Fotosynthese mit KI neu gedacht
Elektrotechnik arbeitet mit Biologie Hand in Hand
2023/04/17 von Benedikt Schöberl / sas
Elektrotechnik und Informationstechnik ist extrem vielfältig, denn sie kommt in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz. So zum Beispiel auch in der Biologie: Unter Einsatz von künstlicher Intelligenz denken Forschende die Fotosynthese von Pflanzen komplett neu.
Mittels Fotosynthese wandeln Pflanzen und Mikroalgen Sonnenenergie in biochemisch verfügbare Energie um, also in Nahrung. CO2 wird dabei in Form von Zuckern fixiert, und Sauerstoff wird freigesetzt. Fast der gesamte Sauerstoff in der Erdatmosphäre ist darauf zurückzuführen. Zur Reduzierung von atmosphärischem CO2 ist die Fotosynthese der einzige Prozess, der global von Bedeutung ist.
Professor Tran Quoc Khanh
Die interdisziplinäre Anwendung elektrotechnischer Verfahren eröffnet uns komplett neue Forschungsfelder. Hier sehe ich ein enormes Potenzial für die Zukunft.
In der Theorie gibt es hierzu wichtige Modelle, die optimale Bedingungen für die Fotosynthese der Pflanzen beschreiben. Allerdings stoßen die theoretischen Modelle in der Praxis schnell an ihre Grenzen, da es enorm viele Faktoren zu berücksichtigen gibt. Einer der größten ist die Einwirkung von Licht.
Bei seiner Forschung im Bereich der Lichttechnik hat etit-Professor Tran Quoc Khanh Lichtbedingungen entdeckt, die durch die bisher bestehenden Modelle der Fotosynthese nicht erklärbar sind.
Zusammenarbeit lohnt sich
Aktuell arbeitet er zusammen mit Professor Kaldenhoff aus der Biologie an einem KI-gestützten Verfahren. Das Ziel: ein dynamisches Modell der Fotosynthese durch KI-Algorithmen zu erstellen, welches mit zunehmender Dateneingabe durch Selbstlernen immer genauer wird.
Professor Ralf Kaldenhoff
Wir nutzen die Technik und Denkweise der Ingenieurswissenschaften, um biologische Systeme zu verstehen. In der Biologie bezeichnen wir das als Symbiose: eine Beziehung zweier unterschiedlicher Spezies zum gegenseitigen Nutzen.
Über Professor Tran Quoc Khanh
Vor seinem Ruf an die TU Darmstadt arbeitete Professor Khanh bei verschiedenen Herstellern für optische Messtechnik in der Forschung und Entwicklung. An seinem Fachgebiet forscht er an der Interaktion von biologischen Organismen und Licht in verschiedenen Kontexten. So stehen neben der visuellen und nicht-visuellen Wirkung des Lichts auf den Menschen und andere biologische Organismen auch adaptive Beleuchtungslösungen für Innenräume, die Pflanzenbelichtung und den Kfz-Bereich im Fokus.
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