Experte: Organische Elektronik wird Medizin und Computertechnik verändern

Eirinet Gómez

Zeitung La Jornada, Dienstag, 6. Mai 2025, S. 6

Während siliziumbasierte Computer an ihre physikalischen und energetischen Grenzen stoßen, entwickelt sich die organische Elektronik zu einer neuen technologischen Grenze, die sowohl die Computertechnik als auch die Medizin verändern kann, sagte Gerardo García Naumis, Professor am Institut für Physik der UNAM.

In einem Interview mit La Jornada stellte er fest, dass dieser aufkommende Technologiezweig nicht nur die derzeitigen Grenzen der Gerätegröße überschreiten, sondern sich auch als funktionelle Erweiterung des Nervensystems in den menschlichen Körper integrieren könnte.

Wir treten in eine neue Ära ein, in der das Biologische und das Technologische verschmelzen. Ihr Anwendungsbereich reicht von der Bekämpfung neurologischer Erkrankungen bis hin zur Entwicklung künstlicher Neuronen.

Der Experte erklärte, dass die spektakulären Fortschritte bei Siliziumcomputern in den letzten Jahrzehnten auf die Miniaturisierung ihrer Komponenten – beispielsweise der Transistoren – zurückzuführen seien, dieser Trend jedoch seinen Tiefpunkt erreicht habe. Wir sind bei drei Nanometern und es ist sehr schwierig, sie weiter zu reduzieren. Darüber hinaus gibt es Probleme wie Erwärmung, Dichtefehler und hohen Stromverbrauch im Betrieb .

In diesem Zusammenhang stellt die organische Elektronik eine vielversprechende Alternative dar. Dabei werden Materialien wie Kohlenstoff und Graphen verwendet, um dünnere, flexiblere, energieeffizientere und biokompatiblere Schaltkreise zu bauen.

„Aus energetischer Sicht ist das kohlenstoffbasierte menschliche Gehirn viel effizienter als ein Siliziumcomputer“, erklärte er.

In der Computertechnik bedeutet dieser Ansatz die Entwicklung neuromorpher Computer, die Informationen ähnlicher dem menschlichen Gehirn verarbeiten können und dabei energieeffizienter sind. Darüber hinaus hat die Technologie zu flexiblen, biologisch abbaubaren Chips geführt, die für tragbare oder Einweggeräte nützlich sind. Ihr Einsatz wird derzeit in Softrobotern erforscht, die sich natürlicher bewegen und mit ihrer Umgebung interagieren können.

Integration in den menschlichen Körper

In der organischen Elektronik ist Graphen eines der Starmaterialien, eine extrem dünne Schicht aus Kohlenstoffatomen mit herausragenden Eigenschaften: hohe elektrische Leitfähigkeit, Leichtigkeit und Festigkeit. Damit können kleinere und präzisere Elektroden hergestellt werden, die sich besser in den menschlichen Körper integrieren .

▲ In einem Interview mit La Jornada warnte der UNAM-Forscher Gerardo García Namuis vor der Kontrolle und Regulierung dieses aufstrebenden Technologiezweigs. UNAM-Foto

Im Gesundheitssektor wurden bereits konkrete medizinische Anwendungen entwickelt: Graphen-Gehirnimplantate, die die Motorik von Kindern steuern können, Geräte zur Echtzeit-Überwachung und -Behandlung von Epilepsie sowie künstliche Neuronen.

Die motorischen Funktionen wurden mithilfe von kohlenstoffbasierten Geräten überwacht, die in das Gehirn implantiert wurden. Diese Geräte sind in der Lage, die Gehirnaktivität in Echtzeit zu messen und neurologische Funktionen wiederherzustellen, sodass die Patienten wieder gehen konnten , merkte der Forscher an.

Der rasante Fortschritt dieser Technologie bringt jedoch auch ein Dilemma mit sich. „Wir haben Beispiele wie Robocop – ein beunruhigender Teil dieser Entwicklung – aber es besteht auch die Hoffnung, dass die Menschen ihr Augenlicht wiedererlangen, epileptische Anfälle kontrollieren oder Lähmungen überwinden.“

Für García Naumis ist die ethische Diskussion dringend: Wer kontrolliert diese Technologie? Wie ist es geregelt? Dies kann zu falschen oder gefährlichen Entscheidungen führen. Es könnte uns zu einer Evolution führen, die nicht mehr biologisch, sondern gezielt ist .

In Bezug auf die Rolle Mexikos räumte der Wissenschaftler zwar einen Rückstand in der angewandten Forschung ein, sah aber auch ein klares Potenzial. Es gibt im Land bereits Gruppen, die in diese Richtung arbeiten. Ich bin der Theorie verpflichtet, aber es gibt auch Leute, die sich ihr aus anderen Perspektiven nähern. Wir brauchen mehr Dynamik, denn es handelt sich um eine Schlüsseltechnologie für die strategische Entwicklung .

Mit Blick auf die Zukunft zieht García Naumis eine Analogie zu den Anfängen der Menschheit: „In der Steinzeit war das Aufheben eines Steins eine Revolution, ein Werkzeug, das den Körper erweiterte. Heute erweitert die Technologie nicht nur den Körper: Sie kann ein Teil von ihm sein.“

Wie immer weist die Technologie diese Dualität auf: Ein Stein kann zum Mahlen von Mais verwendet oder geworfen werden, um einer anderen Person Schaden zuzufügen. Dasselbe wird mit der organischen Elektronik passieren. Wichtig ist, wie wir es nutzen.

Aus der Redaktion

Zeitung La Jornada, Dienstag, 6. Mai 2025, S. 6

Um zur Verkehrserziehung beizutragen, hat das National Polytechnic Institute (IPN) ein Programm für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, das Faktoren misst, die das Fahren beeinflussen, indem es Verhaltensmuster, einschließlich des Stressniveaus, identifiziert.

Amadeo José Argüelles Cruz, Forscher am Zentrum für Informatikforschung (CIC) des IPN, erklärte, dass die Sensoren mithilfe von Algorithmen der künstlichen Intelligenz Tests durchführen, die verschiedene Szenarien für Fahrer und Fußgänger simulieren, um die Funktionsweise der vorgeschlagenen Systeme zu untersuchen und sicherere Mobilitätsstrategien zu entwickeln.

Das Mitglied des Nationalen Systems der Forscher der Stufe II wies außerdem darauf hin, dass die bei diesen Übungen gesammelten Informationen es ermöglichen werden, Vorhersagemodelle zu trainieren, die in fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) integriert werden. Dadurch können unter anderem Strategien für die Platzierung von Ampeln an den erforderlichen Stellen, die Anpassung von Fußgängerüberwegen, die Identifizierung von Faktoren, die zu plötzlichem Bremsen und unregelmäßigen Verkehrsänderungen führen, sowie die Optimierung von Routen entwickelt werden.

Er wiederholte, dass die Sensoren sowohl in Simulatoren als auch in realen Fahrumgebungen platziert werden, um Fahrmanöver, Reaktionen auf Fußgänger – insbesondere auf Hauptstraßen –, das Vorhandensein oder Fehlen von Ampeln, die Art der Verkehrsschilder und die Verkehrsdichte zu analysieren. Dies ermögliche die Erfassung und Analyse von Daten, die dabei helfen würden, die Reaktionen der Fahrer auf Alltagssituationen und deren Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit zu verstehen, sagte er.

Argüelles Cruz betonte, dass die Herausforderungen in der Mobilitäts- und Straßenforschung vor allem durch die zunehmende Verbreitung von Motorrädern gestiegen seien, was eine zusätzliche Herausforderung in Bezug auf Sicherheit und Vorschriften darstelle.

▲ Foto Universität Leicester

Europa Press

Zeitung La Jornada, Dienstag, 6. Mai 2025, S. 6

Über 160 Millionen Jahre alte Fußabdruckfossilien haben gezeigt, dass einige Flugsaurier, große Flugreptilien des Mesozoikums, auch in der Lage waren, auf dem Boden zu laufen. In einer in Current Biology veröffentlichten Studie ist es Wissenschaftlern der Universität Leicester gelungen, versteinerte Fußabdrücke mit den Flugsaurierarten in Verbindung zu bringen, die sie hinterlassen haben. Mithilfe von 3D-Modellen, detaillierten Analysen und Vergleichen mit Flugsaurierskeletten hat das Team gezeigt, dass mindestens drei verschiedene Arten von Fußabdrücken zu unterschiedlichen Gruppen dieser Reptilien passen. Die neue Studie stützt die Annahme, dass die Flugsaurier in der Mitte des Dinosaurierzeitalters vor etwa 160 Millionen Jahren einen großen ökologischen Wandel durchmachten, als mehrere Gruppen stärker auf das Festland übergingen. Auf dem Bild zeigt eine Tiefenkarte in Falschfarben die Form und den Druck jedes Schrittes und belegt, dass diese Lebewesen beim Gehen mehr Gewicht auf ihren Händen trugen.