Ohne unsere Atmosphäre wäre die Erde ein lebensfeindlicher Eisklumpen mit einer Durchschnittstemperatur von etwa -18°C. Treibhausgase wie CO2 wirken wie eine energetische Einbahnstraße: Sie lassen Sonnenlicht passieren, hindern aber die abgestrahlte Wärme der Erde daran, einfach ins All zu entweichen. Es ist wie eine unsichtbare Bettdecke, die die Erdwärme nachts festhält. Zudem fungieren die Ozeane als gigantische Puffer, die einen Großteil der überschüssigen Wärme aufnehmen, was jedoch die marine Chemie langfristig verändert. Diese thermische Trägheit bedeutet, dass heutige Emissionen das Klima von morgen bereits unumkehrbar festschreiben.

Physikalisch betrachtet ist der Effekt ein Quanten-Phänomen. Während Gase wie Stickstoff für Wärmestrahlung transparent sind, besitzen Treibhausgase eine besondere Geometrie. Trifft Infrarot-Strahlung auf ein CO2-Molekül, fängt dieses an zu schwingen und zu rotieren. Das Molekül absorbiert die Energie kurzzeitig und strahlt sie dann zurück zur Erde – der eigentliche „Heizkörper“ unseres Klimas, der den Planeten auf lebensfreundliche +15°C hebt. Ohne diese quantenmechanische Resonanz gäbe es kein flüssiges Wasser auf der Oberfläche.

Das Wegener Center für Klima und Globalen Wandel (Uni Graz) überwacht die planetare Energiebilanz mit höchster Präzision. Durch die Analyse von Satellitendaten (Radio-Okkultation) wird hier der Code entschlüsselt, wie sich die thermische Schichtung unserer Atmosphäre verschiebt. Quellen: IPCC Assessment Reports & Wegener Center Forschungsberichte.

Ludwig Boltzmann bewies in Graz: Ordnung ist statistisch einfach viel unwahrscheinlicher als Unordnung. Es gibt nur eine Art, wie Socken im Kasten perfekt liegen, aber Trilliarden Möglichkeiten für Chaos. Die Natur würfelt blind und landet deshalb fast immer beim Chaos. Diese Erkenntnis begründete den „Zeitpfeil“: Wir altern und Dinge zerfallen, weil das Universum unaufhaltsam in Richtung der wahrscheinlichsten Verteilung strebt. Boltzmann erkannte, dass Wärme nichts anderes ist als die ungeordnete Bewegung von Billionen kleiner Teilchen.

Die Brücke zum Chaos: Diese Gleichung verbindet die Welt, die wir sehen (S), mit der unsichtbaren Welt der Atome (W).

Ausgesprochen: „S ist gleich k mal natürlicher Logarithmus von W“

S (Entropie): Das absolute Maß für die Unordnung. Je größer S, desto chaotischer ist das System.

k (Boltzmann-Konstante): Der universelle „Übersetzer“. Eine winzige Naturkonstante, die unsere alltägliche Temperatur mit der Bewegungsenergie von Milliarden unsichtbarer Atome verknüpft.

log (Logarithmus): Ein mathematischer Kniff, der dafür sorgt, dass die unfassbar riesigen Zahlenkombinationen von Atomen überhaupt noch berechenbar bleiben, ohne dass der Taschenrechner explodiert.

W (Wahrscheinlichkeit): Die Anzahl aller möglichen Anordnungen der Teilchen. Stell dir vor, auf wie viele verschiedene Arten die Socken in deinem Zimmer verstreut liegen können – exakt das ist W.

Die Bedeutung: Die Natur strebt immer zum Zustand der höchsten Wahrscheinlichkeit. Da es für „Chaos“ viel mehr Möglichkeiten gibt als für „Ordnung“, nimmt die Unordnung (Entropie) ganz automatisch zu.

Das Erbe der statistischen Physik wird an der Universität Graz bis heute aktiv bewahrt. Das Boltzmann-Archiv dokumentiert den Kampf des Grazer Genies um die Anerkennung der Atomtheorie. Heute nutzen Forscher diesen Code, um komplexe Systeme von KI bis hin zu schwarzen Löchern zu berechnen. Quelle: Zentralbibliothek für Physik & Universitätsarchiv Graz.

Nerven sind keine durchgehenden Stromkabel, sondern Postbeamte. Otto Loewi entdeckte in Graz, dass Signale über chemische Botenstoffe – wie eine Flaschenpost – übertragen werden. Ein elektrischer Impuls erreicht das Ende des Kabels und schüttet dort Botenstoffe aus, die zur nächsten Zelle schwimmen. Ohne diesen chemischen Code könnten wir weder fühlen noch denken. Diese Entdeckung war revolutionär, da sie zeigte, dass unser Gehirn ein chemisches Labor und kein reiner Computer ist.

In der Nacht auf Ostersonntag 1921 hatte Loewi in Graz seinen genialen Geistesblitz: Er entnahm zwei Froschherzen. Er stimulierte den Nerv des ersten Herzens, fing die Flüssigkeit auf und gab sie zum zweiten Herz – das daraufhin ebenfalls langsamer schlug. Damit war bewiesen: Es gibt den „Vagusstoff“ (heute Acetylcholin). Diese chemische Signalübertragung erlaubt eine viel feinere Steuerung unserer Körperfunktionen als reine Elektrizität.

Am Otto-Loewi-Forschungszentrum der MedUni Graz wird dieser Code heute genutzt, um Krankheiten wie Alzheimer zu bekämpfen. Jedes moderne Medikament, das auf Neurotransmitter wirkt, basiert auf dieser Grazer Entdeckung. Quelle: Nobelpreis-Archiv & MedUni Graz Geschichte.

Aber was hat das mit einem Grazer Berg zu tun? Die chemische Flaschenpost kann den synaptischen Spalt nur überqueren, wenn Calcium-Ionen in die Nervenzelle einströmen. Ohne Calcium gibt es keinen Gedanken und keine Bewegung. Und genau hier kommt der Grazer Hausberg ins Spiel: Der Plabutsch ist ein knapp 400 Millionen Jahre altes, versteinertes Korallenriff aus dem Devon. Die riesigen Mengen an Calcium, die unser Nervensystem als Botenstoff-Zünder benötigt, haben ihren planetaren Ursprung in exakt solchen urzeitlichen marinen Kalkablagerungen. Wir denken gewissermaßen mit dem Kalk längst vergangener Ozeane!

Victor Franz Hess bewies bei einer riskanten Ballonfahrt: Wir stehen unter ständigem Dauerregen hochenergetischer Teilchen aus dem All. Er stieg 1912 von Graz aus auf über 5.000 Meter Höhe und riskierte dabei sein Leben, da die Atmosphäre dort oben bereits gefährlich dünn war. Er bewies, dass die Strahlung nicht von der Erde kommt, sondern direkt aus den Tiefen des Weltalls auf uns einströmt. Diese Entdeckung veränderte unser Bild vom Universum grundlegend – der Kosmos ist kein leerer Raum, sondern ein brodelndes Meer aus Energie.

Wenn hochenergetische Teilchen (Protonen) auf die Erdatmosphäre treffen, wirken sie wie Billardkugeln. Sie zertrümmern Luftmoleküle und lösen eine gewaltige Kaskade aus Sekundärteilchen aus – Myonen und Elektronen –, die pro Sekunde tausendfach durch unseren Körper rasen. Wir bemerken diesen Teilchenschauer nicht, doch er ist ein ständiger Beweis für gewaltige Ereignisse wie Supernovae in fernen Galaxien. Ohne unser Magnetfeld wäre dieser Beschuss für organisches Leben tödlich.

Das Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz und die Hess-Gesellschaft bewahren dieses Erbe. Heute nutzt man die kosmische Strahlung sogar zur Untersuchung von Vulkanen oder Pyramiden (Myonen-Tomographie). Graz bleibt das Zentrum für die Erforschung des interplanetaren Mediums. Quelle: IWF Graz & Victor-Franz-Hess-Gesellschaft.

Nach einem Spaziergang im All beschreiben Astronauten den Geruch oft als metallisch-süßlich, ähnlich wie Schweißdämpfe oder verbranntes Fleisch. Diese Wahrnehmung ist jedoch eine Täuschung der Sinne, da das Vakuum selbst keine Aromen übertragen kann.

Verantwortlich sind PAHs (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe), die beim Tod von Sternen in riesigen Mengen in den interstellaren Raum geschleudert werden. Sie setzen sich als mikroskopisch feiner Belag auf den hochreinen Oberflächen der Raumanzüge ab und warten dort auf ihre chemische Aktivierung. Diese Moleküle zählen zu den am weitesten verbreiteten organischen Verbindungen im Universum und fungieren fast wie ein chemisches Gedächtnis der durchflogenen Regionen.

Die Natur arbeitet hier wie ein präzises Programm: Ohne den richtigen „Zünder“ bleibt die Information verborgen. Die Entstehung des Aromas folgt einer strikten Abfolge physikalischer und chemischer Ereignisse:

Es ist die direkte Übersetzung einer physikalischen Reise in eine chemische Botschaft. Ohne den Sauerstoffkontakt bliebe der Weltraum für uns stumm und geruchlos.

Die exobiologische Forschung in Graz nutzt diese „Aromen“ als wichtige Indikatoren für den Zustand des Mikrobioms und der technischen Sicherheit. Durch die Analyse dieser chemischen Signaturen kann das Team der MedUni Graz frühzeitig erkennen, ob das künstliche Ökosystem der Station aus dem Gleichgewicht gerät oder ob invasive Keime die Hardware gefährden.

Diese Arbeit ist das Fundament für die „Planetary Protection“: Wir müssen den chemischen und biologischen Code unserer Reisen verstehen, um den Mars als unberührtes Forschungsobjekt zu bewahren. Grazer Standards gelten hierbei als Goldstandard für zukünftige europäische Missionen, um keine irdischen „Fehler“ in fremde Welten zu exportieren.

Der Weltraum um den Riesenplaneten Jupiter ist kein friedlicher Ort, sondern ein energetisches Schlachtfeld. Jupiters Magnetfeld ist ein gigantischer, rotierender Schild, der Billionen Tonnen geladener Teilchen einfängt und in tödliche Strahlungsgürtel verwandelt. Es ist die größte kontinuierliche Struktur in unserem Sonnensystem. Würde diese kosmische Magnetblase im sichtbaren Licht leuchten, würde sie von uns aus betrachtet am Nachthimmel um ein Vielfaches größer erscheinen als der Vollmond. Sie umgibt den Planeten wie eine energetische Festung, die Raumsonde und Instrumente unter extremen Stress setzt.

Wie misst man ein solches Feld, ohne dass die hochempfindlichen Sensoren durch die extreme Kälte und die brutale Teilchenstrahlung im Laufe einer jahrelangen Mission ungenau werden (Soll-Wert-Drift)? Die Lösung des IWF Graz basiert auf reiner Quantenmechanik, genauer gesagt auf dem Effekt des sogenannten „Coherent Population Trapping“. Ein Laserstrahl beschießt gasförmige Rubidium-Atome in einer winzigen Zelle. Bei einer ganz bestimmten, exakt messbaren Resonanzfrequenz geraten die Elektronen in einen quantenmechanischen Überlagerungszustand. In diesem Moment hören sie schlagartig auf, das Laserlicht zu absorbieren – sie werden für den Strahl im übertragenen Sinne „dunkel“ oder transparent. Da dieser dunkle Zustand direkt mit der äußeren magnetischen Feldstärke gekoppelt ist, lässt sich über die optische Überwachung des Lasers die Feldstärke absolut präzise, dauerhaft und vollkommen driftfrei bestimmen.

Genau diesen atomaren Quantenkompass hat das Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz in einer engen technologischen Kooperation mit der TU Graz für die europäische Flaggschiff-Mission JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) der ESA entwickelt. Das Instrument trägt den Namen J-MAG. Das wissenschaftliche Ziel dahinter ist spektakulär: Wenn die Sonde an den gewaltigen Eismonden Ganymed, Kallisto und Europa vorbeifliegt, blendet der Grazer Sensor das monströse Hauptmagnetfeld des Jupiters mathematisch aus. Dadurch wird es möglich, die winzigen, sekundären Magnetfelder aufzuspüren, die entstehen, wenn salzhaltiges, flüssiges Wasser tief unter den kilometerdicken Eispanzern dieser Monde durch Jupiters Feld bewegt wird. Es ist der endgültige physikalische Beweis für die Existenz außerirdischer, lebensfreundlicher Ozeane. Quellen: IWF Graz Missionsdaten & ESA JUICE Mission Archive.

Frisch geschlagenes Holz steckt voller Wasser. Sobald es trocknet und unter den sogenannten Fasersättigungspunkt von etwa 30% Holzfeuchte fällt, passiert etwas Faszinierendes: Das Holz verliert das in den Zellwänden (den Tracheiden) gebundene Wasser und fängt an zu schwinden. Es „arbeitet“. Doch dieses Arbeiten geschieht nicht zufällig, sondern folgt einer strengen biologischen und geometrischen Matrix, die das Material in Bewegung versetzt und traditionelle Konstruktionen im urbanen Raum vor enorme Herausforderungen stellt.

Das Geheimnis des Verzihens liegt in der sogenannten Anisotropie – dem Umstand, dass Holz in drei Richtungen völlig unterschiedlich schrumpft. Während es längs zur Faserrichtung (longitudinal) praktisch stabil bleibt (ca. 0,1%), schwindet es von der Mitte nach außen (radial) um etwa 3% bis 5%. Entlang der Jahresringe (tangential) ist der Schwund mit 5% bis 10% jedoch fast doppelt so extrem! Zimmerleute nutzen daher seit Jahrhunderten die goldene Regel: „Die Jahresringe wollen sich strecken.“ Da die kernabgewandte Seite eines Seitenbretts längere Jahresringbögen aufweist als die kernzugewandte Unterseite, schrumpft sie absolut gesehen viel stärker zusammen. Das Brett krümmt sich hohl nach oben – es schüsselt.

Genau an diesem geometrischen Knackpunkt setzt die moderne High-Tech-Architektur des Instituts für Holzbau und Holztechnologie (LIGNUM) der TU Graz an. Wenn die Naturgesetze das Holz zum Verziehen zwingen, bricht der Code von Cross Laminated Timber (CLT) diese Tyrannei. Durch das kreuzweise Verleimen einzelner Holzlagen im exakten 90-Grad-Winkel sperren sich die Bretter gegenseitig ab. Die tangentiale Schwundrichtung der einen Schicht trifft auf die starre Längsrichtung der nächsten Schicht. Die Anisotropie wird mathematisch neutralisiert. Das Ergebnis ist ein vollkommen formstabiles, berechenbares High-Tech-Element, das den Weg ebnet, um aus einem lebendigen Naturstoff sichere, urbane Holz-Wolkenkratzer zu errichten. Erforsche diese Kräfte interaktiv im Holz-Hochhaus-Simulator. Quellen: TU Graz LIGNUM Forschung.

Normale Computer stecken in einem strengen Gefängnis fest: Sie kennen nur zwei Zustände – Strom fließt (1) oder Strom fließt nicht (0). Wenn ein herkömmlicher Computer eine komplizierte Aufgabe für eine Künstliche Intelligenz lösen soll (zum Beispiel ein Gesicht auf einem Foto erkennen), muss er dieses starre Ein-Aus-Muster in Milliarden von einzelnen Schritten nacheinander mühsam zusammensetzen. Das dauert, erfordert riesige Rechenzentren und verbraucht unfassbar viel Strom. Ein sogenannter Memristor bricht dieses alte Prinzip radikal auf. Er funktioniert nicht wie ein simpler Lichtschalter, sondern wie ein stufenloser Dimmer im Wohnzimmer.

Das Besondere daran ist seine eingebaute Geschichtsschreibung: Der elektrische Widerstand dieses Bauteils ist nicht starr vorgegeben. Er verändert sich flexibel, je nachdem, wie viel Strom in der Vergangenheit durch ihn hindurchgeflossen ist. Er besitzt ein echtes, physikalisches Gedächtnis. Das Bauteil „erinnert“ sich ganz von alleine an seine eigene elektrische Vergangenheit und speichert diese Information dauerhaft ab – und zwar ohne dass man dafür auch nur eine einzige Zeile Software-Code schreiben muss und ohne dass im Ruhezustand wertvolle Energie verbraucht wird.

Dieses faszinierende Phänomen passiert auf einer unvorstellbar winzigen Ebene (der Nano-Ebene) innerhalb einer hauchdünnen Schutzschicht aus einem Material namens Hafnium-Oxid. Diese Schicht ist wie eine Barriere zwischen zwei Metallleitungen eingequetscht. Im Normalzustand isoliert diese Schicht perfekt – der Weg ist komplett blockiert und es fließt überhaupt kein Strom. Wird jedoch eine gezielte elektrische Spannung (ein kleiner Stromstoß) an den Chip angelegt, entsteht im Material eine extreme unsichtbare Kraft.

Diese Kraft schubst winzige Sauerstoff-Teilchen aus ihren festen Plätzen im Materialgitter heraus. Wo vorher ein Teilchen saß, entsteht nun eine freie Lücke im Material: eine sogenannte Sauerstofffehlstelle (Oxygen Vacancy). Schickt man jetzt wiederholt Stromimpulse durch das Bauteil, reihen sich diese freien Lücken wie eine Kette von Dominosteinen aneinander. Sie formen einen mikroskopisch feinen, leitenden Kanal – eine atomare Brücke mitten durch die Absperrung. Je mehr Impulse fließen, desto dicker und leitfähiger wird diese Brücke. Polt man die Spannung um, wandern die Teilchen einfach wieder zurück in die Lücken und reißen die Brücke wieder ein. Dieser Prozess ist das exakte physikalische Abbild einer Synapse in unserem Gehirn, die sich durch intensives Lernen und Training verstärkt oder bei Inaktivität wieder abbaut (synaptische Plastizität).

Das revolutionäre Endergebnis dieser Technologie ist der vollständige Verzicht auf komplizierte mathematische Rechenprogramme. In einem solchen Netzwerk aus tausenden Memristoren wird ein fundamentales Naturgesetz der Physik – das Ohmsche Gesetz (I = U · G, Stromstärke ist gleich Spannung mal Leitwert) – direkt selbst zum Rechenwerk.

Stell dir das wie ein System aus Wasserrohren vor: Die angelegte Spannung ist der Wasserdruck (die Eingangsdaten der KI) und die atomare Brücke bestimmt, wie dick das Rohr ist (die gelernte Wichtigkeit der Information). Schickt man nun Strom hinein, multiplizieren die Bauteile die Werte nicht durch digitale Logikschaltkreise, sondern das Ergebnis ergibt sich ganz natürlich durch das Fließen des Stroms im Material. Die Ströme fließen durch das Netz und addieren sich an den Kreuzungspunkten nach den Kirchhoffschen Regeln völlig von selbst zusammen. Die Physik führt die mathematische Operation im selben Moment und am exakten Ort der Datenspeicherung aus. Der gigantische Datenstau zwischen Prozessor und Speicher existiert einfach nicht mehr, wodurch diese neuromorphen Chips bis zu 99% weniger Energie benötigen als klassische KI-Prozessoren.

Erforsche die vollständige technologische Architektur, die Funktionsweise neuronaler Netzwerke auf Hardware-Ebene und den historischen Kontext dieser Grazer Entwicklung im ausführlichen Blogartikel: Memristor – Der Computer der Zukunft.

Wenn Rettungsdrohnen in eingestürzte Gebäude, tiefe Höhlensysteme oder dichte urbane Häuserschluchten fliegen, sind sie völlig auf sich allein gestellt. Das GPS-Signal vom Satelliten bricht dort sofort ab. Um nicht abzustürzen, muss die Drohne „mit eigenen Augen“ sehen und erkennen, wie sie sich im Raum bewegt. Normale Kameras scheitern hierbei jedoch kläglich.

Eine klassische Kamera funktioniert wie ein Daumenkino: Sie schießt stur 30 oder 60 komplette Bilder pro Sekunde. Fliegt die Drohne nun rasant an einer Wand vorbei oder wackelt im Wind, verschwimmt das Bild komplett (Bewegungsunschärfe). Der Computer im Inneren der Drohne sieht nur noch Pixelbrei und verliert die Orientierung. Zudem erzeugen diese riesigen Bilddateien einen gewaltigen Datenstau im Prozessor, der viel zu viel Strom verbraucht und die Drohne träge macht.

Forscher am Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen (ICG) der TU Graz nutzen daher eine revolutionäre Technologie, die das Auge von Insekten nachbaut: die **Event-basierte Kamera** (auch Neuromorphe Kamera genannt). Eine Fliege interessiert sich nicht für den statischen Hintergrund im Raum – sie reagiert ausschließlich auf blitzschnelle Veränderungen und Bewegungen.

Genau so arbeitet diese Kamera. Im Gegensatz zu normalen Kameras gibt es hier keinen gemeinsamen Auslöser für das ganze Bild. Jedes einzelne Pixel auf dem Sensor arbeitet vollkommen unabhängig als eigener, winziger Sensor. Das Pixel sendet nur dann ein Signal (ein „Event“), wenn es eine Veränderung der Helligkeit registriert – also wenn sich ein Objekt vorbeibewegt oder die Drohne ihre Position verändert. Bleibt alles still, bleibt das Pixel stumm. Das Ergebnis ist kein fertiges Foto, sondern ein kontinuierlicher, blitzschneller Strom aus reinen Bewegungspunkten. Bewegungsunschärfe ist damit physikalisch unmöglich.

Weil diese Kameras nur die rohen Datenblitze der Helligkeitsunterschiede liefern, bricht das System die traditionelle Bildverarbeitung vollständig auf. Anstatt Millisekunden auf das nächste Vollbild zu warten, errechnet die Drohne ihre Eigenbewegung (Visuelle Odometrie) direkt aus den eintreffenden Datenpunkten im Mikrosekunden-Takt.

Die Software nutzt mathematische Algorithmen, um diese Punkte im dreidimensionalen Raum zu verknüpfen. Das System merkt sich markante Linienstrukturen der Umgebung und gleicht sie permanent mit den neuen Datenblitzen ab. Durch diese ultra-schnelle Verarbeitung weiß die Drohne selbst bei extremen Geschwindigkeiten oder heftigen Rotationen im Bruchteil einer Sekunde auf den Zentimeter genau, wo sie sich befindet. Gekoppelt mit modernen Steuerungssystemen fliegen autonome Fluggeräte in Graz völlig unbemerkt und sicher durch die komplexesten Umgebungen – komplett ohne GPS-Empfang.

Wie diese Technologie in der Praxis erprobt wird, welche Testgebiete das Bundes-Innovationslabor AIRlabs Austria dafür bereitstellt und wie die akustische und visuelle Forschung in der Steiermark zusammenspielen, erfährst du im ausführlichen Dossier: Autonome Luftfahrtsysteme Graz – Drohnen KI Forschung.

Wenn Drohnen in Zukunft Pakete oder Medikamente durch unsere Städte fliegen, haben Kameras und Radar oft ein großes Problem: Hohe Gebäude, Bäume und enge Gassen versperren die Sicht. Radarstrahlen prallen an Betonwänden ab und verwirren das System. Forscher des Instituts JOANNEUM RESEARCH in Graz nutzen deshalb einen ganz anderen Sinn: Sie lassen die Stadt einfach zuhören.

Jede Drohne erzeugt durch ihre schnell drehenden Rotoren ein charakteristisches, mechanisches Summen. Um dieses Summen im gewaltigen Lärm einer Großstadt aufzuspüren, nutzt man winzige, hochempfindliche Mikrofone. Das Prinzip kennst du aus dem Alltag: Wenn du nachts im Dunkeln im Bett liegst und eine Mücke im Zimmer schwirrt, weiß dein Gehirn sofort, in welcher Ecke sie sich befindet, ohne dass du sie sehen musst. Das Grazer System macht genau das – nur mit hunderten künstlichen Ohren gleichzeitig und absoluter mathematischer Präzision.

Wie genau weiß der Computer, woher das Geräusch kommt? Der physikalische Trick dahinter nennt sich Beamforming (auf Deutsch etwa: Strahlformung). Schall ist nicht unendlich schnell, sondern breitet sich in der Luft mit etwa 343 Metern pro Sekunde aus. Wenn nun eine Drohne links oben am Himmel fliegt, trifft ihr Summen zuerst auf das linke Mikrofon am Boden – und erst einen winzigen Augenblick später auf das rechte Mikrofon.

Dieser winzige Zeitunterschied (wir sprechen hier von Millisekunden) ist der magische Code. Der Computer berechnet diese Zeitlücke und schiebt die Tonspuren der verschiedenen Mikrofone virtuell so lange hin und her, bis sie exakt übereinanderliegen. In dem Moment, wo sie perfekt passen, verstärkt sich das Drohnengeräusch massiv, während der restliche Baustellen- und Autolärm der Stadt einfach herausgefiltert und stummgeschaltet wird. Das System erschafft so ein unsichtbares, akustisches Teleskop, das den Himmel gezielt abhört.

Es reicht aber nicht, nur zu wissen, wo etwas ist. Das System muss auch wissen, was dort fliegt. Hier übernimmt Künstliche Intelligenz das Steuer. Die Tonspur aus dem akustischen Teleskop wird blitzschnell in ein visuelles Bild umgewandelt – ein sogenanntes Spektrogramm. Das kannst du dir wie eine bunte Wärmekarte für Geräusche vorstellen.

Ein künstliches neuronales Netzwerk (CNN) liest dieses Klang-Bild nun genauso, wie ein Bilderkennungs-Programm ein normales Foto analysiert. Das Netzwerk hat gelernt, den einzigartigen akustischen „Fingerabdruck“ von Drohnen-Rotoren von anderen Stadtgeräuschen wie Martinshörnern, Flugzeugen oder Presslufthämmern sauber zu trennen. Das Grazer System erkennt dadurch nicht nur, dass sich etwas nähert, sondern identifiziert sofort den genauen Triebwerkstyp der Drohne. Wie diese akustischen Sensoren mit Event-Kameras kombiniert werden und warum Graz der europäische Hotspot für diese Tests ist, liest du im ausführlichen Dossier: Autonome Luftfahrtsysteme Graz – Drohnen KI Forschung.