Innovative Schweiz. Göttliche Neugier, der Bottom-up-Effekt und angewandte Wunder

Was ist das einzigartige Angebot der Schweiz, dieses kleinen Landes im Zentrum Europas?

Auch in diesem Jahr initiiert und führt die Schweizerische Botschaft in der Ukraine Bildungsreisen für Journalisten und Fachleute verschiedener Tätigkeitsfelder in die Schweiz durch. Ziel ist es, die Ukrainer mit diesem Land bekannt zu machen, eine Zusammenarbeit aufzubauen und den kulturellen Austausch anzuregen. Im Mai fand eine weitere Expedition ukrainischer Journalisten auf der Suche nach Innovationen wissenschaftlicher Institutionen, Unternehmen und Bildungseinrichtungen der Schweiz statt. Während der Reise besuchten wir das SBFI (Staatssekretärsdepartement für Bildung, Forschung und Innovation), den Campus Hengerberg der Zürcher Polytechnischen Hochschule (ETH Zurich Science City Campus), die Polytechnische Bundesschule Lausanne (EPFL) und das RRL – Reconfigurable Robotics Lab (Reconfigurable Robotics Laboratory) und zum Weltforschungszentrum CERN und zum Biotech-Campus EPFL, wo sie die Gelegenheit hatten, sich mit den Entwicklungen des Blue Brain Project vertraut zu machen.

Staatssekretär im Ministerium für Bildung, Forschung und Innovation

„Die Quelle aller technischen Errungenschaften ist die göttliche Neugier, der spielerische Impuls des Handwerkers und des denkenden Forschers und die nicht minder konstruktive Fantasie des technischen Erfinders“ – so spricht Albert Einstein von der Gedenktafel am Eingang zu den Besuchern der Hauptsitz des Staatsdepartements für Bildung, Forschung und Innovation der Schweiz in der Stadt Bern, an der Einsteinstrasse 2.

Dr. Philippe Roesle beginnt seine Geschichte über das Bildungssystem und den Innovationsforschungssektor mit der Erläuterung der Besonderheit der Entstehung der Innovationsrichtung im Land im Allgemeinen: „Alles ist sehr einfach, wir hatten keinen Plan B, weil Das Land verfügt nicht über natürliche Ressourcen wie beispielsweise Mineralien. Wir haben Intelligenz.“

Das Gespräch über Zukunft und Innovationen beginnt hier vor allem bei der Ausbildung und dem Wissensaustauschsystem zwischen Studierenden und Praktikern. Schweizer Intellektuelle bzw. Intellektuelle aus der ganzen Welt haben die Möglichkeit, den gesamten Zyklus von der Ausbildung in Bildungseinrichtungen bis zur Entwicklung und Karriereentwicklung in Unternehmen zu durchlaufen, die Wissen in die Praxis umsetzen. Innovationszentrum – so verstehen die Schweizer ihr System der „Innovationskultivierung“, indem sie auf kleinem Raum zwei eidgenössische Technologieinstitutionen ansammeln: ETH Zürich (Zürcher Polytechnisches Institut), EPFL (Polytechnische Bundesschule Lausanne), 10 kantonale Universitäten, 7 kantonale Fachhochschulen, 14 allgemeine höhere Lehranstalten. Gleichzeitig sind 70 % der Studierenden Ausländer. „Das sind die besten Köpfe aus der ganzen Welt, die jeden Tag miteinander um die besten Ergebnisse konkurrieren.“ Es entstehen unternehmerische Ökosysteme, von denen die wichtigsten rund um die ETH in Zürich und die EPFL in Lausanne angesiedelt sind. „Gründungscluster in der Nähe von Universitäten und Industrieanlagen sorgen dafür, dass die neuesten Entwicklungen bereits vor dem Abschluss in die Praxis umgesetzt werden“, so Dr. Philip Rozl weiter. Denken Sie daran, wie Facebook erschien – in einer Studentenstadt.

Das Innovationspotenzial der Schweiz ist neben dem hohen Bildungsniveau auf mehrere Faktoren zurückzuführen. Das sind günstige Voraussetzungen für Unternehmen, denn sie sind die größten Investoren im Entwicklungs- und Innovationsbereich. Das sind internationale Offenheit und Austausch, Stabilität und wettbewerbsfähige Besteuerung, etablierte Infrastruktur.

Während sich die Universität Zürich hauptsächlich auf Technologie spezialisiert, bringt die nahegelegene Universität St. Gallen die besten Manager hervor. Es liegt fast an der Grenze zu Deutschland und verfügt über eine bestimmte Ausländerquote, die auch die „Auswahl“ der wirklich besten ausländischen Studenten regelt, die dann mit den Schweizern konkurrieren und so den durchschnittlichen Wissensstand anheben. Dem Absolventen stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten anzuwenden. Sie können bleiben und weiterhin als Wissenschaftler arbeiten, promovieren und in Hochschullabors arbeiten, ein Doktoratsstudium absolvieren, aber an Ihrem eigenen Startup arbeiten. Es besteht auch die Möglichkeit, weiterhin in einem Unternehmen zu arbeiten, dessen Entwicklungen der Student beispielsweise während seines Studiums kennengelernt hat. Es besteht die Möglichkeit, einen Lebenslauf beim World Laboratory for Finding Answers about the Origin of the Universe, CERN, einzureichen Sie können in Ihr Land zurückkehren und Ihre wissenschaftliche Tätigkeit fortsetzen.

Das Wichtigste, was Ihnen an einer Schweizer Universität neben Ihrem Beruf beigebracht wird, ist, Zeit zu schätzen und eigene Projekte zu initiieren: Vom Wunsch zum Handeln! Um zu gewinnen, muss man spielen, wie Einstein sagte. Und der Wettbewerb, der natürlich nach allen Normen einer hochentwickelten Gesellschaft ausgetragen wird, erfordert Ihr bewusstes Engagement sowie die Erfassung der Zeit, die immer relativ ist, je nachdem, ob Sie auf dem Spielfeld sind oder nur zuschauen Spiel.

 

Polytechnische Hochschule Zürich, Campus Hengerberg

Eine Welt ohne Wissen ist voller Magie. Oder wie der bereits erwähnte Einstein feststellte: „Der Prozess wissenschaftlicher Entdeckungen ist tatsächlich eine ständige Flucht vor Wundern.“

Die Schweizerische Höhere Technische Schule Zürich wurde am 16. Oktober 1855 gegründet und ist nicht nur eine der renommiertesten Bildungseinrichtungen des Landes, sie gehört auch zu den besten Universitäten der Welt.

Übrigens hat derselbe Einstein, der hier seit 1896 studiert, die Vorlesungen von seiner Meinung nach uninteressanten Lehrern ausgelassen und bei Tests und Prüfungen die Notizen seines Freundes Marcel Grossman verwendet. Die Wahrheit ist, dass der junge Einstein faul und ehrenhaft, aber neugierig war: Er mochte das Lernen und die Atmosphäre der Freiheit, die in Zürich im Vergleich zu seiner Heimat herrschte. Er schloss die Polytechnische Schule im Jahr 1900 ab, blieb aber zeitlebens mit ihm in Kontakt. Als die Relativitätstheorie fast ausgearbeitet war, halfen die Entwicklungen seines Universitätsfreundes Marcel Grossman, der bereits 1912 die Position des Dekans der Mathematikfakultät des Polytechnikums innehatte, Einstein bei der Ableitung der Gravitationsfeldgleichung (Einsteins spezielle Theorie). Die Relativitätstheorie wurde 1905 veröffentlicht, und eine komplexere mathematische Sichtweise, die Allgemeine Relativitätstheorie, wurde 1916 von Einstein fertiggestellt.

„Der Ausgangspunkt aller Forschung ist die Sinneswahrnehmung. „Die Wahrheit des theoretischen Denkens wird ausschließlich durch seine Verbindung mit der Gesamtheit der Daten der Sinneserfahrung erreicht“, schrieb Einstein in seinen Notizen.

Wir kamen an die Fachhochschule, um das Nationale Kompetenzzentrum für Entwicklung und digitale Produktion (NCCR DFAB) zu besuchen. Tatsächlich ist das DFAB Arch_Tec_Lab-Gebäude selbst eine Innovation, die von den Spezialisten des Zentrums entwickelt wurde. Es zeigt, wie die Digitalisierung zu einem ressourceneffizienten, kompakten und emissionsfreien Bauen beitragen kann. Sechs Professoren der ETH Zürich bündelten ihre Forschungsansätze und entwickelten gemeinsam einen Prototypen innovativen Bauens. Der digitale Planungs- und Bauprozess dauerte sechs Jahre und beteiligte Architekten, Bauingenieure, Bauingenieure und Bauphysiker aus sechs Abteilungen des Instituts für Technologie in der Architektur der ETH Zürich. Gemeinsam wollten sie erforschen, wie digitale Technologien und kollaborative Planungsprozesse genutzt werden können, um zu einem ressourceneffizienten und räumlich kompakten Bauen beizutragen. Sie schufen ein Reallabor, in dem ihre Erkenntnisse im Maßstab 1:1 angewendet werden konnten. Der Neubau verkörpert Nachhaltigkeit auf allen möglichen Ebenen: Er wird auf dem Dach des Parkplatzes auf dem Science City Campus errichtet und über einen Skyway mit dem Nachbargebäude verbunden.

Das Arch_Tec_Lab zeigt, wie die Digitalisierung zu einem ressourceneffizienten, kompakten und emissionsfreien Bauen beitragen kann

Das gebogene Holzdach des Arch_Tec_Lab wird vollständig von einem einzigen Portalroboter unter Verwendung eines integrierten digitalen Planungs- und Fertigungsprozesses hergestellt, der unter der Leitung der Abteilung für Architektur und digitale Fertigung zusammen mit Spezialisten von ERNE, dem Unternehmen, das zum Auftragnehmer des Projekts wurde, entwickelt wurde.

Ein weiterer Neubau, auf den das Zentrum stolz sein kann, ist DFAB-HAUS, errichtet über dem NEST-Gebäude in der Stadt Dübendorf. Dabei handelt es sich um das weltweit erste Wohngebäude, das nicht nur digital entworfen, sondern auch überwiegend digital mit Robotern und 3D-Druckern gebaut wird. Diese Bautechnologien wurden von Forschenden der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Industriepartnern in den letzten vier Jahren entwickelt.

Ab Mai 2019 werden vier Mitarbeiter des Zentrums im dreistöckigen DFAB-Gebäude wohnen. Das Haus mit einer Wohnfläche von ca. 200 qm. m wird als Plattform dienen, um neue „intelligente“ Lösungen umzusetzen und deren Machbarkeit in einer realen Wohnung zu überprüfen. Dank des direkten Feedbacks der Anwender und konkreter Messdaten aus dem Alltag können die Mitglieder des Unternehmenskonsortiums wertvolle Informationen über die Machbarkeit neuer Lösungen erhalten.

Es ist mehr als ein „intelligentes“ Zuhause, ausgestattet mit Haushaltsgeräten, die Sie an Ihrer Stimme erkennen: Sie können die Energieversorgung steuern, den Raum automatisch beschatten, sich über Einbrüche informieren, Ihre Dusche merkt sich die von Ihnen benötigte Temperatur und kann sie dann auch nutzen warmes Wasser zum Heizen. Das Haus besteht aus vier separaten Modulen, die nach neuesten Entwicklungen entworfen und hergestellt wurden – DFAB HOUSE verfügt über einen zentralen Gebäudekern, an den verschiedene Gebäudemodule, sogenannte Aggregate, angeschlossen werden können. Zum Beispiel eine biomorphe Fassade, bei der es sich um eine durchscheinende Membran handelt.

Aerogel-Granulat wird durch ein innovatives Verfahren zwischen speziell entwickelten Membranplatten angeordnet und stabilisiert. Das Ergebnis ist ein dünnes, doppelt gekrümmtes Leichtfassadensystem mit superisolierenden Eigenschaften, das Licht durch die gesamte Wand in das Gebäude eindringen lässt.

Fassadenstärke: 80-120 mm. Prozentsatz der gespeicherten Energie: U-Wert – 0,165.

Es besteht kein Zweifel, dass die Bemühungen von Theoretikern und Experimentatoren Schritt für Schritt zu einem tiefen Verständnis aller Prozesse des modernen Bauens führen werden. Denn schon heute werden elementare Prozesse verändert, verbessert und nehmen unterschiedliche Formen an.

École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und RRL – Reconfigurable Robotics Lab

Die Realitäten von heute. Am 6. Juni stellte der Online-Händler auf der ersten Amazon re:Mars-Konferenz in Las Vegas das neueste Design seines Kurierflugzeugs vor. Laut Jeff Wilke, CEO von Amazon, geht das Unternehmen davon aus, innerhalb der nächsten zwei Monate die autonome Technologie unbemannter Fahrzeuge auf den Markt zu bringen.

Die elektrische autonome Drohne kann bis zu 24 km weit fliegen und Fracht mit einem Gewicht von bis zu 2,2 kg in weniger als 30 Minuten an Kunden liefern.

Die elektrische Drohne Amazon Prime Air hat ein sechseckiges Design. Es wechselt problemlos zwischen zwei Flugmodi – dem vertikalen Start- und Landemodus „Helikopter“ und dem Flugzeugmodus.

Während des Transports nutzt die Drohne verschiedene Sensoren und fortschrittliche Algorithmen, wie zum Beispiel mehrdimensionales Stereoscannen, um statische Objekte, beispielsweise Schornsteine, zu erkennen. Computer-Vision- und Maschinenerkennungsalgorithmen werden verwendet, um sich bewegende Objekte in der Luft zu erkennen, beispielsweise einen Gleitschirm oder einen Hubschrauber.

Wenn sie sich dem Boden nähert, um eine Lieferung durchzuführen, nutzt die Drohne Stereovision zusammen mit KI-Algorithmen (Künstliche Intelligenz), die lernen, Menschen, Tiere und Hindernisse von oben zu unterscheiden.

„Unsere Aktivitäten umfassen fünf Bereiche: Forschung direkt am Zentrum, Bildung, Technologietransfer, Chancengleichheit und Inklusion. „Ziel unserer Forschung ist der Bau intelligenter Roboter zur Verbesserung der Lebensqualität, tragbarer Robotik und Rettungsrobotik“, sagt Geschäftsführer Jan Kershgens in seiner Präsentation vor Journalisten aus der Ukraine.

Die Wissenschaft dient dem Frieden und der täglichen Hilfe für Menschen (auch Menschen mit körperlichen Behinderungen) im Alltag sowie der Überwindung äußerer Probleme, sogar psychischer Verletzungen. Mit einem Staubsaugerroboter überraschen Sie niemanden, aber mit einem Roboter, der lernen kann?

An der Eidgenössischen Polytechnischen Schule Lausanne gibt es eine ganze Reihe von Startups, die auf der Grundlage der Bildungseinrichtung die Zukunft innerhalb der Schulmauern planen und testen

An der Eidgenössischen Polytechnischen Schule Lausanne gibt es eine ganze Reihe von Startups, die auf Basis der Bildungsinstitution Entwicklungen innerhalb der Schulmauern entwerfen und testen. Roboter, die die Bewegungen mehrerer Tiere gleichzeitig nachahmen, intelligente künstliche Gliedmaßen, die dem Gehirn Signale über Temperatur, Beschaffenheit und Gewicht des berührten Gegenstandes übermitteln – all das kann für Designer und Architekten besonders interessant sein. Ebenfalls in der Entwicklung sind kleine Roboteraufsätze für Möbel, die sich selbstständig im Raum bewegen und sich an unterschiedliche Oberflächen anpassen, indem sie sich horizontal oder vertikal im Raum bewegen. Vom 31. August bis 2. September findet übrigens die zweite Veranstaltung „Drone Days“ in Lausanne statt.

CERN ist die Europäische Organisation für Kernforschung

CERN ist ein weltweites „Experimentarium“, die Europäische Organisation für Kernforschung, das weltweit größte Labor für Hochenergiephysik. Es liegt an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich, in der Nähe von Genf, in einem 27 Kilometer langen Ring aus Gebäuden, „Experimentallaboren“, die einen gemeinsamen Namen haben – den Large Hadron Collider (LHC).

VAK hat dazu beigetragen, viele Entdeckungen zu machen, die es Wissenschaftlern ermöglichten, die Struktur des Mikrokosmos und die Gesetze, die ihn regeln, besser zu verstehen.

Insgesamt hat das CERN 2 Mitarbeiter, 600 weitere bezahlte Mitarbeiter und 1 wissenschaftliche Nutzer aus der ganzen Welt. Das Programmbudget für 800 beträgt 13 Millionen Franken.

Die Ukraine beteiligt sich auch an der Arbeit im weltweiten „Experimentarium“. Grid-Technologien, die für die Modellierung und Datenverarbeitung in Experimenten am HAC verwendet werden, entwickeln sich in unserem Land (das assoziiertes Mitglied des CERN ist) dank der Unterstützung der Akademie der Wissenschaften (eine Kooperationsvereinbarung wurde 2006 unterzeichnet) rasant. Auf dem Territorium der Ukraine nehmen drei Institute an CERN-Programmen teil: das Charkiwer Institut für Physik und Technologie, das Wissenschaftlich-Technische Institut für Instrumentierung (Charkiw) und das nach ihm benannte Institut für Theoretische Physik M. M. Bogolyubova (Kiew).

Das weltweite „Experimentarium“ CERN – Europäische Organisation für Kernforschung, das weltweit größte Labor für Hochenergiephysik

Derzeit hat CERN seine Absicht bekannt gegeben, einen neuen Teilchenbeschleuniger zu bauen, dessen Größe die Größe des HAC um das Fünffache übertreffen wird. Die Länge des Tunnels wird 100 km betragen. Das neue System trägt den Namen „Future Circular Collider“ (FCC). Mit dem Bau wird frühestens im Jahr 2040 begonnen.

Im Jahr 2011 startete CERN außerdem ein Programm für Künstler – Arts at CERN. Wenn Kunst auf Wissenschaft trifft. Der Kern des Projekts besteht darin, eine Kommunikationsumgebung zwischen Künstlern (Künstlern) und Wissenschaftlern zu schaffen. Das Projekt vereint Künstler, die die Gesetze der physikalischen Welt verstehen und begreifen wollen, und versucht, geleitet von den Realitäten der modernen Wissenschaft, einen Schlüssel zum Verständnis der Prinzipien der Grundlagenphysik zu liefern, was der gemeinsamen Kreativität von Künstlern und Wissenschaftlern zu verdanken ist und Lehrer.

 

Zwei Bilder des Universums

Moderne theoretische Physiker können tatsächlich mit Philosophen verglichen werden, die verschiedene Theorien über den Aufbau des Universums beschreiben und aufstellen und den bereits bestehenden Sachverhalt durch neue Hypothesen ergänzen. Das sind zwei Arten des Denkens und zwei unterschiedliche Bilder des Universums. Künstler beschreiben die Struktur der Welt mit Hilfe von Bildern, und vielleicht ist es im Laufe der Zeit der kreative künstlerische Ansatz, der bei der Entdeckung mathematischer und physikalischer Theorien hilft und eine Grundlage für die Schaffung neuer Formen der Beherrschung des Universums bietet! Nennen wir U-Boote oder Flugboote als einfache Beispiele für visionäres künstlerisches Denken.

Wie lösen Künstler physikalische Probleme? Sie besuchen Archive, experimentieren, sprechen mit Wissenschaftlern. Tatsächlich spielt gerade die Atmosphäre der Freiheit von äußeren geografischen, politischen und nationalen Gegebenheiten, die außerhalb des wissenschaftlichen und Vorstellungsgebiets des CERN liegen, eine Rolle. Es inspiriert sogar normale Menschen, geschweige denn Künstler. Hier liegt das Gebiet endlosen menschlichen Interesses und Inspiration.

 

Campus Biotech, EPFL (Blue Brain Project)

Die nächste und letzte Station dieser Reise war der Biotech-Campus des Polytechnikums Lausanne in Genf. Von der Unendlichkeit zur Ewigkeit und zurück, vom Makro-Mikro zum Mikro-Makro – so lässt sich die Forschung dieser Fakultät beschreiben. Das Blue Brain Project ist ein vom Wirtschaftsunternehmen IBM initiiertes Projekt am wissenschaftlichen Standort der Universität. Er erforscht unseren „Innenraum“ – das Gehirn. Das Projekt zur Computermodellierung des menschlichen Gehirns begann im Juli 2005.

Die Erfolge des Blue Brain Project-Teams beschränken sich nicht nur auf das genaue Modell des Neocortex des Rattenhirns: EPFL-Wissenschaftlern gelang es zu verstehen, wie Neuronen Verbindungen mit benachbarten Gehirnzellen eingehen. Zuvor waren die meisten Neurowissenschaftler Befürworter der Idee, dass benachbarte Neuronen sich gegenseitig mit Hilfe einer speziellen Reihe von Chemikalien „anzogen“, die sie in die Interzellularflüssigkeit absonderten („Chemoaffinitätshypothese“). Folgt man dieser Theorie bei der Erstellung eines künstlichen Analogons des menschlichen Gehirns, dann ist es notwendig, seine Teile in kleine Segmente zu zerlegen und jedes Neuronenpaar separat zu untersuchen. Und da ein Neuron mit vielen anderen interagieren kann, gibt es für jeden einzelnen Elementarfall zu viele Optionen. Daher dauert es relativ lange, alle möglichen Kombinationen zu studieren, bevor man die wichtige Antwort erhält: Was ist Bewusstsein?

„Wissenschaft wird niemals ein fertiges Buch sein“, schrieb Einstein. Je mehr die Menschheit über die Welt lernt, um Antworten auf alle Fragen zu finden, desto mehr Fragen tauchen auf. Indem Menschen in Gedanken oder in mathematischen Gleichungen reisen, unter der Erde zum Mittelpunkt der Erde hinabsteigen und mit Raketen in die Weiten des Weltraums fliegen, stellen Menschen neue Hypothesen über die Entstehung des Universums und den Ursprung des Lebens auf unserem Planeten auf. Und jedes Mal stimulieren solche Recherchen große wissenschaftliche Fortschritte und innovative Entwicklungen, die uns mit dem Schöpfer gleichsetzen... Allerdings erschaffen wir unsere gewisse „Perfektion“ immer auf einem zugänglichen Bewusstseinsniveau in den Antworten.

Die Schweizer schaffen sorgfältig Möglichkeiten für den Zugang zu Wissen, unterstützen und bauen starke, zuverlässige Netzwerke für die Übermittlung und Speicherung von Informationen auf

Die Schweizer schaffen sorgfältig Möglichkeiten für den Zugang zu Wissen, unterstützen und bauen leistungsstarke, zuverlässige Netzwerke zur Übertragung und Speicherung von Informationen auf, fördern intellektuelle Beschleuniger und konkurrieren offen mit der Welt in Bezug auf Zeit und Kapital, die in wissenschaftlich-theoretisches Wissen, Laborforschung und reale Forschung investiert werden Reproduktion neuer Ideen im materiellen Leben.

Ich möchte der Schweizer Botschaft in der Ukraine und Programmkoordinatorin Olena Chernezhenko noch einmal meinen Dank für die unglaubliche Reise in die Unendlichkeit und zurück aussprechen. Und ich habe große Hoffnung, dass uns noch viel Zeit bleibt, Antworten auf Fragen zu finden, die für jeden Menschen wichtig sind.

 

Text: Anastasia Biletska