NaturWissenschaft und Technik

 

 

 

In dieser Veranstaltungsreihe werden aktuelle Themen und Forschungsprojekte aus den physikalischen Wissenschaften allgemeinverständlich präsentiert. Namhafte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellen ihre Ergebnisse vor. Die Bandbreite der Themen geht dabei auch in andere naturwissenschaftliche sowie naturphilosophische Bereiche hinein.

 

Programm 2018 (wird fortlaufend ergänzt)

Vortragsprogramm
Januar - April 2018
24. Januar Robotik & AI - Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden Dr. Sighard Schräbler
07. Februar Komplexe Systeme: Von Schwärmen, Wetter und Gehirn? Dr. Axel Hutt
08. Februar Wertvolle Vielfalt: Biodiversität als Grundlage einer zukunftsfähigen Bioökonomie Sonderkolloquium
21. Februar Modellierung und Simulation physikalischer Prozesse in Wissenschaft und Technik Prof. Dr. Gabriel Wittum
21. März Wie das Gehirn sich die Rosinen herauspickt Prof. Dr. Pascal Fries
11. April Schwarmintelligenz jenseits der Metapher - Wie klug sind Schwärme wirklich? Prof. Dr. Bernd Grünewald

 

 

Themenbeschreibung

 

Donnerstag, 8. Februar 2018, 14 - 18 Uhr
"Wertvolle Vielfalt: Biodiversität als Grundlage einer zukunftsfähigen Bioökonomie"
27. Frankfurter Sonderkolloquium der Reihe Technik und Gesellschaft im Dialog.
Gemeinsame Veranstaltung von DECHEMA, Physikalischer Verein, GDCh, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, DVS, VDI, DBG

Veranstaltung im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2017/2018.
Die biologische Vielfalt ist unsere Lebensgrundlage und eine unerlässliche Ressource für jegliche biobasierte Wirtschaft. Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen sind wichtige Lieferanten für Nahrungsmittel, Materialien und Wirkstoffe. Sie stellen damit die zentrale Ressource für die Bioökonomie dar. Doch wie ist es um sie bestellt, wie kann ihre nachhaltige Nutzung gewährleistet werden, und was bedeutet das für die wirtschaftliche Nutzung?
Logo Wissenschaftsjahr 2018
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Bild: unbekannt



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Bild: unbekannt
Programm:

Begrüßung

Prof. Dr. Kurt Wagemann, DECHEMA e.V., Prof. Dr. Volker Mosbrugger, SGN

Bioökonomie im Spannungsfeld zwischen Innovation und ethischem Anspruch
Prof. Dr. Markus Vogt (LMU München und Vorsitzender des Sachverständigenrates Bioökonomie Bayern)

Biodiversität als Grundlage für Naturstoffe
“Bakterielle Konsortien als vielversprechende Basis für Naturstoffe“

Prof. Dr. Helge Bode (Goethe-Universität Frankfurt)

Grenzen der Bioökonomie: Wir können nicht bewerten, was wir nicht verstehen
Prof. Dr.Thomas Hickler (Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung)

Wie kann eine zukunftsfähige Bioökonomie aussehen?
Dr. Steffi Ober, Teamleiterin Ökonomie und Forschungspolitik, NABU, Berlin, Frankfurt am Main

Moderation:
Dr. Sören Dürr, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Frankfurt am Main

Ort: Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Arthur-von-Weinberg-Haus, Robert-Mayer-Straße 2, 60325 Frankfurt (Lageplan: hier)

Eintritt frei, Anmeldung erwünscht, Anmeldung nur bei der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

 

Themenreihe: "Komplexität – zwischen Chaos und der Entstehung von Neuem"

Als kompliziert – im Sinne von zu kompliziert – gilt im Alltag eine Situation, die eine uns unnötig hoch erscheinende Vielschichtigkeit aufweist. Um sie zu beherrschen, werden oft „einfache“ Lösungen gesucht, soll also der Grad an Komplexität soweit wie möglich vermindert werden. Für das Auftreten vieler natürlicher Phänomene - beispielsweise Wetterphänomene - ist aber offenbar ein Mindestmaß an Komplexität essentiell. Das gilt insbesondere für das Phänomen „Leben“ mit seinem schon auf mikroskopischer Ebene extrem hohen Komplexitätsgrad. Die komplexe Interaktion von Lebewesen untereinander führt zu weiteren neuen makroskopischen Phänomenen wie dem Schwarmverhalten. Das gilt ebenso für Prozesse in unserem Gehirn, wo Milliarden von Neuronen miteinander wechselwirken. Lassen sich komplexe technische Systeme soweit beherrschen, dass wir „Künstliche Intelligenz“ erschaffen können?
In fünf Vorträgen werden unterschiedliche Aspekte komplexer Systeme vorgestellt.
Intro
Bild: Gratisography

 

Mittwoch, 24. Januar 2018, 19:30 Uhr
Robotik & AI - Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden
Dr. Sighard Schräbler
Robotik ist die Wissenschaft der planvollen, autonomen Navigation und Handhabung. In der künstlichen Intelligenz geht es um das Lernen nach verschiedenen Methoden, wobei noch gar nicht alle komplexen Methoden des Lernens erschlossen sind, zu denen der Mensch fähig ist. Ein vielversprechender Weg liegt in der Verknüpfung von Lernen und Planen, um bereits aus der Vorstellung einer Interaktion Erkenntnis zu ziehen.

Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.
Prinzip des Reinforcement Learnings
Bild: Pieter Abeel, UC Berkeley

 

Mittwoch, 7. Februar 2018, 19:30 Uhr
Komplexe Systeme: Von Schwärmen, Wetter und Gehirn
Dr. Axel Hutt, Deutscher Wetterdienst, Forschung und Entwicklung, Offenbach
Wolken
Bild: unbekannt
Im täglichen Leben sind wir alle Teil von komplexen Systemen. Beispiele sind die Tierwelt und die Vegetation sowie auch kleine Systeme wie Flüssigkeiten, die zum Beispiel beim Kochen entstehen. Viele dieser Systeme nennt man komplex, da sie aus Einzelteilen bestehen, die miteinander wechselwirken und dadurch neue Eigenschaften hervorbringen. Solche neuen Eigenschaften sind zum Beispiel Muster, wie Streifen beim Zebra, Formationen von Vogelschwärmen oder Wolkenbildung. Der Vortrag erläutert, nach welchen Grundprinzipien neue Muster und Funktionen entstehen und wie hiermit Alltagsphänomene besser verstanden werden können.

Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.

 

Mittwoch, 21. Februar 2018, 19:30 Uhr
Modellierung und Simulation physikalischer Prozesse in Wissenschaft und Technik
Prof. Dr. Gabriel Wittum, Goethe Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen, Goethe-Universität, Frankfurt
Computersimulation ist zu einer wesentlichen Quelle naturwissenschaftlicher Erkenntnis geworden. Zur zuverlässigen Simulation komplexer Prozesse aus Wissenschaft und Technik sind moderne numerische Strategien erforderlich, die die Lösung großer Modellsysteme erlauben. Wesentlich sind hierbei Zuverlässigkeit, Effizienz, Robustheit, und vielseitige Anwendbarkeit. Im Vortrag werden grundlegende Voraussetzungen für die Simulation komplexer Systeme erörtert. Wir gehen dabei von Modellen aus, die auf partiellen Differentialgleichungen beruhen, Eine Simulationsstrategie wird vorgestellt, die moderne numerische Techniken einsetzt. Sodann werden verschiedene Anwendungen vorgestellt. Hierzu gehört die Simulation von Strömungen in Umwelt und Technik, Simulation der Diffusion in Biogewebe, Signalverarbeitung in Neuronen, bis hin zur Simulation von Problemen der Astrophysik. Anhand dieser Beispiele diskutieren wir die Durchführbarkeit und Zuverlässigkeit von Simulationen.

Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.
Rayleigh–Taylor instability
Bild: Lawrence Livermore National Laboratory

 

Mittwoch, 21. März 2018, 19:30 Uhr
Wie das Gehirn sich die Rosinen herauspickt
Prof. Dr. Pascal Fries, Director, Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society, Frankfurt
Fries Lab Logo
Bild: Pascal Fries
Unsere Wahrnehmung spiegelt die Umwelt nicht getreulich wieder, sondern wird von Erwartungen bestimmt und pickt sich die wichtigen Informationen heraus. Das Gehirn steuert die Informationsweiterleitung flexibel, in Sekundenbruchteilen. Dabei sind Hirnrhythmen von großer Bedeutung. Gruppen von Neuronen, also Gehirnzellen, senden ihre Impulse an andere Neurone rhythmisch aus. Das ähnelt Gruppen von Menschen, die eine Botschaft rhythmisch skandieren. Nur Neuronengruppen, die ihre Adressaten in Resonanz versetzen, leiten ihre Botschaft erfolgreich weiter. Zwei Frequenzbereiche unterstützen Kommunikation in die zwei Hauptrichtungen: Neue Sinneseindrücke werden im Gamma-Band (ca. 60 Hz) von niederen zu höheren Hirnarealen geschickt. In die andere Richtung werden ständig Erwartungen und Steuersignale im Beta-Band (ca. 16 Hz) geschickt. Auf diese Weise helfen Rhythmen dem Gehirn dabei, sich die Rosinen herauszupicken.
Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.

 

Mittwoch, 11. April 2018, 19:30 Uhr
Schwarmintelligenz jenseits der Metapher
Wie klug sind Schwärme wirklich?
Prof. Dr. Bernd Grünewald, Institut für Bienenkunde Oberursel, Polytechnische Gesellschaft Frankfurt am Main, Goethe-Universität Frankfurt am Main
Der Begriff Schwarmintelligenz ist zum diffusen Schlagwort in Wirtschaft, Soziologie oder Informatik geworden. Die Weisheit Vieler findet die Lösung für (fast) alles, die Klugheit der Masse übertrifft die Intelligenz des Einzelnen. Das ist das große Versprechen und es wird meist mit biologischen Fakten naturwissenschaftlich untermauert. Aber was ist dran an der Schwarmintelligenz? Die biologischen Hintergründe des Sachwarmverhaltens, seine Leistungen und seine Grenzen, beleuchtet Prof. Grünewald, Leiter des Oberurseler Instituts für Bienenkunde der Polytechnischen Gesellschaft, am Beispiel des Bienenschwarms. Und beantwortet die Frage, wann Schwarmintelligenz bei Quizsendungen sinnvoll eingesetzt werden kann.

Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.
Bienen
Bild: Uwe Dettmar
Ort: Physikalischer Verein - Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, Frankfurt (Lageplan: hier)
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich.