Neues aus der Zukunft #30: Die mit dem Exoskelett, Entsalzung, Tumorsensor und beschleunigender Beschleunigung

Donnerstagmorgen sind dafür da, um sich zu auf den Frühstückssmoothie zu freuen. Bis die echten Anti-Aging-Pillen auf den Markt kommen, werden noch ein paar Jahre vergehen, und bis dahin muss ich unbedingt gesund bleiben…

Die erste Ausgabe in diesem Jahr ist —zu meiner eigenen Überraschung!— tatsächlich schon die #30. Dreissig! Hot damn. Bloss nicht nachlassen, oh Gott! Also habe ich ein paar gute Themen zusammengetragen in den letzten zwei Monaten. Diesmal gehts u.A. um die Marktzulassung des ersten Exoskeletts für Querschnittgelähmte, die mich tatsächlich glauben lässt, dass derlei Geräte schon in wenigen Jahren vielen Menschen aus ihrem Rollstuhl helfen werden. Und um Trinkwasser, und die Hoffnung, dass weltweite Knappheit in Zukunft vermieden werden kann. Und darum, dass das Leben in der Tat immer schneller wird, und wir uns das nicht einbilden. Hurra!

Und, was nicht ganz so toll ist, es gibt schlechte Nachrichten für die Unterstützung via Patreon. Seit Anfang 2015 gilt in der EU eine neue Regelung für digitale Käufe (u.A.), die es für mich komplett unrentabel macht, Patreon zu benutzen. Aus diesem Grund habe ich alle bestehenden Pledges dankend von meiner Seite aus aufgelöst — der Aufwand, den ich betreiben müsste, um Patreon weiter zu nutzen, stünde in keinem Verhältnis zum Nutzen. Die Site macht sichs da einfach; das kann ich teilweise nachvollziehen, aber es hilft mir nicht weiter. Tja. Wer mehr zu diesem ungemein erheiternden Thema wissen möchte, sollte nach “Umsatzsteuer EU Mini-One-Stop-Shop” googlen. Yay.

Bis zur nächsten Ausgabe,

— Carlo.

HIV- und Syphilis-Tests mit dem Smartphone

Die University of Columbia hat ein Smartphone-Addon entwickelt, das schnell und zuverlässig HIV- und Syphilis-Antikörper in winzigen Blutproben erkennt. Der Clou dabei: das Gerät kostet $34; die Ausgaben für die Probenbehälter, die die zu testenden Blutstropfen “verarbeiten”, bewegen sich im Cent-Bereich. In Ruanda wurde das Gerät jetzt erstmalig in einem Feldversuch mit 96 Schwangeren eingesetzt.

Und so funktionierts: dem Patienten wird an der Fingerspitze etwas Blut entnommen. Das Gerät mischt dann diese Tropfen in ihrem Probenbehälter mit Reagenzien: enthaltene Gold-Nanopartikel spüren eventuell vorhandene Antikörper auf, binden sich an sie, Silver-Nanopartikel reagieren dann mit den Gold-Nanopartikeln, und nach 15 min ist die Analyse komplett und wird im Smartphone gespeichert.

Bis jetzt konnten solche Tests nur im Labor von Spezialisten auf Geräten durchgeführt werden, die mehrere Tausend Euro kosten. Das Smartphone-Addon ist günstiger, nur so groß wie ein iPhone, und das Training für das medizinische Personal benötigt, um die Bedienung zu erlernen, nimmt eine halbe Stunde in Anspruch.

Laser-Sensor für Hirntumorzellen

Wissenschaftler aus Kanada haben ein handliches optisches Messgerät entwickelt, das Hirnkrebszellen erkennen kann. Der bleistiftgroße Sensor identifiziert mittels Laserstrahlen krebsartige Zellen, und erlaubt es Chirurgen, während einer Operation schnell und non-destruktiv zu testen, ob Gewebe gesund ist oder Teil eines Tumors. (Der Sensor an sich ist handlich, aber ein dünnes Kabel verbindet ihn mit einer größeren Haupteinheit.)

Herkömmliche Technologie wie z.B. Magnetresonanztomographie erkennt nach Angabe der kanadischen Mediziner zwar größere Tumore, aber Krebszellen, die sich in der Peripherie eines Tumors entwickelt haben, fallen oft durchs Raster. Ihr neuer Sensor ist dafür gemacht, solche Zellen während eines Eingriffs zu erkennen, damit sie entfernt werden können, was die Remissionrate des Patienten erhöhen dürfte.

Wasser ins Töpfchen, Salz ins Kröpfchen

Die weltgrößte Meerwasserentsalzunganlage, die auf Umkehrosmose-Basis arbeitet, steht in Sorek, Israel. Sie ist seit 2013 im Betrieb, wird aber erst jetzt auf volle Last hochgefahren: auf 627.000.000 Liter pro Tag (627.000 m³). Damit liefert sie genug Frischwasser für rund 20% der Haushalte im Land, und zeigt, dass Desalination in einem so irre großen Maßstab machbar ist.

Vor 10 Jahren war Israel noch komplett auf Regen- und Grundwasser angewiesen. Mittlerweile beherbergt das Land vier Seewasser-Entsalzungsanlagen, die zusammen 40% des Wasserbedarfs decken. Weitere Einrichtungen sind in Arbeit, und schon 2016 sollen es dann mehr als 50% sein.

Die Anlage in Sorek überwindet einige Hürden, die den Prozess der Umkehrosmose immer etwas unwirtschaftlich gemacht haben, wie z.B. den hohen Energieaufwand. Dank technologischer und materialtechnischer Neuentwicklungen kann Sorek im laufenden Betrieb 1.000 Liter Trinkwasser für ~€0,35 erzeugen, was ich ziemlich beeindruckend finde. Das Wasser verkauft der Betreiber dann für ~€0,51 weiter, z.B. an die staatlichen Wasserwirtschaft.

Und die Entwicklung bleibt nicht stehen: Lockheed Martin und einige andere Spieler arbeiten an Desalinatoren auf Graphen-Basis. Hauchdünne Filter des Materials, nur 1 Atom dick, durch die Wasser hindurchfliesst, das enthaltene Salz aber hängenbleibt. Bald…

Exoskelett für Querschnittgelähmte erhält US-Marktzulassung

Schon im Juni 2014 wurde von der US-amerikanischen FDA1 das ReWalk-System für den privaten Heimgebrauch zugelassen. ReWalk ist ein robotisches Exoskelett, das querschnittgelähmten Personen das Gehen ermöglicht. Der Träger schnallt sich dabei in eine Art motorisiertes Gestell (das Exoskelett), das den Prozess der Bewegung übernimmt.

ReWalk’s computergesteuertes Kontrollsystem, das sich in einer Art Rucksack versteckt, steuert die Bewegungseinheit, die drei Modi beherrscht: Stehen, Sitzen und Gehen. Die Motoren an den Gelenken werden durch Akkus mit Strom versorgt, eine kabellose Fernbedienung am Handgelenk des Trägers schaltet zwischen den Modi um. Krücken sind für die Stabilisierung beim Gehen nötig.

Alles in allem sehr, sehr beeindruckend und anscheinend lebensverändernd (Link zu einem deutschsprachigen Video-Erfahrungsbericht weiter unten). Aktuell ist das System mit ca. €61.000 (~$70.000) noch nicht wirklich günstig, aber auf dem Feld passiert gerade Einiges (siehe NadZ #27 zum “Soft Exosuit”) — ich denke, die Preise werden in den nächsten paar Jahre deutlich fallen, während die Auswahl an solchen Geräten steigt.

Das ReWalk-System. Quelle: Argo Medical Technologies

10× stärkerer Stahl dank Nano-Laminierung

Das in Seattle heimische Startup Modumetal, Inc. hat vor einigen Jahren einen relativ simplen und kostengünstigen Prozess entwickelt, um Metalle zu “nano-laminieren”. So behandelte Metallteile werden bis zu 10× stärker und reissfester, und viel unempfindlicher gegenüber Korrosion.

Ein Stahlteil wird dabei in einen Tank mit einer Flüssigkeit getaucht, die diverse Metallionen enthält. Auf das Teil werden dann nacheinander unterschiedliche elektrische Spannungen gelegt; jede dieser Spannungen bringt eine Art Metallionen dazu, sich an den Stahl zu heften. Nach und nach entstehen dann mehrere Schichten, die auf Nano-Ebene miteinander agieren, und dem Stahlteil nachträglich zusätzliche Eigenschaften verleihen.2

Modumetal’s Prozess ist vor Kurzem dem Prototypen-Stadium entwachsen, und derart nano-laminierte Teile werden jetzt auf diversen Ölfeldern in den USA getestet. Dort wird teilweise mit hochaggressiven Chemikalien hantiert, was besondere Anforderungen an die Stahlteile stellt. Sollten sie sich beweisen können, wäre das ein großer Erfolg für die Firma, denn obwohl diese Technologie schon länger bekannt ist, war sie doch bis jetzt immer nur etwas fürs Labor. Modumetal hat es geschafft, sie in eine für die Industrie interessanten Größenordnung zu transformieren.

Und rein theoretisch heisst das ja auch, dass man, würde diese Technik überall zur Anwendung kommen, auch weit weniger Rohmaterial bräuchte. Das kann nicht schlecht sein, oder?

Last but not least

MIT Technology Review’s 10 Breakthrough Technologies 2015 — Das MIT Tech Review hat ihre jährliche Liste von “Durchbrüchen” zusammengestellt: Entwicklungen, die zwar unter dem Radar der Massenmedien durchgeflogen sind, aber so grundlegend Neues hervorgebracht haben, dass sie ganze Industriezweige und Lebensbereiche umkrempeln können (und sehr vermutlich auch werden). Interessant, nicht zuletzt auch wegen der zeitlichen Schätzung, ab wann diese Entwicklungen verfügbar sein werden.

The Acceleration of Acceleration: How The Future Is Arriving Far Faster Than Expected — Die Bestseller-Autoren Steven Kotler und Ken Goffman beschreibe anhand verschiedener aktueller Beispiele, warum sie mittlerweile davon überzeugt sind, dass sich die technologische Beschleunigung, die wir erleben, immer weiter beschleunigt. Sie sehen, dass viele der zeitlichen Voraussagen, die sie noch vor wenigen Jahren gemacht haben, und die damals überaus optimistisch klangen, überraschenderweise viel zu konservativ waren:

[…] In 2011, when Peter Diamandis and I were writing that book, we were somewhat cautious with our vision for robotics, arguing that we were still ten to fifteen years away from a major shift.

And we were wrong.

Just three years later, Google went on a buying spree, purchasing eight different robotics companies in less than six months, Amazon decided it was time to get into the drone delivery (aka flying robots) business, and Rethink Robotics released Baxter (a story explored in my new release Bold), the first user-friendly industrial robot to hit the market. […]

Der sich beschleunigende Wandel (siehe Wikipedia) wird spürbar.

NASA Emdrive experiments have force measurements while the device is in a hard vacuum — Die Älteren erinnern sich: in Ausgabe #24 im August 2014 berichtete ich davon, dass die NASA beschlossen hat, sich das etwas wirr klingende EmDrive-Konzept im Labor anzuschauen. Das EmDrive ist ein Antrieb für Raumfahrzeuge, der keine Masse auswirft (Brennstoff, Flammen, Explosionen etc.), aber trotzdem Schub in der Form von Mikrowellen erzeugt. Unmöglich laut Allem, was wir über Physik wissen, jedoch gab es genug erfolgreiche Meldungen von unabhängigen Laboren, um die NASA dazu zu bringen, selbst einen Prototypen zu testen.

Das ist die letzten Monate über passiert, und Anfang Februar gab es dann die ersten positiven Ergebnisse. Besagter Prototyp wurde in einem Vakuum hochgefahren, und es konnte tatsächlich Schubkraft gemessen werden. Warum? Das wissen auch die klugen Köpfe bei der NASA noch nicht wirklich, spekulieren tun sie allerdings schon.

Und was das jetzt bedeutet, erklärt in einfachen Worten Reddit-User RadGrinArcher:

It’s supposedly a system capable of providing thrust without expelling any mass, using microwaves generated inside a cavity. By our picture of physics, not possible. Physicists are unsure how it could work, but one theory I have read is that it pushes on “virtual” particles which come into and out of existence in the quantum vacuum as things randomly rearrange. A few teams around the world reported that it worked, so NASA decided to test it themselves. The article is put together from statements that one of the scientists has made, and basically says they measured thrust when operating in hard vacuum. If confirmation continues we will have to rewrite the physics textbooks, and if not we might learn something else valuable about physics anyway.

In terms of what it could mean, basically the solar system opens up, and the space around us too. The only fuel is electricity, which we can of course obtain with solar panels near the sun or heat-based radioactive material reactors farther out. […]

Schöne Vorstellung. Ich bleibe für Euch dran. :)

  1. “Die Food and Drug Administration (FDA) ist die behördliche Lebensmittelüberwachungs- und Arzneimittelzulassungsbehörde der Vereinigten Staaten und als solche dem Gesundheitsministerium unterstellt. […] Ihre Aufgabe ist der Schutz der öffentlichen Gesundheit in den USA. Die FDA kontrolliert die Sicherheit und Wirksamkeit von Arzneimitteln der Human- und Tiermedizin, biologischen Produkten, Medizinprodukten, Lebensmitteln und strahlenemittierenden Geräten.”. Danke, Wikipedia! ↩︎

  2. Röntgenblick, Schwerelosigkeit, tolle Brüste, volles Haar etc. Äh, ich meine: erhöhte Rostbeständigkeit, bessere Reissfestigkeit usw. ↩︎

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Carlo Zottmann @czottmann