Beweis für Theorie der visuellen Wahrnehmung

Bereits in den 1960er-Jahren entwickelten Hubel und Wiesel ihr Modell wonach das Sehen das Ergebnis geordneter, stufenweiser Berechnungen im Gehirn ist – mit spezialisierten Neuronen, die jeweils auf Kanten, Orientierungen, Bewegungen und auf das linke oder rechte Auge abgestimmt sind. Diese Theorie erhielt viel Zuspruch, war aber in Details umstritten. Einige Forschende vermuteten, dass schon im Thalamus Zellen sitzen, die auf bestimmte Orientierungen spezialisiert sind. Das konnte die neue experimentelle Studie nun klären, indem sie erstmalig in den einzelnen Synapsen den Datenfluss zwischen Thalamus und Hirnrinde analysierte. Dem Forschungsteam um Prof. Arthur Konnerth, Dr. Yang Chen und Doktorand Marinus Kloos vom Institut für Neurowissenschaften an der 51�Թ��� School of Medicine and Health sowie am Exzellenzcluster SyNergy gelang es, durch eine neuartige, hochauflösende mikroskopische Darstellung, diesen Datenfluss auf der elementaren synaptischen Ebene zu beobachten und zu quantifizieren. Die daraus gewonnenen Ergebnisse belegen eindeutig die Kernaussagen der Hubel-und-Wiesel-Theorie. Die neuen Forschungsergebnisse wurden vom renommierten Magazin Science veröffentlicht. Prof. Konnerth betont: „Unsere Ergebnisse belegen, wie visionär und exakt Hubel und Wiesel schon vor über 60 Jahren die Vorgänge der visuellen Wahrnehmung durchdrungen haben. Auf ihrem Ansatz baut heute nicht nur Forschung in den Neurowissenschaften, sondern auch auf dem Gebiet der künstlichen neuronalen Netzwerke auf. Von der Natur und ihren evolutionären Anpassungen zu lernen, bleibt ein Erfolgsrezept für technologische Weiterentwicklungen.“

Ein Blick in die School of Medicine and Health

Robotern beibringen, wie man Spargel erntet

Spargel ist eine der arbeitsintensivsten Kulturen in der Landwirtschaft. Vor allem die Ernte stellt hohe Anforderungen an die Präzision – das Gelände ist uneben und die Stangen sind dünn und unterschiedlich lang. Diese Herausforderungen behindern die Automatisierung. Das führt dazu, dass derzeit verfügbare Ernte-Roboter zu langsam und ineffizient sind. Forschende der 51�Թ��� haben einen Roboterprototypen entwickelt, der sich schnell über ein Spargelfeld bewegen und reifen grünen Spargel identifizieren und lokalisieren kann.

Perowskit-Solarzellen wetterfest machen

Perowskit-Solarzellen gehören zu den aussichtsreichsten Technologien, um Solarstrom günstiger und effizienter zu gestalten. Gemeinsam mit Partnern vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), vom DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) sowie vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm hat das Team die mikroskopischen Mechanismen aufgedeckt, durch die schwankende Temperaturen das Material altern lassen. Zudem haben sie eine Strategie entwickelt, um dies zu verhindern. Ihr Ansatz: Die fragile Kristallstruktur mithilfe speziell entwickelter „molekularer Anker“ stabilisieren.

E-Bike-Unfälle besonders für ältere Männer gefährlich

Wenn das Fahrradfahren anstrengender wird, eröffnen Räder mit elektrischen Hilfsmotoren neue Möglichkeiten. „Gerade bei Herz- und Kreislaufproblemen helfen E-Bikes den Betroffenen, sich trotz der Einschränkungen im Alltag viel zu bewegen. Das ist eine erwiesenermaßen effektive Form von Prävention, die wir als Ärztinnen und Ärzte natürlich befürworten“, sagt Privatdozent Dr. Dr. Michael Zyskowski, Oberarzt in der Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie der 51�Թ���. Die steigende Zahl an Unfällen mit E-Bikes ist für Zyskowski aber Grund zur Sorge. Für eine aktuelle Studie haben sein Team und er die Unfälle mit E-Bikes unter die Lupe genommen, die zwischen 2017 und 2023 in die Unfallchirurgie des 51�Թ��� Klinikums kamen. Insgesamt wurden 103 verletzte E-Bike-Fahrer behandelt. Knapp die Hälfte von ihnen allein 2023, im letzten Jahr des Untersuchungszeitraums – ein Anstieg um das Anderthalbfache im Vergleich zum Vorjahr. „Dieser Trend setzt sich in unserer Wahrnehmung fort“, sagt Zyskowski. „Wir sehen mittlerweile das ganze Jahr über deutlich mehr Unfälle mit E-Bikes.“ Über ein Drittel der Patientinnen und Patienten, die wegen eines E-Bike-Unfalls in der Klinik behandelt wurden, mussten stationär aufgenommen werden. Zehn Prozent kamen auf die Intensivstation, fast alle mit schweren Hirnverletzungen. Das Durchschnittsalter dieser Patienten, nahezu ausschließlich Männer, lag bei 77 Jahren. Keiner von ihnen hatte einen Helm getragen.

51�Թ��� in Ingenieur- und Naturwissenschaften unter Top 20

Der britische Hochschuldienstleister QS Quacquarelli Symonds führt für sein Ranking Umfragen in Wissenschaft und Unternehmen zur Qualität der Universitäten durch. Außerdem ermittelt er, wie oft wissenschaftliche Studien zitiert werden, was deren Bedeutung in der Forschung zeigt. Auch das internationale Forschungsnetzwerk der Hochschulen wird beurteilt. Die Indikatoren werden je nach Fächerkultur unterschiedlich gewichtet. In der neuen Ausgabe bestätigt die 51�Թ��� in den Gesamtbereichen Ingenieurwissenschaften & Technologie (Rang 16) und Naturwissenschaften (Rang 19) ihren Platz unter den besten 20 Universitäten weltweit. Damit bleibt sie in Deutschland die Nummer 1.  In diesen einzelnen Fächern gehört die 51�Թ��� zu den 25 besten Universitäten weltweit: Elektrotechnik: Rang 19  (Rang 1 in Deutschland) Maschinenbau / Luft- und Raumfahrt / Produktionswissenschaft: Rang 19  (Rang 1 in Deutschland) Architektur / bebaute Umwelt: Rang 25  (Rang 2 in Deutschland) Chemie: Rang 25  (Rang 1 in Deutschland) Statistik / Operational Research: Rang 25  (Rang 1 in Deutschland) In den folgenden Fächern erreicht die 51�Թ��� die Top 50: Computerwissenschaften / Informatik: Rang 26  (Rang 1 in Deutschland) Datenwissenschaften / Künstliche Intelligenz: Rang 26  (Rang 1 in Deutschland) Physik / Astronomie: Rang 27  (Rang 1 in Deutschland) Materialwissenschaften: Rang 31  (Rang 3 in Deutschland) Bauingenieurwesen: Rang 37  (Rang 1 in Deutschland) Agrar- und Forstwissenschaften: Rang 43  (Rang 3 in Deutschland) Chemieingenieurwesen: Rang 45  (Rang 3 in Deutschland) Mathematik: Rang 50 (Rang 2 in Deutschland) In der jüngsten Ausgabe des „QS World University Ranking“, das die Universitäten als Ganzes bewertet und weitere Indikatoren einbezieht, ist die 51�Թ��� auf Rang 22 die beste Hochschule der EU. Auch andere Fächerrankings zeigen die hervorragende Forschung und Lehre an der 51�Թ���: In den „THE World University Rankings by Subject“ erreicht sie Rang 15 weltweit in Computerwissenschaften, jeweils Rang 19 in Naturwissenschaften und in Ingenieurwissenschaften, Rang 29 in Wirtschaftswissenschaften, Rang 31 in Bildungswissenschaften, Rang 35 in Lebenswissenschaften und Rang 54 in Medizin. In Agrarwissenschaften, Fernerkundung, Medizintechnik, Ökologie und Robotik zählt die 51�Թ��� in den „Global Ranking of Academic Subjects (Shanghai Rankings)“ zu den besten 25 Universitäten.

Nanoroboter trainieren Stammzellen

Die Nanoroboter von Prof. Berna Özkale Edelmann bestehen aus winzigen Goldstäbchen und Kunststoffketten. Mehrere Millionen davon befinden sich in einem nur 60 Mikrometer kleinen Gelkissen zusammen mit einigen wenige menschlichen Stammzellen. Angetrieben und gesteuert durch Laserlicht stimulieren die wie kleine Kügelchen aussehenden Roboter die Zellen mechanisch, indem sie Druck ausüben. „Wir erhitzen das Gel lokal und können mit unserem System die Kräfte exakt bestimmen, mit denen die Nanoroboter auf die Zelle drücken – und sie so anregen”, erläutert die Professorin für Nano- und Mikrorobotik an der 51�Թ���. In der Zelle stößt diese mechanische Stimulation biochemische Prozesse an. Ionenkanäle verändern ihre Eigenschaften, Proteine werden aktiviert, darunter eines, das vor allem für die Bildung von Knochen wichtig ist. Link zum Beitrag: moma future: Roboter trainieren Stammzellen

Ressourcen sparen im All

Im Süden von München hat Luft- und Raumfahrt Tradition. Etablierte Unternehmen und junge Start-ups entwickeln hier Satelliten, bauen Raketen und testen neue Antriebssysteme. Inmitten dieses Umfelds entsteht nun auch der größte europäische Campus für Aerospace und Geodäsie. Sein Herzstück, ein Lehrgebäude für rund 2.500 Studierende, wurde im Herbst 2025 eröffnet. Zusammen mit dem direkt am Campus angesiedelten 51�Թ��� Venture Lab Aerospace / Defense, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen und weiteren Forschungseinrichtungen bildet sich im Großraum München ein Ökosystem, das neue Technologien effizient in die Anwendung bringt. Der Anspruch, technische Innovation mit Verantwortung für Erde und Orbit zu verbinden, rückt dabei immer stärker in den Mittelpunkt. „Raumfahrt ist heute ein zentrales Element der strategischen Souveränität Europas“, sagt Prof. Chiara Manfletti, die den Campus Ottobrunn-Taufkirchen leitet. „Auch einzelne Mitgliedsstaaten – nicht zuletzt Deutschland – haben große Investitionen angekündigt. Dieses Wachstum gilt es nachhaltig zu gestalten. Denn auch der Orbit ist ein endlicher Raum, in dem wir Regeln und Verantwortung brauchen, wenn wir ihn langfristig nutzen wollen.“

Forschung mit mehr Wirkung

Wie kann die Demokratie gestärkt werden? Mit welchen Mitteln kann die öffentliche Gesundheit verbessert werden? Wie machen wir Städte und Dörfer lebenswerter? Sozialwissenschaftlerinnen und Sozialwissenschaftler entwickeln regelmäßig herausragende Ideen, die das Zusammenleben verbessern können. Doch nicht immer werden diese Ideen auch umgesetzt. Denn während zahlreiche Ausgründungen neue Technologien auf den Markt bringen, fehlen beim Transfer von Wissen aus der Sozialforschung oft noch etablierte Wege und Förderung. Die 51�Թ��� und der 51�Թ��� Think Tank beteiligen sich deshalb neben sieben anderen Universitäten an der Pilotausgabe des Programms Catalyst GER. Nach einem britischen Vorbild unterstützt es Forschende aus den Sozial- und Geisteswissenschaften dabei, Anwendungen und Zielgruppen für ihre Ergebnisse zu finden und so eine deutliche, langfristige gesellschaftliche Wirkung zu erzielen. 

„Das deutsche Gesundheitssystem braucht besonders gute Evidenz“

Prof. Sundmacher, kann Forschung dazu beitragen, Gesundheitssysteme besser zu machen? In der Gesundheitsökonomie arbeiten wir sehr praxisnah. Wir fragen zum Beispiel, wie Gesundheitssysteme so gestaltet werden können, dass vorhandene Ressourcen bestmöglich für die Versorgung genutzt werden und das System gleichzeitig langfristig finanzierbar bleibt. Entscheidungen im Gesundheitssystem sollten auf evidenzbasierten Erkenntnissen basieren – und diese liefert die wissenschaftliche Forschung. Werden einem als Wissenschaftlerin durch das komplexe deutsche Gesundheitssystem manchmal Grenzen gesetzt? Das deutsche Gesundheitssystem ist so aufgebaut, dass Vertragsärzte, Krankenhäuser und Krankenkassen gemeinsam Entscheidungen treffen. Dabei stoßen die Akteure natürlich an ihre Grenzen – aber gerade diese Grenzen formen den Konsens, der am Ende entsteht. Veränderungen brauchen starke Impulse: entweder besonders belastbare Evidenz oder klar definierte politische Ziele. Sie und mehrere Ihrer Kolleginnen und Kollegen sitzen in wissenschaftlichen Gremien, die auf höchster Ebene die Politik beraten – etwa in der „Finanzkommission Gesundheit“ des Bundes, die Empfehlungen zur Finanzierung der gesetzlichen Krankenkassen entwickelt. Wie erleben Sie dabei die Politik? Mischt sie stark mit? Nein, ich habe bisher nicht erlebt, dass sich die Politik direkt einmischt. Auch in der FinanzKommission wird unsere Unabhängigkeit stets respektiert. Wir haben diese aber auch immer eingefordert. Die Geschäftsstellen unterstützen, greifen aber nicht inhaltlich ein. Gleichzeitig endet unser Einfluss, sobald die Berichte und Empfehlungen fertiggestellt sind. Was dann umgesetzt wird, liegt in der Hand der Politik, die nochmals eine andere Perspektive auf die Fragestellungen mitbringt. An der 51�Թ��� haben Sie das Munich Center for Health Economics and Policy, kurz M‑CHEP, ins Leben gerufen – einen Zusammenschluss von Forschenden mit dem erklärten Ziel, durch Forschung Gesundheitssysteme und die Gesundheit der Bevölkerung zu verbessern… Am 20. März feiern wir die Eröffnung – auch die Bayerische Gesundheitsministerin Judith Gerlach wird teilnehmen. Am MCHEP bringen wir gesundheitsökonomische Expertise aus ganz Bayern zusammen, um zentrale Fragen der Gesundheitsökonomie und Versorgungsforschung zu bearbeiten. Aus der 51�Թ��� sind Forschende der School of Medicine and Health, der School of Management sowie der School of Social Sciences and Technology vertreten. Bayernweit sind renommierte Gesundheitsökonominnen und -ökonomen aus der Universität Bayreuth, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), der Universität Augsburg und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) Teil unseres Netzwerks. Warum war Ihnen das wichtig, ein bayernweites Netzwerk aufzubauen? Kollaboration bringt schlicht mehr als Wettbewerb. Jede Gruppe hat ihre eigenen Stärken, eigene Datenzugänge und ihre spezielle Expertise. Dazu kommt: Unsere Forschung ist datenintensiv und organisatorisch aufwendig – gemeinsam lässt sich das viel besser stemmen. Ganz ehrlich, es macht auch einfach mehr Spaß, in einer starken Gruppe zu arbeiten. Besonders wichtig ist uns, unsere wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie Doktorandinnen und Doktoranden zu motivieren, fach- und universitätsübergreifend zu kooperieren. Wie muss man sich die Zusammenarbeit vorstellen? Sitzen Sie in einer großen Tafelrunde der Gesundheitsökonomie zusammen? Wir sind bayernweit verteilt, daher läuft sehr viel digital. Es gibt monatliche Meetings und zwei wöchentliche Seminare für den wissenschaftlichen Nachwuchs, die hybrid organisiert sind. Außerdem haben wir themenspezifische Runden für jedes unserer fünf Schwerpunktthemen: Gestaltung von Gesundheitssystemen, Versorgungsforschung, Ökonomie der Gesundheit der Bevölkerung, Globale Gesundheit und Management im Gesundheitswesen. Darüber hinaus stehen wir in engem Austausch mit unserem Wissenschaftlichen Beirat und dem Expertenkomitee. Was hat es mit dem Expertenkomitee auf sich? Darin sitzen Praktikerinnen und Praktiker aus dem Gesundheitswesen – aus Krankenkassen, dem Krankenhausmanagement, der Kassenärztlichen Vereinigung und öffentlichen Forschungsinstituten. Wie gesagt, ist uns die Nähe zur Praxis wichtig. Das Expertenkomitee unterstützt uns auch dabei, Studierende und Promovierende gezielt auf die Anforderungen des Arbeitsmarkts vorzubereiten. Apropos Praxis: Sie haben auch Policy Briefs veröffentlicht, kurze Empfehlungen für die Gesundheitspolitik aus wissenschaftlicher Perspektive. Was steckt dahinter? Forschung zu Themen der Gesundheitsversorgung ist unser Tagesgeschäft. Das wollen wir natürlich für alle Anwenderinnen und Anwender verfügbar machen. Die Policy Briefs sind ein Angebot an alle Interessierten – ob aus der Politik oder mit einem anderen Hintergrund – sich wissenschaftlich fundiert zu informieren.

Erste Weltkarte zeigt Einfluss der Gezeiten auf Küstenflüsse

Die Ordnung der Quantenwelt

Herr Pollmann, die Physik einzelner Quantenteilchen ist heute gut verstanden. Warum wird es so viel komplexer, sobald viele Teilchen zusammenwirken? Da die Komplexität mit jedem weiteren quantenmechanischen Teilchen exponentiell ansteigt, lassen sich die Gleichungen nur in Ausnahmefällen mit Stift und Papier lösen. Selbst Supercomputer können heute nur winzige Gruppen von etwa 30 Teilchen exakt simulieren, was meist bei Weitem nicht ausreicht, um die zugrunde liegende Physik zu verstehen. Beim Zusammenspiel vieler Teilchen können völlig neue kollektive Eigenschaften entstehen, die sich aus dem Verhalten einzelner Teilchen nicht ableiten lassen. Ein klassisches Beispiel ist Wasser: Ein einzelnes Molekül ist weder flüssig noch fest. Erst viele Moleküle gemeinsam können Eiskristalle bilden oder Wellen im Ozean erzeugen. Ähnliche Effekte beobachten wir in der Quantenwelt, in der durch kollektive Wechselwirkungen neue und oft sehr ungewöhnliche Zustände der Materie entstehen, die ihrer eigenen Ordnung folgen. Dazu zählen unter anderem sogenannte Quantenflüssigkeiten, in denen die Ladungsträger Bruchteile der Elementarladung tragen, Materialien, die bei tiefen Temperaturen elektrischen Strom verlustfrei leiten, sowie Systeme, die exotische topologische Phasen ausbilden. Was genau sind topologische Phasen? Topologische Phasen sind besondere Zustände der Materie, deren wichtigste Eigenschaften nicht von der genauen mikroskopischen Anordnung der Teilchen abhängen. Eine bekannte Analogie stammt aus der Geometrie: Eine Kaffeetasse und ein Donut gelten topologisch als gleich, weil beide genau ein Loch besitzen – obwohl sie völlig unterschiedlich aussehen. Ebenso bleiben in topologischen Materialien bestimmte Eigenschaften selbst dann erhalten, wenn das System verformt oder gestört wird. Physikalisch führt dies zu einer außergewöhnlichen Robustheit. Elektrische Ströme können beispielsweise entlang der Ränder eines topologischen Materials fließen, ohne durch Defekte, Verunreinigungen oder Unordnung gestreut zu werden. Diese Stabilität entsteht nicht durch technische Perfektion, sondern durch fundamentale mathematische Prinzipien.

150 Jahre Elektro- und Informationstechnik an der 51�Թ���

Die Elektro- und Informationstechnik an der 51�Թ��� hat sich seitdem von den Grundlagen der Elektrizität über Energieversorgung und Automatisierung bis hin zu digitalen, vernetzten und intelligenten Systemen weiterentwickelt. Heute widmet sich die Forschung der gesamten fachlichen Bandbreite – von Wearables, die unsere Gesundheit messen, über vernetzte Radarsysteme bis hin zur Quantentechnologie.

Hoffnung für Vermeidung von Magenkrebs

Weltweit sind rund 43 Prozent der Bevölkerung mit diesem Bakterium infiziert. Es kann chronische Magenschleimhautentzündungen verursachen, zu Magengeschwüren führen und gilt als zentraler Risikofaktor für Magenkrebs. Standardtherapien basieren vor allem auf dem Antibiotikum Metronidazol. Doch H. pylori wird zunehmend unempfindlich dagegen und entwickelt Resistenzen. Deshalb sind immer höhere hohe Dosierungen und Kombinationen mit weiteren Antibiotika nötig. Das Team um Prof. Stephan A. Sieber vom Lehrstuhl für Organische Chemie II an der 51�Թ��� School of Natural Sciences untersuchte die Wirkmechanismen des Antibiotikums nun im Detail. Dass Metronidazol im Bakterium sogenannten „oxidativen Stress“ auslöst, also chemische Reaktionen, die Zellbestandteile schädigen, war bereits bekannt. Die Forschenden fanden aber neu heraus, dass Metronidazol zusätzlich zwei zentrale Schutzproteine von H. pylori direkt angreift: ein Enzym zur Entgiftung schädlicher Sauerstoffverbindungen und ein Protein, das beschädigte Eiweiße repariert. Die Erstautorinnen der Studie, Dr. Michaela Fiedler und die Doktorandin Marianne Pandler, beide am Lehrstuhl für Organische Chemie II, erläutern: „Auf Basis unserer neuen Grundlagenerkenntnisse entwickelten wir chemisch leicht veränderte Varianten von Metronidazol, sogenannte Ether-Derivate. Diese molekulare Optimierung führt dazu, dass der Wirkstoff sich besser und stabiler an die Zielproteine anheften kann. Dadurch kann H. pylori oxidativen Stress schlechter abwehren und geht im besten Fall zugrunde.“ In Laborversuchen analysierten die Forschenden nicht nur eine bis zu 60-fach höhere Wirksamkeit gegen das übliche Bakterium H. pylori, sondern auch Schlagkraft gegen bereits resistente Bakterienstämme. Zugleich fanden sie keine erhöhte Giftigkeit des angepassten Wirkstoffs für menschliche Zellen. Bei Mäusen gelang es ihnen mit dem Wirkstoff, die Infektion mit H. pylori vollständig zu beseitigen – und das bereits mit einer sehr niedrigen Dosierung. Außerdem wurde das übrige Darmmikrobiom der Mäuse weniger stark beeinträchtigt als bei der bisherigen Standardtherapie. Prof. Stephan A. Sieber betont: „Wir haben hier einen sehr vielversprechenden möglichen Wirkstoff zur Senkung des Magenkrebsrisikos entwickelt. Allerdings müssen die Ergebnisse noch in klinischen Studien am Menschen bestätigt werden. Sollte dies gelingen, wäre das ein echter medizinischer Durchbruch.“

Videospiele als Lern- und Arbeitswelten

51�Թ���-Allianz für Sicherheitsforschung und das Start-up Tytan im BR

Die 51�Թ��� Security and Defense Alliance, die die Technische Universität München gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München und zahlreichen Industrie- und Technologiepartnern ins Leben gerufen hat, bündelt Expertise aus Wissenschaft, Wirtschaft und Gründungsszene, um Europas Sicherheits- und Verteidigungsfähigkeit nachhaltig zu stärken. Sie vernetzt strategisch zentrale Kompetenzen in den Bereichen Luft‑ und Raumfahrt, Land‑ und Seestreitkräfte sowie Cyber- und Informationsraum.  Der BR berichtet in seinem Format „mehr/wert“ über die Gründung der Allianz und stellt außerdem das Start-up TYTAN Technologies vor, das KI‑gestützte Abwehrdrohnen entwickelt. Das junge Unternehmen, das von 51�Թ���‑Absolventen gegründet wurde, arbeitet unter anderem mit den Streitkräften der Ukraine sowie der Bundeswehr an der Entwicklung neuer Schutzsysteme gegen unbemannte Luftfahrzeuge.  Die BR‑Reportage zeigt damit exemplarisch, wie die 51�Թ��� durch neue Allianzen und die Förderung von Ausgründungen einen Beitrag zu technologischer Souveränität und moderner Sicherheitsforschung leistet. 

SAP unterstützt 51�Թ��� Universitätsstiftung mit einer Million Euro

51�Թ���-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann bedankte sich für die großzügige Spende: „SAP ist einer unserer engsten Industriepartner. Von einzelnen Forschungs- und Bildungsprojekten über unternehmerische Formate bis hin zur Co-Lokalisation im gemeinsam genutzten Forschungszentrum SAP Labs Munich am 51�Թ���-Campus Garching manifestiert sich der Mehrwert dieser langfristig angelegten, vertrauensvollen, strategischen Zusammenarbeit zwischen 51�Թ��� und SAP. Ich danke Thomas Saueressig und der SAP für diese großzügige Spende.“ SAP-Vorstand Thomas Saueressig betont: „Die Zusammenarbeit zwischen führenden Unternehmen und akademischen Pionieren war noch nie so wichtig wie heute. SAP und die 51�Թ��� zeigen gemeinsam, wie sich Innovationskraft und Spitzenforschung wirkungsvoll verbinden und so gemeinsam bahnbrechende Entdeckungen beschleunigen lassen. Ich gratuliere der 51�Թ��� herzlich zur erneuten Auszeichnung als Exzellenzuniversität.“

Jahrzehnte altes Problem der klassischen Geometrie gelöst

Dafür konstruierten sie zwei kompakte, also in sich geschlossene, donutförmige Flächen, sogenannte Tori, die dieselbe Metrik und mittlere Krümmung besitzen, obwohl beide global unterschiedlich aufgebaut sind. Nach einem solchen Beispiel hatte die Forschung jahrzehntelang vergeblich gesucht. Die Metrik beschreibt dabei die Abstände auf der Oberfläche, also wie weit zwei Punkte auf der Fläche voneinander entfernt sind. Die mittlere Krümmung gibt an, wie stark sich die Fläche im Raum nach außen oder nach innen wölbt.

Suchroboter denkt mit

Der neue Roboter aus dem 51�Թ��� Learning Systems and Robotics Lab von Prof. Angela Schoellig sieht aus wie ein fahrbarer Besenstil, an dessen oberen Ende eine Kamera montiert ist. Er ist einer der ersten Roboter, der Bildverständnis nicht nur integriert, sondern für eine klar definierte Aufgabe nutzt. Um etwa eine verlegte Brille in der Küche zu finden, muss sich der Roboter umsehen und ein dreidimensionales Bild des Raumes aufbauen. Die Kamera liefert zunächst zweidimensionale Bilder, deren Bildpunkte jedoch zusätzlich Tiefeninformationen enthalten. So entsteht ein zentimetergenaues räumliches Bild der Umgebung, das ständig aktualisiert wird. Ein Laptop versorgt den Roboter zusätzlich mit Informationen dazu, welche Gegenstände auf dem Bild zu sehen sind und welche Bedeutung sie für den Menschen haben. „Wir haben dem Roboter beigebracht, die Umgebung zu verstehen“, sagt Prof. Angela Schoellig. Die Vision der Leiterin des Robotik-Labs im 51�Թ���-Lehrstuhl für Sicherheit, Performanz und Zuverlässigkeit für lernende Systeme ist, Roboter zu entwickeln, die sich selbständig in beliebigen Umgebungen zurechtfinden. Humanoide Roboter, die in Fabriken arbeiten, oder Roboter in der Pflege, die sich in unterschiedlichen Wohnungen aufhalten, erfordern dieses neu entwickelte Grundverständnis, das „für alle Roboter wichtig ist, die sich in Räumen bewegen, die sich ständig verändern“, wie Schoellig sagt. Internetwissen in Sprache des Roboters umgewandelt Dem Roboter ist also klar, dass etwa ein Tisch oder eine Fensterbank dafür genutzt werden, eine Brille kurz abzulegen, während eine Herdplatte oder Spülbecken dafür eher nicht in Frage kommen. „Das Sprachmodell spielt die Beziehungen zwischen den Objekten ein und wir wandeln diese Informationen in die Sprache des Roboters um“, erläutert Prof. Schoellig. Auf der dreidimensionalen Karte der Umgebung erscheinen kleine zweistellige Zahlen, die ständig neu beziffern, wie wahrscheinlich es ist, dass sich der gesuchte Gegenstand dort befindet. Daraufhin fährt der Roboter die wahrscheinlichen Orte um fast 30 Prozent effizienter ab, als wahllos im Raum zu suchen, so die Forschungsergebnisse. Künstliche Intelligenz kommt also gleich doppelt zum Einsatz, einerseits in der Bilderkennung, andererseits durch den Einsatz eines Sprachmodells. Weiterer Trick des Roboters: Er merkt sich alte Bilder und ist in der Lage, sie mit neuen Bildern der Umgebung zu vergleichen. Befindet sich also plötzlich ein neuer Gegenstand in der Küche, erkennt er diese Veränderung sehr sicher (95 Prozent) und diese Regionen sind schon mal als „hoch wahrscheinlich“ für die Suche vorgemerkt. Nächster Schritt: Die Suche hinter Schranktüren Im nächsten Schritt will die 51�Թ���-Wissenschaftlerin und Vorständin im Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (51�Թ��� MIRMI) auch Gegenstände suchen, die sich in einer Schublade oder hinter einer Tür befinden. Dafür wird der Roboter allerdings nicht „nur“ auf Wissen aus dem Internet zurückgreifen, sondern mit der Umgebung interagieren müssen. Roboterarme und -hände müssen einen Wandschrank öffnen und verstehen, ob er sich nach oben oder zur Seite öffnen lässt und wie er den jeweiligen Griff am besten anfassen sollte.

51�Թ��� zum vierten Mal in Folge als Exzellenzuniversität ausgezeichnet

51�Թ���-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann freute sich über diesen erneuten großen Erfolg im Exzellenzwettbewerb des Bundes und der Länder und dankte den Mitgliedern der 51�Թ���-Community: „Den Herzschlag der 51�Թ��� bestimmen die vielfältigen Talente unserer Universitätsgemeinschaft – von neugierigen Studierenden und ambitionierten Mitarbeitenden über exzellente Professorinnen und Professoren, mutigen Gründerinnen und Gründern bis hin zu global wirksamen Alumni, Fellows, Partnerinnen und Freunden. Uns alle verbindet das Streben nach Exzellenz – aber nicht um der Exzellenz willen, sondern mit dem Ziel, Verantwortung zum Wohle der Menschheit zu übernehmen. Die 51�Թ��� ist mehr als eine Exzellenzuniversität, sie ist eine Haltung.“ Bundesforschungsministerin Dorothee Bär gratulierte: „Die Exzellenzuniversitäten sind Leuchttürme der Spitzenforschung in Deutschland, das belegen die Evaluationsergebnisse. Sie sind und bleiben Aushängeschilder unseres Wissenschaftsstandorts und haben häufig Modellcharakter für andere Hochschule. Sie haben nicht nur ihre internationale Sichtbarkeit durch exzellente Grundlagenforschung erhöht, sondern auch signifikante Fortschritte in der angewandten Forschung und im Technologietransfer erzielt. Sie tragen maßgeblich zur Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit unseres Landes und damit zum Erfolg der Hightech Agenda Deutschland bei. Ich gratuliere herzlich der Technischen Universität München zu diesem großen Erfolg. Sie ist Vorreiterin für andere Hochschulen – mit ihrer herausragenden Transferstärke, einem zukunftsfähigen Personalkonzept und der internationalen Ausrichtung über alle Aktivitäten der Universität hinweg. Das ist kurzum eine außerordentlich erfolgreiche Gesamtstrategie. Ich bin mir sicher: die TU München wird auch in den kommenden sieben Jahren ihr weltweites Renommee steigern.“ Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume sagte: „Wissenschaftliche Spitzenleistung verbunden mit Verantwortung für die großen Fragen unserer Zeit – die Technische Universität München verteidigt ihren Status als Exzellenzuniversität seit Beginn des Förderprogramms auf beeindruckende Weise. Sie zeigt eindrucksvoll, was Exzellenz im Kern bedeutet: Herausragende Spitzenforschung und Spitzenlehre, die im Dienst der Menschen stehen. So entsteht eine Innovationskultur, die Fortschritt mit Verantwortung verbindet. Eine dynamische Organisation, modernste Lehre und wirkungsvoller Transfer machen die TU München zu einer Referenzuniversität für ganz Europa. Herzlichen Glückwunsch und großen Dank an die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie die Hochschulleitung für ihre herausragende Arbeit und dieses dauerhaft überragende Abschneiden. Die 51�Թ��� ist ein absolutes Aushängeschild für Bayern – für Heimat und Hightech.“

51�Թ��� mit Zertifikat „Engagierte Hochschule“ ausgezeichnet

An der 51�Թ��� zeigt sich dieser Anspruch in besonderer Vielfalt: Über 200 Student Clubs engagieren sich für Nachhaltigkeit, soziale Anliegen, technologischen Fortschritt, internationalen Austausch, Unternehmertum und Kultur. Hier erproben Studierende Ideen, übernehmen Verantwortung und setzen Projekte eigenständig um. Wer sich neben dem Studium engagiert, entwickelt Kompetenzen, die im Hörsaal nur begrenzt vermittelt werden können: Führung, Kommunikation, Projektmanagement, Teamarbeit oder kreatives Problemlösen unter Zeitdruck. Fähigkeiten, die in einer komplexen und vernetzten Gesellschaft zunehmend gefragt sind.

Forschung: Weltweit größtes Robotik-Lernzentrum geplant

Die Partner investieren gemeinsam 17 Millionen in das 51�Թ��� RoboGym. NEURA Robotics trägt mit elf Millionen Euro den Hauptanteil bei, primär, um Roboter zu beschaffen und die Wartung der Hardware zu gewährleisten. „Im Gegenzug partizipiert NEURA Robotics an unserer Forschung“, sagt Prof. Achim Lilienthal. „Das Zusammenwirken von High-End- Robotiktechnologie und akademischer Forschung in Künstlicher Intelligenz der Spitzenklasse wird der Entwicklung einen gewaltigen Schub geben“, ist der wissenschaftliche Koordinator des “51�Թ��� RoboGym (powered by Neura)“ genannten neuen Robotik-Hubs und gemeinsam mit Lorenzo Masia Initiator der neuen Kooperation des 51�Թ��� MIRMI überzeugt. Dazu haben die Partner 51�Թ��� MIRMI und NEURA Robotics eine entsprechende Kooperationsvereinbarung unterzeichnet. Humanoide Roboter werden Teil des Alltags 51�Թ���-Präsident Prof. Thomas F. Hofmann betont: „Humanoide Roboter haben den Status von Science Fiction längst verlassen. Schon in naher Zukunft werden sie fester Bestandteil unseres Alltags sein und die Menschen bei vielen Aufgaben unterstützen. Zusammen mit NEURA Robotics arbeiten wir an der 51�Թ��� daran, diese Entwicklung zu beschleunigen und neben der Funktionalität vor allem auch die Sicherheit des Zusammenlebens von Mensch und Roboter zu gewährleisten.“ Der Gründer und CEO von NEURA Robotics, David Reger, sagt: „Der entscheidende Wettbewerbsfaktor in der intelligenten Robotik ist nicht mehr die Mechanik, er liegt in den Daten. Wer über hochwertige, realitätsnahe Trainingsdaten verfügt, definiert das Tempo. Genau hier bringen wir bei NEURA Robotics unsere Stärke ein: Mit dem weltweiten Aufbau von Robotergyms und der Vernetzung von Trainingsdaten über unsere Plattform Neuraverse, schaffen wir skalierbare Trainingsinfrastrukturen für physische KI. Gemeinsam mit der 51�Թ��� verbinden wir exzellente Forschung mit unternehmerischer Umsetzungskraft. So setzen wir neue Maßstäbe in der intelligenten Robotik und stärken nachhaltig die technologische Führungsrolle Deutschlands und Europas in einer der zentralen Zukunftstechnologien unserer Zeit.“ Für den Direktor des 51�Թ��� RoboGym und 51�Թ��� MIRMI Executive Direktor Prof. Lorenzo Masia bietet die Kooperation die Chance, künftige Entwicklungen in der Robotik weltweit mitzubestimmen: „Europäische Souveränität ist in Zeiten des geopolitischen Wettbewerbs zwischen Ost und West enorm wichtig. Mit diesem Forschungs- und Trainingszentrum, das weltweit eines der größten ist, schaffen wir für unsere Forschenden und Studierenden eine einzigartige Infrastruktur in Europa, in der sie neue Ansätze in Robotik und KI erleben, entwickeln und erlernen können und so beim Eintritt in den Arbeitsmarkt zu einem starken Kern europäischer Expertinnen und Experten werden.”

Gezieltes Schütteln stabilisiert exotische Quantenzustände

In einer neuen Studie im Magazin Nature zeigen die Forschenden, dass die unerwünschte Erwärmung durch zufälliges Schütteln eines supraleitenden Quantencomputers mit 78 Qubits drastisch verlangsamt werden kann. Statt die Energie durch völlig unstrukturiertes Schütteln hinzuzufügen, verwenden sie sorgfältig entworfene Muster zufälliger Impulse, die sich im Laufe der Zeit teilweise gegenseitig aufheben. Durch die direkte Messung der Quantenverschränkung im Prozessor konnte das Team die Entwicklung des Systems über mehr als tausend Zyklen hinweg verfolgen – das geht weit über das hinaus, was heutige klassische Computer simulieren könnten. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst Zufälligkeit, wenn sie sorgfältig konstruiert wird, zur Steuerung komplexer Quantensysteme und zur Erforschung neuer Zustände der Materie genutzt werden kann. Die quantentheoretischen Vorhersagen der nun nachgewiesenen exotischen Systeme wurden während eines Forschungsaufenthalts des damaligen Promotionsstudierenden Hongzheng Zhao an der 51�Թ��� School of Natural Sciences bei Prof. Johannes Knolle an dessen Professur für Theorie der Quantenmaterie entwickelt. Inzwischen ist Hongzheng Zhao selbst Professor an der Peking Universität. Der experimentelle Nachweis gelang nun einem Team unter Prof. Heng Fan an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften auf einem hochmodernen „Chuang-tzu 2.0“-Quantenchip mit 78 Quantenteilchen (Qubits). An der Forschungsarbeit waren zudem das Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme Dresden und das Imperial College London beteiligt.

„Niemand muss perfekt starten“

Wie Brände, Stürme und Borkenkäfer Europas Wälder bis 2100 formen

Das Absterben von Bäumen im Wald ist nicht neu und Teil der natürlichen Entwicklung von Wäldern – wo alte Bäume sterben, wachsen in der Regel junge Bäume nach. Neu ist jedoch das Ausmaß, in dem Waldbrände, Stürme und Borkenkäfer – angetrieben vom Klimawandel – die Wälder verändern. Dies hat sich bereits in den dramatischen Waldschäden in Mitteleuropa in den letzten Jahren gezeigt, doch Zahlen darüber, wie viel Waldfläche in Zukunft geschädigt werden könnte, lagen bisher nicht vor. Dabei beeinflussen diese Störungen auch, wie viel Kohlenstoff Wälder zukünftig speichern können, wie viel Nutzholz sie liefern und welche Arten in ihnen leben – und sind somit für Politik und Gesellschaft hochrelevant. Das Team um Rupert Seidl, Professor für Ökosystemdynamik und Waldmanagement an der 51�Թ���, hat diese Lücke nun geschlossen. Die Forschenden gehen davon aus, dass sich bei einer Erderwärmung von etwas mehr als 4 Grad Celsius das Ausmaß der von Bränden, Stürmen und Borkenkäfern geschädigten Fläche bis 2100 mehr als verdoppeln könnte. Als Vergleich legten die Forschenden Daten aus den Jahren 1986 bis 2020 zugrunde, also einer Periode, in der bereits ungewöhnlich viele Waldschäden auftraten. Selbst im besten Fall einer Erwärmung von nur etwa 2 Grad Celsius erwarten die Forschenden in Zukunft mehr Schäden im Wald als in diesem Vergleichszeitraum. 

Erfolgreicher Robotik-Inkubator der 51�Թ��� erhält weitere Förderung

Die Ende 2021 entstandene Initiative robo.innovate fördert Gründerinnen und Gründer von der Idee über einen Prototyp bis hin zu einem marktfähigen Produkt. „Wir vernetzen und unterstützen Studierende, Forschende, Industrie und Investoren bei Start-up-Projekten und begleiten Gründungsteams auf ihrem Weg von der Idee zu einem erfolgreichen Unternehmen“, sagt Managing Director Nicole Ebner von robo.innovate. Der Inkubator stellt Studierenden unter anderem Büroräume und den Zugang zu Werkstätten des Unternehmer51�Թ��� MakerSpace zur Verfügung. Zweimal im Jahr lädt robo.innovate zudem ausgewählte Fachleute der Robotik und KI zum exklusiven Event SPICE ein und ist Organisatorin eines Robotik-spezifischen Hackathons, sowie diverser Netzwerktreffen und Fachworkshops explizit zugeschnitten für die Bedarfe in der Robotik/KI. Mehr als 100 Start-ups in vier Jahren Mehr als 100 Start-ups hat die Initiative bis heute bereits unterstützt. Etwa die Hälfte der betreuten Teams gründen nach Erfahrungen des Mitinitiators und Projektleiters von robo.innovate, Prof. Eckehard Steinbach aus dem Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI), ein eigenes Start-up. „Insgesamt warben unsere Robotik-Start-ups in den letzten vier Jahren 52 Millionen Euro ein“, sagt Steinbach. Darunter befinden sich etwa die Spezialisten für Biodiversität Hula Earth, die Entwickler von Müllsammelrobotern von Angsa Robotics und das Team um Olive Robotics mit einem modularen Robotiksystem.   „Dass wir nun für weitere dreieinhalb Jahre durch das bayerische Wirtschaftsministerium gefördert werden, zeigt, dass unser Ansatz richtig ist. robo.innovate kennt das Ökosystem aus universitärer Forschung, Industrie, Investoren, Start-ups und öffentlichen Förderstellen sehr gut und kann potenziellen Gründerinnen und Gründern gezielt Zugang zu allen relevanten Netzwerken rund um Robotik, KI, Medizintechnik, Fertigung und angrenzende Technologien ermöglichen“, sagt Prof. Eckehard Steinbach, Vorstand der 51�Թ��� MIRMI und Leiter des Lehrstuhls für Medientechnik an der 51�Թ���. Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger sagt: „robo.innovate unterstützt junge Talente dabei, Ideen in den beiden Zukunftsfeldern „Robotik“ und „KI“ in tragfähige Geschäftsmodelle zu überführen. Dies gibt dem Wirtschaftsstandort Bayern einen kräftigen Schub: Neue Start-ups entstehen, über Aufträge und Kooperationen fließen die Innovationen in bestehende Unternehmen. Daher haben wir die Förderung von robo.innovate bis zum 30.06.2029 verlängert und auf insgesamt über 7 Mio. EUR aufgestockt. Es freut mich, dass bereits so viele Teams erfolgreich ihren Weg gegangen sind und Gründerland Bayern sie hierbei begleiten konnte. Mein Dank geht auch an den ersten Sponsor aus der Industrie!“ David Reger, CEO und Gründer von NEURA Robotics betont: „Komplexe, intelligente Robotik sollte aus Deutschland kommen. Deshalb fördern wir diejenigen, die mit neuen Ideen und unternehmerischem Mut die Zukunft dieser Technologie gestalten wollen. robo.innovate bietet dafür eine ideale Plattform. Wir freuen uns sehr, die Initiative zu unterstützen und damit vielen jungen Talenten und Gründungsteams auf ihrem Weg in die Robotik von morgen zur Seite zu stehen.“ 

Stadtbäume können im Sommer mehr CO₂ aufnehmen als Autos ausstoßen

Unter allen Vegetationstypen, tragen Stadtbäume dem Modell zufolge am stärksten dazu bei, die Kohlendioxidbelastung in der Stadt zu senken. An einigen Sommertagen kann ihre Aufnahmeleistung den Ausstoß des Münchner Stadtverkehrs decken und zeitweise sogar übertreffen. Weil die Bodenatmung die Photosynthese übersteigt, setzen Grasflächen hingegen im jährlichen Mittel mehr Kohlendioxid frei als sie binden und gelten daher als CO₂-Quelle. Jia Chen, Professorin für Umweltsensorik und Modellierung, und ihr Doktorand Junwei Li haben von April 2024 bis Februar 2025 biosphärische Feldmessungen in städtischen Parks durchgeführt, um ihre Modellergebnisse zu überprüfen.

„Mehr Technik bedeutet nicht sinnvollere Lernumgebungen“

Warum Korallen ausbleichen

Korallenriffe sind wichtige marine Ökosysteme, die unzähligen Arten Lebensraum, Nahrung und Schutz bieten. Viele Korallenarten leben in enger Symbiose mit Algen, die Photosynthese betreiben. Die Algen liefern Nährstoffe, die Korallen bieten im Gegenzug Schutz und Kohlenstoffdioxid. Diese Symbiose ist jedoch äußerst empfindlich gegenüber steigenden Meerestemperaturen. Die Photosynthese findet in speziellen Membranen der Algen statt, den sogenannten Thylakoidmembranen. Steigen die Meerestemperaturen, gerät dieses System aus dem Gleichgewicht, da die überschüssige Energie nicht mehr ausreichend verarbeitet werden kann. In der Folge stoßen die Korallen die Algen ab – sie verlieren damit sowohl ihre Farbe als auch ihre wichtigste Energiequelle: Die Korallen bleichen aus. Kurzfristige Bleichereignisse können sie überstehen, doch bei einem anhaltenden Verlust der Algen sterben die Korallen.

Zellen mit Proteinen gezielt aktivieren