Talking ScienceΤο 2024 το ETH Zurich επιβεβαίωσε για άλλη μια φορά τη θέση του ως παγκόσμιο ηγέτη στην έρευνα και τη διδασκαλία – είτε στον τομέα της βιολογίας, των ενεργειακών επιστημών είτε της διαστημικής έρευνας.
Το 2024, το ETH Zurich όχι μόνο έκανε διεθνές όνομα στην έρευνα αιχμής, αλλά από τον Σεπτέμβριο, το πανεπιστήμιο εκπαιδεύει επίσης περίπου 30 φοιτητές που έχουν εγγραφεί στο νέο Μεταπτυχιακό στα Διαστημικά Συστήματα. Οι δεξιότητές τους θα είναι περιζήτητες στην ακμάζουσα διαστημική βιομηχανία. Και λόγω του αυξανόμενου ενδιαφέροντος από τους επιστήμονες της γης να μελετήσουν το σύμπαν, το Τμήμα Επιστημών της Γης ETH έχει τώρα ένα νέο όνομα. ονομάζεται πλέον Τμήμα Γης και Πλανητικών Επιστημών (D-EAPS).
Ερευνητές από αυτό το τμήμα διερεύνησαν πώς έφθασαν στη Γη το άζωτο, ο άνθρακας και άλλα δομικά στοιχεία της ζωής. Η θεωρία είναι ότι έπεσαν βροχή στον πλανήτη μας ως κοσμική σκόνη και έθεσαν σε κίνηση την πρεβιοτική χημεία.
Εξετάζοντας την ιστορία της γης, οικολόγοι και γεωλόγοι έχουν αποκαλύψει τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της σχετικά ταχείας κλιματικής αλλαγής, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι χρειάζεται περισσότερος χρόνος από ό,τι είχε προηγουμένως υποτεθεί για να δημιουργηθεί μια νέα κλιματική ισορροπία, με τον φυτικό κόσμο να χρειάζεται εκατομμύρια χρόνια για να ανακτώ. Ανακάλυψαν επίσης ότι η σημερινή κλιματική αλλαγή μεταβάλλει επίσης τη θέση και την κίνηση του άξονα περιστροφής της Γης. Μια μέρα στη Γη γίνεται οριακά και σταδιακά μεγαλύτερη.
AI και υπερυπολογιστές ως βοηθοί
Το Τμήμα Biosystems έχει δει αρκετές βελτιώσεις όλα αυτά τα χρόνια, αλλά η πορεία του προς την ανάπτυξη κορυφώθηκε τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους, όταν το ETH Zurich άνοιξε το νέο του κτίριο διδασκαλίας και έρευνας στη Βασιλεία. Ακολούθησε τον Ιούλιο τα εγκαίνια του νέου κτιρίου Gloria Cube στη Ζυρίχη, που χρησιμοποιείται για διδασκαλία, έρευνα και ανάπτυξη στην ιατρική. Και τον Σεπτέμβριο, η ETH Zurich εγκαινίασε τον νέο υπερυπολογιστή των Άλπεων στο Λουγκάνο. Ένας από τους ταχύτερους υπολογιστές στον κόσμο, είναι προσανατολισμένος στις ανάγκες της τεχνητής νοημοσύνης (AI).
Το ETH Zurich και το EPFL έχουν εντείνει τη συνεργασία τους στην τεχνητή νοημοσύνη, ιδρύοντας μαζί το Ελβετικό Εθνικό Ινστιτούτο για την Τεχνητή Νοημοσύνη.
Η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά τους χημικούς να παράγουν γρήγορα και εύκολα ενεργά φαρμακευτικά συστατικά με βάση την τρισδιάστατη επιφάνεια μιας πρωτεΐνης. Η νέα διαδικασία θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην έρευνα για τα ναρκωτικά. Μια μορφή AI ανιχνεύει μια απειλητική για τη ζωή ασθένεια των πνευμονικών αρτηριών στα νεογνά. Ενώ ένα άλλο μπορεί να επιταχύνει τη διάγνωση της ενδομητρίωσης στις γυναίκες. Το spin-off ETH Scanvio αναπτύσσει έναν αλγόριθμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση εικόνων υπερήχων της μήτρας σε αυτοματοποιημένη βάση.
Εν τω μεταξύ, ένα εμφύτευμα υδρογέλης που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο ETH Zurich και το Empa αποτρέπει την ανάπτυξη ενδομητρίωσης εξαρχής. Το εμφύτευμα εμποδίζει την αντίστροφη ροή του εμμηνορροϊκού αίματος στη σάλπιγγα.
Άλλοι επιστήμονες έχουν αποκαλύψει πώς τα καρκινικά κύτταρα του παχέος εντέρου αποικίζουν το ήπαρ, με τα ευρήματά τους να βοηθούν στην ανάπτυξη θεραπειών που αποτρέπουν τη μετάσταση του καρκίνου του παχέος εντέρου. Οι ερευνητές της Systems Biology, στην αναζήτησή τους για δραστικές ουσίες για την καταπολέμηση του γλοιοβλαστώματος, ανακάλυψαν ότι ένα κοινό αντικαταθλιπτικό μπορεί να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα στον επίφοβο κακοήθη όγκο του εγκεφάλου – τουλάχιστον στο πιάτο κυτταροκαλλιέργειας. Οι ερευνητές ETH ανακάλυψαν επίσης ότι τα λιπώδη κύτταρα έχουν μνήμη. Με αυτόν τον τρόπο, έχουν αποκρυπτογραφήσει μια αιτία του φαινομένου γιο-γιο, που δυσκολεύει την απώλεια βάρους.
Νέες λύσεις βιωσιμότητας
Για να μετριάσουν την ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή, μια λύση που ανακάλυψαν οι επιστήμονες ήταν να φιλτράρουν το CO2 από την ατμόσφαιρα και να το αποθηκεύσουν υπόγεια. Οι ερευνητές του ETH υπολόγισαν ότι αυτό είναι δύο φορές πιο ακριβό από ό,τι αναμενόταν. Οι χημικοί μηχανικοί έχουν αναπτύξει τώρα μια νέα λύση δέσμευσης CO2. Βασίζεται σε μόρια που δεσμεύουν το CO2 που αντιδρούν στο φως και είναι πιο ενεργειακά αποδοτικό από προηγούμενες μεθόδους.
Οι ίδιοι ερευνητές βοηθούν τις μπαταρίες μετάλλου λιθίου να γίνουν ήρωες των EV, αναπτύσσοντας ένα νέο υγρό ηλεκτρολυτών για αυτές που μπορεί ενδεχομένως να αυξήσει σημαντικά την γκάμα των ηλεκτρικών οχημάτων.
Οι αρχιτέκτονες προσπαθούν επίσης να αποφύγουν τις εκπομπές CO2 στην πηγή και βασίζονται όλο και περισσότερο σε φυσικά υλικά. Έχουν αναπτύξει μια διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης με τη βοήθεια ρομπότ που εκτοξεύει πήλινες μπάλες για να δημιουργήσει δομικά στοιχεία όπως τοίχους και κολώνες.
Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει μια θερμική παγίδα που μπορεί να απορροφήσει το συγκεντρωμένο ηλιακό φως και να μεταφέρει θερμότητα σε περισσότερους από χίλιους βαθμούς Κελσίου. Τέτοιες ακραίες θερμοκρασίες απαιτούνται για την παραγωγή χάλυβα και άλλες βιομηχανίες. Ωστόσο, η αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλιακής ενέργειας παραμένει μια πρόκληση. Ένα πιθανό μέσο αποθήκευσης είναι το υδρογόνο. Για το σκοπό αυτό, οι χημικοί ETH έχουν αναπτύξει ένα σύστημα αποθήκευσης από ακατέργαστο σιδηρομετάλλευμα για την αποθήκευση υδρογόνου με ασφάλεια και για μεγάλες περιόδους.
Αστική εξόρυξη με ορό γάλακτος
Οι χημικοί έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για την αποτελεσματική ανάκτηση μετάλλων σπάνιων γαιών από ηλεκτρονικά απόβλητα. Η τεράστια ποσότητα ενέργειας και χημικών που απαιτούνται για την ανάκτηση εμπόδισαν αυτά τα στοιχεία να ανακυκλωθούν σε οποιαδήποτε ρεαλιστική κλίμακα μέχρι τώρα. Η ανακάλυψη έλαβε το Spark Award 2024, το βραβείο ETH Zurich για την πιο πολλά υποσχόμενη εφεύρεση της χρονιάς.
Άλλοι ερευνητές του ETH συλλέγουν επίσης πολύτιμα μέταλλα όπως ο χρυσός από ηλεκτρονικά απόβλητα, χρησιμοποιώντας ένα σφουγγάρι που προέρχεται από πρωτεΐνες ορού γάλακτος. Είναι ενδιαφέρον ότι οι ίδιες πρωτεΐνες ορού γάλακτος μπορούν να μετατραπούν σε γέλη για τη διάσπαση του αλκοόλ στο γαστρεντερικό σωλήνα και την πρόληψη της δηλητηρίασης από το αλκοόλ.
Ρομπότ φιδιών και κβαντικοί υπολογιστές
Οι φυσικοί του ETH έχουν έρθει πιο κοντά στον στόχο τους να κατασκευάσουν έναν κβαντικό υπολογιστή. Πέρασαν το χρόνο συλλαμβάνοντας ιόντα με στατικό ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο και εκτελώντας κβαντικές πράξεις σε αυτά. Οι επιστήμονες υπολογιστών της ETH έχουν γράψει έναν αλγόριθμο υπερταχείας ροής που είναι, μαθηματικά μιλώντας, αδύνατο να ξεπεραστεί. Υπολογίζει τη μέγιστη ροή μεταφοράς με ελάχιστο κόστος για κάθε είδους δίκτυο – είτε είναι σιδηροδρομικό, οδικό είτε ηλεκτρικό.
Το Autonomous Systems Lab έχει αναπτύξει ένα είδος ρομπότ φιδιού, του οποίου το σώμα μπορεί να εκτείνεται σε μήκος έως και 100 μέτρα. Εξοπλισμένο με κάμερα, μικρόφωνο και μεγάφωνα, το Roboa θα βοηθήσει σε επιχειρήσεις διάσωσης στο μέλλον αναζητώντας περιοχές απρόσιτες από ανθρώπους, σκύλους ερευνητές και άλλα ρομπότ.
Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει ένα ρομποτικό πόδι που προωθείται από ένα εντελώς νέο σύστημα κίνησης χρησιμοποιώντας τεχνητούς μύες, επιτρέποντας γρήγορες κινήσεις και άλματα. Άλλοι ερευνητές κατάφεραν να ανιχνεύσουν γεγονότα έντονων βροχοπτώσεων απευθείας με δεδομένα GPS. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την μετεωρολογική παρακολούθηση και τις προβλέψεις.
Νέα αναπηρικά καροτσάκια και μια εφαρμογή ντετέκτιβ
Οι επιστήμονες του αθλητισμού και οι μηχανολόγοι μηχανικοί βελτιώνουν τον τρόπο προπόνησης των δρομέων. Με τη βοήθεια μιας ασπίδας αέρα, οι αθλητές μπορούν να προπονηθούν χωρίς αντίσταση αέρα και με κορυφαία ταχύτητα. Ένας στους τρεις μαθητές του ETH που ταξίδεψε στους Ολυμπιακούς Αγώνες στο Παρίσι προπονήθηκε με τη συσκευή.
Το ETH διοργάνωσε έναν εντελώς διαφορετικό διαγωνισμό στα τέλη Οκτωβρίου. Το Cybathlon είδε 67 ομάδες από 24 χώρες να διαγωνίζονται σε μια διοργάνωση που στοχεύει στην προώθηση τεχνολογιών βοήθειας για άτομα με αναπηρία που είναι κατάλληλες για καθημερινή χρήση. Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να κάνει τη ζωή των χρηστών αναπηρικών αμαξιδίων ευκολότερη στο μέλλον. Οι εμβιομηχανικοί μηχανικοί έχουν αναπτύξει μια αναπηρική καρέκλα που μπορεί να οδηγηθεί από χρήστες που μετατοπίζουν το βάρος τους στην καινοτόμο κινητή πλάτη του. Εργάζονται με μια νέα start-up και ελπίζουν να την φέρουν στην αγορά σύντομα.
Άλλες εφευρέσεις περιλαμβάνουν βιοαισθητήρες που ανιχνεύουν διαρροές σε εσωτερικά όργανα μετά από χειρουργική επέμβαση, έναν νέο τύπο άκαμπτου αλλά υψηλής απόσβεσης υλικού και μια εφαρμογή smartphone που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της αυθεντικότητας εγγράφων και αντικειμένων.
Η ETH Zurich παραμένει ένας από τους ηγέτες παγκοσμίως στην έρευνα, τη διδασκαλία και την καινοτομία. Όμως, εδώ και δύο δεκαετίες, τα κεφάλαια που χορηγούνται στο ETH δεν ανταποκρίνονται στην αύξηση του αριθμού των φοιτητών του. Ως αποτέλεσμα, ο Πρόεδρος του ETH Joël Mesot και ο Πρόεδρος του EPFL Martin Vetterli θέλουν οι μαθητές να θεωρούνται παράγοντας επιτυχίας για την Ελβετία, όχι ως αγελάδες με μετρητά, ζητώντας μια εθνική συζήτηση για τη χρηματοδότηση της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης.
Aναδημοσίευση άρθρου της συντακτικής ομάδας του ETH Zurich News στις 18.12.2024 Link to original article >
