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ARIA: Pflanzenimpfstoffe, Gehirnimplantate, Wetterkontrolle

ARIA: Pflanzenimpfstoffe, Gehirnimplantate, Wetterkontrolle

Die von der DARPA inspirierte britische ARIA interessiert sich für essbare Impfstoffe aus Pflanzen, Gehirnimplantate der nächsten Generation und Wetterkontrolle

Die von der DARPA inspirierte britische ARIA gibt die ersten 8 Programmdirektoren und Forschungsziele bekannt

Sie haben vielleicht schon von der DARPA, der US Defense Advanced Research Projects Agency, gehört, aber haben Sie auch schon von der im Entstehen begriffenen britischen Advanced Research and Invention Agency (ARIA) gehört?

Letzten Monat gab die ARIA ihre ersten acht Programmdirektoren und deren Interessengebiete bekannt.

Nach dem Vorbild der DARPA interessieren sich die ersten acht Programmdirektoren der ARIA für ein breites Spektrum von Forschungsprojekten, wie z. B. die Herstellung essbarer Impfstoffe aus Pflanzen, die Entwicklung von Gehirnimplantaten der nächsten Generation und die Kontrolle des Wetters, um nur einige zu nennen.

“Von der Natur inspiriertem Computing bis zu programmierbaren Pflanzen – unsere Programmdirektoren gestalten Programmbereiche an der Grenze des Möglichen. Ihr Auftrag: ein konkretes Programm rund um ihre Visionen zu entwickeln und die multidisziplinären Gemeinschaften aufzubauen, die sie in die Realität umsetzen.”

ARIA Substack, September 2023

Hier werfen wir einen genaueren Blick darauf, was die ersten ARIA-Programmdirektoren erforschen wollen, und erfahren etwas über den Hintergrund der neuen Agentur und ihren Gründungsdirektor Ilan Gur, der von der US-amerikanischen Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) kam.

“Können wir essbare Impfstoffe aus Pflanzen herstellen?”

Angie Burnett, ARIA-Programmdirektorin

Mit ihrem Hintergrund im Bereich der Lebensmittelsicherheit möchte ARIA-Programmdirektorin Angie Burnett “neue Technologien entwickeln, die nicht nur unser Verständnis der Pflanzen in unserem Lebensmittelsystem verändern, sondern uns auch dabei helfen, Pflanzen zu nutzen, um es neu zu gestalten”.

Für potenzielle ARIA-Forschungsprogramme, fragt Burnett:

  • Können wir essbare Impfstoffe aus Pflanzen herstellen?
  • Können wir Pflanzen programmieren, alles zu tun, was wir von ihnen wollen? Könnten wir zum Beispiel eine Pflanze entwickeln, die aus einem einzigen Samen einen regensicheren Unterstand schafft?

“Die Geräte, die wir in unsere Gehirne stecken, hinken den Technologien, die wir in unsere Taschen stecken, um Jahrzehnte hinterher.”

Jacques Carolan, ARIA-Programmdirektor

Mit einem Hintergrund in Neurowissenschaften und der Entwicklung von Computerchips sagt Jacques Carolan, der Direktor des ARIA-Programms, dass “die Geräte, die wir in Gehirne einbauen, den Technologien, die wir in unsere Taschen stecken, um Jahrzehnte hinterherhinken”, und dass “die Entwicklung von Neurotechnologien der nächsten Generation eine völlig neue Reihe von therapeutischen Werkzeugen zur Behandlung einer Vielzahl von neurologischen und neuropsychiatrischen Störungen ermöglichen wird, die letztendlich viel mehr Menschen mit Behinderungen helfen werden”.

Für ARIA, fragt Carolan:

  • Welche neuen Technologien würden Gehirn-Maschine-Schnittstellen mit hoher Bandbreite für Sprache oder Motorsteuerung ermöglichen, so dass Menschen mit Behinderungen die Geräte in ihrem eigenen Zuhause nutzen könnten?
  • Welche neuen Technologien könnten uns in die Lage versetzen, gezielt mit dem menschlichen Nervensystem zu interagieren, ohne dass eine invasive Gehirnoperation erforderlich ist? Könnten wir Elektromagnetik, Akustik, Nanotechnologien, Gentherapien oder etwas anderes einsetzen?

“Könnte ein einziger Fortschritt in der adaptiven Optik es uns ermöglichen, die Überwachung von Treibhausgasen in der Atmosphäre und von kranken Zellen im Körper zu verbessern?”

Sarah Bohndiek und Gemma Bale, ARIA-Ko-Programmleiterinnen

Sarah Bohndiek und Gemma Bale, die als Co-Programmleiterinnen zur ARIA kommen, haben beide einen Hintergrund in der Gesundheitstechnologie.

“Wir glauben, dass es neue optische Technologien an der Grenze des Möglichen gibt, die die derzeitige Landschaft verändern werden”, sagen sie.

“Als Co-PDs werden wir versuchen, diese Technologien zu beschleunigen, indem wir zunächst Ideen rund um nicht-invasive optische Kartierung und Sensorik für eine Reihe von Anwendungen erforschen – von der Überwachung der menschlichen Gesundheit bis zum Klimawandel.”

Für potenzielle ARIA-Forschungsprogramme bitten Bohndiek und Bale:

  • Welcher neue Durchbruch wäre nötig, um ein 3D-Bild des gesamten menschlichen Körpers mit einer Auflösung zu erstellen, die der von CT oder MRT entspricht? Und ließe sich diese Technologie auf die Abbildung des gesamten Ozeans und alles, was sich darin befindet, ausdehnen?
  • Könnte ein einziger Fortschritt in der adaptiven Optik es uns ermöglichen, die Überwachung von Treibhausgasen in der Atmosphäre und von kranken Zellen im Körper zu verbessern?

“Könnte es mit Hilfe von KI möglich werden, die Aufgabe, die Menschheit vor Pandemien und Klimawandel zu schützen, so zu spezifizieren, dass eine ausreichend leistungsfähige KI in der Lage wäre, sie zu automatisieren?”

David Dalrymple, ARIA-Programmdirektor

Mit seinem Hintergrund in der “Untersuchung, wie mathematische Ansätze verwendet werden könnten, um zuverlässige und vertrauenswürdige künstliche Intelligenz zu garantieren”, wird David Dalrymple bei ARIA eine konzertierte Forschungs- und Entwicklungsanstrengung zur erklärbaren mathematischen Modellierung von realen Phänomenen unter Verwendung von KI-Sprachmodellen strukturieren und finanzieren.

“Der erste Schritt besteht darin, LLM-gestützte Softwaretools zu entwickeln, die Wissenschaftler und Ingenieure bei der Entwicklung und Verfeinerung mathematischer Erklärungen für reale Phänomene wie die Dynamik von Energieinfrastrukturen, Infektionskrankheiten oder das Klimasystem der Erde unterstützen”, sagt er.

“Wenn diese Erklärungen erfolgreich sind, würden sie die Grundlage für die Semantik einer für den Menschen verständlichen formalen Sprache bilden, in der begrenzte Aufgaben für künftige KI-Systeme spezifiziert werden können, damit sie sicher und wie vorgesehen funktionieren.

Bei der Betrachtung potenzieller ARIA-Forschungsprojekte fragt Dalrymple:

  • Können wir einen einheitlichen Modellierungsrahmen entwerfen, der flexibel und robust genug ist, um alles von der Quantenchemie bis zur atmosphärischen Dynamik abzudecken?
  • Könnte es mit Hilfe der KI möglich sein, die Aufgabe, die Menschheit vor Pandemien und dem Klimawandel zu schützen, so zu spezifizieren, dass eine ausreichend leistungsfähige KI in der Lage wäre, sie zu automatisieren?

“Nanoroboter haben ein großes Potenzial in der Medizin: Sie können Medikamente, elektrische Stimulation oder Diagnostika genau dorthin bringen, wo sie im Körper gebraucht werden. Wie könnte man dies von in vitro auf in vivo übertragen?”

Jenny Read, ARIA-Programmdirektorin

Mit ihrem Hintergrund in Physik und Computational Neuroscience wird Jenny Read bei ARIA in den Bereich der Robotik einsteigen.

“Ich komme mit frischen Augen in dieses Gebiet und werde versuchen, Verbindungen zwischen Bereichen zu schaffen, die zu selten miteinander verbunden werden”, sagt sie und fügt hinzu: “Vor allem glaube ich, dass es ein enormes ungenutztes Potenzial für Roboter gibt, um den Menschen beim Aufbau einer sicheren und wohlhabenden Zukunft zu helfen.”

Für potenzielle ARIA-Forschungsprogramme fragt Read:

  • Nanoroboter haben ein großes Potenzial in der Medizin: Sie können Medikamente, elektrische Stimulation oder Diagnostika genau dorthin bringen, wo sie im Körper benötigt werden. Wie könnte man dies von in vitro auf in vivo übertragen?
  • Insekten zeigen viele komplexe Fähigkeiten – stereoskopische Tiefenwahrnehmung, Flugkontrolle, Metakognition, Zählen -, die für Roboter eine Herausforderung darstellen und/oder von denen man bisher annahm, dass sie große Gehirne erfordern. Wie erreichen Insekten ein solches Verhalten, und was können Robotiker von ihnen lernen?

“Können wir die Fähigkeit entwickeln, das Wetter und das Klima auf regionaler und globaler Ebene zu kontrollieren, um Wirbelstürme, Dürren, Überschwemmungen und Hitzewellen abzuschwächen oder zu verhindern?”

Mark Symes, ARIA-Programmdirektor

Mit seinem Hintergrund in Elektrochemie wird Mark Symes “Technologien zur aktiven Verringerung des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts und zur Klimabeeinflussung auf regionaler und globaler Ebene” erforschen.

Wir müssen wissen, welche Möglichkeiten wir für verantwortungsbewusste Klima-Interventionstechnologien haben und ob, wo und wann wir sie einsetzen sollten”, sagt er.

“Wenn es uns mit der Bekämpfung des Klimawandels ernst ist, müssen wir diese Technologien jetzt bewerten.”

Für ARIA fragt Symes:

  • Können wir die Fähigkeit entwickeln, das Wetter und das Klima auf regionaler und globaler Ebene zu kontrollieren, um Wirbelstürme, Dürren, Überschwemmungen und Hitzewellen abzuschwächen oder zu verhindern?
  • Welche Möglichkeiten gibt es, die Erde aktiv zu kühlen, und wie können wir unsere Rückkopplungsschleifen zwischen Überwachung, Messung und Vorhersage verbessern, um die verantwortungsvollsten Entscheidungen zu treffen?

“Was wäre, wenn wir bei dem Versuch, Computer zu entwickeln, die die natürliche Welt auf neue Weise nachahmen, ein besseres Verständnis dafür gewinnen könnten, wie die natürliche Welt Informationen verarbeitet?”

Suraj Bramhavar, Direktor des ARIA-Programms

Suraj Bramhavar, der einen Hintergrund im Bereich Advanced Computing hat, war “schon immer davon begeistert, wie transformative Technologien entstehen, an Dynamik gewinnen und schließlich der Welt ihren Stempel aufdrücken”.

“Der dramatische Anstieg und die Macht der KI-Algorithmen in Verbindung mit dem nahen Ende der exponentiell steigenden Rechenleistung wird massive Auswirkungen auf unsere Gesellschaft, Wirtschaft und unseren Planeten haben”, sagt er und fügt hinzu: “Als ARIA-Programmdirektor werde ich an der Entwicklung alternativer Hardware-Paradigmen arbeiten, die es uns ermöglichen, die KI-Rechenleistung nachhaltig zu skalieren, damit alle in der Gesellschaft davon profitieren.”

Für ARIA, fragt Bramhavar:

  • Was wäre, wenn wir bei dem Versuch, Computer zu entwickeln, die die natürliche Welt auf neue Weise nachahmen, ein besseres Verständnis dafür gewinnen könnten, wie die natürliche Welt Informationen verarbeitet?
  • Welche neuen Ideen könnten entstehen, wenn die Barrieren zwischen den Wissenschaftlern an der Front der KI-Algorithmusforschung und denjenigen, die die Hardware bauen, auf der diese Algorithmen laufen, abgebaut werden? Wie könnten sich diese Ideen auf das auswirken, was wir über biologische Funktionen wissen?

“Unsere Gründungsprogrammdirektoren befinden sich in verschiedenen Stadien des Lebenszyklus, erforschen aber Räume, die durch ihr Potenzial, die Zukunft neu zu gestalten, vereint sind. Von programmierbaren Pflanzen bis hin zu thermodynamischen Computern – lesen Sie weiter, um zu erfahren, woran sie arbeiten.”

UK Advanced Research +Invention Agency (ARIA)

Zu den möglichen ARIA-Forschungsprogrammen gehören:

  1. Nutzung der Thermodynamik natürlicher Systeme zur radikalen Steigerung der Effizienz und Skalierbarkeit von KI-Rechnern.
  2. Entwicklung neuer Wege zur Verbindung mit dem menschlichen Nervensystem, um neuropsychiatrische Behandlungen nicht-invasiv durchzuführen.
  3. Entwicklung programmierbarer Pflanzen, um die Widerstandsfähigkeit gegen unser zunehmend unsicheres Klima zu verbessern.
  4. Erzielung von Durchbrüchen in der modernen Optik, um Krankheiten in unserem Körper und die Bedrohung der biologischen Vielfalt in unseren Ozeanen zu erkennen.

“Aus politischer Sicht wurde ARIA nach dem Vorbild der DARPA aufgebaut – der Förderorganisation in den USA, die ganze neue Bereiche wie die Computertechnik, das Internet, die GPS-Technologie und in jüngster Zeit die mRNA in Gang gesetzt hat.”

Ilan Gur, ARIA-Geschäftsführer, September 2023

Der Gründungs-CEO von ARIA ist der frühere US-ARPA-E-Direktor Ilan Gur, der im vergangenen Monat sagte, ARIA sei ein von der DARPA inspiriertes Startup, das Forschung und Entwicklung finanziere.

Zuvor gründete Gur Activate.org, eine in den USA ansässige Organisation, die Wissenschaftlern und Ingenieuren die Möglichkeit gibt, bahnbrechende Forschungsergebnisse auf den Markt zu bringen.

Er ist auch ein Schmidt Futures Innovation Fellow.

ARIA ist eine nicht-ministerielle öffentliche Einrichtung, die vom britischen Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Technologie gefördert wird.

Nach Angaben der britischen Regierung “hat sich ARIA von der erfolgreichen US-amerikanischen Advanced Research Projects Agency (ARPA) inspirieren lassen, die maßgeblich an der Entwicklung von bahnbrechenden Technologien wie dem Internet und GPS beteiligt war, die die Art und Weise, wie die Menschen leben und arbeiten, verändert und gleichzeitig die Produktivität und das Wirtschaftswachstum gesteigert haben.”

“In jüngerer Zeit war die Nachfolgeorganisation der ARPA, die DARPA, ein wichtiger Geldgeber für mRNA-Impfstoffe und Antikörpertherapien vor der Pandemie, die zu den entscheidenden COVID-19-Therapien führten.”

Die ARIA bezeichnet sich selbst als “eine Agentur zur Finanzierung von Forschung und Entwicklung, die wissenschaftliche und technologische Durchbrüche ermöglicht, von denen jeder profitieren kann”, indem sie “Wissenschaftler befähigt, an die Grenzen des Möglichen zu gehen”.

Quelle: UK’s DARPA-inspired ARIA interested in edible vaccines from plants, next-gen brain implants & weather control