Ingenieurswissen

Die Technik von morgen

Das immer rasantere Tempo des technischen Fortschritts wirft die Frage auf, wo wir in 25 Jahren stehen werden. Evolution hat zwei führende Forscher gebeten, für uns einen Blick in die Zukunft zu wagen.

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Fakten

SKF Technologie 2037

Alan Begg, Senior Vice President, SKF Group Technology Development:
„Ich glaube, Energieeffizienz wird weiterhin eine zentrale Antriebskraft für jede Form von technischer Entwicklung sein, und Elektronik und Kommunikationstechnologie werden unser Leben in immer stärkerem Maße bestimmen. Meiner Prognose nach werden sich diese beiden Faktoren mit der gemächlicheren Welt der Mechanik vereinen und zu einigen revolutionierenden Innovationen führen.
„Folgendes Szenario wäre denkbar: Anstatt ein Lager zu einer Windturbine zu schicken und zu hoffen, dass es richtig installiert und optimal eingesetzt wird, könnte man ein ‚intelligentes‘ Lager konstruieren, das bei jedem Ereignis eine Meldung schickt – eine elektronische ‚Postkarte‘ sozusagen. Die erste Postkarte könnte zum Beispiel die Mitteilung enthalten: ‚Ich schließe mich gerade an die entsprechenden Bauteile an, damit eine Windturbine entsteht.‘ Später kämen dann vielleicht andere Meldungen, die Maßnahmen erforderlich machen, wie etwa: ‚Ich bin falsch auf der Welle installiert‘ oder ‚die Höchstlast entspricht nicht den Angaben des Monteurs‘. So ließe sich die Betriebseffizienz wahrhaft maximieren. Gegen Ende der Lebensdauer käme dann die Nachricht: ‚Ich werde nur noch drei Monate funktionieren. Bitte sorgen Sie für meinen Austausch.‘
„All das ließe sich über drahtlose Elektronik realisieren. Wenn man bedenkt, was eine solche Technologie für die Effizienz und das Energiemanagement bedeuten würde, scheint es ziemlich wahrscheinlich, dass wir in den nächsten 25 Jahren Produkte dieser Art entwickeln werden.“

Wissenschaft im Kleinen

Die Natur hat den Aufbau von Materie auf molekularer Ebene perfektioniert. Der Mensch erzeugt jedoch inzwischen Materie und Strukturen, die in Tausendstel Mikrometern gemessen werden. Auf Nanotechnologie basierende Produkte sind heute schon Teil unseres Alltags. Die Forschung von Peter Dobson, Professor an der Oxford University und Leiter des Begbroke Science Park der Universität, und seinen Kollegen hat zur Einführung von wirksameren Sonnenschutzmitteln und einem Kraftstoffzusatz geführt, der den Schadstoffausstoß verringert und die Kraftstoffeffizienz erhöht. Dobson glaubt, die Nanotechnologie werde in den kommenden 25 Jahren eine Lösung für den Klimawandel liefern – nach Ansicht vieler die wichtigste Frage der Menschheit.

Der Grundgedanke dabei ist, aus dem Schadstoff CO2 einen Kraftstoff zu machen. „Im Prinzip könnte dies den Klimawandel abschwächen und den Trend möglicherweise sogar umkehren“, meint Dobson. Die Forschung sei bereits bis zum Machbarkeitsnachweis gediehen, erklärt er. Der als photokatalytische Kohlendioxidumwandlung bezeichnete Prozess nutzt die Energie der Sonne mit Nanopartikeln als Katalysator, um CO2 in Methan oder Methanol und damit potenziell in Kerosin oder Diesel umzuwandeln. „Wenn wir es richtig hinbekommen, ist das Potenzial dieser Technologie gewaltig“, so Dobson.

Den Nobelpreis für Physik erhielten 2010 Andre Geim und Konstantin Nowoselow für ihre Versuche mit Graphen, einem Kohlenstoff mit zweidimensionaler Struktur und einer Dicke von nur einem Atom. Dobson zufolge könnte Graphen in bestimmten Anwendungen Silizium ersetzen und einen großen Einfluss auf die Computertechnik nehmen. „Hieraus ergeben sich revolutionierende Möglichkeiten“, sagt er. „Unter Verwendung von organischen Molekülen oder einer von Graphen abgeleiteten Struktur ließe sich etwas herstellen, das den Prozessen im Gehirn nahe käme.“ Die Prozessorleistung würde um das Tausendfache oder mehr steigen. „Diese Entwicklung liegt in sehr weiter Zukunft, aber ich halte sie nicht für unmöglich. Es wird allerdings noch viele Jahre dauern.“

Was den technischen Fortschritt im Allgemeinen betrifft, sieht Dobson für die nächsten 25 Jahre eher neue Anwendungen von vorhandenen Technologien als bahnbrechende Neuerungen. „Es ist durchaus realistisch anzunehmen, dass sich einige der cleveren Entwicklungen von heute auf breiterer Ebene durchsetzen werden. Das könnte zum Beispiel starke Auswirkungen auf den medizinischen Sektor haben. Ich denke da etwa an die Möglichkeit einer Selbstdiagnose mittels Smartphone, ohne auf einen Arzttermin warten zu müssen. Hierfür bedarf es keiner völlig neuen Technologie. Deshalb sind auf solchen Gebieten die wirklich großen Veränderungen zu erwarten“, schließt Dobson.

 

Zu Ihrer Information

Silicon Valley ist die Wiege vieler Technologien, ohne die wir uns das Leben heute nicht mehr vorstellen könnten. Hier befasst sich Mike Liebhold, ein renommierter Forscher am gemeinnützigen IFTF (Institute for the Future) mit der Zukunft der Digitaltechnik und der Frage, welche Auswirkungen diesbezügliche Entwicklungen auf die Menschen haben werden. Er rechnet mit zwei technologischen Revolutionen in den nächsten 25 Jahren.

Die erste nennt er „Supercharged Interaction“. Sie basiert auf der Internet-Wolke (engl. cloud) als Superrechner. „Die Leistung der Cloud-Technologie verleiht den menschlichen Kommunikationsmöglichkeiten eine neue Dimension“, erklärt Liebhold, der in seiner beruflichen Laufbahn auch bei Apple und Intel tätig war. Ein Beispiel könnte hier das Übersetzen von Sprachen sein.

In 25 Jahren könnten sich beispielweise Menschen in unterschiedlichen Sprachen online unterhalten, was die internationale Zusammenarbeit erheblich reibungsloser machen würde. Durch die Umwandlung von Sprache in Text werden auch Nicht-Schreibkundige Zugang zum Internet erhalten.

Die zweite Revolution wird laut Liebhold die Verlegung des World Wide Web in die physische Welt sein. „Anstatt Online-Informationen auf dem Bildschirm eines Computers abzurufen, werden wir vielleicht Brillen oder Kontaktlinsen tragen, die uns ständig mit einer Fülle von Kommentaren zu dem, was wir gerade sehen und erleben, versorgen“, glaubt er. „Maschinen werden sich selbst erklären. Man wird ein Gebäude anschauen und gleichzeitig mehr über dessen Geschichte erfahren als einem lieb ist. Integrierte ein- und ausschaltbare Filter werden verhindern, dass man zum Beispiel bei einem Spaziergang auf der Straße nicht mit Informationen von jedem Geschäft bombardiert wird.“

Liebhold sieht seine Aufgabe nicht darin, die Zukunft vorauszusagen, sondern Kunden auf zukünftige Entwicklungen vorzubereiten. „Durch Verwendung neuer Materialien wird man möglicherweise Tischplatten oder Wände als digitale Displays nutzen“, meint er. Um mit jemandem in einem anderen Land zu sprechen, wird man zu einem öffentlichen Display gehen und nach biometrischer Bestätigung über Netzhautmuster und Stimme Zugriff auf seinen digitalen Arbeitsraum erhalten. „Die Notwendigkeit, Geräte mit sich herumzutragen, wird abnehmen. Man nennt es ‚invisible computing‘. Die Welt um einen herum wird digital.“

Liebhold zufolge wird der Schlüssel für zukünftige Technologien die grenzüberschreitende Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Technik- und Wissenschaftsbereichen sein. „Es gibt heute zahlreiche Technologien, die für sich betrachtet bereits eine Reife erlangt haben, um große Veränderungen herbeizuführen. Aber erst die kombinierte Wirkung dieser neuen Entwicklungen wird das Tempo des technischen Fortschritts beschleunigen.“