PhYsik und Industrie - Felix Wuersten

AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Aufmerksamkeitsmodelle verfeinern und so die Entwicklung von
aktiven künstlichen Seh-Systemen vorantreiben.
ETH: Dr. Wolfgang Einhäuser, Peter König
Industrie: Honda RI Europe GmbH
Unüberwachte Datenklassifizierung («Clustering»)
Wie können neue Arzneimittel möglichst günstig entwickelt werden?
Eine neue Methode ist die kombinatorische Chemie. Hier werden
nicht einzelne Substanzen synthetisiert, sondern Experimente
gemacht, in denen eine Vielzahl von Produkten entstehen. Um diese
effizient auf ihre Wirkung zu prüfen, werden nach grundlegenden
physikalischen und chemischen Eigenschaften Klassen gebildet, aus
denen nur noch der typische Vertreter getestet werden muss. Dazu
werden Algorithmen entwickelt und verfeinert, welche autonom
eine möglichst unvoreingenommene Klassifizierung vornehmen.
ETH: PD Dr. Ruedi Stoop, Thomas Ott
Industrie: Novartis, Basel
Hörgeräte und Hörverständnis
Mit einem herkömmlichen Hörgerät kann das ehemalige Hörverständnis
nicht zurückgewonnen werden. Um herauszufinden,
weshalb das so ist, muss zuerst verstanden werden, wie das Ohr
funktioniert. Dazu wurde der biologische Hörvorgang in Form einer
Differentialgleichung nachgebildet. Für deren Integration wurde
dann eine elektronische Version des Modells entwickelt. Diese
erlaubt, den Hörvorgang in ausserordentlicher Detailtreue nahezu
in Echtzeit wiederzugegeben.
ETH: PD Dr. Ruedi Stoop
Industrie: Phonak AG, Stäfa
Ein Gerät als Freund des Physiologen
Der «Pysiologist‘s Friend Chip» ist eine elektronische Schaltung, eine
Art Bildsensor samt optischer Linse. Er dient zur Modellierung des visuellen
Systems im Gehrin des Menschen. Dabei werden die künstlich
erzeugten Nervenimpulse hörbar wiedergegeben und erlauben
somit einen Einblick in die Datenverarbeitung. Das Gerät wird im
Unterricht als Anschauungsmaterial eingesetzt wie auch im Labor
der Physiologen zur Kallibrierung des Messgeräte-Parks verwendet.
ETH: Dr. Tobi Delbrück
Industrie: Internal Commercial Project
Weiterentwicklung von interaktiven Bodenplatten
Der intelligente Boden erkennt die Position von Personen und kann
durch Lichteffekte in Interaktion mit ihnen treten. Damit lassen
sich eine Vielzahl von Anwendungen realisieren, wie Spiele, Animationen
oder Leitsysteme. Der Boden kann zusätzlich mit Kameras
und Leinwandprojektionen gekoppelt werden. Die Bodenplatten
von «Ada – the intelligent space», welche an der Expo.02 in Neuchâtel
zum Einsatz kamen, werden zusammen mit der Westiform AG
weiterentwickelt.
ETH: Gerd Dietrich, Adrian Whatley
Industrie: Westiform AG, Bern
Neutronenstreuung
http://lns.web.psi.ch/
Herstellung und Charakterisierung von Neutronenleitern
Neutronenstrahlen werden häufig verwendet, um auf atomarer
Ebene Diffusionsprozesse, Magnetismus oder Gitterschwingungen
in Festkörpern zu untersuchen. Da die Experimente einen hohen
Platzbedarf haben, müssen die Neutronen über Strecken von
bis zu 100 Metern transportiert werden. Der Transport erfolgt in
Glas-Röhren, den Neutronenleitern, die mit hunderten aufeinander
liegenden hauchdünnen Filmen beschichtet sind. Das Leiterdesign
und die Beschichtungen sollen optimiert werden.
ETH: Dr. Jochen Stahn
Industrie: SwissNeutronics AG
Kompensierter Magnet für Neutronenstreuexperimente
Eigenschaften von Substanzen können mit Hilfe von Neutronenstreuung
in starken Magnetfeldern untersucht werden. Soll diese
Methode jedoch vermarktbar sein, muss der Magnet zwei Bedingungen
erfüllen: Zunächst dürfen dort, wo die Probe ist, keine mechanische
Teile die einfallenden und gestreuten Neutronen stören.
Ausserdem soll das Magnetfeld ausserhalb des Magneten möglichst
klein sein. Wenn der Hauptmagnet in zwei einzelne Spulen
aufgeteilt und das äussere Feld mit Zusatzspulen kompensiert wird,
scheint dieses Ziel erreichbar zu sein.
ETH: Dr. Peter Allenspach
Industrie: Bruker-Biospin, Fällanden
Diffraktometrie an beschichteten Implantaten
In der Medizinaltechnik ist die Qualitätskontrolle der Prothesenoberflächen
wichtig. Damit sich zementlos implantierbare Hüft- und
Kniegelenke rasch und dauerhaft durch Knochengewebe verankern,
werden die Implantate in einem Vakuum-Plasma-Spritzverfahren
mit einer bioaktiven Beschichtung aus Calciumphosphat (Hydroxylapatit)
überzogen. Eine langzeitstabile Fixation nach der Implantation
setzt jedoch eine hohe Phasenreinheit dieser Beschichtung voraus.
Mit Hilfe der Diffraktometrie kann sie überprüft werden.
ETH: Prof. Hans Grimmer
Industrie: Medicoat AG, Mägenswil
Quantenelektronik
www.iqe.ethz.ch/
Spurengasnachweis in der petrochemischen Industrie
Aethylen ist die Basis für die Herstellung vieler Produkte der Kunststoffindustrie.
Kleinste Mengen von verunreinigenden Gasen können
unerwünschte chemische Reaktionen hervorrufen. Um diese
Spurengase nachzuweisen, wird ein empfindlicher Gassensor erforscht
und entwickelt.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: ABB Corporate Research, Baden-Dättwil
Atemluftanalyse zur medizinischen Diagnostik
Das Wohlbefinden hängt nicht zuletzt auch von der Gesundheit der
Leber ab. Ist dieses Organ krank, zeigt sich das unter anderem in der
Ausatmungsluft. In dieser hat es jedoch über 400 Substanzen in
teilweise sehr kleinen Konzentrationen – unter ihnen Methylamine,
die sich für die Diagnostik von Leberfunktionsstörungen eignen. Für
ihren Nachweis wird ein laserspektroskopisches Verfahren erforscht,
das eine hohe Empfindlichkeit und Nachweisselektivität besitzt.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: Roche Forschungsstiftung, Basel
Faser-optische Sensoren
Anspruchsvolle industrielle Prozesse müssen gesteuert und überwacht
werden. Dazu braucht es Sensoren, die eine hohe Messempfindlichkeit
aufweisen. Eine Machbarkeitsstudie befasst sich mit der
Entwicklung neuartiger Sensoren, deren Messprinzip auf spektroskopischen
Untersuchungen mit faser-optischen Kavitäten beruht.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: ABB Corporate Research, Baden-Dättwil
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