Rufen Elefanten einander, wie Menschen, mit „Namen“? | Technologie-Wochenzeitung

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Wang Xiang

Hybridbüros reduzieren die Mitarbeiterfluktuation ohne Einbußen bei der Effizienz

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Arbeit vollständig aus der Ferne die Arbeitseffizienz verringert und die Zusammenarbeit und Innovation beeinträchtigt. Doch neue Forschungsergebnisse zeigen, dass hybrides Arbeiten, also ein flexibles Arbeitsmodell, das Telearbeit und Büroarbeit kombiniert, nicht nur die Produktivität nicht verringert, sondern auch die Mitarbeiterzufriedenheit verbessert und die Fluktuation verringert.

Hybrides Arbeiten ist auf dem Vormarsch. Eine Umfrage unter mehr als 42.000 Teilnehmern in 34 Ländern von April bis Mai 2023 ergab, dass mehr als 25 % der Befragten hybrides Arbeiten praktizierten und 8 % vollständig von zu Hause aus arbeiteten. Das gängigste hybride Arbeitsmodell besteht aus drei Tagen pro Woche im Büro und zwei Tagen zu Hause. Einer Umfrage zufolge nutzen rund 100 Millionen Arbeitnehmer in Europa und den USA ein hybrides Arbeitsmodell. Die meisten dieser Personen verfügen über einen Bachelor-Abschluss und sind hauptsächlich in der kreativen und kollaborativen Arbeit in Branchen wie Wissenschaft, Recht, Finanzen und Informationstechnologie tätig.

In der neuen Studie führten die Forscher von 2021 bis 2022 eine sechsmonatige randomisierte Kontrollstudie durch, um die Auswirkungen des hybriden Arbeitens auf die Leistung, Fluktuation und Zufriedenheit der Mitarbeiter zu untersuchen. An der Studie nahmen insgesamt 1.612 Hochschulabsolventen aus den Bereichen Softwareentwicklung, Marketing, Buchhaltung und Finanzen eines Reiseticketunternehmens in Shanghai, China, teil. Die Teilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip einer Schreibtischgruppe (5 Arbeitstage pro Woche im Büro) oder einer gemischten Arbeitsgruppe (3 Tage im Büro und 2 Tage von zu Hause aus) zugeteilt.

Die Ergebnisse zeigten, dass in der Gruppe mit Hybridbüros die Mitarbeiterfluktuation um ein Drittel zurückging und die Arbeitszufriedenheit zunahm. Bei weiblichen Mitarbeitern, Mitarbeitern ohne Führungspositionen und Mitarbeitern mit längerem Arbeitsweg war der Fluktuationsrückgang stärker ausgeprägt. Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen des hybriden Arbeitens auf die Leistung und Beförderung der Mitarbeiter. Sie verfolgten die Leistung und Beförderungen der Mitarbeiter in den nächsten zwei Jahren und stellten keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen fest.

Früher befürchteten Unternehmensleiter, dass hybrides Arbeiten die Effizienz beeinträchtigen könnte, doch ihre Ansicht hat sich inzwischen geändert. Es wird geschätzt, dass die durch hybrides Arbeiten verringerte Mitarbeiterfluktuation dem Unternehmen Millionen von Dollar an Rekrutierungs- und Schulungskosten einsparen kann.

Afrikanische Elefanten rufen sich gegenseitig beim „Namen“

Wilde afrikanische Savannenelefanten (Loxodonta africana) haben „Namen“ – wie Menschen verwenden sie unverwechselbare, namensähnliche Rufe, um sich gegenseitig anzusprechen, wie eine neue Studie zeigt.

Frühere Studien haben ergeben, dass Große Tümmler und einige Papageien sich gegenseitig rufen, indem sie ihre charakteristischen Rufe imitieren (ähnlich wie das Rufen von Hunden mit „Wuff“ und das Rufen von Katzen mit „Miau“). Dies ist ein einzigartiges „Rufzeichen“, aber dieses auf Nachahmung beruhende Rufsystem unterscheidet sich offensichtlich von einem Namen. Es ist bekannt, dass nur Menschen einander mit Namen ansprechen.

Die Forscher zeichneten 469 Rufbeispiele wilder afrikanischer Elefanten in Kenia auf und trainierten ein maschinelles Lernmodell, um akustische Merkmale zu erkennen und das Thema jeder Aufnahme vorherzusagen. Das Modell des maschinellen Lernens konnte bei 27,5 % dieser Anrufe die aufgerufenen Objekte genau identifizieren, was über dem Niveau der Kontrollgruppe lag. Die Analyse ergab, dass die Ähnlichkeit der Rufe eines bestimmten Elefanten mit denen desselben Elefanten deutlich größer war als bei Rufen anderer Elefanten. Die Forscher gehen davon aus, dass Elefanten sich gegenseitig mit individuellen Rufen rufen, die möglicherweise namensähnliche Lautanhänge enthalten, und nicht einfach die Laute der gerufenen Person nachahmen.

Forscher zeichnen Elefantenrufe in Kenia auf. | Quelle: George Wittemyer

Um festzustellen, ob Elefanten auf ihre eigenen Namen reagieren können, spielten die Autoren 17 Elefanten Aufnahmen vor, in denen andere Elefanten sie und andere Elefanten riefen, und verglichen ihre Reaktionen mit den Aufnahmen. Die Ergebnisse zeigten, dass Elefanten sich dem Spieler schneller näherten und eher lautstark reagierten, wenn sie Aufnahmen von Menschen hörten, die sich selbst riefen, als wenn sie Aufnahmen von Menschen hörten, die andere Elefanten riefen. Dies lässt darauf schließen, dass Elefanten schon am Ruf erkennen können, ob dieser an sie gerichtet ist.

Neue Forschungsergebnisse offenbaren eine komplexe Seite der Elefanten: Die gegenseitige Benennung deutet darauf hin, dass zwischen ihnen wichtige soziale Bindungen bestehen. Die Verwendung nicht-imitierender Laute zur Benennung anderer Individuen beinhaltet auch die Verwendung von Lauten als Symbole zur Darstellung eines anderen Elefanten. Tatsächlich steckt dahinter eine erstaunliche Abstraktionsfähigkeit. Die Autoren weisen darauf hin, dass weitere Forschungen zu den spezifischen Szenarien erforderlich sind, in denen Elefanten „Namensrufe“ verwenden. Neue Forschungsergebnisse könnten außerdem dazu beitragen, die Evolution der menschlichen Sprache aufzudecken.

Ekzem im Zusammenhang mit übermäßigem Salzkonsum

Die Folgen einer übermäßigen Salzaufnahme sind nicht nur Bluthochdruck. Eine neue Studie zeigt, dass der Verzehr von zu viel Salz möglicherweise mit dem Risiko von Ekzemen verbunden ist.

Atopische Dermatitis (AD), auch als atopisches Ekzem bekannt, ist eine häufige chronische, wiederkehrende, entzündliche Hauterkrankung. Charakteristisch sind wiederholte Schübe und ein langwieriger Verlauf, der sich oft in starkem Juckreiz äußert und die Lebensqualität des Patienten stark beeinträchtigt.

Weltweit beträgt die Prävalenz von AD bei Kindern 15 bis 20 % und bei Erwachsenen 6 bis 10 %. Die Prävalenz der Neurodermitis nimmt in meinem Land zu. Im Jahr 2002 lag die Prävalenzrate bei Kindern im Alter von 1 bis 7 Jahren in 10 Städten bei 2,78 %. Im Jahr 2014 lag die Prävalenzrate bei Kindern im Alter von 1 bis 7 Jahren in 12 Städten bei 12,94 %, und die Prävalenzrate bei Säuglingen im Alter von 1 bis 12 Monaten erreichte 30,48 %. Im Jahr 2019 lag die Belastung durch AD-bedingte Krankheiten in meinem Land auf Platz 24 von 369 Krankheiten.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Faktoren wie genetische Veranlagung, Funktionsstörungen der Hautbarriere, Störungen der Hautflora und Immunstörungen an der Entstehung von AD beteiligt sind, die Rolle von Ernährungsfaktoren ist jedoch nicht klar. Die neue Studie verwendete ein Querschnittsstudiendesign und schloss 215.832 erwachsene Teilnehmer im Alter von 37 bis 73 Jahren aus der UK Biobank ein, um die Beziehung zwischen der 24-Stunden-Natriumausscheidung im Urin und AD zu analysieren. Etwa 90 % des Natriums in der Nahrung werden über den Urin ausgeschieden, daher ist der Urin eine relativ zuverlässige Methode zur Messung der Salzaufnahme. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass mit jedem zusätzlichen Gramm Natrium, das innerhalb von 24 Stunden mit dem Urin ausgeschieden wurde, die Rate früherer AD-Diagnosen um 11 % anstieg, die Wahrscheinlichkeit einer aktuellen AD um 16 % und die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung einer bestehenden AD um 11 % anstieg.

Um die wichtigsten Ergebnisse zu überprüfen, analysierten die Forscher auch Daten von 13.014 Teilnehmern der National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES). Die Ergebnisse zeigten, dass sich das Ekzemrisiko mit jedem zusätzlichen Gramm Natrium, das täglich konsumiert wird (etwa ein halber Teelöffel Salz), um 22 % erhöht. Die Forscher sind der Ansicht, dass die Einschränkung der Natriumaufnahme über die Nahrung eine kostengünstige und risikoarme Intervention bei Alzheimer sein könnte. Sie räumten jedoch auch ein, dass in der neuen Studie lediglich eine einzige Urinprobe zur Ermittlung der Natriumausscheidung im Urin in den letzten 24 Stunden verwendet wurde und dass keine Messung der langfristigen Natriumaufnahme erfolgte, so dass die Studie gewisse Einschränkungen aufweist. Einige Experten meinen, es sei noch zu früh, um sagen zu können, dass eine Senkung des Natriumspiegels in der Nahrung die Symptome von Ekzemen lindern oder das Risiko einer Ekzemerkrankung verringern könne.

Der Körper dehnt sich 30-mal länger, dank einer origamiartigen Zellstruktur

Wenn Sie Ihren Körper beliebig dehnen und verformen könnten, was würden Sie am liebsten tun? Sollten Sie an der Seite Ihrer zuverlässigen rechten Hand kämpfen oder auf der Suche nach Schätzen in See stechen? Für den Schwanenkäfer (Lacrymaria olor) besteht die Antwort darin, Beute zu fangen. Es handelt sich um ein einzelliges Wimpertierchen, das nur 40 Mikrometer lang ist. Ihre langhalsigen Schnauzen können sich jedoch in weniger als 30 Sekunden auf eine Länge von 1.200 Mikrometern ausdehnen, das 30-fache ihrer Körperlänge. Das entspricht in etwa der Dehnung des Halses eines 1,7 Meter großen Menschen auf die halbe Höhe der Freiheitsstatue. Diese Fähigkeit zur schnellen Formänderung ermöglicht es dem Schwanenkäfer, Beute aus der Entfernung zu fangen und sie ebenso schnell wieder zurückzuziehen.

Die Langschnabelwanze des Schwans zieht ihren „langen Schnabel“ ein und streckt ihn aus. | Quelle: Prakash Lab

Wie macht der Schwanenkäfer das, der nicht einmal ein Nervensystem hat? Eine neue Studie enthüllt den zugrunde liegenden Mechanismus auf subzellulärer Ebene. Mithilfe einer Kombination aus Echtzeit-Bildgebung sowie konfokaler und Transmissionselektronenmikroskopie entdeckten die Forscher, dass die Zellmembran des Schwanenkäfers „Falten“ wie Origami aufweist, die es dem Schnabel ermöglichen, schnell zwischen dem Zustand „gefaltet“ und „entfaltet“ hin und her zu wechseln. Hochauflösende Bilder zeigten, dass das aus 15 spiralförmigen Mikrotubuli-Filamenten bestehende Zytoskelett die Zellmembran wie Rippen stützt und Falten bildet. Während sich der Rüssel verlängert und zusammenzieht, entdrehen und verdrehen sich die Mikrotubuli und dehnen sich aus und ziehen sich zusammen wie der Blasebalg eines Akkordeons.

Mathematisch gesehen unterliegt diese Struktur strengen geometrischen Beschränkungen und ihre Entfaltungs- und Faltmethoden sind spezifisch und einzigartig, sodass sie sehr robust ist. Im Laufe ihres Lebens können Schwanenkäfer ihre Körpergröße mehr als 20.000 Mal fehlerfrei ein- und ausfahren. Die Forscher sagten, die neue Studie zeige, wie die geometrische Struktur von Zellen das Verhalten einzelner Zellen beeinflusse und liefere Inspiration für die Entwicklung von Mikrorobotern und leichten Faltstrukturen.

Springer Nature führt KI-Erkennungstool zur schnellen Überprüfung akademischen Betrugs ein

Als Reaktion auf das zunehmende Problem des Forschungsbetrugs und seine zunehmend negativen Auswirkungen gab der Wissenschaftsverlag Springer Nature am 13. Juni bekannt, dass er nach einem erfolgreichen Pilotprojekt zwei neue KI-Tools auf den Markt gebracht habe. Diese sollen dabei helfen, falsche Inhalte und problematische, von KI generierte Bilder in Artikeln zu identifizieren.

Eines der Tools heißt Geppetto, ist für die Textanalyse zuständig und wurde von Springer Nature in Zusammenarbeit mit dem 2023 übernommenen Unternehmen Slimmer AI entwickelt. Geppetto unterteilt die Arbeit in mehrere Abschnitte, prüft die Textkonsistenz jedes Abschnitts und bewertet dann jeden Abschnitt anhand der Wahrscheinlichkeit, dass der Text von KI generiert wurde. Je höher die Punktzahl, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Problem vorliegt, das eine manuelle Überprüfung auslösen kann. Geppetto hat Hunderte gefälschter Dokumente erfolgreich identifiziert.

Ein weiteres Tool, SnappShot, ist für die Bildanalyse zuständig und wird derzeit verwendet, um Gel- und Blot-Bilder zu analysieren und herauszufinden, ob in solchen Bildern Duplizierungsprobleme vorliegen. Weitere Bilder und Betrugsarten werden in Zukunft behandelt.

Es wird berichtet, dass die oben genannten Tools nicht bestimmen, ob die Einreichung in die nächste Phase des Bearbeitungsprozesses gelangt, sondern vielmehr anzeigen, ob eine manuelle Beurteilung erforderlich ist. Chris Graf, Director of Research Integrity bei Springer Nature, sagte: „Die Verlagsbranche ist der Gefahr ausgesetzt, dass Papierfabriken oder Betrüger mit aller Macht und böswilliger Absicht agieren. Diese Versuche können das Vertrauen in die Wissenschaft ernsthaft untergraben, und ihre Untersuchung und Bekämpfung ist zeit- und ressourcenintensiv. Wir werden diese neuen Tools weiter verfeinern, um Betrügern immer einen Schritt voraus zu sein und sicherzustellen, dass die von uns veröffentlichten Forschungsergebnisse robust, zuverlässig, vertrauenswürdig und fundiert sind.“

„Nobelpreis-Wetterfahne“ gibt Gewinner bekannt

Am 12. Juni Ortszeit gab die Norwegische Akademie der Wissenschaften die Liste der Gewinner der Kavli-Preise 2024 bekannt. Der Kavli-Preis wird alle zwei Jahre an herausragende Wissenschaftler in drei Bereichen verliehen: Astrophysik, Nanowissenschaft und Neurowissenschaft, wobei dieser Preis jeweils den größten, den kleinsten und den komplexesten repräsentiert. Er gilt neben dem Lasker Award und dem Canada Gairdner International Award als Gradmesser für den Nobelpreis.

Der Astrophysik-Preis wurde Sara Seager und David Charbonneau für ihre bahnbrechenden Beiträge zur Entdeckung von Exoplaneten und der Charakterisierung ihrer Atmosphären verliehen. Sie entwickelten bahnbrechende Methoden zur Erkennung atomarer Spezies in Planetenatmosphären und zur Messung ihrer thermischen Infrarotstrahlung und legten damit den Grundstein für die Suche nach molekularen Fingerabdrücken der Atmosphären um Riesen- und Gesteinsplaneten.

Der Nanoscience Prize wird Robert S. Langer, Armand Paul Alivisatos und Chad A. Mirkin für ihre Forschung und Anwendung der Nanomaterialtechnik verliehen, die das Feld der Nanomedizin revolutioniert haben. Langer schlug vor, dass eine kontrollierte Freisetzung von Medikamenten durch „Nanoengineering“ von Biomolekülen erreicht werden könnte. Alivisatos hat durch die Funktionalisierung der Oberflächen von Halbleiter-Nanokristallen Pionierarbeit auf dem Gebiet der Biobildgebung geleistet. Mirkin führte das Konzept der sphärischen Nukleinsäuren (SNA) ein, das ein schnelles, automatisiertes Point-of-Care-Diagnosesystem ermöglichte. Ihre Entdeckungen haben grundlegende Beiträge zur Entwicklung von Therapeutika, Impfstoffen, Bioimaging und Diagnostika geleistet.

Der Neurowissenschaftspreis wurde Nancy Kanwisher, Doris Tsao und Winrich Freiwald für ihre Entdeckung eines spezialisierten Systems im Gehirn zur Gesichtserkennung verliehen. Durch ihre jahrzehntelange Zusammenarbeit haben sie die neuronalen Mechanismen aufgedeckt, die einer der komplexesten Aufgaben des Gehirns zugrunde liegen: der Reaktion auf Gesichter. In den Anfängen der funktionellen Bildgebung des Gehirns lokalisierte Kanwisher die Gesichtsverarbeitungszentren des Gehirns und beantwortete damit seit langem bestehende Fragen, ob bestimmte Gehirnbereiche auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. Cao Ying und Freiwald kombinierten dann geschickt funktionelle Bildgebung und Einzelhirnaufzeichnungen bei Makaken und entdeckten so ein System aus sechs Bereichen, das Gesichtsinformationen zu einem vollständigen Bild zusammenfügt. Durch ihre Arbeit zur Spezialisierung der Gesichtserkennung im Neokortex liefern sie ein grundlegendes Prinzip der neuronalen Organisation, das unser Verständnis der Objekt- und Szenenerkennung erweitern wird.

Reibungsloses Eis

Eine neue Studie entdeckte das strukturelle Supraschmierverhalten zwischen zweidimensionalem Eis und Graphen. In Kombination mit theoretischen Simulationen enthüllte es seinen mikroskopischen Mechanismus, der sich von herkömmlichen Supraschmiersystemen unterscheidet, und klärte den Ursprung der ultraschnellen Wassertransporteigenschaften unter niedrigdimensionalen, begrenzten Bedingungen.

Unter Superschmierung versteht man den Schmierzustand, wenn der Reibungskoeffizient weniger als 0,01 beträgt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Reibung zwischen Objekten in relativer Bewegung nahezu Null oder verschwindet sogar vollständig. Supraschmierung tritt häufig an inkompatiblen starren Kristallgrenzflächen auf. Interessanterweise erhöht sich die Wasserdurchlässigkeit in nanofluidischen Geräten um Größenordnungen, wenn sich die Größe des Wasserkanals dem atomaren Maßstab (<1 nm) nähert, im Gegensatz zum makroskopischen Wasserfluss, der durch Reibung auf der Kanaloberfläche behindert wird. Theoretisch wird spekuliert, dass dieser anormale ultraschnelle Wassertransport mit einer „Superschmierung“ zusammenhängen könnte – Wasser in einem auf atomarer Ebene begrenzten System bildet wahrscheinlich eine geordnete Struktur ähnlich wie Eis und weist Superschmierungseigenschaften auf.

Auf dieser Grundlage glauben die Forscher, dass das zweidimensionale Problem des begrenzten Wassertransports in Nanokanälen in ein zweidimensionales Eistransportproblem umgewandelt werden kann. Mithilfe eines qPlus-Rasterkraftmikroskops gelang ihnen eine kontrollierbare Manipulation und Reibungsmessung von zweidimensionalem Eis auf Graphen- und hexagonalen Bornitridoberflächen mit atomarer Präzision. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die flächennormalisierte Reibung von zweidimensionalem Eis auf der Graphenoberfläche mit zunehmender Gesamtfläche des Eises abnimmt und schließlich innerhalb der experimentell messbaren Fläche auf 1 pN/nm2 abnimmt. Der angepasste Dämpfungskoeffizient beträgt etwa -0,5, was mit den bei Superschmierung erwarteten Reibungseigenschaften übereinstimmt. Die normalisierte Reibung von zweidimensionalem Eis auf der Bornitridoberfläche ist unabhängig von der Fläche des Eises und ist eine Konstante (ca. 18 pN/nm2). Daher steigt die Gesamtreibung linear mit der Vergrößerung der zweidimensionalen Eisfläche an, was einem traditionellen Reibungsverhalten entspricht. Die Ergebnisse der molekulardynamischen Simulation zeigen quantitative Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen. Theoretische Simulationen zeigen, dass bei größeren zweidimensionalen Eisschichten auf der Graphenoberfläche der statische Reibungskoeffizient sogar unter 0,01 liegen kann, was mit den quantitativen Eigenschaften der Supraschmierung übereinstimmt. Das superschmierende Verhalten von zweidimensionalem Eis auf der Graphenoberfläche beruht auf der schwachen Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen Wassermolekülen und Graphen und der Inkommensurabilität zwischen dem zweidimensionalen Eis und den Graphengittern.

Die Forscher sagten, die neue Forschung helfe dabei, die Ursprünge der ultraschnellen Wassertransporteigenschaften unter atomarer Eingrenzung zu verstehen und fördere die Forschung in Bereichen wie Nanofluidtechnik und Nanotribologie.

Spitzenmanipulation von Island mithilfe eines Rasterkraftmikroskops. | Quelle: Da Wu et al.

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