Ein europäisches Forschungsteam hat im Inneren des bekannten Ringnebels Messier 57 eine bislang unbekannte Struktur entdeckt. Es handelt sich um eine stabförmige Ansammlung aus ionisiertem Eisen, die sich durch die innere Schicht des Nebels zieht. (Weiter lesen)
Selbstheilende Werkstoffe scheiterten bisher oft an begrenzten Harz-Reservoirs. Ein neues Verfahren nutzt stattdessen feste Thermoplaste und Strom, um Risse in Bauteilen theoretisch hunderte Male neu zu verschweißen, statt nur einmalig zu kleben. (Weiter lesen)
Wasser ist nicht immer das vertraute H₂O, das wir aus Alltag und Labor kennen. Unter extremen Bedingungen kann es seltsame Formen annehmen, wie beispielsweise das "superionische Eis". Dieses wurde von Forschern jetzt im Detail untersucht. (Weiter lesen)
Auf der Internationalen Raumstation ISS entwickeln sich Mikroorganismen unter Bedingungen, die auf der Erde nicht vorkommen. Forscher zeigten sich überrascht, wie schnell sich dabei Viren anpassten, um ihre Wirte besser infizieren zu können. (Weiter lesen)
Klassische Zahnräder leiden seit der Antike unter Reibung und Verschleiß, doch ein neues System hebelt diese Schwächen aus. Durch den Einsatz von Flüssigkeiten zur Kraftübertragung berühren sich die Bauteile nicht mehr, was sie immun gegen Abrieb macht. (Weiter lesen)
Die Dunkle Energie ist bisher ein recht tragfähiges Hilfskonstrukt, um die beschleunigte Expansion des Universums zu erklären. Forscher aus Bremen haben nun allerdings einen Ansatz gefunden, bei dem man wohl ohne diese mysteriöse Kraft auskäme. (Weiter lesen)
Der Konkurrenzkampf zwischen den inzwischen recht zahlreichen Streamingdiensten führt zumindest dazu, dass die Nutzer sich auf mehr Premium-Inhalte freuen können. Die Investitionen in Content steigen weiterhin deutlich an. (Weiter lesen)
Ein internationales Forschungsteam hat erstmals eine hochauflösende Filmsequenz von Schockwellen aufgenommen, die sich durch einen mikroskopisch feinen Wasserstrahl bewegen. Das Verfahren soll nun die Kernfusions-Forschung deutlich voranbringen. (Weiter lesen)
Neuromorphe Computerarchitekturen, also solche, die der Funktionsweise des Gehirns nachempfunden sind, erweisen sich als überragende Mathematik-Spezialisten. Das kann extrem komplexe Berechnungen massiv voranbringen. (Weiter lesen)
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Große Sprachmodelle wie ChatGPT, Gemini und Co. verändern die Wissenschaft. Forschende der Cornell University zeigen, dass der Einsatz von KI die Zahl wissenschaftlicher Publikationen deutlich erhöht. Doch die Masse an Artikeln wirft Fragen zur Qualität der Forschung auf.
Seit der Veröffentlichung von ChatGPT im Jahr 2022 hat das Thema Künstliche Intelligenz in nahezu allen Bereichen beträchtlich an Fahrt aufgenommen. Auch in der Wissenschaft spielen große Sprachmodelle inzwischen eine entscheidende Rolle.
Denn immer mehr wissenschaftliche Publikationen entstehen mit der Hilfe von ChatGPT und Co. KI-Sprachmodelle können Wissenschaftlern beim Formulieren, Strukturieren und Überarbeiten von Texten helfen. Forscher, deren Muttersprache nicht Englisch ist, wird so außerdem der Einstieg erleichtert.
Gleichzeitig besteht allerdings die Gefahr, dass schneller mehr wissenschaftliche Publikationen entstehen und dabei die Qualität leidet. Forscher der Cornell University in den USA haben genau diese Frage untersucht und ihre Ergebnisse in der wissenschaftlichen Zeitschrift Science veröffentlicht.
Die Forscher der Cornell University haben für ihre Untersuchung mehr als zwei Millionen Artikel gesammelt, die zwischen Januar 2018 und Juni 2024 auf drei Online-Preprint-Websites veröffentlicht wurden. Die Seiten arXiv, bioRxiv und Social Science Research Network (SSRN) sind auf die Fachbereiche Physik, Biowissenschaften und Sozialwissenschaften spezialisiert.
Auf diesen Seiten werden wissenschaftliche Artikel veröffentlicht, für die es noch keine Peer-Review gab. Dabei handelt es sich um ein gängiges Verfahren in der Wissenschaft, bei dem Fachkollegen wissenschaftliche Arbeiten vor ihrer Veröffentlichung prüfen. So werden Qualität, Verständlichkeit und fachliche Richtigkeit sichergestellt.
Die Forscher um Assistent Professor Yian Yin haben für ihre Untersuchung einen KI-Detektor entwickelt. Dafür verglichen sie vermutlich von Menschen verfasste Artikel von vor 2023 mit KI-generierten Texten. Ziel dieses Vergleichs war es, ein KI-Modell zu entwickeln, das KI-generierte Texte unterscheiden kann.
Die Einführung von KI-Sprachmodellen zeigte in der Auswertung der Publikationen einen enormen Produktivitätsschub. Auf der Website arXiv beispielsweise wurden demnach etwa ein Drittel mehr Artikel von Wissenschaftler, die KI genutzt haben, veröffentlicht als von Wissenschaftlern ohne KI-Untersützung. Bei den Websites bioRxiv und SSRN lag der Anstieg sogar bei mehr als 50 Prozent.
„Es handelt sich um ein sehr weit verbreitetes Muster in verschiedenen Wissenschaftsbereichen – von den Physik- und Informatikwissenschaften bis hin zu den Biowissenschaften und Sozialwissenschaften“, erklärt Yian Yin. „Es gibt eine große Veränderung in unserem aktuellen Ökosystem, die eine sehr ernsthafte Betrachtung erfordert, insbesondere für diejenigen, die Entscheidungen darüber treffen, welche Wissenschaft wir unterstützen und finanzieren sollten.“
Die Studienergebnisse zeigen auch, dass Wissenschaftler, deren Muttersprache nicht Englisch ist, am meisten von großen Sprachmodellen profitieren. Demnach haben im untersuchten Zeitraum Forscher aus asiatischen Institutionen zwischen 43 und rund 90 Prozent mehr Artikel veröffentlicht als ähnliche Wissenschaftler, die die Technologie nicht genutzt haben.
Laut Yin könnte diese Entwicklung sogar dazu führen, dass sich eine globale Verlagerung der Regionen mit der größten wissenschaftlichen Produktivität ergibt. Denn durch den Einsatz von KI-Sprachmodellen können nun auch Gebiete partizipieren, die zuvor durch die Sprachbarriere benachteiligt waren.
„Menschen, die LLMs verwenden, haben Zugang zu vielfältigerem Wissen, was zu kreativeren Ideen führen könnte“, erklärt Erstautor Keigo Kusumegi, Doktorand im Bereich Informationswissenschaft. Das bedeutet jedoch nicht, dass sich auch die Qualität der Publikationen verbessert.
Das zeigt die Annahmequote der untersuchten Artikel. Denn die Artikel, die wahrscheinlich von LLMs verfasst wurden, wurden seltener von wissenschaftlichen Zeitschriften angenommen. Das deute laut den Forschern darauf hin, dass die Gutachter trotz der überzeugenden Sprache viele dieser Arbeiten als wissenschaftlich wenig wertvoll einstuften.
Diese Diskrepanz zwischen Schreibqualität und wissenschaftlicher Qualität könne laut Yin zu erheblichen Problemen für Redakteure und Gutachter führen. Denn durch die zunehmende Masse werde es immer schwieriger, wertvolle eingereichte Arbeiten zu identifizieren. Auch sei es nicht mehr möglich, Wissenschaftler anhand ihrer reinen Produktivität zu bewerten.
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Ein Forscherteam hat ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das Wärmeverluste von Fenstern reduzieren soll. Es funktioniert ähnlich wie die Hightech-Version einer Luftpolsterfolie ohne die Sicht zu beeinflussen.
Verglaste Fenster gelten seit jeher als energetische Schwachstellen von Gebäuden. Denn über die verglasten Flächen entweicht vor allem im Winter wertvolle Heizwärme nach außen. Im Sommer wiederum kann die Hitze von außen ungehindert eindringen.
Selbst moderne Doppel- oder Dreifachverglasungen können diesen Effekt nur begrenzen. Andere Isolationsmaterialen verschlechtern außerdem meist auch Sicht und Lichtdurchlässigkeit.
Forscher der University of Colorado Boulder hat mit dem „Mesoporous Optically Clear Heat Insulator“ (MOCHI) nun ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das diese Probleme herkömmlich verglaster Fenster eliminieren könnte. Denn es hindert Wärme effektiv daran, durch Fenster zu entweichen – und beeinträchtigt dabei die Sicht nicht.
Die Innovation der Forscher könnte die Energieeffizienz von Gebäuden deutlich verbessern. Dabei basiert sie auf einem ähnlichen System wie Luftpolsterfolie. Das Material ist hauchdünn und fast vollständig transparent. Es kann auf der Innenseite jedes Fensters angebracht werden und so die Wärmedämmung verbessern, ohne dabei die Sicht zu beeinträchtigen.
„Um den Wärmeaustausch zu blockieren, kann man die Wände dick isolieren, aber Fenster müssen transparent sein“, erklärt Ivan Smalyukh, leitender Autor der Studie und Professor für Physik an der CU Boulder. „Es ist wirklich schwierig, transparente Isoliermaterialien zu finden.“
Bei dem MOCHI-Material handelt es sich um ein Silikongel, das Luft durch ein Netzwerk winziger Poren einfängt. Diese Poren sind um ein Vielfaches dünner als ein menschliches Haar, die eingefangenen Luftblasen können Wärme blockieren.
Das Material ist laut den Forschern so effektiv, dass eine nur fünf Millimeter dicke MOCHI-Folie es ermöglicht, eine Flamme in der Handfläche zu halten.
Smalyukh vergleicht das MOCHI-Material mit bereits etablierten Aerogelen. Diese Art von Isoliermaterial ist weit verbreitet und arbeitet ebenfalls mit Lufteinschlüssen.
Bei Aerogelen sind diese Luftblasen jedoch meist zufällig verteilt und wenig lichtdurchlässig. Das Material ist meist trüb und reflektiert Licht. Diese Probleme kann das Forscherteam der University of Colorado Boulder mit seinem MOCHI-Material beheben.
„Die Moleküle haben keine Möglichkeit, frei miteinander zu kollidieren und Energie auszutauschen“, erklärt Smalyukh. „Stattdessen stoßen sie gegen die Wände der Poren.“ Gleichzeitig reflektiert das MOCHI-Material nur etwa 0,2 Prozent des einfallenden Lichts.
Aktuell befindet sich das Material noch in der Laborphase und ist nicht für Verbraucher erhältlich. Die Forscher sehen allerdings viele Verwendungsmöglichkeiten, auch für die Energiegewinnung Sonneneinstrahlung.
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