modulieren. Die Deletion von Il11 oder Il11ra1 schützt vor metabolischem Abbau, Multimorbidität und Gebrechlichkeit im Alter. Die Verabreichung von Anti-IL-11 an 75 Wochen alte Mäuse über 25 Wochen verbessert den Stoffwechsel und die Muskelfunktion und reduziert altersbedingte Biomarker und Gebrechlichkeit bei beiden Geschlechtern. In Lebensdauerstudien verlängerte die genetische Deletion von Il11 das Leben von Mäusen beider Geschlechter im Durchschnitt um 24,9%. Die Behandlung mit Anti-IL-11 von 75 Wochen bis zum Tod verlängert die mittlere Lebensdauer von männlichen Mäusen um 22,5% und von weiblichen Mäusen um 25%. Zusammen zeigen diese Ergebnisse eine Rolle des proinflammatorischen Faktors IL-11 in der Gesundheitsspanne und Lebensdauer von Säugetieren. Wir schlagen vor, dass die Anti-IL-11-Therapie, die derzeit in klinischen Studien der Phase I für fibrotische Lungenerkrankungen getestet wird, eine translationale Möglichkeit bietet, die Auswirkungen der IL-11-Inhibition auf altersbedingte Pathologien bei älteren Menschen zu bestimmen.

 

Was heißt das?

Langlebigkeit (longevity) in Science-Fiction-Romanen ("eine Spritze und der (reiche) Antagonist lebt viel länger") ist greifbar. Aktuell gibt es in diesem Bereich extrem viel Forschung (tatsächlich auch erste vielversprechende Menschenversuche). Diese Forschung ist meistens von sehr reichen Menschen finanziert. 

 

Das Kleingedruckte:

Funding (wer hat es bezahlt):

This research is supported by the National Medical Research Council (NMRC) MOH-STaR21nov-0003 (S.A.C.), NMRC Centre Grant to the NHCS (S.A.C.), MOH‐CIRG18nov‐0002 (S.A.C.), Tanoto Foundation (S.A.C.), Leducq Foundation (S.A.C.), NMRC/OFYIRG/0053/2017 (A.A.W.), NMRC MOH-OFIRG21nov-0006 (A.A.W.), NMRC MOHOFLCG22may-0003 (A.A.W.), Khoo Foundation (A.A.W. and E.A.), and Goh Foundation (S.A.C. and A.A.W.). N.H. is supported by Leducq Foundation 16CVD03, ERC advanced grant under the European Union Horizon 2020 Research and Innovation Program (AdG788970), and Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG-German Research Foundation) SFB 1470 HFpEF. W.-W.L. is supported by A*STAR AME YIRG (A2084c0157). B.K.S. is supported by MOH-OFIRG19may-0002. The D.J.W. lab is supported by the Wellcome Trust Grant 098565/Z/12/Z and the MRC grant MC-A654-5QB40. The J.G. lab is supported by MRC (MC-U120085810) and CRUK (C15075/A28647) grants. The D.C. lab is supported by the MRC grant MC-A654-5QB10. The S.A.C. laboratory receives core grant support from the MRC LMS and is also supported by the British Heart Foundation’s Big Beat Challenge award to CureHeart (BBC/F/21/220106).

 

Competing interests (Interessenkonflikte)

A.A.W., B.C., B.K.S., S.S. and S.A.C. are co-inventors of a patent family that includes: WO2022090509A (methods to extend healthspan and treat age-related diseases) and WO2018109174 (IL-11 antibodies). S.S. and S.A.C. are co-founders and shareholders of Enleofen Bio Pte Ltd and VVB Bio Pte Ltd. A.A.W. had consulted for VVB Bio on work unrelated to the study presented here. J.G. has acted as a consultant for Unity Biotechnology, Geras Bio, Myricx Pharma and Merck KGaA. Pfizer and Unity Biotechnology have funded research in the J.G. laboratory unrelated to the work presented here. J.G. owns equity in Geras Bio. J.G. is a named inventor in MRC and Imperial College patents related to senolytic therapies (the patents are not related to the work presented here). The other authors declare no competing interests.

 

 

[Fermentarius]

Spannender Artikel, und veröffentlicht in "Nature", also einem der bekannteren und renommierteren Journale. Trotzdem bin ich da etwas skeptisch. Erstmal: IL steht für Interleukin. Die Interleukine sind Botenstoffe, die zur Regulation des Immunsystems dienen. Bei DocCheck gibt es eine gute Kurzübersicht.

Das ständige Entzündungen das Leben eher verkürzen ist bekannt. Andererseits sind Entzündungen notwendige Reaktionen auf Angriffe gegen den Körper. In einer sterilen oder wenigstens keimarmen Laborumgebung können Mäuse sicher länger leben, wenn man einige Entzündungsreaktionen dämpft. Im freier Wildbahn mag das anders aussehen, weil die Mäuse dort ständig mit Infektionen und Verletzungen zu kämpfen haben. Übrigens haben diese Nagetiere, wie auch die Ratten, ein geradezu hyperaktives Immunsystem. Man kann ohne weitere Vorkehrungen bei Ratten die Bauchhöhle öffnen, irgendwas operieren und den Situs wieder zunähen - und alles ohne besonders steril arbeiten zu müssen. Bei Menschen würde das nie funktionieren.

Die ausdrücklich erwähnten finanziellen Interessen wichtiger Autoren der Arbeit lassen es auch zumindest möglich erscheinen, dass die Ergebnisse etwas einseitig bewertet werden.

Mein Fazit: Wenn du als Mensch länger leben willst, brauchst du eher keinen IL-11-Inhibitor. Mein ärztlicher Rat: Mittelmeerdiät (oder Paläodiät) , Übergewicht vermeiden, regelmäßig Sport treiben, früh schlafen gehen und früh aufstehen. Ob du dadurch länger lebst, ist natürlich nicht sicher. Du könntest beispielsweise beim Joggen von einem Bus überfahren werden. Aber wenn 1000 Leute sich gesund verhalten, werden sie in der Summe einige Jahre älter als eine ungesund lebende Vergleichsgruppe.

Also überleg's dir. Vielleicht hilft dir der auch dieser alte Witz dabei:

Der Arzt klärt einen Patienten auf, wie er möglichst gesund lebt (siehe oben) und auf was er möglichst verzichtet (Rauchen, Trinken, Exzesse aller Art, alle sieben Todsünden etc.). Und der Patient fragt: "Und Sie sind sicher, dass ich dann länger lebe?" Arzt: "Nein, aber es wird Ihnen so vorkommen."

[Jannis]

Sorry, wenn es da falsch rüber kam: vom Nature Paper zur Realität ist noch ein weiter Weg und bietet der Science Fiction viel Spielraum, darauf wollte ich hin. Ich will hier wissenschaftliche Neuigkeiten vorstellen, die man heute im SciFi wiederfindet aber erst in 50-100 in der Realität. 

 

Wer heute etwas tun will, macht es genauso so wie von Fermentarius beschrieben  

 

Zum Thema Mittelmeerdiät: Olivenöl und viele Nüsse: Primary Prevention of Cardiovascular Disease with a Mediterranean Diet Supplemented with Extra-Virgin Olive Oil or Nuts | New England Journal of Medicine (nejm.org)

 

 

 

Conclusions

In this study involving persons at high cardiovascular risk, the incidence of major cardiovascular events was lower among those assigned to a Mediterranean diet supplemented with extra-virgin olive oil or nuts than among those assigned to a reduced-fat diet.

[Jannis]

Neuer Tag, neues Thema: 

 

In vielen SciFi Romanen spielen Nanobots eine wichtige Rolle, besonders wenn es darum geht, dass Verletzungen oder Vergiftungen des Protagonisten von Innen automatisch geheilt werden. Wieso aber auf aufwendige Technik verlassen, wenn es auch natürlich Methoden geben könnte. So berichtet ein Forscherteam in Nature Microbiology, dass man auch Parasiten (in diesem Fall Toxoplasmen) nehmen kann, um bestimmte Stoffe (z.B. Proteine) in Nervenzellen ins Gehirn zu bringen. 

 

Quelle:

Bracha, S., Johnson, H.J., Pranckevicius, N.A. et al. Engineering Toxoplasma gondii secretion systems for intracellular delivery of multiple large therapeutic proteins to neurons. Nat Microbiol (2024). https://doi.org/10.1...564-024-01750-6

 

Abstract:

Delivering macromolecules across biological barriers such as the blood–brain barrier limits their application in vivo. Previous work has demonstrated that Toxoplasma gondii, a parasite that naturally travels from the human gut to the central nervous system (CNS), can deliver proteins to host cells. Here we engineered T. gondii’s endogenous secretion systems, the rhoptries and dense granules, to deliver multiple large (>100 kDa) therapeutic proteins into neurons via translational fusions to toxofilin and GRA16. We demonstrate delivery in cultured cells, brain organoids and in vivo, and probe protein activity using imaging, pull-down assays, scRNA-seq and fluorescent reporters. We demonstrate robust delivery after intraperitoneal administration in mice and characterize 3D distribution throughout the brain. As proof of concept, we demonstrate GRA16-mediated brain delivery of the MeCP2 protein, a putative therapeutic target for Rett syndrome. By characterizing the potential and current limitations of the system, we aim to guide future improvements that will be required for broader application.

 

Übersetzung:

"Die Lieferung von Makromolekülen über biologische Barrieren wie die Blut-Hirn-Schranke begrenzt ihre Anwendung in vivo. Vorherige Arbeiten haben gezeigt, dass Toxoplasma gondii, ein Parasit, der natürlicherweise vom menschlichen Darm zum zentralen Nervensystem (ZNS) wandert, Proteine an Wirtszellen liefern kann. Wir haben die endogenen Sekretionssysteme von T. gondii, die Rhoptrien und dichten Granula, so modifiziert, dass sie mehrere große (>100 kDa) therapeutische Proteine in Neuronen über translationale Fusionen mit Toxofilin und GRA16 liefern. Wir zeigen die Lieferung in kultivierten Zellen, Hirnorganoiden und in vivo und untersuchen die Proteinaktivität mittels Bildgebung, Pull-Down-Assays, scRNA-seq und fluoreszierenden Reportern. Nach intraperitonealer Verabreichung bei Mäusen zeigen wir eine robuste Lieferung und charakterisieren die 3D-Verteilung im gesamten Gehirn. Als Machbarkeitsnachweis demonstrieren wir die GRA16-vermittelte Gehirnlieferung des MeCP2-Proteins, einem potenziellen therapeutischen Ziel für das Rett-Syndrom. Durch die Charakterisierung des Potenzials und der aktuellen Einschränkungen des Systems möchten wir zukünftige Verbesserungen anleiten, die für eine breitere Anwendung erforderlich sind."

 

Was heißt das?

Benutze doch einfach in deinem nächsten Sci-Fi-Roman statt Nanobots einfach modifizierte organische Parasiten  

[Fermentarius]

Hallo Jannis, das ist wieder ein richtig spannendes Thema!

Sicher kann man Toxoplasma Gondii benutzen, um Proteine an der Blut-Hirn-Schranke vorbei zu mogeln. Aber T Gondii dringt nicht zufällig in Mäuse- und Menschengehirne ein. Er hat seine eigene finstere Agenda. Er macht Mäuse gegenüber Katzen außerordentlich mutig, buchstäblich todesmutig. Die Katzen wissen das zu schätzen und fressen solche infizierten Mäuse gerne. Der eigentliche Endwirt von T Gondii ist nämlich die Katze, und T Gondii verleitet Mäuse dazu, Katzen geradezu zu suchen. Wer es genauer wissen will, kann es in der Wikipedia oder bei DocCheck nachlesen. Ist außerordentlich spannend. 

Bei Menschen haben einige Forscher auch bereits Verhaltensveränderungen festgestellt, sie werden risikobereiter - möglicherweise jedenfalls, denn sicher ist das bisher nicht.

Einige Medikamente durchdringen die Blut-Hirn-Schranke übrigens, andere tun das nicht. Man braucht also keine Nanobots und keine T. Gondii. Im Notfall würde man Medikamente direkt in den Liquor, die Hirnflüssigkeit spritzen.

Noch ein Nachtrag zur Langlebigkeit: Reiche leben schon heute länger, weil sie sich eine bessere Behandlung leisten können. Eine Langlebigkeitsspritze würde auch nur dann Sinn ergeben, wenn sie wirklich alle, und zwar absolut alle Körperfunktionen verjüngt. Und soetwas ist bisher noch nicht erfunden. Ich würde es gerne nehmen, mit meinen 67 Jahren spüre ich langsam das Alter. Aber, ehrlich gesagt, ich glaube nicht daran.

[Jannis]

Heute mal was aus der Physik: 

 

Ein häufig wiederkehrendes Element der Science Fiction ist die Simulation.... der Protagonist ist gar nicht Teil der Realität, wie wie sie wahrnehmen, sondern befindet sich nur in einem simulierten Universum. Mit welcher Garantie ist denn unser Universum nicht auch nur eine Simulation? 

 

Prof. Melvin Vopson, Professor für Physik an der University Portmouth, findet das gar nicht so abwegig:

 

Quelle:

Melvin M. Vopson; The second law of infodynamics and its implications for the simulated universe hypothesis. AIP Advances 1 October 2023; 13 (10): 105308

The second law of infodynamics and its implications for the simulated universe hypothesis | AIP Advances | AIP Publishing

 

Abstract:

The simulation hypothesis is a philosophical theory, in which the entire universe and our objective reality are just simulated constructs. Despite the lack of evidence, this idea is gaining traction in scientific circles as well as in the entertainment industry. Recent scientific developments in the field of information physics, such as the publication of the mass-energy-information equivalence principle, appear to support this possibility. In particular, the 2022 discovery of the second law of information dynamics (infodynamics) facilitates new and interesting research tools at the intersection between physics and information. In this article, we re-examine the second law of infodynamics and its applicability to digital information, genetic information, atomic physics, mathematical symmetries, and cosmology, and we provide scientific evidence that appears to underpin the simulated universe hypothesis.

 

Übersetzung:

Die Simulationstheorie ist eine philosophische Hypothese, nach der das gesamte Universum und unsere objektive Realität nur simulierte Konstrukte sind. Trotz des Mangels an Beweisen gewinnt diese Idee sowohl in wissenschaftlichen Kreisen als auch in der Unterhaltungsindustrie an Bedeutung. Kürzlich erfolgte wissenschaftliche Entwicklungen im Bereich der Informationsphysik, wie die Veröffentlichung des Äquivalenzprinzips von Masse, Energie und Information, scheinen diese Möglichkeit zu unterstützen. Insbesondere die Entdeckung des zweiten Gesetzes der Informationsdynamik (Infodynamik) im Jahr 2022 eröffnet neue und interessante Forschungsmöglichkeiten an der Schnittstelle von Physik und Information. In diesem Artikel untersuchen wir erneut das zweite Gesetz der Infodynamik und seine Anwendbarkeit auf digitale Informationen, genetische Informationen, Atomphysik, mathematische Symmetrien und Kosmologie. Dabei liefern wir wissenschaftliche Belege, die die Hypothese eines simulierten Universums zu stützen scheinen.

 

Viel Spass in der Matrix! 

[Fermentarius]

Meine Güte, was du da alles ausgräbst! Das ist auch wieder richtig spannend.

Ich hatte von einem "zweiten Gesetz der Infodynamik" noch nie gehört. Nach einer schnellen Recherche im Internet war ich dann etwas schlauer. Diese Hypothese, von einer Entdeckung kann man eigentlich nicht sprechen, stammt von dem gleichen Autor, der jetzt auch die kühnen Schlussfolgerungen daraus zieht. Alle Artikel, die man darüber im Internet finden, geben mehr oder weniger wörtlich die Pressemitteilung seiner Universität dazu wieder. Die Fachkollegen hüllen sich in Schweigen. Andererseits ist die Idee auch etwas abgedreht. Grundsätzlich ist es richtig, dass Information ein Minimum an freier Energie voraussetzt. Um 1 und 0 unterscheiden zu können, brauche ich eine Energiedifferenz. Wenn die Entropie ein Maximum erreicht, also alle Energieunterschiede ausgegraut sind, dann gibt es weder schwarz noch weiß, und jede Information ist verloren. Nach der Theorie von Vopson soll allerdings die Informationsentropie eher sinken, der Informationsgehalt des Universums also zunehmen (wenn ich das richtig verstehe).

In seiner jetzigen Arbeit versucht er das Anhand der Mutationen des COVID-19-Virus zu beweisen. Die Länge seiner DNA verringert sich leicht bei den Mutationen, während der Informationsgehalt gleich bliebt. Damit sinkt die Shannon-Entropie, also die Redundanz der Information. Und das geschah, meint Vopson, von selbst. Und daraus schließt er:

 

This result not only confirms the universal validity of the second law of infodynamics but also points to a possible governing mechanism of genetic mutations,² currently believed to be just random events. The observation of the information entropic force that governs genetic mutations is very powerful because it challenges the Darwinian view that genetic mutations are complete random events and could be used to develop predictive algorithms for genetic mutations before they occur.

Das ist schon heftig. Also: Genetische Mutationen treten keineswegs rein zufällig auf. Es gibt Stellen im genetischen Code, die anfälliger sind als andere. Und es gibt Reparaturmechanismen für DNA-Fehler, die ebenfalls nicht rein zufällig arbeiten. Zum zweiten sollte ein Naturwissenschaftler eigentlich wissen, dass ein Beispiel nicht die universelle Gültigkeit einer Hypothese beweist. Zumal das Beispiel auch noch falsch gewählt ist.

Noch mal zum Thema Entropie: Die Entropie in einem System bleibt bestenfalls gleich, oder sie steigt an. Das wissen die meisten noch aus der Schule. Aber dieses Prinzip gilt nur, wenn das System im thermodynamischen Gleichgewicht ist, also weder Energie zugeführt wird noch abfließt. Auf der Erde haben wir aber ein Fließgleichgewicht. Die Sonne führt auf der Tagseite der Erde ständig Energie zu, die auf der Nachtseite wieder abfließt. Wir haben also eine ständige Energiedifferenz, einen Energiefluss. Das ist etwas abstrakt, deshalb hier ein passendes Bild.

Stellen wir uns einen Teich vor, der von einem Gebirgsbach gespeist wird. Es bildet sich darin ein komplexes Muster von Strömungen, Strudeln, Bodenwellen, stehenden Wasserwellen. Und diese Muster scheinen sich spontan zu bilden, es entsteht wie von selbst Ordnung aus Unordnung. Tatsächlich hängt das mit dem ständigen Wasserfluss (=Energiefluss) zusammen. Bereits die religiösen Kreationisten haben fälschlich argumentiert, dass nicht von selbst Leben, also komplexe Ordnung, entstehen könne, was also das Eingreifen eines Gottes beweise. Aber in einem Fließgleichgewicht kann die Entropie rückwärts laufen, ohne eine Simulation oder einen Gott bemühen zu müssen.

Wenn ich Vopson nicht gerade komplett falsch verstanden haben, ist er genau dem Fehler aufgesessen, den auch die Kreationisten begehen, nämlich nicht zwischen den Vorgängen im Fließgleichgewicht und im thermodynamischen Gleichgewicht zu differenzieren. Alle weiteren Schlussfolgerungen daraus sind damit hinfällig.

Die Idee, dass wir in einer Simulation leben, ist übrigens nicht neu. Bereits 1964 hat Daniel F. Galouye den Roman "Simulacron 3" geschrieben, in dem ein Team einen Alltags-Simulator baut, der Marktforschung betreiben soll. Dann stellen die Beteiligten plötzlich fest, dass sie selbst in einer Simulation leben ...

Rainer Werner Fassbinder hat den Stoff kongenial verfilmt. Das war noch lange vor den Matrixfilmen. Nick Boström, der Direktor des "Future of Humanity Institute" der Universität Oxford hat übrigens ein geniales Argument vorgebracht vorgebracht, warum wir höchstwahrscheinlich in einer Simulation leben. Ich gebe es hier sehr verkürzt wieder, sonst wird der Beitrag zu lang: Es gibt nur eine Wirklichkeit, aber beliebig viele Simulationen davon, oder anders ausgedrückt: In einem Heuhaufen sind sehr viele Strohhalme, aber nur eine Stricknadel. Dass wir bei einem blinden Griff einen Strohhalm erwischen, ist sehr viel wahrscheinlicher als die Stricknadel zu greifen.

Und, ach ja: Würde die Simulation eigentlich beendet werden, wenn die Charaktere darin herauskriegen, dass sie nur simuliert sind?

Bearbeitet von Fermentarius, 01 August 2024 - 19:19.

[Jannis]

Neue Woche, neuer Spass  

 

Viele Sci Fi-Stories setzen voraus, dass omnipotente und -wissende KIs die Welt beherrschen, entweder als die nette KI, die sich um die Menschen kümmert oder als künstlicher Diktator. 

 

Jetzt ist die Programmierung für aktuelle generative Modelle gar nicht so kompliziert und kann häufig auch als Open Source frei heruntergeladen werden. Das komplizierte / teure / aufwendige ist das Training dieser Modelle. Darum setzt man verstärkt nicht mehr auf reale Trainingsdatensätze, sondern lässt eine KI mit den von einer anderen/gleichen KI erzeugten Datensätzen trainieren.

 

Das wird gemäß jetzt veröffentlichter Simulationen leider nicht lange gut gehen. Wie bei dem Rinderwahnsinn, bei dem Rinder die klein geriebenen mit Prionen infizierten Gehirn von anderen Rindern zum Fraß vorgesetzt bekommen haben, beschreiben die Forscher auch hier eine "Selbstverzehrung"

 

Quelle:

Sina Alemohammad, Josue Casco-Rodriguez, Lorenzo Luzi, Ahmed Imtiaz Humayun, Hossein Babaei, Daniel LeJeune, Ali Siahkoohi, Richard G. Baraniuk:

Self-Consuming Generative Models Go MAD, arXiv:2307.01850 [cs.LG]

https://doi.org/10.4...rXiv.2307.01850

 

Abstract:

Seismic advances in generative AI algorithms for imagery, text, and other data types has led to the temptation to use synthetic data to train next-generation models. Repeating this process creates an autophagous (self-consuming) loop whose properties are poorly understood. We conduct a thorough analytical and empirical analysis using state-of-the-art generative image models of three families of autophagous loops that differ in how fixed or fresh real training data is available through the generations of training and in whether the samples from previous generation models have been biased to trade off data quality versus diversity. Our primary conclusion across all scenarios is that without enough fresh real data in each generation of an autophagous loop, future generative models are doomed to have their quality (precision) or diversity (recall) progressively decrease. We term this condition Model Autophagy Disorder (MAD), making analogy to mad cow disease.

 

Übersetzung:

Seismische Fortschritte in generativen KI-Algorithmen für Bilder, Texte und andere Datentypen haben zur Versuchung geführt, synthetische Daten zur Schulung von Modellen der nächsten Generation zu verwenden. Die Wiederholung dieses Prozesses erzeugt eine autophage (selbstverzehrende) Schleife, deren Eigenschaften schlecht verstanden sind. Wir führen eine gründliche analytische und empirische Analyse unter Verwendung modernster generativer Bildmodelle von drei Familien autophager Schleifen durch, die sich darin unterscheiden, wie fest oder frisch reale Trainingsdaten durch die Generationen des Trainings verfügbar sind und ob die Proben von Modellen der vorherigen Generation voreingenommen waren, um die Datenqualität gegen die Vielfalt abzuwägen. Unsere Hauptschlussfolgerung in allen Szenarien ist, dass ohne genügend frische reale Daten in jeder Generation einer autophagen Schleife zukünftige generative Modelle dazu verdammt sind, dass ihre Qualität (Präzision) oder Vielfalt (Recall) progressiv abnimmt. Wir nennen diesen Zustand Model Autophagy Disorder (MAD), in Anlehnung an die Rinderwahnsinn-Krankheit.

[Fermentarius]

Wieder eine interessante Arbeit, an der man wunderbar den grundlegenden Unterschied zwischen natürlicher und künstlicher Intelligenz sehen kann. Zumindest der KI nach den gegenwärtigen Standard. Die natürliche Intelligenz ermöglicht es uns (und überhaupt allen Tieren mit einem zentralen Nervensystem), sich in der Welt zu bewegen. Die von den Sinnesorgane gelieferten Daten werden verarbeitet und in Aktionen umgesetzt. Dazu muss ein Tier lernen, seine Effektoren (also den Bewegungsapparat und andere Systeme, mit denen er die Umwelt aktiv beeinflusst) richtig einzusetzen. Die Tiere lernen also, sich in einer gegebenen Umwelt sinnvoll zu verhalten und trainieren ihr Verhalten ständig an der Umwelt. Bei Menschen kommt noch die Fähigkeit dazu, abstrakte Begriffe zu verstehen. Diese Fähigkeit gleichen sie ständig mit anderen Menschen ab, indem sie sich mit ihnen unterhalten und dabei abstrakte Konzepte austauschen.

Außerdem haben Tiere, wobei ich Menschen ausdrücklich einschließe, auch bestimmte Motive, etwas zu tun. Im einfachsten Fall haben sie Hunger oder Angst. Die aktuelle künstliche Intelligenz ist dagegen eine reine Wahrscheinlichkeitsmaschine. Bei ChatGPT entsteht eine Antwort in der ersten Stufe dadurch, dass der Frage und der entstehenden Antwort das nach dem Training jeweils wahrscheinlichste Wort angehängt wird. Weil das erstmal Blödsinn ergibt, werden die Ergebnisse dann weiter verfeinert, indem z. B. die Bedeutungen von Worten je nach den Worten in der Umgebung anders interpretiert werden. Im Online-Portal Golem war vor einiger Zeit ein exzellenter Artikel dazu zu lesen. ChatGPT und andere Systeme gleichen ihre gespeicherten Wahrscheinlichkeiten und Zusammenhänge niemals mit der Wirklichkeit ab, das können sie überhaupt nicht. Menschen schreiben Texte, die wenigstens im Ansatz einem Abgleich mit der Wirklichkeit standhalten müssen. KI-Texte tun das nicht. Wenn ich also KI-Texte an die KI zurückfüttere, schwäche ich die Verbindung mit der Wirklichkeit. Die oben zitierte Arbeit ist übrigens nicht die erste dieser Art, sie hat aber zugegeben einen originellen Namen für das Phänomen erfunden. Bisher war es unter dem Stichwort "Modell-Kollaps" bekannt, und hat unter "Model Collapse" einen Eintrag der englischen Wikipedia.

Richtig spannend dürfte die KI werden, wenn Roboter anfangen, selbstständig ihre Umgebung zu erkunden, und eine innere Motivation entwickeln, ein immer abstrakteres Modell ihrer Umwelt aufzubauen, das sie dann im Gespräch mit Menschen und anderen Robotern ständig abgleichen und verbessern. Dann sollten wir uns wirklich Sorgen machen ...

[Jannis]

Die "blue zones" der Langlebigkeit sind wohl nur statistischer Irrtümer, dafür hat jetzt eine Studie die Englischsprachigen Länder verglichen: 

 

Abstract

Objective To compare life expectancy levels and within-country geographic variation in life expectancy across six high-income Anglophone countries between 1990 and 2018.

Design Demographic analysis using aggregated mortality data.

Setting Six high-income Anglophone countries (USA, UK, Canada, Australia, Ireland and New Zealand), by sex, including an analysis of subnational geographic inequality in mortality within each country.

Population Data come from the Human Mortality Database, the WHO Mortality Database and the vital statistics agencies of six high-income Anglophone countries.

Main outcome measures Life expectancy at birth and age 65; age and cause of death contributions to life expectancy differences between countries; index of dissimilarity for within-country geographic variation in mortality.

 

Results:

Among six high-income Anglophone countries, Australia is the clear best performer in life expectancy at birth, leading its peer countries by 1.26–3.95 years for women and by 0.97–4.88 years for men in 2018. While Australians experience lower mortality across the age range, most of their life expectancy advantage accrues between ages 45 and 84. Australia performs particularly well in terms of mortality from external causes (including drug- and alcohol-related deaths), screenable/treatable cancers, cardiovascular disease and influenza/pneumonia and other respiratory diseases compared with other countries. Considering life expectancy differences across geographic regions within each country, Australia tends to experience the lowest levels of inequality, while Ireland, New Zealand and the USA tend to experience the highest levels

 

Conclusion:

Australia has achieved the highest life expectancy among Anglophone countries and tends to rank well in international comparisons of life expectancy overall. It serves as a potential model for lower-performing countries to follow to reduce premature mortality and inequalities in life expectancy.

 

Übersetzung:

Australien hat die höchste Lebenserwartung unter den englischsprachigen Ländern erreicht und schneidet auch in internationalen Vergleichen der Lebenserwartung insgesamt gut ab. Es dient als potenzielles Modell für Länder mit schlechteren Leistungen, um die vorzeitige Sterblichkeit zu reduzieren und Ungleichheiten in der Lebenserwartung zu verringern.

 

Quelle: 

Life expectancy and geographic variation in mortality: an observational comparison study of six high-income Anglophone countries | BMJ Open

[Rezensionsnerdista]

Damit ihr nicht denkt, Uhr wärt nur zu zweit, ich lese auch mit, Google gleich die Mittelmeer Diät und hoffe, nicht beim Joggen unter den Bus zu kommen ...

[Fermentarius]

Damit ihr nicht denkt, Uhr wärt nur zu zweit, ich lese auch mit, Google gleich die Mittelmeer Diät und hoffe, nicht beim Joggen unter den Bus zu kommen ...

Das freut mich doch. Zur Mittelnmeerdiät wirst du einiges finden. Die wird schon seit Jahrzehnten empfohlen und hat alle zwischenzeitlichen Modediäten ausgestochen. Sie ist wirklich gesund und lebensverlängernd.

 

Zu Jannis' aktuellen Link: Australien hat also die höchste Lebenserwartung von sechs englischsprachigen Industrieländern. Die regionalen Unterschiede sind auch geringer als z.B. in den USA (was niemanden richtig wundern muss).

Das wird die Australier sicherlich freuen. Sonst kann man aus der Arbeit aber nicht allzu viel entnehmen. Mein Eindruck: Da hat jemand im Grunde nur eine Statistik kommentiert. Der Erkenntnisgewinn aus der Arbeit geht gegen Null. Die Behauptung, dass Australien als Modell für andere herhalten soll, muss schon etwas besser begründet und zumindest weiter ausgeführt werden. Zum desolaten Zustand des britischen NHS als Ursache der geringen Lebenserwartung in England verliert die Arbeit kein Wort - buchstäblich, denn der Begriff NHS taucht nicht auf. Als Gutachter hätte ich schon verlangt, dass die Vergleiche etwas mehr in die Tiefe gehen.

Deutschland hat übrigens im Vergleich zu anderen europäischen Ländern eine recht geringe Lebenserwartung. Das soll unter anderen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen liegen. Allerdings ist die deutsche Todesursachenstatistik unbrauchbar, so dass diese Aussagen schlecht fundiert ist.

Bearbeitet von Fermentarius, 27 August 2024 - 08:46.

[Fermentarius]

Mir ist gerade noch eine Studie aufgefallen, die vielleicht für die Science-Fiction-Autoren in der Liste von Interesse ist:

Die Bedingungen für die Entstehung von höherem Leben könnte auf Planeten von massearmen roten Sternen ("rote Zwerge") schlechter sein als bisher angenommen.

Die in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienene Arbeit heißt "Stellar flares are far-ultraviolet luminous".

Demnach ist besonders schädliche kurzwellige ultraviolette Strahlung bei Flares deutlich stärker als bisher angenommen. Das hätte eventuell erhebliche Konsequenzen für die Verbreitung von vielzelligem Leben, weil kurzwelliges UV-Licht komplexe Organismen schnell schädigen kann. Leben könnte also durchaus entstehen, zum Beispiel an heißen Mineralquellen auf dem Meeresgrund, aber es könnte an der Oberfläche oder erst recht an Land nicht Fuß fassen.

In einer Geschichte für Spektrum.de hatte ich spekuliert, wie Menschen eventuell dort doch leben könnten, aber das ist natürlich nur eine Vermutung von mir, die weit daneben liegen kann. Abgesehen davon ist es auch denkbar, dass heftige Flares auf die Dauer den Planeten die Atmosphäre wegreißen. Weil rote Zwerge die weitaus häufigsten Sterne sind, und viele davon unter heftigen Flare-Ausbrüchen leiden, hätte das beträchtliche Konsequenzen für die Anzahl der bewohnbaren Planeten in der Milchstraße. Im ungünstigen Fall wäre die Erde der einzige Planet mit Leben, oder wenigstens der einzige mit intelligentem Leben. Was meint ihr: Wimmelt die Milchstraße von Leben, gibt es vielleicht sogar Leben auf dem Mars, dem Saturnmond Enceladus oder dem Jupitermond Europa? Oder sind wir ziemlich alleine? Immerhin könnte man es als böses Omen ansehen, dass von bisher mehr als 7300 bekannten Exoplaneten nur ein winziger Bruchteil auch nur annähernd erdähnlich ist.

Bearbeitet von Fermentarius, 29 August 2024 - 20:01.

[George Nelson]

Die Bedingungen für die Entstehung von höherem Leben könnte auf Planeten von massearmen roten Sternen ("rote Zwerge") schlechter sein als bisher angenommen.

 

Rote Zwerge sind im Allgemeinen sehr alt. Daher haben sie - und ihr Planetensystem - nur einen geringen Anteil von Elementen mit höherer Ordnungszahl. Das macht höheres Leben unmöglich.

 

Insgesamt schätzen Experten die Anzahl von extraterrestrischen Völkern in der Milchstraße auf Null bis ein paar.

 

Prinzipiell kann man eine Galaxis wie die Milchstraße in rund 10 Millionen Jahren besiedeln. Wenn wir eines Tages Außerirdischen begegnen, werden wir es womöglich selbst sein.

[Jannis]

Rote Zwerge sind im Allgemeinen sehr alt. Daher haben sie - und ihr Planetensystem - nur einen geringen Anteil von Elementen mit höherer Ordnungszahl. Das macht höheres Leben unmöglich.

 

Insgesamt schätzen Experten die Anzahl von extraterrestrischen Völkern in der Milchstraße auf Null bis ein paar.

 

[...]

 

Spannenderweise glauben aber gut 1/3 der US Amerikaner an Aliens, und wieso das für eine Gesellschaft nicht gut ist, wird in diesem aktuellen Paper besprochen:

 

Abstract:

The contention of this paper is that alien visitation claims are a societal problem when they (a) move into the mainstream of discourse to the extent that government policy has to respond to them; (b) when they generate background noise which impedes science communication; and © when they become entangled with indigenous origin narratives, making it hard to recover the latter. Where this is the case, periodic debunking looks like a failed paradigm. Something closer to a scientific research program (SRP) might be called for, at some point. This is an idea which has already been advanced by Avi Loeb and Martin Elvis (albeit in significantly different ways and for different reasons). It is not clear that we are already at the stage where an SRP is required, but such a requirement does seem to be on the near horizon.) The paper concludes by setting out a number of framing requirements for any such SRP.

 

Übersetzung:

Die These dieses Papiers ist, dass Behauptungen über außerirdische Besuche ein gesellschaftliches Problem darstellen, wenn sie (a) so weit in den Mainstream-Diskurs vordringen, dass die Regierungspolitik darauf reagieren muss; (b) wenn sie Hintergrundgeräusche erzeugen, die die Wissenschaftskommunikation behindern; und © wenn sie sich mit indigenen Ursprungsnarrativen verflechten, was es schwierig macht, letztere wiederherzustellen. In solchen Fällen erscheint periodisches Entlarven wie ein gescheitertes Paradigma. Etwas näher an einem wissenschaftlichen Forschungsprogramm (SRP) könnte zu einem bestimmten Zeitpunkt erforderlich sein. Dies ist eine Idee, die bereits von Avi Loeb und Martin Elvis vorgebracht wurde (wenn auch in deutlich unterschiedlicher Weise und aus unterschiedlichen Gründen). Es ist nicht klar, ob wir bereits an dem Punkt sind, an dem ein SRP erforderlich ist, aber eine solche Anforderung scheint am nahen Horizont zu liegen. Das Papier schließt mit der Darlegung einer Reihe von Rahmenbedingungen für ein solches SRP.

 

Quelle: 

IAU_Equivocal_Encounters_Paper_2024.pdf (kcl.ac.uk)

[Fermentarius]

Rote Zwerge sind im Allgemeinen sehr alt. Daher haben sie - und ihr Planetensystem - nur einen geringen Anteil von Elementen mit höherer Ordnungszahl. Das macht höheres Leben unmöglich.

 

Insgesamt schätzen Experten die Anzahl von extraterrestrischen Völkern in der Milchstraße auf Null bis ein paar.

 

Prinzipiell kann man eine Galaxis wie die Milchstraße in rund 10 Millionen Jahren besiedeln. Wenn wir eines Tages Außerirdischen begegnen, werden wir es womöglich selbst sein.

Alte Hauptreihensterne (10 Milliarden Jahre und mehr) sind im allgemeinen rote Zwerge, weil rote Zwerge mit ihrem Vorrat an Wasserstoff besonders sparsam umgehen. Umgekehrt sind aber rote Zwerge nicht unbedingt besonders alt. Die Sterne der Milchstraße lassen in sogenannte Populationen einteilen. Die Population I, zu der auch die Sonne gehört, ist vergleichsweise jung, also maximal sechs bis acht Milliarden Jahre. Die Population II ist älter als ca. sechs Milliarden Jahre, und eine weitgehend hypothetische Population III würde bis zum Anfang des Universums zurückreichen. In den Spiralarmen der Milchstraße dominiert die Population I, zu der auch die Sonne gehört. Die roten Zwerge in unserer galaktischen Umgebung, also ca. 1000 Lichtjahre und weniger, würden mehrheitlich zur Population I gehören, und genügend schwerere Elemente auf ihren Planeten haben, um Leben zu ermöglichen. Wenn rote Zwerge also nicht gerade von so heftigen Flares geschüttelt werden, dass sie ihren Planeten die Atmosphäre wegreißen, wäre theoretisch ein Planet mit flüssigem Wasser auf der Oberfläche denkbar - oder mit flüssigem Wasser unter einer dicken Eisschicht, wie etwa im Fall des Jupitermonds Europa. Und intelligentes Leben wäre auch denkbar. Wenn eine technische Zivilisation lange genug lebt, um sich mit anderen Zivilisationen zu überlappen, dann könnte es schon recht viele davon geben. Es gibt aber auch die Theorie, dass technische Zivilisationen grundsätzlich zum schnellen Zusammenbruch neigen. Dann wären wir eventuell alleine in der Galaxie. Und in der Tat würden 10 bis 50 Millionen Jahre reichen, um eine ganze Milchstraße zu besiedeln. Vermutlich hat das in der Tat noch keine Zivilisation geschafft, andererseits haben wir außer auf der Erde und dem Mond noch nirgendwo gründlich nach Überresten suchen können.

[Fermentarius]

Spannenderweise glauben aber gut 1/3 der US Amerikaner an Aliens, und wieso das für eine Gesellschaft nicht gut ist, wird in diesem aktuellen Paper besprochen:

 

Abstract:

The contention of this paper is that alien visitation claims are a societal problem when they (a) move into the mainstream of discourse to the extent that government policy has to respond to them; (b) when they generate background noise which impedes science communication; and © when they become entangled with indigenous origin narratives, making it hard to recover the latter. Where this is the case, periodic debunking looks like a failed paradigm. Something closer to a scientific research program (SRP) might be called for, at some point. This is an idea which has already been advanced by Avi Loeb and Martin Elvis (albeit in significantly different ways and for different reasons). It is not clear that we are already at the stage where an SRP is required, but such a requirement does seem to be on the near horizon.) The paper concludes by setting out a number of framing requirements for any such SRP.

 

Das Paper ist leider fast unleserlich. Irgendwie scheint der Autor auf dem Standpunkt zu stehen, dass wissenschaftliche Paper nur dann wissenschaftlich sind, wenn sie aus möglichst verschraubten Sätzen bestehen. Der Autor hat glücklicherweise eine verständlichere Version auf "The Conversation" veröffentlicht. Ich habe hier einen Link auf Space.com, die das übernommen haben. Der Autor sieht den Glauben an UFOs und Außerirdische, die uns ständig besuchen, als verderblich an, aber ich muss mir das wohl nochmal durchlesen, damit ich begreife warum.

Bearbeitet von Fermentarius, 06 September 2024 - 10:01.

[Fermentarius]

Inzwischen habe ich mir das Paper von Tony Milligan etwas gründlicher durchlesen können. Er plädiert dafür, ein ständiges Forschungsprogramm aufzusetzen, um die Schäden zu minimieren, die durch den Glauben an UFOs und an außerirdische Besucher (wie von Däniken und anderen behauptet) entstehen. Dabei sieht er drei Arten von Schäden:

1. Die Regierung muss auf den Glauben reagieren. UFO-Gläubige sind oft genug unter den Leuten zu finden, die auch sonst davon überzeugt sind, dass die Regierung und die Elite in alle Arten von Verschwörungen verwickelt sind.

 

2. Die Forschung hat es schwerer, ihre empirisch gewonnenen Erkenntnisse gegen den UFO-Glauben öffentlich zu kommunizieren, weil sie ständig gegen irgendwelchen, in sozialen Netzen verbreiteten Blödsinn argumentieren muss

 

3. Die Behauptungen, dass die Ursprungsmythen indigener Völker auf Begegnungen mit Außerirdischen deuten oder indigene Völker komplett außerirdischen Ursprungs sind, verfälschen die echen Mythen und stiften damit, gewollt oder ungewollt, gesellschaftlichen Unfrieden.

 

Milligan belegt seine Thesen mit der großen Verbreitung des UFO-Glaubens in der amerikanischen Bevölkerung. Ich wäre da allerdings vorsichtig. In dem Artikel für "The conversation" schreibt Milligan z.B.

 

"In 2019, a Gallop poll found that a staggering 68% of Americans believed that "the U.S. government knows more about UFOs than it is telling.

(In einer Gallup-Umfrage von 2019 haben erstaunliche 68% der Amerikaner erklärt, sie glaubten, dass die US-Regierung mehr über UFOs wisse als sie sagt.)"

 

Jetzt vermute ich mal, wenn ich eine Umfrage mache, in der ich nach Zustimmung zur Behauptung: "Die Regierung weiß über X mehr als sie sagt", dann kann ich für X beliebige Fakten einsetzen (Caesars Ermordung, den Verbleib des heiligen Grals, das Turiner Grabtuch etc.), und erhalte immer eine hohe Zustimmung. Diese Umfrage hätte also nur dann eine besondere Bedeutung, wenn für das Thema UFOs das Misstrauen gegen die Regierung deutlich höher wäre als bei anderen Themen.

Und ich werde irgendwie das Gefühl nicht los, dass Tony Milligan nicht abgeneigt wäre, wenn ihm die britische oder amerikanische Regierung die Teilnahme an einem gut dotierten Forschungsprogramm anbieten würde.

Bearbeitet von Fermentarius, 06 September 2024 - 10:41.

[Michael Böhnhardt]

 

"In 2019, a Gallop poll found that a staggering 68% of Americans believed that "the U.S. government knows more about UFOs than it is telling.

(In einer Gallup-Umfrage von 2019 haben erstaunliche 68% der Amerikaner erklärt, sie glaubten, dass die US-Regierung mehr über UFOs wisse als sie sagt.)"

 

 

Das würde  z.B. auch jemand mit ja beantworten, der glaubt, bei UFOs handelt es sich um Tests für geheime Waffensysteme.

 

Ich kann auch in keinen der drei angeführten Punkte den behaupteten Schaden plausibel nachvollziehen.

 

Übrigens dürfen die Einwohner eines Landes glauben, was sie wollen, auch an UFOs oder an das Fliegende Spaghetti-Monster. (Jedenfalls u.a. in den USA und in Deutschland)

 

Das würde erst dann für eine Regierung interessant, wenn die Gläubigen aus ihrem Glauben heraus gegen die Regierung vorgehen würden. Und eine Regierung, die sich Sorgen machen muss, dass sie ernsthaft gefährdet ist, weil ein paar Spinner glauben, "die da oben" sind in Wirklichkeit außerirdische Reptilienwesen, gegen die man sich zur Wehr setzen muss, sollte den Grund für diese Probleme vielleicht besser woanders suchen.

Bearbeitet von Michael Böhnhardt, 06 September 2024 - 11:36.

[Fermentarius]

 

 

Ich kann auch in keinen der drei angeführten Punkte den behaupteten Schaden plausibel nachvollziehen.

 

Die Argumentation ist wirklich etwas dünn. Gewagte Spekulationen in sozialen Medien lassen sich auch von einem Forschungsprogramm nicht aufhalten. Der Autor meint hier wohl ein ständiges Forschungsprogramm, eine Art Institut, dass sich hauptsächlich um die Erforschung von Hinweisen auf außerirdische Besucher kümmert. Die Regierungen könnten dann die Antworten auf Fragen und die Widerlegung von Spekulationen und Gerüchten an das Institut delegieren. Aber es wäre natürlich eine Illusion zu glauben, dass ein solches Institut eine absolut überragende Autorität hat und allein ihre Stellungnahme jeder Verschwörungstheorie die Luft ablässt.

Aber vielleicht geht dem Autor ja eher um etwas anderes. Wissenschaft ist nicht allein die hehre Suche nach Wahrheit und Erkenntnis, sondern ein ständiger Kampf um Ressourcen. Geld, Ausrüstung, Räume, Stellen - das alles ist knapp. Ein ständiges Forschungsprogramm, das dazu noch zur weltweiten Autorität für die Erforschung angeblicher Alien-Begegnungen aufgebaut werden soll, wäre eine Lizenz zum Gelddrucken. Denn für ein solches Programm braucht man eine angemessene Ausstattung, angesehene und gut bezahlte Wissenschaftler, Labore, Geräte, Verbrauchsmaterial etc.

Der Vorschlag also ergibt aus der Sicht des Autors (und der Sicht der Gutachter, die das Paper befürwortet haben) durchaus Sinn. Ich kann mir zwar nicht vorstellen, dass die Politiker in England (der Autor arbeitet in London) oder den USA tatsächlich großes Geld dafür rausrücken, aber man kann es ja mal versuchen.

[Michael Böhnhardt]

So gesehen ist es natürlich ein cleverer Schachzug, wenn man Geld für ein eher belächeltes Thema locker machen möchte, mit dem Argument zu kommen: "Das muss schon von seriösen Leuten erforscht werden, denn sonst fällt es in die Hände von irgendwelchen ... (beliebige geringschätzige Bezeichnung einsetzen). Und man stelle sich bloß vor, welchen Schaden die damit anrichten können."

[Jannis]

Was wäre Cyberpunk ohne frei schwebende Fahrzeuge wie die Spinner in Blade Runner? Noch eine Utopie?

 

Eine japanische Arbeitsgruppe ist nun wenigstens einen Schritt näher, die Gravitation aufzuheben. 

 

Innovative magnetic levitation: New material offers potential for unlocking gravity-free technology

Using graphite, scientists have created a floating platform that requires no external power.

 

Abstract:

Levitated systems in vacuum have many potential applications ranging from new types of inertial and magnetic sensors through to fundamental issues in quantum science, the generation of massive Schrödinger cats, and the connections between gravity and quantum physics. In this work, we demonstrate the passive, diamagnetic levitation of a centimeter-sized massive oscillator, which is fabricated using a method that ensures that the material, though highly diamagnetic, is an electrical insulator. Electrical conductors moving in a magnetic field experience eddy damping—which can severely reduce their motional quality factor. By chemically coating a powder of microscopic graphite beads with silica and embedding the coated powder in high-vacuum compatible wax, we form a centimeter-sized thin square plate which magnetically levitates over a checkerboard magnet array. The insulating coating reduces eddy damping by almost an order of magnitude compared to uncoated graphite with the same particle size. These plates exhibit a different equilibrium orientation from pyrolytic graphite due to their isotropic magnetic susceptibility. We measure the motional quality factor to be Q ~ 1,58 x 10(5) for an approximately centimeter-sized composite resonator with a mean particle size of 12 μm. Furthermore, we apply delayed feedback to cool the vertical motion of frequency ~ 19 Hz and achieve center-of-mass temperature decrease by three orders of magnitude.

 

 

Übersetzung:

 

Schwebende Systeme im Vakuum haben viele potenzielle Anwendungen, die von neuen Arten von Trägheits- und Magnetsensoren bis hin zu grundlegenden Fragen der Quantenwissenschaft, der Erzeugung massiver Schrödinger-Katzen und den Zusammenhängen zwischen Schwerkraft und Quantenphysik reichen. In dieser Arbeit demonstrieren wir die passive, diamagnetische Levitation eines zentimetergroßen massiven Oszillators, der mit einer Methode hergestellt wird, die sicherstellt, dass das Material, obwohl es stark diamagnetisch ist, ein elektrischer Isolator ist. Elektrische Leiter, die sich in einem Magnetfeld bewegen, erfahren eine Wirbeldämpfung, die ihren Bewegungsqualitätsfaktor erheblich verringern kann. Durch chemisches Beschichten eines Pulvers aus mikroskopisch kleinen Graphitkügelchen mit Siliziumdioxid und Einbetten des beschichteten Pulvers in hochvakuumkompatibles Wachs bilden wir eine zentimetergroße dünne quadratische Platte, die magnetisch über einer schachbrettartigen Magnetanordnung schwebt. Die isolierende Beschichtung reduziert die Wirbeldämpfung im Vergleich zu unbeschichtetem Graphit gleicher Partikelgröße um fast eine Größenordnung. Aufgrund ihrer isotropen magnetischen Suszeptibilität weisen diese Platten eine andere Gleichgewichtsorientierung als pyrolytischer Graphit auf. Wir messen den Bewegungsqualitätsfaktor mit Q ~ 1,58 x 10(5) für einen etwa Zentimeter großen Verbundresonator mit einer mittleren Partikelgröße von 12 μm. Darüber hinaus wenden wir eine verzögerte Rückkopplung an, um die vertikale Bewegung mit einer Frequenz von ~ 19 Hz abzukühlen und eine Verringerung der Schwerpunkttemperatur um drei Größenordnungen zu erreichen.

 

Quellen:

• https://pubs.aip.org...ulating-high-Q 
•  
• https://www.oist.jp/...ree-technology 

Bearbeitet von Jannis, 09 September 2024 - 08:01.
Links korrigiert

[Fermentarius]

Hallo Jannis,

das hört sich ja wirklich etwas abgedreht an. Die Links führen aber leider ins Leere. Auch eine Suche bei AIP führt nicht zum Ziel. Eventuell ist der Artikel zurückgezogen worden.

[Naut]

Schade, hätte gern eine massive Schrödinger-Katze gesehen ... ich stelle mir darunter eine godzillagroße Tigerkatze vor, die ruft: "Ich bin nicht tot, ihr Säcke!"

[rostig]

https://pubs.aip.org...ity-factor-of-a

 

scheint relevant zu sein

[Jannis]

Hallo Jannis,

das hört sich ja wirklich etwas abgedreht an. Die Links führen aber leider ins Leere. Auch eine Suche bei AIP führt nicht zum Ziel. Eventuell ist der Artikel zurückgezogen worden.

 

Links zum Artikel und der Primärpublikation sind korrigiert  

 

Ich werde kein Freund mehr mit der Foren-Software  

[Fermentarius]

Ja, der Editor ist gewöhnungsbedürftig. Ich habe mir jetzt auch mal den Artikel etwas näher angesehen. Die diamagnetische Levitation an sich schon länger bekannt. Hier ein Artikel in deutsch dazu. Auch unter dem Begriff "Diamagnetismus" in der Wikipedia gibt es einen Abschnitt zu dem Thema. Die Autoren des aktuellen Artikel wollen es – wenn ich das richtig verstehe – geschafft haben, die schwebende Graphitplatte im Vakuum vollkommen regungslos zu halten. Damit könnten sich Quanteneffekte auch makroskopisch auswirken, oder jedenfalls von geeigneten Sensoren gemessen werden. Vielleicht verstehe ich das aber auch nicht richtig, jedenfalls begreife ich nicht so recht, warum man ausgerechnet einen Oszillator schweben lassen will.

 

Wenn das dabei hilft, genauere Messgeräte zu bauen, wäre es natürlich in jedem Fall hilfreich.

[Peter-in-Space]

https://pubs.aip.org...ity-factor-of-a

 

scheint relevant zu sein

ist es

[Jannis]

Blut ist ein kostbares Gut ... es wäre doch toll, wenn wir nicht nur menschliches Blut von jeder beliebigen Blutgruppe ( ) einfach so benutzen könnten, sondern sogar von Tieren? Klingt nach Science Fiction?

 

Einem Forschungsteam aus China ist nun der erste Schritt dahin gelungen, dadurch dass sie die roten Blutkörperchen quasi in eine neutrale Silikonhülle stecken, wie sie kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) veröffentlicht haben:

 

Abstract:

The growing world population and increasing life expectancy are driving the need to improve the quality of blood transfusion, organ transplantation, and preservation. Here, to improve the ability of red blood cells (RBCs) for normothermic machine perfusion, a biocompatible blood silicification approach termed “shielding-augmenting RBC-in-nanoscale amorphous silica (SARNAS)” has been developed. The key to RBC surface engineering and structure augmentation is the precise control of the hydrolysis form of silicic acid to realize stabilization of RBC within conformal nanoscale silica-based exoskeletons. The formed silicified RBCs (Si-RBCs) maintain membrane/structural integrity, normal cellular functions (e.g., metabolism, oxygen-carrying capability), and enhance resistance to external stressors as well as tunable mechanical properties, resulting in nearly 100% RBC cryoprotection. In vivo experiments confirm their excellent biocompatibility. By shielding RBC surface antigens, the Si-RBCs provide universal blood compatibility, the ability for allogeneic mechanical perfusion, and more importantly, the possibility for cross-species transfusion. Being simple, reliable, and easily scalable, the SARNAS strategy holds great promise to revolutionize the use of engineered blood for future clinical applications.

 

Übersetzung:

Das Wachstum der Weltbevölkerung und die steigende Lebenserwartung treiben den Bedarf an der Verbesserung der Qualität von Bluttransfusionen, Organtransplantationen und Konservierung voran. Um die Fähigkeit von roten Blutkörperchen (RBCs) für die normothermische Maschinenperfusion zu verbessern, wurde ein biokompatibler Ansatz zur Blut-Silikifizierung entwickelt, der als „shielding-augmenting RBC-in-nanoscale amorphous silica (SARNAS)“ bezeichnet wird. Der Schlüssel zur Oberflächenbearbeitung und Strukturverstärkung von RBCs ist die präzise Kontrolle der Hydrolyseform von Kieselsäure, um die Stabilisierung der RBCs innerhalb konformer nanoskaliger Silica-basierter Exoskelette zu realisieren. Die gebildeten silicifizierten RBCs (Si-RBCs) behalten die Membran- und Strukturintegrität, normale Zellfunktionen (z. B. Stoffwechsel, Sauerstofftransportfähigkeit) bei und erhöhen die Widerstandsfähigkeit gegen äußere Stressfaktoren sowie anpassbare mechanische Eigenschaften, was zu nahezu 100% Kryoprotektion der RBCs führt. In vivo-Experimente bestätigen ihre hervorragende Biokompatibilität. Durch das Abschirmen von RBC-Oberflächenantigenen bieten die Si-RBCs universelle Blutkompatibilität, die Fähigkeit zur allogenen mechanischen Perfusion und, was noch wichtiger ist, die Möglichkeit zur Transfusion zwischen verschiedenen Spezies. Da die SARNAS-Strategie einfach, zuverlässig und leicht skalierbar ist, verspricht sie, die Verwendung von konstruiertem Blut für zukünftige klinische Anwendungen zu revolutionieren.

 

Quelle: Lei, C., Li, Z., Ma, S., Zhang, Q., Guo, J., Ouyang, Q., ... Zhu, W. (2024). Improving normothermic machine perfusion and blood transfusion through biocompatible blood silicification. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(35), e2322418121. DOI: 10.1073/pnas.2322418121

 

https://www.pnas.org...pnas.2322418121

[Naut]

100% Kryoprotektion ... also demnächst Hibernation?