oder wie Communikator und Replikator Einzug in unser Leben hielten
“Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden”
Arthur C. Clarke britischer Schriftsteller und Physiker 1917-2008
Keiner von uns kann sich der Fantasie des sci-fi Genre entziehen. Jeder stolpert mal darüber. Und einige Viele bleiben dabei hängen und gehören über kurz oder lang dauerhaft zur sf fandom. Einzutauchen in eine Welt voller unbekannter neuer Dinge, Geschehnisse, Lebensformen und Welten lässt unsere Vorstellungskraft sprühen und schafft Platz für neue Träume.
Wer kennt von uns daher nicht Jules Verne, Isaac Asimiv, Gene Roddenberry, George Orwell oder H.G. Wells? Sie schienen damals weit ihrer Zeit voraus zu sein und sind rückblickend doch näher am Hier und Jetzt, als wir vormals anzunehmen wagten. Kreierten gar diese Autoren des beginnenden 20. Jahrhunderts mit ihren technischen und gesellschaftlichen Zukunfts-Visionen die digitale/ automatisierte Welt von heute? Müssen wir uns die Frage stellen, ob sie mit ihren Geschichten Einfluss auf unsere heutigen Innovationen und Lebensweisen hatten und haben?
Wir würden dies ohne Umschweife mit einem Ja beantworten wollen. Wenn wir eine solch kühne Behauptung aufstellen, können wir sie benennen oder gar beweisen?
Grundlage der Sci Fi sind Thematiken, die die Zukunft der Menschheit in einem fiktionalen, vor allem durch umwälzende Entwicklungen geprägten Welt betreffen. Dreh und Angelpunkt ist hierbei immer eine Weiterentwicklung der Menschheit durch Fortschritt zu sehen, mag sie dann auch mal einen negativen Verlauf nehmen. Jeder Fortschritt setzt willentliche und gezielte Veränderungen voraus, die als Innovationen bezeichnet werden. All dies finden wir nicht nur in den Werken dieser Autoren wieder, sondern inzwischen auch in der Realität.
Lasst uns nur mal zwei davon näher beleuchten…
Jedem wohl am geläufigsten dürfte der Communicator aus Gene Roddenberrys „Star Trek“ sein. In vielen Filmen und Serien war dieses Kommunikationsmittel unabdingbar und entwickelte sich stets weiter. Wem drängt sich da nicht der Vergleich zu unserem heutigen Smartphone auf!? Den Siegeszug nahm das Handy in den 90iger Jahren des vergangenen Jahrtausends auf, ca. 30 Jahre nach den ersten Star Trek-Filmen. Um die entwickelte sich ein Hype, welcher bis in die heutige Zeit anhält.
War Gene Roddenberry also mit seinen damaligen Geschichten ein Visionär und haben wir uns dem angenommen und versucht sie Wirklichkeit werden zu lassen? Wohl von beidem etwas! Die gesellschaftliche und vor allem technologische Entwicklung machte es möglich Träume, Visionen zu leben und zu erschaffen und zugleich integrierter Bestandteil der Gesellschaft werden zu lassen.
Wie war das möglich? Mit der Einführung der Computer begann auch das digitale Zeitalter und schuf technische Möglichkeiten, die dem Drang des Menschen nach Wissenserlangung und Informationsaustausch einen erheblichen Vorschub gab. War man zuvor mit einem Fahrrad unterwegs, flog man nun buchstäblich mit einer Rakete. Das Kommunikationszeitalter war geboren und damit eine immer schneller werdende Welt, welche zudem immer kleiner zu werden schien.
Wie tauscht man also Informationen aus, die nicht erst in wenigen Tagen, Stunden oder Minuten bei mir sind, sondern jetzt sofort, ohne an eine Örtlichkeit gebunden zu sein? Kommt da Gene Roddenberry nicht mit seinem Communicator gerade richtig!? Ohne sich jetzt in den technischen Details wie Algorithmus und Machine Learning, Augumented Reality oder Connectivity zu verlieren, die eh die Wenigsten verstehen, erfüllt das Handy und in Folge unser heutiges Smartphone die Standards für eine zwischenmenschliche Kommunikation auf Entfernung und Echtzeit.
Dadurch aber veränderten sich, und das ist ein immer fortwährender Prozess, sowohl gesellschaftliche als auch wirtschaftliche Aspekte. Die Vernetzung der Gesellschaft schafft für den Einzelnen Veränderungen, natürlich auch auf der persönlichen Ebene. Begriffe wie Sicherheit und Privatsphäre werden zum einen wichtige Bestandteile des Einzelnen, um sich nicht in der schnelllebigen Zeit zu verlieren. Der demographische Wandel, hervorgerufen durch den technologischen Fortschritt, wird mit dem Smartphone beherrschbar gemacht. Auch wenn es immer weniger Großfamilien gibt aber dafür mehr Single, lässt das Smartphone uns nicht einsam erscheinen. Wir können durch die Netzanbindung und den sozial Media-Plattformen am öffentlichen Leben teilhaben. Interaktion und Partizipation über die Entfernung ist kein Problem mehr, es ist global. Natürlich birgt das auch Risiken in sich, denn die Wirtschaft und die Politik haben diese Spielwiese für sich entdeckt. Künstliche Intelligenzen können geschaffen, Smart Products und Services angeboten werden und die Aufgabe des Menschen besteht darin zu erkennen, was richtig und was falsch dabei ist. Können wir uns also eine Welt ohne Smartphone noch vorstellen? Wohl kaum, denn aus einer Vision ist inzwischen ein integrativer Bestandteil unserer Gesellschaft geworden.
Das zweite technische Wunderwerk aus damaliger Zeit ist der Replikator. Spendete er neben Essen auch noch Gegenstände jeglicher Art. Welcher technischen Errungenschaft des digitalen Zeitalters könnte er wohl vorgestanden haben? Richtig, dem 3D Drucker!
Der Grundgedanke ist der, dass man einen Gegenstand erschaffen kann, den man jetzt braucht, individuell, ohne lange Transportwege und ohne Abhängigkeit von anderen Firmen oder Menschen.
Mit der Schaffung der Robotik, dem Algorithmisierung und Machine lerning, als der Schaffung künstlicher Intelligenzen und der Möglichkeit über riesige Wissensspeicher zu verfügen, konnte man auch angehen Gegenstände aus den kleinsten Bausteinen zu schaffen. Nicht nur Gegenstände im herkömmlichen Sinne, nein, sondern auch biologische Komponenten. Aus Nullen und Einsen wurde etwas Greifbares. Automatisierung macht es zudem noch genauer. Die Möglichkeiten scheinen schier endlos zu sein.
Wo ziehen wir da also unsere Grenzen, gibt es überhaupt welche? Ethische, kulturelle Richtlinien müssen neu geschaffen, Health and Environment neu überdacht werden. Dem Idealismus und Selbstverständlichkeit der Fiktion muss der Stempel der Realität aufgedrückt werden. Wir können in dem 3D Drucker aber auch die Chance sehen, die er verdient, ist er doch probates Mittel Fachkräftemangel entgegenzuwirken und somit die Industrie 4.0 anzuschieben. Die Kompatibilität und die Möglichkeit des Einsatzes digitaler Assistenten machen diese Art der „Produktion“ zudem immer rentabler und variabler.
Sicher wird es nicht so sein, dass ein 3D Drucker unbegrenzte Möglichkeiten bietet aber dennoch schafft er Unabhängigkeit und Spezialität und somit wären wir auch dieser Fiktion in der Realität wieder einen Schritt näher!
Für diejenigen die technische Details mögen, hier ein kleiner Ausflug in die Wissenschaft der Technik:
Um unsere “Communicator” oder PADDs (Smartphones und Tablets) in der uns heute gewohnter Form nutzen zu können, waren etliche technische Errungenschaften nötig. Ebenso benötigte es Schlüsselfaktoren für die Replikatoren aka 3D-Drucker oder fachlich richtig additive Fertigung.
Im Detail wurden diese nicht in der Literatur erwähnt, aber ein Replikator von der Größe eines 3-stöckigen Hochhauses hätte nicht sehr futuristisch gewirkt. Das gleiche gilt übrigens auch für Smartphones.
“Als Schlüsselfaktoren der Digitalisierung werden wichtige Einflussfaktoren, digitale Entwicklungen und Trends definiert, die sich auf den digitalen Wandel beziehen.Die Schlüsselfaktoren der Digitalisierung wurden am Institute of Electronic Business mit dem Rat der Internetweisen als Experten-Gremium entwickelt”
schlüsselfaktoren.de
Netzanbindung/ Konnektivität
Arthur Charles Clarke, Autor von 2001 Odyssee im Weltraum, postuliere bereits 1945 in der wissenschaftlichen Zeitschrift Wireless den Artikel „Extra-terrestrial relays – Can Rocket stations give world-wide radio coverage“ über den Aufbau und die technische Ausführung eines Satellitensystem im Erdorbit. Dieses wurde 1964 mit Syncom 3 realisiert. Wir nutzen diese geostationären Satelliten heute als Kommunikations- und Wettersatelliten.
Jeder hat schon einmal von Astra, Eutelsat oder Hotbird gehört und verbindet dieses mit Fernsehempfang. Richtig gelesen – Fernsehen, unser Internet erhalten wir in Deutschland überwiegend über Kabelanbindungen. Erst jetzt mit dem Visionär Elon Musk und seinem STARLINK- Programm soll mit Hilfe von erdnahen Satelliten günstiger Internetzugang in allen Teilen der Welt möglich werden.
Doch damit haben wir noch kein Internet auf unseren Smartphones. So fehlte anfänglich ein einheitlicher Standard, ein „Protokoll“.
Webseiten waren zuvor nur durch bidirektionale Links erreichbar. Kurz gesagt, es benötigte etliche Handgriffe und Know how um Informationen abzurufen, nichts für die breite Masse. Mit „seinem“ Hypertext Transfer Protokoll schufen Tim Berner Lee und sein Kollege Robert Cailliau die Grundlage für das uns bekannte www. Ebenso wie z.B. der Autor Gene Roddenberry war auch Berner- Lee Humanist und Internationalist. Mit dieser Einstellung verzichtete er und das CERN Genf auf das Patent und gaben 1993 das world wide web für die Öffentlichkeit frei.
Durch die Veröffentlichung eines intuitiv zu bedienenden Browser der Firma Netscape communikation erreichte das www auch den Ottonormalverbraucher am heimischen PC. Mittlerweile können unsere Browser auf den Telefone auch Videos, Musik und Animationen darstellen. Die Möglichkeiten der Anwendungen sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Das sind nur die Grundlagen für die populäre Nutzung unserer Smartphones.
deep learning /augmented reality
Nach den Webverzeichnissen kamen die Meta- Suchmaschinen – Google nahm Einzug in unser Leben und unseren Sprachgebrauch. Google ist übrigens ein sehr erfolgreicher Schreibfehler der Zahl googol 1100.
Damit uns Google beglücken kann, mussten die Maschinen bzw. Computer lernen, unsere Anfragen zu interpretieren. Durch Algorithmen, definierten Schritten zur Lösung eines Problems, wurden zunächst die wahrscheinlichsten Links zur Fragestellung angezeigt. Im Hintergrund für den Nutzer verborgen, erfolgte das deep learning. Google lernte auch mit unvollständigen Daten sinnvolle Ergebnisse zu liefern.
Und Algorithmen bzw. auch Heuristik sind heutzutage nicht mehr wegzudenken. Global Player Facebook verknüpft Daten der User miteinander und schlägt ungefragt weitere mögliche Bekannte vor.
Durch die Kollaboration von Facebook mit Oculus VR ist es nur noch ein kleiner Schritt zur umfassenden augmented (erweiterten) reality. Ein ansprechendes aber unauffälliges Design und die Brille erfreut sich größter Beliebtheit. George Orwell (1984) lässt grüßen… ein Vorstellungsgespräch und der Personaler sieht in sein Blickfeld eingebettet meine ganze Webvergangenheit…
…ich hoffe mein gesetzlich verbrieftes Recht auf informelle Selbstbestimmtheit schützt mich vor einer düsteren wissenschaftlichen Zukunft.
“Die Ideen sind nicht verantwortlich für das, was die Menschen aus Ihnen machen”
Werner Heisenberg dt. Physiker 1901-1976
machine learning/ additive Fertigung
Leider ist bis heute jede Maschine nur so schlau wie sein Nutzer oder in diesem Fall sein Programmierer. Damit die Maschine den Gegenstand replizieren kann, muss ich sie mit Daten füttern. Dies erfolgt in Programiersprache. Höhere Sprachen der 70-er Jahre wurden noch interpretiert.
“Anweisungen für Anweisung des Quelltextes wurden vom Interpreter geladen und in Maschinensprache übersetzt und dann übergeben [….]
Dirk Lotus Visual C++ 2008 Kompendium S.32-35
Das bedeutete eine äußerst langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Programmiersprache C, beziehungsweise der Nachfolger“ C++ wird dagegen kompiliert.
“Der gesamte Quelltext wird durch den Compiler geladen, analysiert ggf. optimiert und an Stück als Binärcode gespeichert […] .“
Ein weiterer Fortschritt war, dass C++ sowohl Objektorientiert, als auch strukturiert programmiert werden kann.
„Vorausgegangen war eine rasante Entwicklung in der Computer-Hardware. Hochintegrierte Schaltkreise erlaubten die Fertigung immer kleinerer Rechner, mit immer reicherer Ausstattung. – und zu immer günstigeren Preisen die alsbald auch für Privathaushalte erschwinglich waren…. “
Durch Microsofts Entwicklung des NET. Framework, einer virtuellen Maschine, wurden den Programmierern eine umfangreiche Bibliothek zur Verfügung gestellt, aus denen diese schöpfen können. Was ein Torus ist weiß jeder Ingenieur, sogar wie er berechnet wird. Diese Oberfläche aber einer Maschine zu erklären, steht auf einem ganz anderen Blatt Papier. Collaboration sei dank gibt es hierfür eine Datenbank (Bibliothek).
Einer der entscheidensten Schritte war die Umstellung von der Röhrentechnik zur Transistortechnik. Schaltkreise wurden kleiner, schneller und günstiger. Und im Zuge dessen die Weiterentwichlung von Dioden, Triacs und weiteren elektronischen Bauteilen, welche die aktiven und passiven Senoren von heute erst möglich machen.
Die Verknüpfung von Hi-Tech Schaltkreisen, große Speicherkapazitäten und Voranbringen der CNC- Technik für immer kompliziertere Formen machen 3D Drucker möglich. In anderen wissenschaftlichen Bereichen, wie der Materialforschung, Zytologie und Histologie gewinnt man immer neuere Erkenntnisse. Die wissenschaftlichen Verknüpfungen lassen menschliche Organe aus 3D Druckern erahnen. Ein israelisches Unternehmen, redefinemeat.com, kann mit Hilfe additiver Drucktechniken ein Steak aus verschiedenen Proteinstrukturen herstellen.
Als nächstes verschlägt es die 3D Drucker auf den Mars. Im 3D Druckverfahren sollen Roboter Stationen und Unterkünfte erbauen. Oder um es bildhaft mit Gene Roddenberry zu vergleichen – unser 3D Drucker/ Replikator auf in unendliche Weiten….
Literatur
- Thomas Becker Carsten Knop (2015) Digitales Deutschland Warum Deutschlands Manager jetzt Revolutionäre werden Springer Gable Verlag
- Dirk Louis (2008) Visual C++ 2008 Kompendium Markt+Technik Verlag
- Marcus Fischer (2008) Ubuntu GNU/ Linux Galileo Press
- Beiträge aus Mediathek zdf.info und Podcast “Sag mal du als Physiker”
Autoren : Antje Marchinkowski, Antje Spruth (technischer Teil)