Dresdner Transferbrief

Thema der Ausgabe 2(2011): Biotechnologie – Forschung und Anwendungen aus Sachsen Unsere Stärke: Cluster und Bildung S. 3, 4/5, 6, 7, 8, 20 Auf die Oberfläche kommt es an S. 9, 10, 11, 17 Proteinen und zellulären Prozessen auf der Spur S. 12, 13, 15, 16 Von der Wissenschaft in die Anwendung S. 14, 18, 19, 21, 22/23:Wettbewerbsfähige Innovation durch aktives Clustermanagement S. 3 Engagierter Clusterkoordinator für die Biotechnologie und Life Science Branche in Sachsen S. 4/5 Biotechnologie am traditionellen Pharmastandort Radebeul S. 6 Die Basis für effektiven Technologietransfer S. 7 COM-LABBIO: Das BIOLOGIELABOR zum LERNEN und LEHREN S. 8 Vielseitig einsetzbare Moleküle S. 9 Polymerfilme mit einstellbaren Eigenschaften S. 10 Biokompatible und bioaktive polymere Beschichtungen S. 11 Freier Blick auf sich selbst organisierende Proteine S. 12 Schalter für mehr Nervenzellen S. 13 Nachwuchsforscher etablieren die Produktion pflanzlicher Sekundärstoffe im Bioreaktor S. 14 Entwicklung eines Systems zur gezielten Freisetzung von Proteinen S. 15 Neue Methode zum Nachweis der Osteoklastenaktivität entwickelt S. 16 Das interdisziplinäre Projekt BIOMINT sucht neue Anwendungen für pyroelektrische Materialien S. 17 Die Caterna Sehschule aus Dresden S. 18 Biotype Diagnostic GmbH steht für innovative molekulare Diagnostik S. 19 Biotechnologie und Bioinformatik eng verknüpft S. 20 Transinsight: Semantic Search S. 21 Mittelständische Unternehmen bei der Zulassung von Arzneimitteln und Medizintechnik begleiten S. 22/2

Publikationen 2009 der Eberhard-Karls-Universität Tübingen aus der Fakultät Biologie

Bibliographie von Publikationen, die von Angehörigen der Fakultät für Biologie der Universität Tübingen im Jahr 2009 erstellt wurden, u.a. Dissertationen, Diplomarbeiten, Aufsätze und Monographien

Technologien und Visionen der Mensch-Maschine-Entgrenzung : Sachstandsbericht zum TA-Projekt »Mensch-Maschine-Entgrenzungen: zwischen künstlicher Intelligenz und Human Enhancement«

Der Sachstandsbericht (TAB-Arbeitsbericht Nr. 167) zeigt auf, dass nach derzeitigem wissenschaftlich-technischem Entwicklungsstand viele der in den Zukunftsdiskursen formulierten Erwartungen weitgehend spekulativ erscheinen. Alles in allem ist in absehbarer Zeit wohl weder mit der technischen Optimierung der »Natur« des Menschen (in einem größeren, d.h. gesellschaftlich relevanten Maßstab) noch mit einer »Intelligenzexplosion« bei Maschinen zu rechnen. Die oben umrissene Entgrenzungsdynamik vollzieht sich aktuell vielmehr auf einer subtileren Ebene: beispielsweise, indem fundamentale anthropologische Kategorien – wie Verantwortungsfähigkeit, Selbstbestimmtheit, Identität –, welche die Grundlage unserer jetzigen moralischen und rechtlichen Ordnung bilden, durch die beschriebenen Technisierungsprozesse ins Wanken geraten. Diese normativen Herausforderungen machen eine frühzeitige Auseinandersetzung mit den gesellschaftlichen Konsequenzen, aber auch Rahmenbedingungen der Entgrenzungsdynamik erforderlich. Dabei sollte im Zentrum stehen, was wir als genuinen Wesenszug des Menschen und seiner Kultur verstehen und was davon wir für die Zukunft erhalten und vor maschinellem Zugriff schützen wollen. Inhalt Zusammenfassung 7 I. Einleitung 19 II. Zukunftsvisionen 25 1. Zur Analyse des visionären Diskurses 26 2. Kulturelle Wurzeln und Ideentraditionen 29 2.1 Künstliche Menschen, Automaten und Roboter 29 2.2 Transhumanismus, Cyborgs und Human Enhancement 33 3. Aktuelle visionäre Diskurse und ihre Akteure 37 3.1 Themensetzung durch futuristische Netzwerke 38 3.2 Der aktuelle Diskurs zu Enhancement und Cyborgs 43 3.3 Der aktuelle Diskurs zu einer Superintelligenz 47 4. Fazit 50 III. Stand der Technik 55 1. Neurotechnologien 55 1.1 Wissenschaftliche Grundlagen: neuroelektrische Schnittstellen 56 1.2 Neurotechnologische Anwendungen: Stand und Entwicklungsperspektiven 67 1.3 Forschungslandschaft in Deutschland 93 1.4 Fazit und Ausblick 95 2. Autonome Robotik 99 2.1 Wissenschaftliche Grundlagen: künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen 102 2.2 Wo steht die autonome Robotik? 110 2.3 Anwendungsfelder und Beispiele 120 2.4 Forschungslandschaft in Deutschland 134 2.5 Fazit 137 IV. Schlussfolgerungen und Ausblick 141 Literatur 153 In Auftrag gegebene Gutachten 153 Weitere Literatur 153 Anhang 167 1. Abbildungsverzeichnis 167 2. Tabellenverzeichnis 16

Diesseits und jenseits des Hirsches : Theorie und Praxis einer Poesiemaschine

Die vorliegende Arbeit beschreibt den ein Jahr lang andauernden Prozess der Entwicklung meiner eigenen Poesiemaschine. Buchrückentext: Wer ist der Hirsch? Und was hat er mit dem Buch zu tun? Der Band dokumentiert auf spielerische Weise den Entstehungsprozess einer außergewöhnlich leistungsfähigen Poesiemaschine. Den drei Versionen dieser Poesiemaschine werden die bildhaften Namen Wurm, Hähnchen und Hirsch gegeben. Inspiriert von Hans Magnus Enzensbergers Einladung zu einem Poesieautomaten wagt sich der Autor «in das Labyrinth» hinein. Nach dem Vorbild der französischen Literaturgruppe Oulipo werden zunächst die Anforderungen an eine Poesiemaschine in formelle, akustische, syntaktische, semantische und kreative Einschränkungen unterteilt. Die Modellierung der syntaktischen und kreativen Aspekte orientiert sich insbesondere an der Installation Poetry Machine des renommierten Medienkünstlers David Link. Neuartig beim Hirsch ist die Verwirklichung phonetischer Algorithmen, die Gedichte mit komplexen Reimen und metrischer Regulierung ermöglichen. Abschließend wirft der Autor einen Blick in die Zukunft. Das Ergebnis stellt eine Goldgrube an Einsichten und Ideen dar für Poesiemaschinen-Entwickler der nächsten Generation. Inhalt: Aus dem Inhalt: «Jenseits der Berechenbarkeit» - Was muss ein Poesie-Erzeuger können? - Gedichtgerüstbau anhand der GGT-Grammatik - Überraschungseffekt - Poesiemaschine Poetry Machine - Carnegie Mellons phonetisches Wörterbuch - WordNet - eine lexikalische Datenbank - POS-Tagger - Syntaktische Formeln mit dem manuellen Tagger - Blocking - Balancing - Phonetischer Beweis - Jenseits des Hirsches (Zukunft der Computerpoesie) - Computing with Words - Stephen Thalers Creativity Machine

Auszug aus Forschungstransferkatalog 2004: Stichwortverzeichnis

Der vorliegende Auszug aus dem Tranferkatalog liefert ihren Partnern und Interessenten im Sinne eines Angebotes Information über aktuelle Forschungsaktivitäten, mögliche Transfer-, Dienst- und Beratungsleistungen und gibt schließlich Auskunft über technische Ausstattung dieser Bereiche

Von den Einheits-Wissenschaften zu den Wissenschafts-Einheiten: 250 Jahre moderne Wissenschafts-Synthesen

'In dieser knappen Übersicht sollen einige wichtige Stationen in der langen Geschichte moderner Wissensintegrationen und enzyklopädischer Entwürfe vorgestellt werden: die Französische Enzyklopädie, die Idee der Einheitswissenschaft im Wiener Kreis sowie schließlich die gegenwärtigen Enzyklopädie-Potentiale, welche sich auf die Tatsache gelungener komplexer transdisziplinärer Modellfamilien stützen können. Zudem läßt sich die Geschichte moderner Wissens-Integrationen ihrerseits als die eines stimmigen Phasenübergangs beschreiben, der vom Anfangszustand einer akkumulativen Form der Integration, in der alles Wissenswerte gesammelt und kompiliert werden sollte, hin zu einer strukturellen Weise gegangen ist, in der sich das Wissenswerte aus der Anwendung jeweils passender komplexer Modell-Traditionen herstellt.' (Autorenreferat)'It is the purpose of this Small paper to present some highlights in the history of modern attempts of knowledge Integration. Three significant episodes are dealt with, namely the French Encyclopedia, the idea of a unified science as it has been proposed by the Vienna Circle and, finally, the contemporary encyclopedic potentials which are able to utilize the successful emergence of both complex and transdisciplinary model families. Moreover, the history of modern knowledge integration can be described in terms of a long-term phase transition which has followed a trajectory from an initial state of accumulation of all relevant empirical and theoretical components to a mode of structural encoding, in which all relevant knowledge can be produced by suitable applications of a comparatively small set of complex modeling traditions.' (author's abstract)

Ein Smart Home Management-System basierend auf adaptive Lernalgorithmen des Verhaltenserwerbs (ENKOS)

Mit dem adaptiven Energie- und Komfortmanagementsystem „ENKOS“ auf Basis von Learning Classifier Systems wird die Benutzung elektrischer Geräte in einem Haushalt adaptiv gelernt. Diese werden zur Steigerung des Wohnkomforts durch eine intelligente Vorhersage eingesetzt, womit ein völlig neuer Ansatz eines „Smart Home“-Systems realisiert wird. Außerdem wird damit eine signifikante Energiereduzierung erreicht. Beide Ziele, die Komfortsteigerung sowie die Energieminimierung in einem standardisierten Haushalt, wurden in eine Zielfunktion integriert und mit Hilfe von verhaltenspsychologischen Methoden quantifiziert. Danach wurde die Topologie von ENKOS, dem zentralen Lern- und Steuersystem der elektrischen Geräte, aus mehreren Möglichkeiten ausgewählt. Die Zielvariante wurde „Kognitive Learning Classifier Systems“ (KLCS) genannt, da die LCS die Grundlage des Ansatzes bilden und um Methoden der kognitiven Verhaltensforschung erweitert wurden.In the present work it has been able to develop an adaptive learning system "ENKOS" ("Energy and Comfort management system") basing on Learning Classifier Systems to adopt human behavior in relation to the use of electrical appliances in a household. This could be used to improve living comfort through an intelligent prediction. The learning algorithm refers to a correction of a decision made by ENKOS by the user and as well as the correction time, and so realizes an adaptive "smart home" system with the help of a completely new approach. The information got by the usage patterns of electrical equipment by users are also used for the construction of logical and electrical models of the apartment, which could be used for a significant energy reduction in the household. Both of these goals, the increase of living comfort and the energy minimization in a standardized household were integrated into an objective function and thus quantified. For accurate parametrization of the objective function, behavioral psychological methods of human decision-making have been used to convert the objective control strategy of all devices in the simulated household into the subjective perception of people. Thereafter, the topology of ENKOS, the central learning and control system of the electrical devices were selected from several options. In particular, for the integration of simple physical models into a complex behavior model stored in the LCS several fundamental issues were discussed to generate a final overall topology. The target variant was named “Cognitive Learning Classifier Systems” (KLCS) derived form the basis of the approach, the LCS, extended by the methods to adopt human decision making. After setting up the structure of the system, a standard simulation environment was developed to evaluate different parameters of the created KLCS objectively in terms of maximizing the objective function. This revealed that two out of three tested methods of energy minimization and only two of six parameters of the LCS components are having a significant impact on the target function value. It was shown that the established system ENKOS could both, an increase in comfort for the user and a significant reduction of energy consumption in the simulated standard apartment. With ENKOS a real adaptive smart home system was created to help the user in daily living.Mit der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, ein adaptives Lernsystem „ENKOS“ („Energie- und Komfortmanagementsystem“) auf Basis von Learning Classifier Systems zu entwickeln, um menschliche Verhaltensweisen in Bezug auf die Benutzung elektrischer Geräte in einem Haushalt zu lernen. Diese konnten für die Steigerung des Wohnkomforts durch eine intelligente Vorhersage eingesetzt werden. Der Lernalgorithmus bezieht zum einen die Korrektur der Entscheidung von ENKOS durch den Nutzer und zum anderen die Korrekturzeit ein und realisiert damit adaptives „Smart Home“-System mit einem völlig neuen Ansatz. Die Informationen, die durch die Benutzungsmuster von elektrischen Geräten durch die Nutzer erhoben werden können, werden außerdem zum Aufbau von logischen und elektrischen Modellen der Wohnung benutzt, womit eine signifikante Energiereduzierung erreicht werden konnte. Beide Ziele, die Komfortsteigerung sowie die Energieminimierung in einem standardisierten Haushalt, wurden in eine Zielfunktion integriert und damit quantifiziert. Für die Anpassung der Zielfunktion wurden auch verhaltenspsychologische Methoden der menschlichen Entscheidungsfindung herangezogen, um die objektive Steuerstrategie aller Geräte im simulierten Haushalt in die subjektive Empfindung von Menschen überführen zu können. Danach wurde die Topologie von ENKOS, dem zentralen Lern- und Steuersystem der elektrischen Geräte, aus mehreren Möglichkeiten ausgewählt. Insbesondere für die Integration der einfachen physikalischen Modelle in ein komplexes Verhaltensmodell (abgebildet durch die LCS-Regeln) wurden mehrere grundsätzliche Fragestellungen gegeneinander abgewogen, um eine entsprechende Gesamttopologie zu generieren. Die Zielvariante wurde „Kognitive Learning Classifier Systems“ (KLCS) genannt, da die LCS die Grundlage des Ansatzes bilden und um Methoden der kognitiven Verhaltensforschung erweitert wurden. Nach dem Aufstellen der Systemstruktur wurde eine Standardsimulationsumgebung geschaffen, um verschiedene Parameter des geschaffenen KLCS objektiv bewerten zu können, um die Zielfunktion zu maximieren. Dabei kam heraus, dass zwei von drei untersuchten Methoden der Energieminimierung aussichtsreich sind, wobei bei der Parametrisierung der LCS-Komponenten lediglich zwei von sechs Parametern einen signifikanten Einfluss auf den Zielfunktionswert haben. Es konnte gezeigt werden, dass das aufgestellte System ENKOS sowohl eine Steigerung des Komforts für die Nutzer ermöglicht sowie die signifikante Reduzierung des Energieverbrauchs in der simulierten Standardwohnung realisiert. Damit ist ein wirklich adaptives Smart Home-System im Sinne des Anwenders als Ansatz geschaffen und evaluiert worden