Einzelförderung ist Geschichte

Filippo Coletti, Professor für experimentelle Fluiddynamik, erforscht das Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen sowie von Partikeln, die darin schweben. In seinem Projekt wird er untersuchen, wie sich solche Partikel in turbulenten Strömungen verhalten und wie dabei die Partikel mit der Flüssigkeit und dem Gas wechselwirken. Er wird dabei Experimente im Labor und im Freien durchführen und diese mit bildgebenden Verfahren, unter anderem mit mehreren Hochgeschwindigkeitskameras sowie mittels biomedizinischer Bildgebung, analysieren. Mit seiner Forschung möchte Coletti auch die Vorhersage des Verhaltens von Partikeln in turbulenten Strömungen verbessern, und zwar sowohl im Kleinen – zum Beispiel in einem Motor – als auch im Grossen – zum Beispiel in der Atmosphäre bei der Bildung von Schnee.

Otmar Hilliges, Professor für Informatik, entwickelt Methoden, dank denen Computer visuelle Informationen wahrnehmen können (Computer Vision). Sein Projekt hat zum Ziel, menschliche Bewegungen und Tätigkeiten präziser zu erkennen und in hochaufgelöste digitale 3D-Information umzuwandeln. Er wird dazu ein neues 3D-Modell des Menschen entwickeln, das als Basis dienen wird für neue Methoden der künstlichen Intelligenz. Damit sollen die Bewegungen von Menschen und die Wechselwirkung von Menschen mit der Umgebung sowie untereinander genauer erfasst und interpretiert werden können. Eingesetzt werden könnte dies dereinst zum Beispiel bei Pflegerobotern, im Bereich Augmented Reality und Virtual Reality sowie zur Bewegungsanalyse in den Sportwissenschaften und bei Sportübertragungen.

Stefanie Jonas ist Professorin am Institut für Molekularbiologie und Biophysik. Sie erforscht, wie menschliche Zellen kontrollieren und regulieren, welcher Teil ihrer genetischen Information zur Herstellung von RNA und letztlich von Proteinen abgelesen wird. In ihrem Projekt wird sie untersuchen, wie dieser Ablesevorgang auf dynamische Weise gestoppt wird – zum Beispiel als Reaktion auf Veränderungen in der Umgebung der Zellen. Die Ursache von vielen Krankheiten, etwa von Krebs, liegt in einer Fehlregulation dieses Ablesevorgangs. Die Erforschung seiner molekularen Mechanismen könnte daher die Basis legen für neue therapeutische Ansätze.

Martin Vechev, Professor am Departement Informatik, entwickelt Methoden, dank denen Computersysteme zuverlässiger, belastbarer und sicherer werden. In seinem Projekt widmet er sich Systemen des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz. Durch die Entwicklung neuer Technologien will er zu einer nächsten Generation von Deep-Learning-Systemen beitragen, der Menschen mehr vertrauen und sich auf sie verlassen können. Ein zentraler Ansatz ist dabei, dass die dahinterliegenden Algorithmen mathematisch zertifizierbar sind in Bezug auf Sicherheit, Fairness und Belastbarkeit.

Zu therapeutischen oder diagnostischen Zwecken werden bestimmte Nanopartikel an Körperzellen geheftet, zum Beispiel an Krebszellen. Heute werden dazu in der Regel Antikörper benutzt, die mit den Nanopartikeln verbunden sind, und die die Wechselwirkung mit den Zellen herstellen. Scherkräfte können diese Verbindung allerdings lösen. Michael Nash, Professor am Departement für Biosysteme der ETH Zürich in Basel und an der Universität Basel, ist im Bereich Molekular-Engineering tätig. Er entwickelt künstliche Proteine und erforscht deren Funktion. In seinem Projekt wird er künstliche Proteine herstellen, welche für die Verbindung von Nanopartikeln und Körperzellen verwendet werden können und den Scherkräften widerstehen. Diese sollen neue Formulierungen von Medikamenten auf Nanopartikel-Basis ermöglichen.

Tobias Donner, Senior Scientist in der Gruppe für Quantenoptik am ETH-Institut für Quantenelektronik, hat einen SBFI-finanzierten ERC Consolidator Grant erhalten. Damit will er die grundlegenden Prinzipien der Wechselwirkung zwischen Quanten-Vielteilchensystemen und Licht erforschen. Die Quanten-Vielteilchenphysik untersucht Systeme, in denen eine grosse Anzahl von Teilchen nach den Gesetzen der Quantenmechanik wechselwirken. In Donners Forschungsvorhaben geht es darum, die Eigenschaften von Vielteilchensysteme zu bestimmen, die stark an Lichtfelder gekoppelt sind. Eine solche Kopplung könnte einen Weg ebnen, um dereinst die Eigenschaften von Quantenmaterialien – wie Magnetismus oder Supraleitfähigkeit – gezielt zu beeinflussen. Die Erkenntnisse des Forschungsprojekts könnten zum Beispiel Anwendung in der Materialwissenschaft, der Quanteninformatik oder der Hochenergiephysik finden.