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Tomorrowland - Techno, logisch!

Neuartige Technologien und Innovationen, die unseren Alltag verändern.

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Technologische Trends als Treiber

Technologische Trends spielen seit der industriellen Revolution des späten 18. und frühen 19. Jahrhunderts eine zentrale Rolle für die Entwicklung ganzer Wirtschaftssysteme. Ebenso haben sie großen Anteil am ökonomischen Wachstum unserer Gesellschaft. Innovative Technologien verdrängen gewohnte Pfade und zeigen neue Wege auf Probleme zu lösen. Neue Technologien schaffen — sobald sie beherrscht und flächendeckend im Alltag genutzt werden — irreversible Veränderungen, die Kulturen nicht mehr „verlernen“.

Leider wird all zu oft jeder kleine technologische Fortschritt als Durchbruch deklariert und als das „nächste, große Ding“ gesehen, obwohl sein Wert für Gesellschaft und Technik eher gering ist. Jedoch haben einige Technologien das Potenzial den aktuellen Entwicklungsstand signifikant voran zu bringen. Diese sogenannten disruptive Technologien haben vier Dinge gemeinsam:

  1. sie entwickeln sich schnell weiter,
  2. sie setzen sich  allgemein durch,
  3. sie beeinflussen wichtige Wirtschaftsfaktoren wie beispielsweise Arbeitskosten und Produktivität und
  4. sie haben das Potenzial Leben und Arbeit der Menschen massiv verändern.

Wertvorstellungen werden somit neu geordnet und es entstehen vollkommen neue Produkte und Dienstleistungen. Der Ökonom Joseph Schumpeter beobachtete Anfang des 20. Jahrhunderts, dass bedeutende Fortschritte in der Wirtschaft mit einem Prozess der „schöpferischen Zerstörung“ einhergehen. Ganze Industriezweige verändern sich durch technologische Innovationen und einst etablierte Unternehmen werden vom Markt verdrängt. Ein Beispiel aus jüngerer Vergangenheit war der technologische Wandel von der analogen, chemiebasierten Fotografie hin zur Digitalfotografie. Dieser vollzog sich in weniger als 20 Jahren. Auch Printmedien laufen in Zeiten von Online Nachrichten Gefahr von diesen komplett verdrängt zu werden.

 

Wachstum ist ein Prozess schöpferischer Zerstörung.

Joseph Schumpeter
 

Welche Technologien haben das Potenzial unser Leben zu verändern?

1. Internet der Dinge

Bei dem Internet der Dinge werden Sensoren und Wandler (Aktuatoren) zur Datensammlung in Maschinen oder andere physische Objekte eingebaut, um diese zu vernetzen und mit dem Internet zu verbinden. Aktuelle Beispiele sind zum Beispiel die WLAN-Glühbirne von Philips oder Jawbones Fitnessarmband. Es erlaubt Unternehmen und öffentlichen Organisationen ihre Wirtschaftsgüter zu kontrollieren, Leistungen zu optimieren oder neue Businessmodelle zu generieren. Auch im medizinischen Bereich kann das Internet der Dinge helfen. Durch Fernüberwachung könnten erkrankte Menschen beim Heilungsprozess unterstützt werden und die Kosten der Gesundheitsvorsorge gesenkt werden.

2. Cloud Technologie

Mit Cloud-Technologien können Computer über ein Netzwerk oder das Internet auf Hardware- und Software-Ressourcen zurückgreifen. Der Vorteil dabei: geringe, lokale Prozessorpower und wenig oder keine Software vor Ort. Möglich wird das durch IT-Ressourcen, wie zum Beispiel Speicher oder Server, die je nach Nachfrage ergänzt werden können. Die Cloud begünstigt auch das rapide Wachstum internet-basierter Dienste, die zum Beispiel das Streamen von Medien (Netflix, Spotify) oder das Speichern persönlicher Daten (Dropbox, Google Drive) ermöglichen. Somit entstehen durch Cloud-Technologien vollkommen neue Geschäftsfelder.

3. Automatisierung von Wissensarbeit

Aufgaben, die für Maschinen lange unlösbar erschienen, werden durch fortschrittliche Technologien lösbar. Künstlichen Intelligenz, maschinelles Lernen und Natural User Interfaces, welche durch Gesten, Berührungen oder Spracherkennung funktioniert,  automatisieren dabei den Arbeitsprozess. So können intelligente Software-Systeme in Zukunft auch „ungenau“ formulierte Fragen beantworten und Usern Informationen bereitstellen, ohne dass diese besondere Kenntnisse dieser Technologien besitzen.

4. Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energiequellen wie Solar-, Wind und Wasserkraft sind unerschöpfliche Ressourcen, die das Klima im Gegensatz zu fossilen Energieträger nicht beeinträchtigen. Besonders die rapiden Fortschritte in der Solartechnik haben die Preise von Solarenergie stark sinken lassen. Industriestaaten wie die USA und Teile der europäischen Union setzen immer mehr auf erneuerbaren Energien. Aber auch Schwellenländer wie China und Indien nehmen sich dem Thema an und bauen riesige Solar- und Wasserkraftanlagen, um Elektrizität für ihre wachsenden Märkte zu produzieren.

5. Gentechnik der nächsten Generation

Die Sequenzierung des menschlichen Genoms verschlang mehrere Milliarden Euro und dauerte dreizehn Jahre. Heute lässt sich das gesamte Erbgut des Menschen in einigen Stunden aufreihen und kostet nur einen Bruchteil. Mit einer schnelleren und preiswerteren Gen-Sequenzierung können Wissenschaftler heute genetische Variationen systematisch testen, um bestimmte Merkmale und Krankheiten zu analysieren. Der nächste große Schritt wird die synthetische Biologie sein. Hier werden Organismen individuell produziert, indem man die DNA selber „schreibt“. Die Vor- und Nachteile dieser neuen Gentechnik werden sich in der Medizin, der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie zeigen.

6. Mobiles Internet

Internetfähige Geräte wie Smartphones oder Tablets wurden in nur wenigen Jahren vom Luxusgut zum Massenprodukt und veränderten damit das Leben von Millionen von Menschen. Die weltweite, ständige Erreichbarkeit und die große Anzahl an Apps ermöglicht es Usern ihre Umwelt neu wahrzunehmen und mit ihr zu interagieren. Und diese Entwicklung ist längst noch nicht am Ende angelangt. Mobile Devices, die mit dem Internet verbunden sind, werden immer preiswerter und leistungsstärker. Sie lassen sich auch immer intuitiver bedienen. Auch im Unternehmenssektor haben internetfähige Geräte zu effizienteren Serviceleistungen geführt und die Produktivität gesteigert. In Entwicklungsländern bietet das mobile Internet die Möglichkeit, dass sich Millionen von Menschen mit der Welt verbinden und neuartige Dienstleistungen wie zum Beispiel mobile banking nutzen können.

7. Fortgeschrittene Robotik

Industrieroboter werden seit Jahrzehnten für schwere und gefährliche Arbeiten wie Lackierungen und Schweißarbeiten eingesetzt. Sie sind teuer, massiv und nicht sehr flexibel, da sie fest montiert sind. Dank maschinellem Sehen, künstlicher Intelligenz und Maschinen-Kommunikation kommen bald leistungsfähigere Roboter zum Einsatz, die benutzt werden, um Menschen bei der Arbeit zu unterstützen oder Aufgaben zu automatisieren. Sie sind kompakter, anpassungsfähiger und Menschen können mit ihnen leichter interagieren. Sie werden daher vermehrt in der Fertigung und im Service (Reinigungsarbeiten, Wartung) verwendet. Durch schnell fortschreitende Technologie werden zunehmend auch Roboterprothesen und Exoskelette genutzt, um Menschen mit limitierter Mobilität zu helfen und ihnen ein normales Leben zu ermöglichen.

8. Energiespeicher

Lithium-Ionen Akkus können bereits heute Energie speichern. Wenngleich auch in bisher eindeutig zu geringer Menge, um wirklich effektiv damit arbeiten zu können. Batterien und Akkus sind jedoch in den letzten Jahren leistungsstärker geworden und dramatisch im Preis gefallen. In den nächsten Jahrenzehnten werden fortschrittlichere Energiespeicher dazu führen, dass Elektrofahrzeuge günstiger werden und Spitzenlasten im Stromnetz auch mit regenerativen Energien besser gehandhabt werden können. In den Entwicklungsländern haben Batterie-und Solarsysteme das Potential Energie in Regionen zu bringen, die noch nie mit Strom versorgt wurden.

9. 3D-Druck

On-Demand Produktion
Eine Produktionsmethode bei der Produkte oder Dienstleistungen zeitnah nach der Bestellung des Kunden und auf dessen Bedarf hin hergestellt werden.

Bis jetzt nutzten vorwiegend Produktdesigner und Hobbybastler 3D-Drucker, um ihre Projekte zu verwirklichen. Fallende Preise für Drucker und Materialien könnten aber dazu führen, dass der 3D-Druck den kommerziellen Durchbruch schafft. Dann kann jeder seine persönlichen Ideen einfacher umsetzen und Produkte erstellen, die mit herkömmlichen Herstellungsprozessen schwer realisierbar wären. Die On-Demand Produktion, die 3D-Druck möglich macht, eröffnet ganz neue Perspektiven auch für Lieferketten und die Ersatzteillagerung. Es gibt sogar die Idee in Zukunft aus menschlichen Stammzellen Organe zu „drucken“.

10. Hoch entwickelte Materialien

Wissenschaftler haben in den letzten Jahrzehnten „smarte“ Materialien mit erstaunlichen Eigenschaften entwickelt: Memory Metalle, die sich nach Schäden selbst heilen und ihre ursprüngliche Form annehmen. Piezoelektrische Kristalle, die unter Druck Strom erzeugen oder Nanomaterialien. Besonders letztere bieten eine große Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten.  Diese winzigen Materialien in einem Größenbereich von nur 100 Nanometern haben neuartige Eigenschaften wie eine größere Reaktionsfähigkeit oder enorme Festigkeit. Sie werden damit interessant für sehr glatte Beschichtungen, stärkere Verbundwerkstoffe oder neuartige Medikamente.

11. Autonome und beinahe autonome Fahrzeuge

Fahrzeuge, die ohne oder fast ohne menschliche Kontrolle navigieren und sich fortbewegen können, sind heute schon realisierbar. Sensoren und Wandler (Aktuatoren), künstliche Intelligenz und maschinelles Sehen lassen Drohnen über das Schlachtfeld fliegen oder steuern Google’s selbstfahrende Autos. In der nächsten Dekade könnten autonome Fahrzeuge den Güterverkehr revolutionieren - insofern Gesetze und öffentliche Akzeptanz dies zulassen. Vorteile wären erhöhte Sicherheit im Straßenverkehr, ein geringerer CO2 Ausstoß und mehr Produktivität im Speditionswesen.

12. Präzisionslandwirtschaft

Bei der Präzisionslandwirtschaft werden mit Hilfe globaler Positionsbestimmungssysteme wie GPS und digitalen Kompasskartierungen die Ausbringung von Saatgut, Pestiziden und Wasser sowie die Bewirtschaftung von Viehbeständen präzise kontrolliert und gesteuert. Mit Satellitenaufnahmen können Bauern die Zuleitung von Chemikalien auf ihren Feldern kontrollieren und genau auf jede einzelne Pflanze abstimmen. Das hat viele Vorteile: Streuverluste können  reduziert, Pestizidabflüsse minimiert und Erträge maximiert werden. Zukünftig werden automatisierte, fahrerlose Fahrzeuge die Arbeit auf den Feldern eigenständig ausüben. Roboter  können als Erntehelfer, zum Unkraut vernichten oder behandeln kranker Tiere eingesetzt werden.

13. Lokale Energienetzwerke

Das gegenwärtige Stromnetz wird zum Großteil von zentralen Stromlieferanten abgedeckt und kann gleichzeitig für tausende Menschen Energie erzeugen. Leider ist das ineffizient und ziemlich kostspielig. In Zukunft wird daher Strom vermehrt aus lokalen Quellen oder Netzwerken erzeugt und auf fossile Brennstoffe sowie Kernkraftwerke verzichtet. Energie wird dann vor Ort und je nach Bedarf mit Solarzellen, Windenergieanlagen, Wasserturbinen oder Biogas-Fermenter, die unabhängig von der Wetterlage operieren und somit eine zuverlässige Energiequelle sind, produziert. Eine weitere Möglichkeit bietet das V2G-Konzept (vehicle to grid). Hier dienen Elektroautos als Energiespeicher und Energielieferant. Die Akkus der Fahrzeuge werden dann zu temporären Energiespeichern, die dem Stromnetz in Zeiten geringer Nachfrage Strom entnehmen, diesen speichern und bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen.

14. Gamification

Bei der Gamification oder Gamifizierung werden spieltypische Elemente und Prozesse in einem spielfremden Rahmen angewandt. Einige dieser Bestandteile können Erfahrungspunkte, Highscores, Ranglisten oder Auszeichnungen sein, die von den Teilnehmern erreicht werden müssen. Eintönige oder zu schwierig empfundene Aufgaben lassen sich dadurch leichter meistern, da die Motivation wesentlich höher ist. Man kann davon ausgehen, dass Organisationen daher zunehmend Gamification-Elemente einsetzen werden, um Mitarbeiter, Kunden oder Nutzer anzuspornen. Das amerikanische Unternehmen Foursquare, ein standortbezogenes soziales Netzwerk, zum Beispiel versucht Nutzer spielerisch zu motivieren mit ihrem Smartphone vor Ort virtuell in Geschäfte einzuchecken, um diese in der Community zu verbreiten. In Zukunft könnten ähnliche Techniken verwendet werden, um Menschen dabei zu helfen ihre Steuererklärungen zu bearbeiten, das Rauchen aufzuhören, an die Einnahme ihrer Medikamente zu denken oder Abfälle richtig zu entsorgen.

Quellen
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung: Mit Foresight in die Zukunft schauen — Trendsammlung [03.06.2015].
  • Manyika, J. et al. (2013). Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy. McKinsey Global Institute Report.
  • Watson, R. (2014). 50 Schlüsselideen der Zukunft. Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg.
 

 

Das amerikanische Unternehmen Tesla Motors, Inc. wurde im Jahre 2003 gegründet und nach dem Physiker und Erfinder Nikola Tesla benannt. Teslas primäres Ziel ist es, den Übergang von einer Wirtschaft, die auf fossilen Brennstoffen basiert, zu einer Solar-Elektrowirtschaft voranzutreiben. Gelingen soll das mit der Kommerzialisierung von Elektroautos, die in mehreren Phasen abläuft.

In Phase eins wurde ein Auto für Early Adopters gebaut. So wurde 2008 der Tesla Roadster ins Leben gerufen. Dieser war einer der ersten emissionsfreien Seriensportwagen, der in größerer Stückzahlen gebaut wurde. In der nächsten Phase wurde ein Fahrzeug, wie die rein elektrische Limousine Model S, einem breiterem Publikum angeboten. In weiteren Entwicklungsschritten möchte Tesla ein erschwinglicheres Fahrzeug in Form eines Kompaktwagens produzieren, um den Massenmarkt zu bedienen.

Und Tesla geht weitere radikale Schritte, um die Entwicklung von Elektrofahrzeugen zu forcieren. Zum einem machte die Firma im Juni 2014 alle ihre technologischen Patente frei zugänglich, zum anderen gab Tesla bekannt, eine enorme Produktionsstätte für Lithium-Ionen-Zellen bauen zu wollen - die sogenannte „Gigafactory“. Damit könnten die bisherigen Herstellungskosten der Batterien um 30 Prozent gesenkt und die Produktion gesteigert werden.

Aber Elektroautos müssen auch „betankt“ werde. Hierfür installiert Tesla Motors seit 2012 weltweit Gleichstrom-Schnellladestationen. Diese „Supercharger“ laden das Model S etwa 16 Mal schneller als die meisten öffentlichen Ladestationen mit durchschnittlich 8 Stunden Ladezeit.

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