Der Erste Weltkrieg prägte die Bemühungen Japans, seine Forschungskapazitäten zu verbessern, und prägte die öffentliche Wahrnehmung von Wissenschaft und Technologie in der modernen Kriegsführung. Infolgedessen strebten viele Japaner eine Laufbahn im Ingenieurwesen an. In dieser Zeit wuchs das japanische Hochschulwesen im Bereich der Ingenieurwissenschaften erheblich. Zwischen 1818 und 1924 expandierte das japanische Hochschulwesen. So wurde beispielsweise 1918 die Kaiserliche Universität Hokkaido (HIU) mit einer Fakultät für Landwirtschaft gegründet. Die Universität ist ein direkter Nachfahre des Sapporo Agricultural College.
Synthetische organische Chemie
Die synthetische organische Chemie ist ein wichtiges Teilgebiet der Chemie, das für die Entdeckung neuer Medikamente und den Großteil der chemischen Industrie von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Zweig der Chemie befasst sich mit der Chemie und Biologie natürlicher Produkte sowie mit der Entwicklung von Molekülen. Er umfasst eine Vielzahl von Methoden, darunter Totalsynthese, Moleküldesign, kombinatorische Synthese und biologische Untersuchungen.
Die Fortschritte in diesem Bereich haben eine beeindruckende Reihe von Vorteilen für die Gesellschaft hervorgebracht. Arzneimittel, Farbstoffe, Kosmetika, Agrarchemikalien, Diagnostika und Hightech-Materialien sind nur einige der vielen Produkte, die in diesem Bereich hergestellt werden. Viele dieser Verbindungen werden im täglichen Leben verwendet.
Die Entwicklung neuartiger Methoden für die Synthese von Molekülen auf Kohlenstoffbasis war einer der größten Durchbrüche in der japanischen Technologie. Dieses Verfahren hat es den Forschern ermöglicht, neue Medikamente und Polymere in großem Maßstab herzustellen. Zu den weiteren Durchbrüchen in der organischen Chemie gehört die Entdeckung von Kreuzkupplungsreaktionen, die die Pharmazeutik und elektronische Geräte revolutioniert haben.
Die Entwicklung der praktischen Chemie und die Entdeckung neuer Naturstoffe führten zur Entstehung der organischen Synthese. Dieser Bereich der Chemie hat die Industrie revolutioniert und zahlreiche neue Industrien ermöglicht. Insbesondere die synthetische organische Chemie hat die Farbstoff- und Pharmaindustrie hervorgebracht. Eines der frühesten Beispiele für die organische Synthese war die Entdeckung des Mauveins, das später als Aspirin bekannt wurde. Diese Entdeckung wurde von William Henry Perkin zufällig gemacht, als er als Student von August Wilhelm von Hofmann, dem Gründer des Royal College of Chemistry in London, versuchte, Chinin zu synthetisieren.
Um effizientere Synthesemethoden entwickeln zu können, müssen die Forscher eine praktische Methode zur Herstellung chiraler Verbindungen entwickeln. Dies ist eine Herausforderung für organische Chemiker, denn es gibt eine große Anzahl von Naturstoffen und bioaktiven Verbindungen mit axial chiralen Strukturen. Bis vor kurzem gab es jedoch keine effiziente Synthesemethode für N-C-axiale chirale Verbindungen. Ein Team unter der Leitung von Professor Osamu Kitagawa am Shibaura Institute of Technology hat jedoch effizientere Methoden zur Synthese chiraler Verbindungen entwickelt. Ihre Durchbrüche wurden in einem Artikel zusammengefasst, der in Accounts of Chemical Research veröffentlicht wurde.
Senkrechte Aufzeichnung
Die Senkrechte Aufzeichnung (PD) ist eine Methode zur Aufzeichnung digitaler Informationen mit winzigen Magneten. Der Vorteil ist, dass benachbarte abwechselnde Bits dichter gepackt werden können und die Magnetfelder stabil gehalten werden können. Dadurch wird das Problem des Superparamagnetismus vermieden. Nach Angaben von Hitachi kann mit PD eine Datendichte von 230 Gigabit pro Quadratzoll erreicht werden, also etwa doppelt so viel wie bei den heutigen Mikrolaufwerken. Es könnte bereits 2007 zu einem 20-GB-Mikrolaufwerk führen.
Das Konzept der Senkrechtaufzeichnung wurde erstmals von Shunichi Iwasaki, einem emeritierten Professor der Tohoku-Universität, entwickelt. In den 1950er Jahren begann Iwasaki mit der Erforschung von Metallbändern und der magnetischen Längsaufzeichnung (auch bekannt als magnetische Aufzeichnung in der Ebene). Er war der Meinung, dass er durch die Integration der Senkrechtaufzeichnung die Aufzeichnungsdichte deutlich erhöhen und die Entmagnetisierung verhindern könnte.
Hitachi verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit der Senkrechtaufzeichnung. Im Jahr 1986 stellte das Unternehmen die erste Senkrecht-Diskette vor, die 100 kB pro Zoll und 39 kB pro Zentimeter speichern konnte. Im Jahr 1989 nutzte Toshiba die Senkrechtaufzeichnung auch für die Herstellung von 3,5-Zoll-Disketten, die sich jedoch auf dem Markt nicht durchsetzen konnten. Seitdem hat Toshiba die Senkrechtaufzeichnung für Festplattenlaufwerke übernommen. Die derzeitige Kapazitätsgrenze für Festplatten liegt zwischen 100 und 200 Gigabit pro Quadratzoll. Diese Grenze kann durch eine Erweiterung der Technologie überschritten werden.
Eine große Herausforderung bei der magnetischen Senkrechtaufzeichnung ist die Notwendigkeit einer sehr starken Kopf-Platten-Interaktion. Außerdem muss das Aufzeichnungsmedium unter Umgebungsbedingungen wie Luftdruck und Temperatur stabil sein.
Künstliche Intelligenz
Japan investiert in erheblichem Umfang in die künstliche Intelligenz, da sie als Schlüssel für seine künftige Wettbewerbsfähigkeit gilt. Um ihre Weiterentwicklung zu fördern, führen die japanische Regierung und der Privatsektor eine Reihe von politischen und finanziellen Programmen durch. Diese Initiativen zielen darauf ab, die Sammlung von Big Data durch das Internet der Dinge (IoT) und die Datenanalysetechnologie durch KI zu fördern. In Japan sind verschiedene Arten von Geräten mit dem Internet verbunden, so dass Computer die von diesen Geräten gesammelten Daten analysieren können.
Auch die japanische KI-Gemeinschaft wächst, und auf den jährlichen Kongressen und SIG-Treffen werden immer mehr Beiträge präsentiert. Die JSAI feiert dieses Jahr ihr 25-jähriges Bestehen und hat etwa dreitausend Mitglieder. Sie hält jährliche Kongresse ab und veranstaltet regelmäßig Treffen mit ihren Mitgliedern und speziellen Interessengruppen.
Eine weitere positive Auswirkung der künstlichen Intelligenz ist ihre Fähigkeit, Aufgaben zu übernehmen, die zuvor von Menschen ausgeführt wurden. Da die japanische Erwerbsbevölkerung altert, droht ein erheblicher Mangel an Arbeitskräften im Gesundheitswesen, in der Altenpflege und in anderen Branchen. Die zunehmende Automatisierung wird dazu beitragen, die Arbeitskräftelücke zu schließen und damit die Löhne und Einkommen zu erhöhen.
KI ist eine leistungsstarke Technologie, die das Potenzial hat, unsere Gesellschaft zu verändern. Sie wird auch tiefgreifende Auswirkungen auf die Wirtschaft, die Gesellschaft und die Ethik haben. Mit der richtigen Umsetzung kann KI dazu genutzt werden, mühsame Prozesse zu automatisieren und menschliche Ressourcen für kreativere Tätigkeiten freizusetzen.
Roboter
Japan ist eine der führenden Nationen der Welt, wenn es um die Entwicklung von Robotern geht. Japanische Technologieunternehmen haben in Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten und anderen Einrichtungen fortschrittliche Roboter für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt, darunter auch für die Erforschung des Weltraums. Als Reaktion auf das Erdbeben und den Tsunami im Jahr 2011, bei dem Tausende von Menschen ums Leben kamen, arbeitet die japanische Regierung außerdem an Robotern für den Katastrophenfall. Die Robotikabteilung der Universität Tokio arbeitet an der Entwicklung von Robotern, die unter extremen Bedingungen arbeiten können.
Die japanische Regierung hat die Robotik als Mittel zur Verbesserung der Lebensqualität der Menschen in Japan erkannt. Das Land versucht auch, seine alternde Bevölkerung in den Griff zu bekommen, denn mehr als ein Viertel der Bevölkerung ist 65 Jahre alt oder älter. Bis 2050 wird diese Zahl auf 40 % ansteigen. Aus diesem Grund sucht Japan nach Möglichkeiten, seine Arbeitskräfte mit Hilfe der Robotik zu ergänzen. Eine solche Anwendung ist die Altenpflege.
Roboterfahrzeuge können älteren Menschen bei ihren täglichen Aufgaben helfen. Viele ältere Menschen haben Probleme mit der Mobilität, was sich negativ auf ihr körperliches und soziales Wohlbefinden auswirken kann. Autonome Mobilitätsroboter bieten eine Lösung für dieses Problem, indem sie die Belastung des Pflegepersonals verringern und es den älteren Menschen ermöglichen, mit der Gemeinschaft zu interagieren. Eine solche Anwendung ist ein einsitzender, autonomer Gehroboter mit der Bezeichnung “RakuRo”. Diese Art von Roboter wird von mehreren führenden japanischen Unternehmen hergestellt und ist Teil des “Medical Belt”-Konzepts.
Obwohl Roboter noch Jahrzehnte davon entfernt sind, der menschlichen emotionalen Komplexität zu entsprechen, ist Japan einer Zukunft, in der Menschen und intelligente Roboter nebeneinander existieren, näher als jedes andere Land der Welt. In der Tat sind Roboter in Fabriken bereits akzeptiert. In einigen japanischen Städten gehören Roboter bereits zum Alltag – sie stellen Sushi her, pflanzen Reis, pflegen Reisfelder und versorgen ältere Menschen. Darüber hinaus begrüßen Roboter oft Gäste von Unternehmen und unterhalten sich mit Besuchern von öffentlichen Technologieausstellungen.
Henn-na Hotel
Die Bemühungen Japans, seine Forschungskapazitäten zu erweitern, verliefen parallel zu einer Ausweitung der Hochschulbildung in Wissenschaft und Technik. Das öffentliche Bewusstsein für den Ersten Weltkrieg ermutigte die Nation, sich mit der Rolle von Wissenschaft und Technologie in der modernen Kriegsführung zu befassen. Infolgedessen wurde das Ingenieurwesen bei den Japanern zu einer beliebten Karriereoption. Zwischen 1818 und 1924 wurde das Hochschulsystem des Landes drastisch ausgebaut. Eine bemerkenswerte Einrichtung ist die 1918 gegründete Kaiserliche Universität Hokkaido. Ursprünglich war die Universität das Sapporo Agricultural College.
Zu den größten Errungenschaften Japans gehört auch das Eisenbahnsystem des Landes. Das Hochgeschwindigkeitsnetz der Shinkansen-Züge verbindet die Hauptstadt Tokio mit anderen Großstädten, darunter auch Osaka. Dieser erste Zug kann mit einer Geschwindigkeit von 130 km/h fahren und verkürzt die Reisezeit von Tagen auf Stunden. Sein Erfolg hat nicht nur den Pendlern Komfort gebracht, sondern auch Möglichkeiten für Geschäftsreisen eröffnet. Der Hochgeschwindigkeitszug hat seit seiner Einführung mehr als 100 Millionen Fahrgäste befördert.
Das Tsukuba Expo Center bietet Ausstellungen über Robotik, U-Boot-Fahrzeuge und Raketen. Außerdem gibt es ein Planetarium und einen Roboter, der eine Orgel spielt. Auf dem Science Square werden die neuesten Industrietechnologien vorgestellt und es wird ein Blick auf die Technologie der nahen Zukunft geworfen. Darüber hinaus befindet sich in Odaiba das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. In diesem Bezirk befindet sich auch das Miraikan National Science Museum.
Neben den japanischen Robotern hat das Land auch innovative Toiletten zu bieten. Mehrere Toilettenmodelle sind vollautomatisch, und einige sind sogar mit Musik ausgestattet. Neben dem automatischen Deckel und beheizten Sitzen haben die Japaner das Washlet erfunden, eine Art Toilette, die in einem Winkel von 43 Grad ausfährt und immer warmes Wasser liefert.
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