Knochen reagieren positiv auf Kraft von aussen
Forschende wollen mit Vibrationen das Wachstum von Knochen anregen. Eine neue Studie liefert nun die Grundlagen für die Entwicklung von neuen Therapien. Dereinst könnten Patienten nach Knochenbrüchen und mit altersbedingtem Knochenschwund profitieren.
Autor: Fabio Bergamin, Hochschulkommunikation
Quelle: ETH News

Knochen wachsen nicht einfach irgendwie. Vielmehr reagieren die Knochenzellen auf äussere Kräfte. Heilt ein Knochen nach einem Bruch unter gezielter mechanischer Belastung, wird er unter Umständen grösser, dichter und stabiler als er vor dem Bruch war. Forschende unter der Leitung von Ralph Müller, Professor am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie, zeigten dies vor drei Jahren bei Mäusen. Die Wissenschaftler:innen verwendeten damals zur Fixierung von Knochenbrüchen spezielle Platten. Diese ermöglichten es, die beiden heilenden Knochenteile mehrmals pro Woche während einigen Minuten in einer Vibrationstherapie rhythmisch aneinanderzupressen.
Die Mechanismen hinter dem Einfluss von mechanischen Reizen auf die Knochen blieben lange verborgen. «Erst wenn wir diese Mechanismen verstehen, können wir basierend darauf neue Therapien entwickeln», sagt Neashan Mathavan, Wissenschaftler in Müllers Gruppe und Erstautor einer neuen externe Studie. Er denkt dabei nicht nur an die Heilung von Knochenbrüchen, sondern auch, wie sie sich verhindern lassen, insbesondere bei älteren Personen. Im Alter nimmt die Knochendichte ab, und die Knochen werden anfälliger für Brüche. «Neue Therapieansätze, um den Knochenabbau im Alter zu verzögern, wären wünschenswert.»
Genaktivität für jeden Punkt entschlüsselt
Mathavan, Müller und ihre Kolleginnen und Kollegen untersuchten nun sehr detailliert, wo in einem heilenden Knochen welche Gene aktiv sind. Sie machten dies wiederum bei Mäusen mit einem gebrochenen Oberschenkelknochen, dessen Heilung sie mit einer Vibrationstherapie unterstützten. Mit hoher räumlicher Auflösung bestimmten sie für jeden Punkt im Knochen, welche Gene dort aktiv sind und welche nicht. Diesen dreidimensionalen Atlas zur Genaktivität kombinierten sie mit Informationen zu Kräften, die am jeweiligen Ort wirkten. Die Forschenden errechneten diese Kräfte mit Computersimulationen. «Wir wissen nun von jeder einzelnen Stelle im Knochen, welche mechanischen Bedingungen dort herrschen, wo Knochen gebildet und wo Knochen abgebaut wird», erklärt ETH-Professor Müller.

So konnten die Forschenden zeigen, dass bestimmte Gene spezifisch in den Bereichen des Knochens aktiv sind, die mechanisch stark belastet werden. Darunter sind Gene, welche zur Bildung der Kollagen-Grundstruktur des Knochens beitragen, und solche, die die Knochenmineralisierung fördern. Umgekehrt sind Gene, die die Knochenbildung hemmen, an diesen Stellen nicht aktiv, jedoch in Bereichen, die mechanisch nicht belastet werden.
Die Wissenschaftler:innen werden ihre detaillierten Erkenntnisse nun nutzen, um neue Therapieansätze vorzuschlagen, damit Knochenbrüche besser heilen und Knochen auch im Alter stark bleiben. Speziell dem Thema Knochenalterung werden sie sich in ihrer Forschung bei Mäusen nun verstärkt widmen.
Denkbar wäre der gezielte Einsatz von Medikamenten, die gewünschte Gene aktivieren oder hemmen. Müller könnte sich aber ebenso eine Vibrationstherapie oder eine Kombination von beidem vorstellen. «In welche Richtung es geht, werden wir sehen», sagt er. Der Forscher erwartet von der Vibrationstherapie Vorteile: «Bei der Vibrationstherapie rechne ich mit weniger Nebenwirkungen als bei einer Behandlung mit Medikamenten.»
Literaturhinweis Mathavan N, Singh A, Correia Marques F, Günther D, Kuhn GA, Wehrle E, Müller R: Spatial transcriptomics in bone mechanomics: Exploring the mechanoregulation of fracture healing in the era of spatial omics. Science Advances, 1. Januar 2025: doi: 10.1126/sciadv.adp8496
Anmeldung für Meitli-Technik-Tage ab sofort offen
Anmeldung für die Meitli-Technik-Tage im Frühling geöffnet
Diesen Frühling organisieren wir wieder in Zusammenarbeit mit verschiedenen Firmen Meitli-Technik-Tage für Schülerinnen der 1. und 2. Sekundarstufe I (7. + 8. Klasse)
Die Anmeldungen für die ersten Schnuppertage bei Feller, MAN Energy Solutions und IBM sind ab sofort auf der Projektseite unter Downloads publiziert. Ausserdem finden Sie dort auch alle Termine sowie weitere Informationen und Unterlagen.
Der building Matura Award geht in die zweite Runde!
Der building Matura Award geht in die zweite Runde!
2024 hat die Stiftung bilding den Building-Matura-Award Bauingenieurwesen ins Leben gerufen. Mit dem Award werden Engagement und ausserordentliche Leistungen von Maturand:innen in den Bereichen des Bauingenieurwesens gewürdigt. Die Auszeichnung trägt dazu bei, das Interesse am Bauingenieurwesen zu fördern und eine neue herausragende Generation von Ingenieur:innen für die erfolgreiche Gestaltung der Zukunft zu gewinnen. Auch dieses Jahr wieder, können interessierte Maturand:innen ihre Matura-Arbeit einreichen und attraktive Preise gewinnen sowie die Möglichkeit erhalten, ihr Projekt in Publikationen vorzustellen.
Zielgruppe: Der Building-Matura-Award richtet sich an Maturand:innen, die ihre Matura-Arbeit in einem Bereich des Bauingenieurwesens verfasst haben.
Die teilnahmeberechtigten Matura-Arbeiten können von der zuständigen MINT-Gymnasiallehrperson bis am 31. März 2025 auf der Webseite des Building-Matura-Awards eingereicht werden.
AI-Racer: mit VR- und KI-Technologie auf das Podest bei alpinen Skirennen
Die Fachhochschule Graubünden, geleitet von Professor Martin Bünner, hat gemeinsam mit Swiss-Ski eine VR- und KI-Technologie entwickelt, die Athleten in die Lage versetzt, alpine Strecken virtuell und risikofrei zu trainieren. Der "AI-Racer" berechnet die Ideallinie und ermöglicht ein immersives Training, das Effizienz und Sicherheit vereint. Die FHGR führt damit den Skisport in eine innovative Zukunft.
Autoren: Prof. Corsin Capol, Prof. Dr. Martin Bünner, Fachhochschule Graubünden
Dieser Artikel wurde ursprünglich am 27.11.2024 auf ICT Berufsbildung veröffentlicht.
Virtuelle Geschwindigkeit: Die Fachhochschule Graubünden setzen neue Standards im Skisport mit VR und KI
Die Fachhochschule Graubünden (FHGR) hat in Zusammenarbeit mit Swiss-Ski und anderen Partnerhochschulen die Zukunft des alpinen Skisports grundlegend verändert. Dank Virtual Reality (VR) und Künstlicher Intelligenz (KI) können Athletinnen und Athleten nun Strecken immersiv erleben und die Ideallinie mit nie dagewesener Präzision und Sicherheit einstudieren. Federführend dabei ist Professor Martin Bünner von der FHGR, ein Pionier auf dem Gebiet der Sporttechnologie, der mit seinem Team eine VR-Lösung entwickelt hat, die den Trainingsalltag der Skirennfahrer revolutioniert.

Der AI-Racer: Präzise Linienführung durch künstliche Intelligenz
Der Kern der Innovation liegt im „AI-Racer“, einem KI-basierten Simulator, der den Athleten die ideale Fahrlinie berechnet und sie mittels VR in diese Welt eintauchen lässt. Professor Bünner erklärt: «Diese Ideallinie wird durch ein aufwändiges mathematisches Modell berechnet». Dabei wird jede Rennstrecke vermessen und in eine präzise 3D-Karte umgewandelt, die in die virtuelle Realität integriert wird.
Zur Erstellung dieser virtuellen Welt setzt die FHGR modernste Technologien ein: Mit Hilfe von LIDAR-Scans und Drohnenaufnahmen werden die Strecken im Vorfeld vermessen. Diese Daten fließen in ein 3D-Modell ein, das exakt die Gegebenheiten der Strecke, inklusive Bäumen und Felsen, wiedergibt. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da viele Athleten natürliche Orientierungspunkte benötigen, um sich auf der Strecke zurechtzufinden.

Detailgetreu und immersiv: Die Technologie im Einsatz
Die Technologie hinter dem AI-Racer ist beeindruckend. In einem virtuellen Raum setzen die Athleten eine VR-Brille auf und können die Strecke beliebig oft befahren. Die Möglichkeit, jeden Abschnitt der Strecke im eigenen Tempo zu erkunden, verschafft den Athleten einen enormen Vorteil. Passagen können in Zeitlupe durchfahren oder auch beliebig oft wiederholt werden. Dies ist besonders für technische Abschnitte und die anspruchsvolle Linienwahl von großer Bedeutung. Der Simulator erlaubt es zudem, bestimmte Streckenteile zurückzuspulen und schwierige Passagen nochmals zu üben.
Seit 2022 ist die VR-Technologie im Weltcup im Einsatz und hat sich als wertvolle Ergänzung zum Training auf Schnee etabliert. In einem Sport, in dem es oft um Hundertstel geht, bietet der AI-Racer den Athleten eine unschätzbare Möglichkeit, sich auf die wichtigsten Rennsituationen optimal vorzubereiten.

Sicherheit und Effizienz durch VR-Training
Ein entscheidender Vorteil des AI-Racers ist die erhöhte Sicherheit. Durch das Training in der VR-Umgebung können die Sportler risikofrei üben. Gerade in einem Sport wie dem Skirennfahren, in dem Verletzungen nicht selten sind, ist dies ein bedeutender Fortschritt. Tatsächlich gibt es in der VR keine physischen Barrieren, und selbst schwierige Manöver können ohne Risiko trainiert werden. Dies hilft den Athleten auch dabei, mentale Blockaden zu überwinden, da sie im virtuellen Raum ohne die sonst übliche Verletzungsangst agieren können. Bünner sagt, dass rund drei Viertel der Fahrenden, die mit dem KI-Simulator gearbeitet haben, auch in Zukunft auf die Hilfe dieser Technologie setzen werden. «Unsere Erfahrungen zeigen, dass die Sportlerinnen und Sportler stark darauf reagieren», so Bünner.
Ein weiterer Vorteil ist die Effizienz: Der Simulator ermöglicht es, Strecken mit minimalem Aufwand beliebig oft zu befahren, was Zeit und Kosten spart. Dies gilt besonders für junge Athleten, die sich auf die Herausforderungen der Weltcupstrecken vorbereiten möchten. Die Technologie ist eine perfekte Ergänzung zu den traditionellen Trainingseinheiten und wird von Swiss-Ski als flexible und kostengünstige Lösung geschätzt.
Wissenschaftliche Präzision: Die Arbeit der FHGR hinter den Kulissen
Die Entwicklung und Feinabstimmung des AI-Racers ist das Ergebnis jahrelanger Forschung. Die 3D-Modelle der Rennstrecken werden durch präzise Vermessungstechniken erstellt, die auf den Grundprinzipien der Physik und Geomatik basieren. Diese Modelle fließen in den Simulator ein und ermöglichen eine realitätsnahe Nachbildung der Strecken. Mithilfe von Berechnungen aus der optimalen Steuerungstheorie wird die ideale Fahrlinie generiert, die den Athleten das effizienteste und schnellste Durchfahren der Strecke ermöglicht.
Neben der FHGR sind auch die Ostschweizer Fachhochschule und die Hochschule für Wirtschaft und Ingenieurwissenschaften des Kantons Waadt beteiligt, wodurch ein Netzwerk aus Experten geschaffen wurde, das die Forschung kontinuierlich vorantreibt und optimiert. Die Schweizer Hochschulen haben sich durch dieses Projekt eine führende Rolle im Bereich der Sporttechnologie erarbeitet und setzen Standards, die weltweit beachtet werden.
Die Zukunft des Skisports – angeführt von der FHGR mittel KI und VR
Die Fachhochschule Graubünden unter der Leitung von Martin Bünner hat es mit dieser Technologie geschafft, die Schweiz in der Entwicklung des modernen Skisports an die Spitze zu bringen. Der AI-Racer ist mehr als nur ein Hilfsmittel: Er ist ein Beispiel für die erfolgreiche Verbindung von Wissenschaft und Praxis im Sport. Die FHGR zeigt, wie innovative Technologien dabei helfen können, Sportler zu unterstützen und gleichzeitig neue Maßstäbe für Präzision und Effizienz zu setzen.
Diese Kombination aus Künstlicher Intelligenz und Virtual Reality ist ein wesentlicher Schritt, der nicht nur den Skisport revolutioniert, sondern auch die Art und Weise, wie zukünftige Athletengenerationen trainieren. Die Schweiz und die FHGR haben hier eine klare Vorreiterrolle übernommen und beweisen, dass technologische Fortschritte und sportliche Leistung sich gegenseitig beflügeln können. Die Zukunft des Skisports sieht vielversprechend aus – und die Fachhochschule Graubünden hat maßgeblich dazu beigetragen, diese Entwicklung möglich zu machen.
Die Fachhochschule Graubünden bietet verschiedene IT-Studiengänge an:
- Studium AISE: Artificial Intelligence in Software Engineering
- Studium CDS: Computational and Data Science
Mieux protéger le vote électronique contre la coercition
Auteur: Tanya Petersen
Source: EPFL
Alors que la moitié de la population mondiale s’est rendue aux urnes cette année, des scientifiques de l’EPFL ont développé et testé sur le terrain une nouvelle technologie permettant de lutter contre la coercition et l’achat de votes lors de votations en ligne.
En 2024, des élections nationales ou régionales se sont déroulées dans des pays abritant près de la moitié de la population mondiale. Celles-ci ont eu lieu dans un contexte marqué par des défis géopolitiques de plus en plus complexes et de préoccupations croissantes quant à la liberté, l’équité et la transparence du vote dans de nombreux pays.
À l’échelle mondiale, les bulletins de vote papier marqués et déposés en personne sont de loin la forme de vote la plus courante. Le vote en personne n’est pas parfait, mais c’est la norme actuelle en matière de résistance à la coercition. L’électrice ou l’électeur présente sa pièce d’identité, entre dans un isoloir, marque son bulletin de vote papier et le dépose dans l’urne, tandis que l’ensemble du processus est normalement surveillé par des observatrices et observateurs indépendants.
Le vote électronique à distance est attrayant en raison de sa commodité et de son taux de participation potentiellement accru. La technologie de pointe d’aujourd’hui peut rendre le vote électronique universellement vérifiable – de sorte que n’importe qui, pas seulement les fonctionnaires électoraux et les observatrices et observateurs, peut vérifier que les votes ont été comptabilisés correctement. Cependant, la plupart des systèmes de vote en ligne sont plus exposés que le vote en personne à l’achat de votes et à la coercition, par exemple quand une autre personne assise à côté de l’électrice ou de l’électeur lui dit comment voter.
De faux justificatifs pour un vote électronique plus sûr
Aussi étrange que cela puisse paraître, une stratégie prometteuse pour remédier à cette vulnérabilité à la coercition est la falsification numérique officiellement approuvée. Des systèmes expérimentaux de vote électronique permettent aux électrices et électeurs de créer de faux identifiants de vote qu’ils peuvent donner – ou vendre – à un «intimidateur», qui n’a aucun moyen de détecter s’ils sont valables ou non. Les votes exprimés à l’aide de faux identifiants de vote sont silencieusement ignorés et ne sont pas pris en compte dans l’élection.
Toutefois, des questions importantes subsistent. Les électrices et électeurs ordinaires comprennent-ils la menace de la coercition lorsqu’il s’agit de voter en ligne? Pensent-ils que c’est important? Comprendraient-ils et appliqueraient-ils correctement une technologie d’atténuation utilisant de faux identifiants?
Pour tenter de répondre à ces questions, des chercheuses et chercheurs de la Faculté informatique et communications de l’EPFL ont mené une étude systématique à Boston, aux États-Unis, auprès de 150 participantes et participants qui se sont inscrits et ont voté lors d’une élection simulée. Dans leur article, présenté lors du 45e symposium de l’IEEE sur la sécurité et la confidentialité, les chercheuses et chercheurs décrivent comment 120 des participantes et participants ont été exposés à de faux identifiants tandis que les autres ont formé un groupe témoin.
«Dans notre système, les gens doivent encore créer en personne leurs identifiants de vote légitimes et falsifiés afin d’établir une communication fiable entre l’électrice ou l’électeur et l’autorité de supervision – c’est le point de départ de la confiance», explique le professeur Bryan Ford, responsable du Laboratoire des systèmes décentralisés et distribués (DEDIS). «Mais les électrices et électeurs n’ont besoin de le faire qu’une fois toutes les quelques années, pas à chaque fois qu’il y a une élection», poursuit-il. «Dès que les électrices et électeurs ont créé leurs identifiants, ils peuvent les utiliser sur n’importe quel appareil avec lequel ils veulent voter et ils peuvent voter où ils le souhaitent.»
Technologie cryptographique de pointe
Pour créer leurs identifiants de vote, les participantes et participants ont utilisé TRIP, un système prototype de vote en ligne résistant à la coercition. Développé par Bryan Ford et son équipe, ce système utilise une technologie cryptographique bien établie appelée «preuve à divulgation nulle de connaissance», pour créer un vrai identifiant et un ou plusieurs identifiants falsifiés. Ainsi, l’électrice ou l’électeur sait quel identifiant est réel mais il ne peut le prouver à personne d’autre.
«Grâce au système TRIP, les électrices et électeurs peuvent imprimer à la fois un identifiant réel et un nombre quelconque de faux identifiants qui utilisent des QR codes. Chacun d’entre eux comprend une preuve à divulgation nulle de connaissance, qui est valide dans les identifiants réels et non valide dans les faux. Seul l’électrice ou l’électeur qui a créé ces identifiants est en mesure de reconnaitre la différence en observant l’ordre des étapes d’impression. À la sortie de l’isoloir, les identifiants ne peuvent être distingués les uns des autres», affirme Louis-Henri Merino, assistant-doctorant au DEDIS et principal auteur de l’article de recherche.
Une technologie qui reste à adopter
Sur les 120 participantes et participants à l’étude exposés à de faux identifiants, presque tous ont compris leur utilisation (96 %), tandis qu’un peu plus de la moitié a déclaré qu’ils créeraient de faux identifiants dans un scénario de vote réel, si l’opportunité en était donnée. Cependant, 10 % des participantes et participants ont voté par erreur avec un faux identifiant.
22 % des personnes qui ont participé à l’étude ont déclaré avoir vécu personnellement des incidents de coercition ou d’achat de votes ou avoir été directement au courant de ces incidents. Ces dernières ont estimé que le système résistant à la coercition était globalement aussi fiable que le vote en personne au moyen de bulletins de vote papier marqués à la main.
Dans l’ensemble, sur les 150 participantes et participants qui ont utilisé le système, 87 % ont réussi à créer leurs identifiants sans aide et 83 % ont réussi à les créer et à les utiliser correctement. Les participantes et participants donnent un score de 70,4 sur l’échelle de convivialité du système, ce qui est légèrement supérieur au score moyen de 68 de l’industrie.
Renforcer la démocratie
«Je m’intéresse au vote électronique car la démocratie est une préoccupation de longue date pour moi. Elle doit garantir une participation plus régulière tout en assurant la confiance et la confidentialité. Pour améliorer le fonctionnement de la démocratie, nous ne pouvons pas vraiment tirer parti des technologies actuelles si nous ne résolvons pas les problèmes de transparence et de coercition», déclare Bryan Ford. «Nos résultats semblent confirmer l’importance du problème de la coercition en général et confirment que de faux identifiants pourraient être un moyen d’atténuation possible. Néanmoins, les taux d’erreur des utilisatrices et utilisateurs restent un défi important en termes de convivialité pour les travaux futurs.»
Bien que l’étude ait été menée aux États-Unis, les chercheuses et chercheurs de l’EPFL estiment que cette technologie pourrait être utilisée en Suisse. Selon eux, le système de vote par correspondance helvétique, tout comme les systèmes de vote électronique, ne satisfait pas à l’exigence d’absence de coercition à l’égard des électrices et électeurs, puisqu’ils votent également dans un environnement non contrôlé.
«L’attitude de la Suisse consiste essentiellement à dire que la coercition est illégale et que les Suisses respectent la loi, donc que cela ne se produit pas. J’aimerais bien voir une étude sur ce que les Suisses pensent de la coercition et sur leur perception des solutions potentielles. Enfin, j’aimerais vraiment que des approches plus participatives de la démocratie soient développées en plus de ce genre de plateforme. Pouvons-nous fondamentalement renforcer la démocratie avec un système vraiment sûr à utiliser?», conclut Bryan Ford.
Comment TRIP fonctionnerait-il en pratique ? Andrea (nom fictif), qui vient d'avoir 18 ans, vote pour la première fois. Son pays organise un vote en ligne : la première étape pour Andrea est de se rendre en personne dans un espacedédié, équipé de cabines de confidentialité et du système TRIP, pour créer ses identifiants de vote. Andrea choisit de créer deux fauxidentifiants en plus de son vrai identifiant de vote. Pour créer chacun de ceux-ci, Andrea utilise un kiosque dans la cabine de confidentialité pour imprimer un reçu papier et l'insérer dans une enveloppe spéciale, qu'elle obtient également dans la cabine. Alors qu'elle se trouve encore dans la cabine, Andrea utilise un stylo pour marquer l'enveloppe contenant son véritable justificatif, d'une manière qu'elle seule connaît et dont elle se souviendra plus tard. Lorsqu'elle quitte l'isoloir, elle a trois enveloppes, chacune contenant l'un de ses identifiants - mais seule Andrea sait quelle enveloppe contient le vrai identifiant, qui lui permettra de voter lors de l'élection. Ses deux fauxidentifiants permettront de voter, mais ces votes ne compteront pas. Andrea vit avec ses parents, qui l'ont poussée à voter pour le parti politique qu'ils soutiennent. Le jour des élections, Andrea doit voter en ligne aux côtés de ses parents, comme le veut la tradition familiale. Pour ce vote, elle utilise toutefois l'un de ses faux identifiants. Le vote qu'elle a émis sous la supervision de ses parents sera plus tard supprimé lors du décompte des voix parce qu'il a été émis avec un faux identifiant, sans qu'il soit possible de remonter jusqu'à elle. Afin de voter librement pour le parti politique de son choix, à l'insu de ses parents, Andrea utilise son vrai identifiantpour voter en ligne à un autre moment, lorsqu'elle rend visite à un ami proche en qui elle a confiance. Seul ce vote réel est pris en compte lors de l'élection.
Entwicklung an Schweizer Universitäten
Spannende Entwicklung in der Hochschulwelt
Die aktuellen Zahlen auf dem IngCH-Dashboard zeigen: MINT-Studiengänge an Schweizer Universitäten sind auf Wachstumskurs. Seit 2017 ist sowohl die Zahl der Eintritte als auch der Abschlüsse in naturwissenschaftlichen, medizinischen und technischen Fachbereichen gestiegen.
Entdecken Sie die aktuellen Zahlen in unseren Dashboard.
Meitli-Technik-Tage im Frühling 2025
Meitli-Technik-Tage im Frühling 2025
Diesen Frühling finden wieder mehrere Meitli-Technik-Tage bei unterschiedlichen Firmen statt:
- MAN Meitli-Technik-Tage in Zürich (7. und 8. Schuljahr): Dienstag, 13. Mai und Mittwoch, 14. Mai 2025 (zwei eintägige Programm)
- Feller AG by Schneider Electric Meitli-Technik-Tag in Horgen (7. und 8. Schuljahr), Donnerstag, 22. Mai 2025 (eintägiges Programm)
- IBM Meitli-Technik-Tag in Zürich (7. und 8. Schuljahr), Mittwoch, 11. Juni 2025 (eintägiges Programm)
- Login Journée technique des filles à Yverdon, date en Mai 2025 à confirmer
Die Informationen und Anmeldemöglichkeiten der Tage werden jeweils zwei bis drei Monate auf der Projektwebseite publiziert.
Roboter und KI im Einsatz für besseres Hören
Quelle: Sonova
Eine Umgebung mit viel Hall und vielen Hintergrundgeräuschen stellt auch für ein gesundes Gehör eine Herausforderung dar. Für Menschen mit Hörverlust ist es umso schwieriger, die für sie wesentlichen akustischen Informationen herauszufiltern. Die herkömmlichen Audiofilter der Hörgeräte, die automatisch einen Teil der Nebengeräusche unterdrücken, kommen in solch schwierigen Situationen ebenfalls an ihre Grenzen. Gemeinsam mit der Hochschule Luzern (HSLU) arbeitet Sonova in zwei innovativen Projekten daran, die akustischen Filtermöglichkeiten und die automatische Steuerung von Hörgeräten mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) zu verbessern und somit soziale Interaktionen für Menschen mit Hörverlust zu vereinfachen.
Hör-Absichten voraussagen mit KI
Im Projekt «Darling» («Detecting And Reacting to Listening Intention aNd Goals») erforschen Sonova und die HSLU, wie Hörgeräte mittels KI grundlegend verbessert werden können. Die Vision: Die Hörgeräte sollen anhand statistischer Daten die für die Träger:in relevanten Audiosignale ermitteln. Den Rest filtert ein Algorithmus heraus. Um die KI zu trainieren wird eine grosse Menge aussagekräftiger Daten benötigt. Daher führt die Forschungsgruppe im «Real Life Lab» von Sonova Experimente durch, bei denen die Akustik einer Situation, etwa eines Restaurantbesuchs, möglichst lebensnah nachgebildet und die Reaktionen der Versuchsteilnehmenden auf die Geräusche gemessen werden. Die Forschenden hoffen, mit den Daten einen KI-Prototypen zu programmieren, der die Hör-Absicht einer Person treffsicher voraussagen kann um somit die in einem bestimmten Moment akustisch wichtigen Signale herauszufiltern.

Roboter zur Schallmessung
In einem weiteren Projekt geht es darum, die akustischen Filtermöglichkeiten in Hörgeräten zu verbessern. Dafür braucht es ein genaues Wissen dazu, wie sich Schall in einem Raum ausbreitet. Wie verändert sich die Schallausbreitung, wenn die sprechende Person sich im Raum bewegt, auf die hörende Person zugeht oder sich entfernt? Was passiert, wenn eine Person sich wegdreht? Dies manuell und systematisch zu messen ist äussert zeitaufwändig. Die HSLU und Sonova haben daher gemeinsam Roboter entwickelt, die dank einer eigens dafür geschaffenen Software autonom im Raum agieren und sowohl die Lautstärke der Hintergrundgeräusche als auch die Raumakustik messen. Beide Roboter dienen dabei sowohl als zweiohriges Mikrofon wie auch als sprechende Geräuschquelle. Die Daten aus verschiedenen Räumen dienen als Grundlage für Simulationen mit denen Audioaufnahmen so verändert werden können, dass sie klingen als hätten sie am Ort der Messung stattgefunden. Diese wiederum werden dann für die Entwicklung neuer Algorithmen zur Verbesserung der Hörgeräte genutzt.

Start der Technik- und Informatikwochen
Startschuss für unsere Technik- und Informatikwochen 2025!
Am Montag, 27.01.2025 starteten wir mit unseren ersten Technik- und Informatikwochen an der Alte Kantonsschule Aarau! Und begannen gleich mit einem spannenden Programm, das Schülerinnen und Schülern faszinierende Einblicke in die Welt der Technik und Informatik bot.
Hier einige Programmpunkte der ersten Woche:
- Das Einstiegsreferat mit Jean-Philippe Hagmann.
- Der Raketen-Workshop mit eigenem Raketenbau.
- Besuch beim Center for Space Habitability in Bern und am PSI Paul Scherrer Institut.
- Einblicke in das ETH Student Project House, in das Departement für Lebensmittelwissenschaften und Ernährung der ETH Zürich sowie in das Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich.
- Begegnungen mit Berufspersonen, darunter ein Nanowissenschaftler sowie Studierenden aus unterschiedlichen Studiengängen wie Medizintechnik, Aviatik und Informatik.
Mit abwechslungsreichen Workshops, inspirierenden Besuchen und spannenden Vorträgen möchten wir auch dieses Jahr wieder Jugendliche für MINT-Welten begeistern und ihnen mögliche Berufsperspektiven aufzeigen.
Wir freuen uns auf die weiteren 15 Wochen in diesem halben Jahr.
Die Informatiktage 2025 stehen vor der Tür!
Die Informatiktage 2025 stehen vor der Tür! Wir freuen uns, auch dieses Jahr wieder diese Initiative zu unterstützen und sind gespannt auf die vielfältigen Angebote! Die Informatiktage bieten eine einzigartige Plattform, um Schüler:innen, Lehrpersonen und die breite Öffentlichkeit für die faszinierende Welt der Informatik zu begeistern und aufzuzeigen, wie vielseitig und zukunftsweisend Berufe in diesem Bereich sind.
Als Teil unseres Engagements für den MINT-Nachwuchs möchten wir die Besucher:innen daüfr begeistern, Informatik praxisnah zu erleben. Die Informatiktage 2025 sind eine hervorragende Gelegenheit, um auf die Bedeutung von Informatik und Technik für unsere Gesellschaft hinzuweisen und gleichzeitig junge Talente zu fördern. Wir laden alle Interessierten ein, die verschiedenen Angebote zu besuchen!
Wichtige Daten
- Die Informatiktage finden vom 22. bis zum 29. März 2025 statt.
- Das Programm ist ab sofort live!
Was erwartet Sie?
- Spannende Workshops: Von Roboter-Programmierung bis hin zu Game Design
- Inspirierende Vorträge: Erhalten Sie Einblicke in Künstliche Intelligenz, Cybersecurity und Umweltinformatik
- Gezielte Angebote für Schüler:innen, Lehrpersonen und die breite Bevölkerung
Sie möchten ebenfalls zu den Gastgebenden zählen? Die Anmeldungen für Unternehmen sind weiterhin offen. Sie finden hier alle Informationen zur Anmeldung als Partner:in.