23.07.2024
FRISCH GEDRUCKT

UpNano: Zellen-Druck-Startup druckt nun Formteile aus Quarzglas

Das Wiener Startup UpNano launcht ein neues 3D-Druckverfahren in Zusammenarbeit mit einem deutschen Branchenspezialisten. Zuletzt machte es mit dem Druck lebender Zellen auf sich aufmerksam.
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UpNano (c) UpNano

2021 schrieb es schon Schlagzeilen – damals mit der Neuerung, lebende Zellen aus einem 3D-Drucker zu drucken – brutkasten berichtete. Gegründet wurde es im September 2018 als Spinoff der TU Wien. Nun launcht das Wiener Startup UpNano ein neues Herstellungsverfahren für 3D-gedruckte Objekte aus Quarzglas. Damit soll es möglich sein, hochpräzise Formteile im Millimeter- und Zentimeter-Bereich herzustellen.

Partnerschaft mit deutschem Spezialisten

UpNano und das deutsche Unternehmen Glassomer haben ein schnelles 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem Quarzglasbauteile auch glatt hergestellt werden können – und zwar im Millimeter- und Zentimeter, teilweise sogar im Nanometer-Bereich.

Das Verfahren basiert auf einem von der Glassomer GmbH aus dem deutschen Freiburg entwickelten Material. Mittels Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) wurde es unter Verwendung der hochauflösenden NanoOne-Drucker von UpNano modifiziert. Nach Angaben des Wiener Startups zählen die 2PP 3D-Drucker zu den “schnellsten kommerziell erhältlichen” auf dem Markt. Gedruckt werden können über 15 Größenordnungen, heißt es.

Der Prozess sei anspruchsvoll – gerade deshalb, weil Quarzglas (SiO2) einen “außergewöhnlich hohen Schmelzpunkt hat”, so das Startup. Die bisher einzigen möglichen Methoden basierten auf nicht kommerziell erhältlichen Geräten. Bisher musste man Glasfasern mit Laserstrahlen schmelzen, was häufig zu rauen Oberflächen der Endprodukte führte.

Drei Schritte im Prozess

“Es handelt sich um einen Prozess in drei Schritten”, erklärt Markus Lunzer, Teamleiter von Materials & Application bei UpNano. “Der erste Schritt besteht darin, die gewünschte Struktur zu entwerfen und zu drucken und dabei alle Vorteile des 2PP 3D-Drucks zu nutzen. Der zweite Schritt ist das Entfernen des organischen Bindematerials, gefolgt von einem Hochtemperatur-Sinterprozess, dem dritten Schritt.”

Das Herzstück des 3D-Druckverfahrens ist das neu entwickelte Nanokomposit namens “UpQuartz”. Es enthält neben SiO2-Nanopartikeln eine speziell entwickelte Polymermatrix, die den 2PP 3D-Druck des Komposits überhaupt erst ermöglicht.

Anwendbar in Maschinenbau, Chemie und Medizin

“Dieses von uns entwickelte innovative Produktionsverfahren”, so Lunzer, “eignet sich ideal für größere 3D-gedruckte Glasteile, die eine hohe Auflösung und Präzision erfordern, in den Bereichen Maschinenbau, Chemie, Medizin oder Forschung.” Quarzglas sei insofern beliebt, als dass es gute optische Eigenschaften verspreche und biokompatibel sowie hitzebeständig sei. Damit sei es relativ breit anwendbar. UpNano habe das Verfahren bereits ausführlich getestet und angewendet: Es konnten ganzheitlich eingebettete mikrofluidische Chips sowie Wolfram- und Platin-Mikrostrukturen hergestellt werden.

Die Entwicklung der Methode zur Herstellung von Quarzglasobjekten mittels 2PP 3D-Drucks war ein gemeinsames Projekt von UpNano und Glassomer. Das deutsche Unternehmen hat bereits zuvor die Herstellung von Quarzglasobjekten durch den Einsatz von Technologien wie Softlithographie, Spritzguss und konventionellem 3D-Druck ermöglicht.

Umsatz stieg um 57 Prozent, Kundinnen auf fünf Kontinenten

Dass das Verfahren Abnehmer:innen findet, zeigt das Wiener Startup anhand seiner jüngsten Bilanz: Der Umsatz des Startups stieg im Jahr 2023 gegenüber dem Vorjahr um 57 Prozent. Kund:innen finden sich zur Zeit auf fünf Kontinenten. Darüber hinaus stattet man alle NanoOne-Drucker von UpNano mit der “patentierten adaptiven Auflösungstechnologie” aus. Damit wird der Laserstrahl für jedes beliebige Objekt um den Faktor 10 erweitert, heißt es. Dank eigens angepasster Software-Updates, sei man in der Druckerreihe besonders zuverlässig, nahtloses Stitching zu ermöglichen.

Nun plant man auch, das Dienstleistungsangebot von UpNano zu erweitern, verrät Bernhard Küenburg, Geschäftsführer von UpNano. Details gibt es bislang noch keine.

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Logo von OpenAI
Foto: Adobe Stock

Wenn OpenAI neue Dinge ankündigt, hört die KI-Szene hin. Klar, nicht jede Ankündigung des US-Unternehmens in den vergangenen zwei Jahren hatte dieselbe Tragweite wie jene vom 30. November 2022, als OpenAI den Start eines Chatbots namens ChatGPT verlautbaren ließ. Aber potenziell könnte jede Mitteilung des Unternehmens rund um CEO Sam Altman bahnbrechend sein. Kein Wunder also, dass es für Aufsehen sorgte, als OpenAI Anfang Dezember verlautbarte, zwölf Tage hintereinander neue Dinge vorzustellen.

Schon in der Ankündigung hatte Altman darauf hingewiesen, dass es neben größeren auch kleinere Neuigkeiten sein würden, die OpenAI liefern würde. So kam es dann auch: Zugang zu ChatGPT über WhatsApp oder die Integration in Apple Intelligence waren eher in die zweite Kategorie einzuordnen. Daneben veröffentlichte OpenAI aber auch das neue Modell o1 für ChatGPT – oder Sora, ein Tool zur Videoerstellung.

Den größten Widerhall in der KI-Szene fand allerdings die Ankündigung am letzten der zwölf Tage. Am vergangenen Freitagabend stellte OpenAI sein neues Modell o3 vor. Wichtig dabei: Das Modell ist noch nicht öffentlich zugänglich. OpenAI stellte zunächst einmal nur vor, wie das Modell in unterschiedlichen KI-Benchmarks abschnitt. Aber diese Ergebnisse hatten es in sich.

o3 zeigt starke Performance bei AGI-Benchmark

Vielbeachtet wurde dabei vor allem die Benchmark namens ARC-AGI (Abstraction and Reasoning Corpus for Artificial General Intelligence), bei der zwei Varianten des o3-Modells deutlich bessere Ergebnisse erzielten als die bisher führenden o1-Modelle. Das Ziel von ARC-AGI ist es zu messen, wie sich eine KI im Umgang mit ihr unbekannten Aufgaben schlägt.

Wie die O3-Modelle verglichen mit anderen OpenAI-Modellen abschneiden // Grafik: ARC Prize

Es gibt unterschiedliche Definitionen von AGI. Die meisten davon verstehen AGI aber als ein System, das sämtliche intellektuellen Aufgaben mindestens so gut oder besser als ein Mensch erledigen kann.

Die ARC-AGI-Benchmark wurde von François Chollet konzipiert. Er definiert AGI als ein System, das “in der Lage ist, effizient neue Fähigkeiten zu erwerben und neuartige Probleme zu lösen, für die es trainiert wurde.”

Eine AGI ist also nicht für eine bestimmte Aufgabe trainiert, sondern kann jegliche Aufgaben übernehmen. Es ist weitgehender Konsens in der KI-Szene, dass solche Systeme noch nicht existieren. OpenAI wurde aber beispielsweise explizit mit dem Ziel gegründet, AGI zu erreichen.

Chollet gehört zu den bekanntesten Namen der internationalen KI-Szene. Er hat die bekannte KI-Library Keras entwickelt und seit einigen Jahren für Google tätig. Dem von ChatGPT ausgelösten Hype rund um generative KI steht Chollet seit Anfang an eher kritisch gegenüber, wie beispielsweise auch dieser brutkasten-Bericht wenige Wochen nach Erscheinen von ChatGPT thematisierte.

o3: “Wir befinden uns auf neuem Terrain”

Umso interessanter ist es, was Chollet nun zu den Ergebnissen des o3-Modells bzw. seiner Varianten zu sagen hat. In einem Blogeintrag attestiert er OpenAI, mit dem Modell einen “bedeutenden Sprung nach vorne” erreicht zu haben.

Die Performance des Modells stelle “einen echten Durchbruch” in der Anpassungsfähigkeit und Verallgemeinerung” von KI-Modellen dar”, wenn es darum gehe, wie sich KI-Modelle an neue Aufgaben anpassen könnten. o3 stelle nicht bloß einen “schrittweisen Fortschritt” dar. Vielmehr befinde man sich auf “neuem Terrain”, das “ernsthafte wissenschaftliche Aufmerksamkeit” erfordere.

Aber es ist schon Artificial General Intelligence (AGI)? Hier schränkt Chollet ein: “o3 scheitert immer noch an einigen sehr einfachen Aufgaben, was auf grundlegende Unterschiede zur menschlichen Intelligenz hinweist”. Dennoch befeuerten die Ergebnisse die Diskussion rund um AGI – und manche Stimmen sahen, anderes als Chollet, mit o3 AGI sogar bereits erreicht.

Selbst wenn dem so wäre, wäre es zum jetzigen Zeitpunkt schwer nachzuprüfen: Denn das Modell ist noch nicht veröffentlicht. Forscher:innen im Bereich der KI-Sicherheit können sich für Zugang vormerken lassen. Wann und zu welchen Konditionen das Modell für Endnutzer:innen zugänglich sein wird, ist aktuell noch unklar. Klar ist allerdings schon jetzt, dass die beeindruckenden Ergebnisse bei der ARC-AGI-Benchmark enorme Rechenressourcen erforderten – und dementsprechend teuer waren.

Reasoning-Modelle

Das o3-Modell ist eine verbesserte Version des o1-Modells, welches OpenAI am 4. Dezember veröffentliche und das zuvor bereits in Preview- und Mini-Varianten für ChatGPT-User:innen zugänglich gewesen war. Dieses Modell unterscheidet sich zu dem im Mai 2024 veröffentlichten GPT4o-Modell insofern, als es auf einen “Reasoning”-Ansatz setzt.

OpenAI bezeichnet GPT4o weiterhin als das “vielseitige, hochintelligente Flagship-Modell”, das für die “meisten Aufgaben” die richtige Wahl sei. Die o1-Modelle wiederum referenziert das Unternehmen als “Reasoning-Modelle, die sich bei komplexen, mehrstufigen Aufgaben auszeichnen”.

Enduser:innen von ChatGPT merken dies in der Nutzung vor allem insofern, als sich die o1-Modelle länger Zeit nehmen, Ergebnisse zu produzieren. Diese Modelle “verbringen mehr Zeit mit Nachdenken, bevor sie reagieren”, wie es OpenAI formuliert. In einigen (aber nicht notwendigerweise in allen) Bereichen liefern sie dann deutlich bessere Ergebnisse als die bisherigen Modelle.


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