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Hightech Science-Fiction für den Alltag

Wissenschaftler tüfteln weltweit in Unternehmen, Universitätslaboren und Forschungsinstituten an revolutionären Ideen. Darunter sind Erfindungen, die neue Maßstäbe in einigen Branchen setzen können. Zukunftsforscher kommentieren sechs vielversprechende Innovationen.
aus Harvard Business manager 10/2010

STRAHLENDE KRAFT Die globalen CO2-Emissionen müssen laut Weltklimarat bis 2050 um 50 bis 85 Prozent unter das Niveau von 2000 gesenkt werden, um den weltweiten Temperatur-anstieg zu stoppen. Wir am Fraunhofer-ISI haben untersucht, wo Akzente zur Reduktion der Emissionen gesetzt werden sollten. Die nachhaltigste Lösung sehen wir in einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien wie etwa der Solarenergie. Das Wüstenstrom-projekt Desertec, das in nicht allzu weiter Zukunft Strom aus Solar- und Windanlagen in Nordafrika und dem Nahen Osten für Europa liefern soll, ist das größte Infrastrukturprojekt dieser Art. Ein Vorbild für eine mögliche Solaranlage dieses Megaprojekts ist das solarthermische Kraftwerk PS20 im spanischen Abengoa. Die 2009 in Betrieb genommene Anlage liefert bereits Strom für 10 000 Haushalte. Spiegel reflektieren die Sonnenstrahlen auf einen Absorber im Turm, wo die Hitze über Turbinen zur Stromerzeugung genutzt wird. Die Technologie mit der bisher größten Marktreife unter den solarthermischen Kraftwerken sind dank langjähriger Betriebserfahrungen die Parabolrinnen-Kraftwerke. Hier sind die Spiegel gewölbt und konzentrieren die Sonnenstrahlung direkt im Brennpunkt auf ein Absorberrohr. Ein wesentliches Hemmnis für den Ausbau von Solaranlagen ist jedoch deren unzureichende Wirtschaftlichkeit. Die Kosten für den Strom aus erneuerbaren Energien liegen derzeit noch deutlich über dem Marktniveau. Für eine erfolgreiche Positionierung am Markt sind hier unter anderem neue technologische Ansätze sowie Kostenreduktionen bei Schlüsselkompo-nenten notwendig. In Deutschland ist ein kommerzieller Einsatz solarthermischer Kraftwerke nicht denkbar, die solare Direktstrahlung ist zu gering. Der Import von Strom aus den USA, Spanien oder der Sahara wird eine wichtige Rolle spielen, um die Klimaziele zu erreichen.

MARION A. WEISSENBERGER-EIBL

Leiterin des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI. Das Institut erforscht die gesellschaftlichen Auswirkungen neuer Technologien und Dienstleistungen.

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BIEGSAME BILDSCHIRME Schon im Weihnachtsgeschäft des Jahres 2011 werden wir die ersten aufrollbaren E-Books aus solchen flexiblen Touchscreens sehen. Diese papierähnlichen Prototypen stammen aus den Laboren des Flexible Display Centers der Arizona State University. Die Touchscreens werden noch sehr teuer sein, doch schon zwei Jahre später erobern erschwingliche Nachfolger den Massenmarkt. Damit wird auch die Vision der individuellen Zeitung erstmals real. Doch grundlegend neue Maßstäbe werden biegsame Touchscreens als Folien setzen, die jeden Gegenstand zum internetfähigen Gerät machen. Südkoreanischen Forschern gelang es kürzlich, großflächige Folien aus Graphen (extrem dünne Lagen aus Kohlenstoff) herzustellen - ein Durchbruch in der effizienten und kostengünstigen Fertigung flexibler Touchscreens. Stellen Sie sich diese Folien an Schaufenstern, an Kinderzimmerwänden, am Kühlschrank, auf dem Konferenztisch oder in Ihrer Sonnenbrille vor! Wir sehen hier den Grund vor uns, warum die Vision des allgegenwärtigen Internets tatsächlich in den kommenden Jahren umgesetzt wird. Damit verschmelzen reale Welt und virtuelle Informationen zu jenen mystischen Augmented Realities (erweiterte Wirklichkeit), die neue Lebenswelten und Geschäftsmodelle des Internets auch in den letzten Winkel unseres Alltags bringen.

SVEN GÁBOR JÁNSZKY

SOLARENERGIE

Leiter des Business-Think-Tank 2b Ahead und Autor der Bücher "2020" und "Rulebreaker"

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INTELLIGENTE KLEIDUNG

Die Medizin und die Strukturen der Gesundheitssysteme sind heute noch primär auf die Akutmedizin ausgerichtet. Das Krankheitsspektrum in den Industrienationen verschiebt sich jedoch immer stärker hin zu chronischen Krankheitsbildern. Die steigende Lebenserwartung und veränderte Lebensbedingungen tragen dazu bei. Damit Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Diabetes Typ 2 effektiv und nachhaltig vorgebeugt werden kann, braucht es mehr diagnostische Messgeräte, die mobil im Alltag eingesetzt werden können und die später auch die Behandlung steuern. Forscher experimentieren schon seit einigen Jahren mit sogenannten intelligenten Kleidern, die mit integrierten Sensoren und Mikrochips Körperdaten auf-zeichnen und helfen, den Gesundheitszustand zu optimie-ren. Die neueste Innovation auf diesem Gebiet stammt von MIT-Forscher Yoel Fink. Er stellte elektronische Fa-sern her, die Geräusche erkennen und selbst produzieren können. Einen Durchbruch verzeichneten auch Forscher der ETH Zürich: Sie entwickelten intelligente Textilien, bei denen elektronische Sensoren oder leitende Fäden bereits eingewebt sind. Solche Textilien sind in großen Mengen herstellbar und können sogar bei 30 Grad gewa- schen werden. Das ist hilfreich für chronisch Kranke, aber auch für Sportler oder Menschen, die in Risikoberufen arbeiten. Dabei geht das Anwendungsspektrum weit über Krankheiten hinaus. Eine alte Vision aus der Science-Fiction-Literatur sind Bildschirme oder Steue-rungsmöglichkeiten von Computern, die direkt in unsere Kleider integriert sind. Mikrochips rücken immer näher an den Körper. Forscher arbeiten inzwischen intensiv an einer Verschmelzung zwischen Chips und Organismus: nachlassende Funktionen von Organen sollen damit ergänzt oder gar verbessert werden. 2009 wurde erstmals eine künstliche Retina mit einem Sehchip entwickelt, in Nachtklubs werden RFID-Funkchips Mitgliedern unter die Haut implantiert, sodass sie vom Türsteher nur noch gescannt werden müssen. Intelligente Kleidungsstücke sind in diesem Prozess ein wichtiger Meilenstein, der nicht nur die technischen Möglichkeiten auslotet, sondern vor allem die Grundlage legt, um unsere ethischen und gesellschaftlichen Werte bei der Verschmelzung zwischen Computer und Mensch zu bestimmen. Bis sich funktionale Hybridtextilien im Massenmarkt durchsetzen, dürften noch mehrere Jahre verstreichen.

STEPHAN SIGRIST

Gründer und Leiter des Think Tank W.I.R.E der Bank Sarasin und des Collegium Helveticum in Zürich. Das Institut erforscht Trends in Lifesciences, Wirtschaft und Gesellschaft.

INFORMATIONSTECHNOLOGIE

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STÄHLERNE DIENER Roboter werden leistungsfähiger und energieeffizienter - und ihre Entwickler orientieren sich zunehmend an Prinzipien der menschlichen Natur. Sie nutzen Gravitation und Schwung für Bewegungsabläufe, reagie-ren auf Gesten oder auf die Stimmen menschlicher "Bezugspersonen" - jedes Forscherteam setzt eigene Schwerpunkte. Weltweit sind menschenähnliche Roboter ein Thema der Grundlagenforschung. Die Miniaturisierung der Rechentechnik, neue Werkstoffe und nicht zuletzt die enorme Zunahme von Fachwissen führt dazu, dass unser heutiges Bild von Robotern stärker von humanoiden Exemplaren geprägt wird - ein großer Unterschied zu den Industrierobotern, die einzelne Arbeitsabläufe autonom ausführen. Im Gegensatz hierzu sollen humanoide Roboter zukünftig flexibler werden, sich in neuen Umgebungen bewähren und sich neue Aufgaben selbst erschließen können. "Rollin Justin" ist ein humanoider Serviceroboter, der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurde. Die Entwickler können sich Justins Nachfolgermodelle nicht nur im Orbit, sondern auch auf der Erde vorstellen, als "gute Geister" für Standardaufgaben im Haushalt oder in der Pflege. Justin lernt, Getränke zuzubereiten, Verschlüsse zu öffnen und Tabletts zu balancieren. Auf Rädern bewegt er sich "sportlich" durch die Flure. Von der Serienreife ist er noch weit entfernt. Aber wir können uns grundsätzlich damit anfreunden, Justin in unserer Nähe zu haben. Menschen akzeptieren Roboter eher, wenn sie menschenähnliche Züge haben. Man muss kein Zukunftsforscher sein, um beim Anblick von Justin an die Herausforderungen des demografischen Wandels zu denken. Bereits 2030 werden nur noch zwei Personen im arbeitsfähigen Alter einem Rentner gegenüberstehen. Der Anteil der Hochbetagten wächst - und demenzielle Erkrankungen nehmen mit steigendem Alter stark zu. Vielleicht ist Justin keine wünschenswerte Zukunftsoption zur Bewältigung der Herausforderungen demografischen Wandels. Aber er ist eine Option, mit der wir uns auseinandersetzen sollten.

BRITTA OERTEL

Bereichsleiterin Informations- und Kommunikationstechnologien am Berliner IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung. Das Institut erarbeitet für Auftraggeber aus Politik und Unternehmen zukunftsorientierte Projektstudien mit langfristiger gesellschaftlicher Bedeutung.

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MOBILITÄT

TEXTILIEN

SPORTLICHES ELEKTROAUTO Wann immer ein Eingeweihter des elektromobilen Zeitalters die glorreiche Zukunft des emissionsfreien Dahinsurrens beschwört, fällt der Name Tesla Roadster. Dieser mit Lithium-Ionen-Batterien aufgebrezelte Sportwagen gilt als Beweis für die Ernsthaftigkeit des elektromobilen Fortschritts. Denn war es früher nicht immer der Vorwurf des mangelnden "Wumms", also fehlender Durchzugskraft, und der Reichweitenimpotenz, der Elektroautos zu Softiegefährten für den bärtigen Studienrat zu machen drohte? Der iChange von Rinspeed ist die schweizerische Antwort auf den Tesla. Und er geht einen Schritt weiter, Richtung Utopia. Er ist ein Sammelsurium von Ideen, die als Blaupause für die Entwicklung in der Automobilbranche dienen können. Die Formensprache entspricht der Futuristik der 60er Jahre: organisches Design wie gefaltete Wellen, eine hochklappbare Kuppel, in der der Fahrer wie ein Pilot in einer Raumschiffkapsel versinkt. Neue Werkstoffe von der Biowolle in den Sitzbezügen über Sonnenmodule auf dem Dach bis zur innovativen Steuerung über ein iPhone machen dies zu einem wirklich neuen Gefährt und nicht nur einem alten Auto mit Elektromotor. Der Clou liegt aber in einem raffinierten Nutzungskonzept. Autos sind mindestens für eine Familie mit Hund ausgelegt, werden meist aber nur von einer Person gefahren. Der iChange reagiert darauf mit einer variab-len Karosserie. Man kann den hinteren Teil des Chassis ausfalten und aus einem Einsitzer wird ein Dreisitzer. Aerodynamik und Leichtigkeit (1050 Kilogramm) blieben gewahrt. Dass der iChange auf 220 Sachen beschleunigen kann, versteht sich fast von selbst. Er zeigt das evolutionäre Dilemma des Automobils im Übergang zum Zeitalter der regenerativen Energien. Den Maßstab setzt immer noch die alte, männliche, dröhnende, verschwenderische Autowelt des Benzins. Allzu oft bauen die Elektrokonstrukteure nur gegen diese alte Welt an. Aber diese Elektroautos werden nie mit dem Fossil-Mobil mithalten können. Was sie meist entsetzlich langweilig macht. Deshalb sind Ideen gefragt, die von der Zukunft ausgehen. Der iChange setzt in dieser Hinsicht mutig neue Maßstäbe. Ein E-Spaßmobil und vermutlich wohl eher ein Nischenbewohner in einer Zukunft, in der sich Mobilität viel grundlegender verändern wird als nur durch eine andere automobile Formensprache.

MATTHIAS HORX

Leiter des Wiener Prognose- und Beratungsunternehmens Zukunftsinstitut und Buchautor ("Zukunft des Wandels", "Technolution")

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NANOTECHNOLOGIE

WINZIGE HEILER Nanotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Besonders in der Medizin wird sie Diagnose- und Therapieverfahren revolutionieren. Der Umbruch erfasst vor allem die Krebsforschung. Die winzig kleinen Teilchen spielen die Hauptrolle bei unzähligen nanomedizinischen Innovationen: Schnelltests mit Nanosensoren zur Krebserkennung, Tumorzerstörung mithilfe magnetischer Nanopartikel, Nanohormontests mit Handys, injizierbare Nanobots zur Zellreparatur oder Nanopartikel zur Behebung von lähmenden Rückenmarksschäden. Das meiste davon ist noch Grundlagenforschung, manches bereits angewandte Forschung. Aber es sind Innovationen, die unfassbar mächtig werden können. Schon in fünf bis zehn Jahren könnte ein Großteil der Lösungen am Markt sein. Natürlich werden wir mithilfe der Nanomedizin nicht ewig leben, wie es der Futurologe Ray Kurzweil zu hoffen wagt. Aber sie könnte viele Leben retten, denn derzeit sterben weltweit täglich rund 20.000 Menschen an Krebs.

ROBOTIK

Auch der Ingenieur Michael Pritchard will Leben retten. Mit Nanotechnik in einer Art Sportflasche, die er "life saver bottle" nennt. Darin befindet sich ein Nanofiltersystem, das mit wenigen manuellen Pumpstößen selbst stark bakteriell und viral kontaminiertes Wasser in steriles Trinkwasser verwandelt. Eine solche Nanofiltration könnte bereits mit dem bescheidenen Entwicklungshilfeetat von Großbritannien (acht Milliarden Dollar) sofort die Trinkwasserknappheit auf der Erde beenden. Zwei Millionen Kinder blieben am Leben. Dank Nanotechnik, die heute einwandfrei funktioniert. Was hindert uns also neben der nötigen Forschungs- und Entwicklungszeit? Es sind vor allem die zu unser aller Wohl sorgfältigen und somit langwierigen Zulassungs-prozesse. Nicht vergessen darf man die große unbekannte Gefahr. Nanopartikel haben zumindest theoretisch das Potenzial, Milliarden Menschen den Tod zu bringen, wenn sie über die Haut oder die Atmung in den Körper gelangen und möglicherweise sogar unsere DNA schädigen. Menschen, die Technologiefolgen abschätzen, sind notorisch skeptisch. Häufig zu Recht.

PEDRO MICIC

Vorstand der FutureManagementGroup AG, die auf Zukunftsmanagement und Früherkennung von Zukunftsmärkten spezialisiert ist

NACHDRUCK

Nummer 201010020, siehe Seite 120 oder www.harvardbusinessmanager.de © 2010 Harvard Business Manager

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