Digitale Technologien kommen in vielen Bereichen zum Einsatz und bieten ungeahnte Möglichkeiten. Zwei besonders spannende Technologien können Jugendliche bald an zwei neuen Stationen in unserem Erlebnis-Lern-Truck expedition d kennenlernen: Biosignals und Quantencomputing.
Biosignals sind Signale, die von Lebewesen erzeugt und die gemessen werden können. Gemeint sind meist elektrische Signale, die durch die Aktivität des Nervensystems und der Muskulatur entstehen. Gemessen werden können sie beispielsweise mit einem EKG, einem Elektrokardiographen, der den Herzschlag und den Herzrhythmus aufzeichnet. Es lassen sich aber auch die Hirnströme, die Muskelaktivität oder die Augenbewegungen messen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten daran, Biosignale zum Beispiel zur Steuerung von Exoskeletten und intelligenten Prothesen für Schlaganfallpatienten oder Querschnittgelähmte zu nutzen, damit diese wieder greifen oder laufen können.
Im Erlebnis-Lern-Truck können die Jugendlichen das an einer neuen Station selbst ausprobieren. Mithilfe entsprechender Elektroden können sie mit reiner Muskelanspannung gegeneinander am Computer Ping-Pong spielen, ohne ihren Arm dabei zu bewegen. Nur mithilfe von Augenbewegungen und Muskelsignalen können sie außerdem eine Exoskelett-Hand öffnen und schließen. Entwickelt wurde die Station in Kooperation mit der AG Klinische Neurotechnologie der Charité Berlin.
Qubits, Quantengatter und die Computer der Zukunft
Auf Oberstufenschülerinnen und -schüler wartet eine zusätzliche Station zum Quantencomputing im Truck. Quantencomputer nutzen Qubits, die nicht nur den Zustand 1 und 0 wie Bits in herkömmlichen Computern einnehmen können, sondern in der sogenannten „Superposition“ mehrere Zustände gleichzeitig. Das ist vergleichbar mit einem Münzwurf, bei dem während des Fluges der Münze noch nicht klar ist, ob Kopf oder Zahl oben liegen wird. Aufgrund dieses Superpositionsprinzips sind Quantencomputer wesentlich leistungsfähiger als herkömmliche Computer. Diese gewaltige Rechenkapazität könnte zum Beispiel Verschlüsselungsverfahren sicherer machen oder Simulationsverfahren in der Medizin schneller, was zu besseren und billigeren Medikamenten führen würde.
An der neuen Technologiestation können die Jugendlichen das Prinzip des Quantencomputings in einem Spiel ausprobieren. Dabei wenden sie vier verschiedene Quantengatter an – dies sind die elementaren Operationen eines Quantencomputers. Ziel ist es, ein bestimmtes Muster zu erzeugen, das für einen gewünschten Informationsgehalt steht. Allerdings müssen sie das Muster in einer vorgegebenen Anzahl an Zügen herstellen. Sie müssen also knobeln, welche Quantengatter sie in welcher Reihenfolge anwenden, um beispielsweise den Wert eines Qubits umzukehren oder Qubits miteinander zu verschränken.
Wer den Erlebnis-Lern-Truck expedition d für einen Besuch anfragen oder einen Online-Workshop buchen möchte, kann das Online-Formular nutzen.