Page 14 - TU Dresden - Wissen fürs Leben / Knowledge for Life

Forschung

Was hat ein Donut mit Quanten zu tun? Der Lochkrapfen Die Forschenden erkunden die Physik hinter der
gleicht einem geometrischen Gebilde, mit dem sich das Zellbiologie. Ziel ist es, lebende Materie exakter zu
Innere von Quantenmaterialien auf theoretischer Ebene beschreiben und damit Biotechnologie und Medizin
beschreiben lässt. Dabei trifft Physik auf Topologie, auf berechenbarere Arbeitsgrundlagen zu stellen.
einen Teilbereich der Mathematik. Diese Ver bindung
ist ein revolutionärer Forschungsansatz, der mit dem Mensch und Maschine
Nobelpreis gekrönt wurde und den ct.qmat nun weiter- Innovative Robotiklösungen, die das tägliche Leben
entwickelt. Unter extremen Laborbedingungen wie ultra- unterstützen sollen – technische Systeme, die mit
tiefen Temperaturen wird nach neuen topologischen Menschen in Echtzeit interagieren: Daran arbeitet das
Werkstoffen gesucht. Deren besondere Eigenschaften Exzellenzcluster »Centre for Tactile Internet with
gilt es, nutzbar zu machen – zum Beispiel als mega- Human-in-the-Loop« (CeTI). Industrielösungen sollen
schnelle Quantenchips, die kaum Energie verbrauchen, ebenso entstehen wie Hilfsmittel für lebensbegleitendes
oder als außergewöhnlich leistungsstarke topologische Lernen und computerbasierte Assistenzsysteme für die
Laser. Über die Wissenschaftsallianz DRESDEN- concept Chirurgie. Daher ist neben Maschinenbau, Elektro- und
ist ct.qmat eng verzahnt mit vier renommierten Dresdner Kommunikationstechnik, Informatik und Medizin auch
in
Instituten der Max-Planck-Gesellschaft, der Helmholtz- die Psychologie an CeTI beteiligt. Prof. Shu-Chen Li
und der Leibniz-Gemeinschaft. und Prof. Thomas Goschke erforschen unter anderem
die Altersabhängigkeit neurokognitiver Mechanismen
Lebensformel der Selbstkontrolle, der Wahrnehmung und des Han-
Aus einer neuen Perspektive blickt das Exzellenzcluster Lassen sich Zellen und Gewebe mit physikalischen Echtzeit-Interaktion zwischen Mensch und Roboter delns. Sie liefern grundlegende Erkenntnisse über den
»Physics of Life« (PoL) auf das Leben. Ein multidisziplinä- Gesetzen beschreiben? Das Exzellenzcluster via Mobilfunk: Wie das geht, erforschen Prof. Frank Menschen, damit die Schnittstellen zwischen Mensch
»Physics of Life« (PoL) mit Sprecher
Fitzek und sein Team im Exzellenzcluster CeTI.
res Team will der Bedeutung physikalischer Gesetze Prof. Otger Campàs will es herausfinden. und Maschine funktionieren.
Real-time interaction between humans and robots
für Wachstum und Strukturbildung in Organismen sowie Can cells and tissues be described using physics? via mobile­communications:­This­is­what­fascinates­ Auch jenseits der Exzellenzcluster setzt die TUD auf
für die dynamische Organisation von Molekülen, Zellen This is exactly what Prof. Otger Campàs Prof. Frank Fitzek and his team at the CeTI Interdisziplinarität und ein klares Profil. Fünf inter-
und Geweben auf die Spur kommen. aims to ­discover­at­the­“Physics­of­Life”­(PoL)­ ­ Cluster­of­Excellence. disziplinär angelegte Forschungsschwerpunkte bringen
­ Cluster of Excellence.

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Dass CeTI den Menschen im Blick behält, dazu tragen
Neuropsychologin Prof. Shu-Chen Li und Psychologe
in
Prof. Thomas Goschke bei – mit Erkenntnissen
What does a donut have to do with quantum physics? The aim is to describe living matter more precisely aus dem Sonderforschungsbereich »Volition und
Well, its shape resembles a geometric structure, a torus, in order to facilitate applications in bio technology and kognitive Kontrolle«.
that is used to describe the interior of quantum materials medicine. Neuropsychologist­Prof.­Shu-Chen­Li­and­psychologist­
on a theoretical level. Here, physics meets the branch of Prof.­Thomas­Goschke­are­helping­CeTI­to­closely­observe­
human­behavior –­with­findings­from­the­Collaborative­
mathematics known as topology. Their symbiosis is a Humans and machines Research­Center­“ Volition­and­Cognitive­Control.”
revolutionary research approach, that a few years ago led The “Center for Tactile Internet with Human-in-the-Loop“
to a Nobel Prize. Now, ct.qmat is taking this to a whole (CeTI) Cluster of Excellence aims to design innovative
new level by striving to discover novel topological materials robotic solutions to support everyday life – technical
under extreme laboratory conditions such as ultralow systems that interact with humans in real time. They seek
temperatures. The aim is to harness their particular to develop business solutions and devices for lifelong
properties – for example, in super-fast quantum chips learning and computerized assistance systems for
that consume virtually no energy at all, and exceptionally surgery. Therefore, mechanical engineering, electrical
powerful topological lasers. Through the DRESDEN- and communications engineering, computer science,
concept research alliance, ct.qmat is closely linked to four medicine and psychology all play a role at CeTI.
distinguished Institutes of the Max Planck Society, the Prof. Shu-Chen Li and Prof. Thomas Goschke are
Helmholtz Association, and the Leibniz Association in researching the age dependency of neurocognitive
Dresden. mechanisms of self-control, perception and action.
They identify fundamental aspects of human behavior in
The formula for life order to facilitate the relationship between humans and
The “Physics of Life” (PoL) Cluster of Excellence views life machines. Beyond the Clusters of Excellence, TUD also
from a new perspective. The multidisciplinary team is relies on interdisciplinary methods with a clear-cut goal.
exploring the importance of physical laws for growth Five interdisciplinary approaches to research are unified
and structure formation in organisms, as well as for the by experts from different disciplines so that knowledge
dynamic organization of molecules, cells and tissues. for life can be created at the highest level.
Researchers are examining the physics of cell biology.