Archiv der Kategorie: Hochschule

Passauer Team holt Gesamtsieg bei internationalem Verifikationswettbewerb

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Pressemeldung der Universität Passau vom 02.07.2015

Gesamtsieg plus zwei Einzelsiege – so lautet die Erfolgsbilanz, mit der die Verifikationsforscher der Universität Passau von der International Competition on Software Verification zurückgekommen sind. Darüber hinaus erreichten die Passauer Forscher mit ihrem Verifikationswerkzeug „CPAchecker“ in den weiteren Kategorien drei zweite und zwei dritte Plätze und gewannen damit mit Abstand die meisten Medaillen unter den 22 teilnehmenden Teams aus aller Welt.

Die International Competition on Software Verification, die im Rahmen der Algorithmen-Konferenz TACAS stattfindet ist ein Wettbewerb, bei dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darum wetteifern, in gegebenen Computerprogrammen Fehler zu finden oder aber deren Korrektheit zu beweisen. Ziel des Wettbewerbs ist es, den Fortschritt bei der Verifikation von Softwaresystemen anzutreiben. „Nie zuvor war die korrekte Funktion von Computerprogrammen so wichtig wie heute: Fast alle Bereiche des täglichen Lebens in der Gesellschaft und in der Wirtschaft sind von Computerprogrammen abhängig“, erklärt Prof. Dr. Dirk Beyer, der das Passauer Team leitet. „Jedoch macht jeder Mensch Fehler, auch Programmierer von Software. Enorm wichtig sind deshalb Computerprogramme zur Verifikation, also das automatisierte Finden von Fehlern in anderen Computerprogrammen. Dazu sind enorme Rechenkapazitäten erforderlich, und es geht letztendlich darum, mit schlauen Algorithmen die Bugs oder Beweise mit möglichst geringen Rechenressourcen zu berechnen.“

Die Passauer Gruppe hat sich mit dem Verifikationswerkzeug „CPAchecker“ beim diesjährigen Wettbewerb gegen die Konkurrenz aus 13 Ländern durchgesetzt und gehört damit weiterhin zu den renommiertesten Verifikationsgruppen weltweit. Zuletzt war die Gruppe mit der Gödel-Medaille der Österreichischen Kurt-Gödel-Gesellschaft für ihre Leistung ausgezeichnet worden. Prof. Dr. Dirk Beyer ist seit 2009 Inhaber des Lehrstuhls für Softwaresysteme, an dem kontinuierlich Beiträge zur Verbesserung der Softwarequalität geleistet werden.

Über CPAchecker

Das Verifikationswerkzeug CPAchecker wird in der Praxis angewendet, um Fehler im Linux-Kernel zu finden. Die Linux-Software findet auf zahlreichen Geräten Verbreitung, so zum Beispiel auf vielen Heim- oder Büro PCs, auf Servern in Rechenzentren, aber auch auf Netzwerk-Routern oder Android-Smartphones. Das Forschungsprojekt ist insbesondere auch für Passauer Informatik-Studierende interessant, weil Master-Studierende im Rahmen der vorlesungsbegleitenden Projekte zur Vorlesung Software-Verification oder als studentische Hilfskraft am Lehrstuhl an den CPAchecker-Projekten mitarbeiten dürfen. (Katrina Jordan)

Externer Link: www.uni-passau.de

Impfstoffkandidat bald in klinischer Studie

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Presseinformation der LMU München vom 17.06.2015

LMU-Forscher haben ihren Impfstoffkandidaten gegen das MERS-Coronavirus in einem präklinischen Test erfolgreich getestet. Nun ist eine klinische Studie in Planung.

Bislang gibt es keine vorbeugende Impfung gegen das Middle East Respiratory Syndrom Coronavirus (kurz: MERS-CoV), mit dem sich in jüngster Zeit mehr als 150 Menschen in Südkorea infiziert haben und das tödliche Krankheitsverläufe verursachen kann. Forscher um Professor Gerd Sutter, Inhaber des Lehrstuhls für Virologie am Institut für Infektionsmedizin und Zoonosen der LMU, haben bereits vor zwei Jahren einen möglichen Impfstoffkandidaten entwickelt. Nun haben sie seine Wirksamkeit in einem weiteren präklinischen Test nachgewiesen – die Voraussetzung, um seine Verträglichkeit am Menschen zu überprüfen. Über ihre jüngsten Ergebnisse berichten die LMU-Virologen aktuell in der Fachzeitschrift Journal of Virology.

Der Impfstoffkandidat MVA-MERS-S wurde von dem Team um Sutter in Zusammenarbeit mit Forschern der Philipps-Universität Marburg und des Erasmus Medical Center Rotterdam auf Basis des Modifizierten Vacciniavirus Ankara (MVA) entwickelt. Die Impfviren MVA sind molekularbiologisch so modifiziert, dass Proteine von Krankheitserregern als Impfantigene hergestellt werden können. Dabei wurde die genetische Information des Krankheitserregers, in diesem Fall also des Coronavirus, in das Genom der MVA-Viren geschleust.

Sicher in der Wirkung

„Wir konnten nun erstmals im Mausmodell die Wirksamkeit unseres MVA-MERS-S Impfstoffkandidaten gegen MERS-CoV-Belastungsinfektionen zeigen“, sagt Dr. Asisa Volz vom Lehrstuhl für Virologie. Zuvor hatten die Forscher die Immunogenität bereits in Zellkulturen nachgewiesen: Er sorgt dafür, dass sich ausreichend MERS-CoV neutralisierende Antikörper bilden.

In dem aktuell im Journal of Virology veröffentlichten Test wurden gentechnisch veränderte Mäuse, die für das Coronavirus empfänglich sind, mit MVA-MERS-S geimpft. Bei den geimpften Mäusen, die mit einer hohen Dosis des MERS-CoV infiziert wurden, war die Virenkonzentration verglichen mit nicht geimpften Tieren deutlich reduziert. „Dieser Test zeigt, wie sicher und effektiv unser Impfstoffkandidat ist. Es besteht keine Gefahr, dass sich durch die angeregte Immunantwort die Infektion mit dem Coronavirus noch verstärken könnte“, sagt Gerd Sutter.

Der Impfstoffkandidat MVA-MERS-S erfüllt damit inzwischen wichtige Voraussetzungen, um im Rahmen einer klinische Studie erstmals am Menschen getestet zu werden. Das Projekt „GMP manufacture and Phase I clinical investigation of MVA-MERS-S, an experimental prophylactic vaccine against the Middle East Respiratory Virus Syndrome” wird nun am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung unter der Leitung von Gerd Sutter durchgeführt; Mittel in Höhe von knapp 1,5 Millionen Euro sind bereits zugesagt.

Das MERS-CoV verursacht grippeähnliche Krankheitsverläufe, die zum Tod führen können. Es ist seit dem Jahr 2012 bekannt und trat zunächst im saudi-arabischen Raum auf. Der aktuelle MERS-Ausbruch in Südkorea ist die bislang größte registrierte Infektionswelle außerhalb des Nahen Ostens. Er geht auf einen Patienten zurück, der zuvor mehrere Länder auf der arabischen Halbinsel bereist hat. Auch in Deutschland wurden in den vergangenen Jahren Patienten mit einer MERS-Infektion behandelt, die diese von Reisen im Nahen Osten mitgebracht hatten. (nh)

Publikation:
Journal of Virology, Mai 2015

Externer Link: www.uni-muenchen.de

Spracherkennung aus Gehirnströmen

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Presseinformation des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) vom 15.06.2015

Aus Aktivitätsmustern auf der Gehirnoberfläche lassen sich gesprochene Sätze rekonstruieren / „Brain-to-Text“ vereint Kenntnisse aus den Neurowissenschaften, der Medizin und der Informatik

Sprache ist eine der Aufgaben der menschlichen Großhirnrinde (Kortex). Sprachprozesse drücken sich in Hirnströmen aus, die mittels Elektroden direkt am Kortex aufgezeichnet werden können. Nun ist es erstmals gelungen, aus diesen Strömen kontinuierlich gesprochene Laute, Wörter und ganze Sätze zu rekonstruieren und per Computer als Text wiederzugeben. Ihr Verfahren „Brain-to-Text“ stellen Forscher des KIT und des amerikanischen Wadsworth Centers nun in der Fachzeitschrift Frontiers in Neuroscience vor (doi: 10.3389/fnins.2015.00217).

„Schon lange wurde darüber spekuliert, ob die direkte Kommunikation zwischen Mensch und Maschine über Gehirnströme möglich ist“, erklärt Tanja Schultz, die mit Ihrem Team am Cognitive Systems Lab des KIT die vorliegende Studie durchgeführt hat. „Wir konnten nun zeigen, dass aus Gehirnströmen einzelne Sprachlaute und kontinuierlich gesprochene komplette Sätze erkannt werden können.“

Die Ergebnisse wurden durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Forscherinnen und Forschern aus Informatik, Neurowissenschaften und Medizin möglich. In Karlsruhe wurden Methoden aus der Signalverarbeitung und der automatischen Spracherkennung angewendet. „Diese erlauben neben der Erkennung von Sprache aus Gehirnsignalen eine detaillierte Analyse der am Sprachprozess beteiligten Gehirnregionen und ihrer Interaktionen“, sagen Christian Herff und Dominic Heger, die im Rahmen ihrer Promotion das Brain-to-Text-System entwickelt haben.

Die aktuelle Arbeit ist weltweit die Erste, die kontinuierlich gesprochene Sprache erkennt und in Text transformiert. Dazu werden Informationen aus dem Kortex mit linguistischem Wissen und Algorithmen des maschinellen Lernens kombiniert, um die wahrscheinlichste Wortsequenz zu extrahieren. Derzeit arbeitet Brain-to-Text auf hörbar gesprochener Sprache, die Ergebnisse sind allerdings ein sehr wichtiger erster Schritt hin zur Erkennung gedachter Sprache.

Die Hirnströme wurden im Rahmen der Behandlung von 7 Epilepsie-Patienten, die freiwillig an den Experimenten teilnahmen, in den USA aufgezeichnet. Im Zuge ihrer neurologischen Behandlung wurde ihnen ein Elektrodennetz auf die Großhirnrinde gelegt (Elektrokortikographie (ECoG)). Während die Patienten Beispieltexte laut vorlasen, wurden die räumlich und zeitlich hoch aufgelösten ECoG-Signale aufgezeichnet. Diese wurden später in Karlsruhe analysiert und dienten als Basis für die Entwicklung von Brain-to-Text. Neben der reinen Grundlagenforschung und einem besseren Verständnis der hochkomplexen Sprachprozesse im Gehirn könnte Brain-to-Text ein Baustein sein, um Locked-in-Patienten zukünftig eine sprachliche Kommunikation zu ermöglichen. (kes)

Externer Link: www.kit.edu

Welser Bio- und Umwelttechniker entwickeln echte Stroh-Halme

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Pressemeldung der FH Oberösterreich vom 12.06.2015

Normalerweise wandelt er Stroh in Biosprit um. Oder er stellt aus Stroh Isoliermaterialien für den Hausbau her. Diesmal wurde der Welser Biotechnologe FH-Prof. Alexander Jäger mit einem neuen Thema konfrontiert: „Zeigen Sie mir, wie ich Biotrinkhalme aus Stroh fachgerechnet herstellen kann“, so die Anfrage des Atzbacher Landwirts und Jungunternehmer Daniel Auinger. Die FH OÖ in Wels hat ihm nach mikrobiologischen Analysen alle offenen Fragen beantworten können. Die „echten“ Strohhalme sind bereits am Markt erhältlich.

Mit dem jungen Bio- und Umwelttechnik-Absolventen Martin Maier MSc fand sich schnell ein idealer Jungforscher für dieses Projekt: Perfekt ausgebildet in den Fächern Mikrobiologie, Chemie, Verfahrenstechnik sowie Umweltrecht wurden von der FH OÖ die noch offenen Fragen geklärt: Sind die aus Biogetreide geschnittenen Strohhalme frei von chemischen Schadstoffen? Wie müssen sie gereinigt und getrocknet werden um auch den strengen Hygienevorschriften zu entsprechen?

Für trendige Bars und Restaurants

Alle Fragestellungen wurden geklärt und so konnte das Jungunternehmen Bio-Strohhalme Auinger die „echten Strohhalme“ auf den Markt bringen. „Unsere Zielgruppen für die Bio-Strohhalme sind nicht nur umweltbewusste Konsumenten, sondern auch trendige und hochqualitative Bars und Restaurants“, so Daniel Auinger.

Ohne Farbstoffe und Weichmacher

Auf die Frage nach den Vorteilen dieser echten Strohhalme antwortet der Welser Forscher Alexander Jäger: „Ein natürliches, in der Region hergestelltes Produkt aus nachwachsenden reinen Rohstoffen – frei von Farbstoffen und Weichmachern. Da schmecken die Getränke mit dem Strohhalm gleich besser.“

Externer Link: www.fh-ooe.at

Moleküle auf Knopfdruck: Internationale Forschungsgruppe kontrolliert erstmals Zusammenschluss von Atomen

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Pressemeldung der Universität Kassel vom 15.06.2015

Es ist die Rede von einem „Meilenstein“: Einer deutsch-israelischen Forschungsgruppe ist es erstmals gelungen, die Bildung einer Bindung zweier Atome gezielt zu steuern. Beteiligt waren Prof. Dr. Christiane Koch und Dr. Wojciech Skomorowski von der Universität Kassel. Das Forschungsergebnis wurde jetzt im renommierten Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht.

Die Forschungsgruppe beschoss dafür Magnesium-Atome mit Femtosekunden-Lasern – das sind Laser, die extrem kurze Lichtimpulse aussenden und über eine sehr hohe Lichtstärke verfügen. Jeweils zwei Magnesium-Atome verbanden sich unter diesem Beschuss zu Mg2-Molekülen. Das Neuartige: Den Physikerinnen und Physikern gelang es, die Ausbeute der Mg2-Moleküle über den Lichtimpuls zu steuern. Schossen die Wissenschaftler einen Lichtimpuls ab, dessen Frequenz sich in seiner extrem kurzen Dauer erhöhte („Chirp“), bildeten sich fünfmal so viele Mg2-Moleküle wie ohne diese Frequenzsteigerung. Umgekehrt konnten die Wissenschaftler mit einem negativen Chirp, also einer nachlassenden Frequenz, die Ausbeute senken.

„Chemisches Montageband“

Nach einem solchen Mechanismus wurde lange gesucht. Der Herausgeber der Physical Review Letters, die American Physical Society, hob die Veröffentlichung daher mit einer gesonderten Würdigung auf seinem Online-Portal ‚Physics‘ hervor. Während die Aufspaltung von Molekülen durch Laser inzwischen mehrfach gelungen sei, heißt es darin, habe die Physik an der Steuerung von Atom-Verbindungen seit 30 Jahren gearbeitet. Der Erfolg könne – zusammen mit ähnlichen Mechanismen – letztlich zu einem „chemischen Montageband“ führen, „an dem Laser molekulare Stücke zu einem gewünschten Endprodukt spalten und zusammenschweißen“.

Während die Israelis aus Haifa die Experimente durchführten, lieferten Prof. Koch und Dr. Skomorowski sowie ein Kollege aus Jerusalem die theoretische Grundlage für das Phänomen. Mit dem so entwickelten Modell konnten die Experimente verfeinert und die Ausbeute an Mg2-Molekülen weiter gesteigert werden. „Unsere Ergebnisse sind ein Meilenstein auf dem Weg zur Kontrolle von molekularen Bindungen“, erklärte Prof. Koch. „Wir zeigen, dass die Form des Laserpulses Übergänge zwischen verschiedenen quantenmechanischen Schwingungszuständen des neu gebildeten Moleküls und damit das beobachtete Signal beeinflusst.“

Prof. Koch leitet an der Universität Kassel das Fachgebiet „Theoretische Physik/ Quantendynamik und –kontrolle“. Ihr Mitarbeiter Skomorowski ist seit 2013 als Humboldt-Stipendiat am Fachgebiet beschäftigt.

Publikation:
Physical Review Letters

Externer Link: www.uni-kassel.de