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Künstliche Neuronen gehen auf Mottenjagd
Experten der TU Dresden arbeiten an lernfähigen organischen Insektenfallen
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Können in naher Zukunft lernfähige »Terminator«-Sensoren all jene Insektenplagen stoppen, die sonst ganze Ernten vernichten? Optoelektroniker und KI-Experten der TUD sind da zumindest auf einer heißen Spur: Sie wollen im Projekt »MemTrap« (Speicherfalle) gemeinsam lernfähige organische Terminator- Chips bauen, die »gute« von »bösen« Insekten unterscheiden können und nur die Plagegeister fangen. Das hat Prof. Stefan Mannsfeld vom Zentrum für fortgeschrittene Elektronik Dresden (cfaed) mitgeteilt. Er treibt das Projekt gemeinsam mit Prof. Frank Ellinger und Dr. Bahman K. Boroujeni von der Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie voran.
Die Forscher wollen dafür neuromorphe lernfähige Schaltkreise mit Formerkennungs- Sensoren verknüpfen. Diese Chips werden ähnlich wie Fliegenfallen aufgestellt. Kommt ein Insekt dahergeflogen, erkennt die intelligente Falle an den Umrissen, ob da zum Beispiel eine gefährliche Miniermotte oder eine fleißige Imme Platz genommen hat – und eliminiert dann die »Bösen« und lässt die »Guten« weiterfliegen. Gerade letzteres ist auch besonders wichtig, da die Zahl jener Insekten sinkt, die Pollen verteilen und damit Ernten sichern.
Solche cleveren Insekten-Fallen müssten einerseits lern- und leistungsfähig, andererseits sehr preiswert und platzsparend sein. Auch dürften sie nur wenige Nanowatt elektrische Energie verbrauchen, damit sie sich auf Obstplantagen oder landwirtschaftlichen Feldern durchsetzen können. Möglich macht dies eine Innovation der TUD: Photoniker vom cfaed und vom »Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials« (IAPP) haben in den vergangenen Jahren neuartige organische Lichtspeicher entwickelt. Diese »PinMOS«-Speicher sind eine Kombination aus organischen Leuchtdioden (OLEDs) und Kondensatoren. Sie können sich – anders als klassische Computerchips – nicht nur Nullen und Einsen merken, sondern viele verschiedene Ziffern pro Zelle. Und diese Daten lassen sich sowohl durch Strom als auch durch Licht auslesen und schreiben. Zudem können sich Schaltkreise mit solchen organischen Speicherzellen auch Muster merken und dann erkennen – zum Beispiel eben die unterschiedlichen Formen von Bienen und Motten.
Die Insekten-Terminatoren sind Teil des DFG-Förderprogramms »MemrisTec « (Memristive Devices Toward Smart Technical Systems, siehe auch Seite 3 dieser UJ-Ausgabe).
Dieser Artikel ist im Dresdner Universitätsjournal 07/2021 vom 20. April 2021 erschienen. Die komplette Ausgabe ist im Online-Auftritt des UJ unter https://tu-dresden.de/uj oder hier im pdf-Format kostenlos downloadbar. Das UJ kann als gedruckte Zeitung oder als pdf-Datei bei doreen.liesch@tu-dresden.de bestellt werden.
Autor: Heiko Weckbrodt