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12. Oktober 2015

Erfindungen, auf die wir immer noch warten

Ach, was haben sich Science-Fiction-Autoren nicht alles Tolles ausgedacht! Hier sind ein paar Dinge, deren Erfindung sehnlichst erwartet wird. Dazu einige bereits realisierte Erfindungen aus «Back to the Future» (rechts: «Wenn Zukunft Gegenwart wird») und das Interview mit Experte Philipp Theisohn («Science Fiction beeinflusst Realität»).

Fliegende Autos

«Back to the Future II», 1989

Die fliegenden Fahrzeuge aus «Back to the Future II».
Ein cool designtes Auto, das ohne Benzin auskommt: Die fliegenden Fahrzeuge aus «Back to the Future II». (Bild: Universal Pictures)

Was für ein cooles Finale: Ganz am Ende von «Back to the Future» (1985) taucht Doc Emmett Brown mit seinem zur Zeitmaschine umgebauten Auto auf und verlangt von Marty McFly, sofort mitzukommen, mit seinen Kindern passierten fürchterliche Dinge in der Zukunft. Der steigt ein und staunt ebenso wie der Zuschauer, als das Auto abhebt und davon fliegt. Fortsetzung folgt. 1989, im zweiten Film , erfahren wir dann, dass es Strassen 2015 zwar noch gibt, aber nur noch zum Starten, Landen und für kurze Fahrten – alles andere findet in der Luft statt. Noch besser: Die fliegenden Fahrzeuge mit dem coolen Design brauchen kein Benzin mehr, man kann Biomüll oder sonstigen Abfall gleich direkt in einen Tank werfen und los geht’s.

Biotreibstoffe gibt’s im realen 2015 zwar tatsächlich, aber beschränkt, und umstritten sind sie erst noch, weil teils wertvolle Nahrungsmittel dafür genutzt werden. Und fliegende Autos? Getüftelt wird daran selbstverständlich (nicht zuletzt, weil Scifi-Storys die Ingenieure dazu inspirierten), Alltag werden sie wohl noch sehr lange nicht sein. Hier zwei Beispiele, die immerhin schon recht überzeugend aussehen: das Aeromobil und The Terrafugia TF-X .

Hoverboard

«Back to the Future II», 1989

Marty McFly auf einem der schwebenden Skateboards.
Marty McFly auf einem der schwebenden Skateboards. (Bild: Keystone)

Es ist ein Skateboard ohne Räder . Stattdessen flitzt man knapp über dem Boden schwebend dahin. Das funktioniert auch einfach so, aber man kann mit dem Fuss zusätzlich noch etwas beschleunigen. Die Balance zu halten ist aber definitiv eine Herausforderung, wie Marty McFly am eigenen Leib feststellen muss. Und Vorsicht: Der Antrieb funktioniert nicht über Wasseroberflächen!

Im realen 2015 muss man sich als Skater leider noch immer mit Rädern begnügen. Doch auch in diesem Fall hat der Film Tüftler inspiriert. Hier zwei Beispiele, die mit Hilfe von Magnetfeldern tatsächlich einigermassen funktionieren, aber nur auf einer sehr spezifischen und begrenzten Oberfläche: der Hendo Hover und das Hoverboard von Lexus .

Hydrierte Pizza

«Back to the Future II», 1989

Fertigpizza aus «Back to the Future II»
Convenience Food gehört zu den grossen Trends der modernen Welt.

Man nehme eine tiefgefrorene Mini-Pizza , schiebe sie in den Hydrator und voilà: Zehn Sekunden später ist da eine Pizza XXL, die eine ganze Familie ernährt. Schöne Idee, aber im realen 2015 gibt’s nichts, das auch nur in die Nähe dieses Prozesses kommen würde. Die Tendenz allerdings haben die Drehbuchautoren von 1989 richtig erfasst: Convenience Food gehört zu den grossen Trends der modernen Welt. Dass zu Hause abends nach der Arbeit noch gekocht wird, ist selten geworden. Ebenso rar dürfte es allerdings sein, dass sich eine Familie mit halbwüchsigen Kindern abends noch gemeinsam um den Esstisch versammelt, wie dies im Film passiert.

Androiden

«Blade Runner», 1982 / «Humans», 2015

Roboter, die als Menschen durchgehen könnten, wird es wohl noch eine Weile nicht geben. (Bild: Keystone)

Androiden sind Roboter, die aussehen und sich verhalten wie Menschen. Und sie sind eine ewige Obsession von Sci-Fi-Autoren. Manchmal sind sie von realen Menschen praktisch nicht zu unterscheiden wie in «Blade Runner» , manchmal sind sie dank ihres Verhaltens problemlos identifizierbar und primär als Haushaltshilfen im Einsatz wie in der neuen britischen TV-Serie «Humans» . In jedem Fall sind sie eine beunruhigende Vorstellung, denn sie sind potenziell stärker und perfekter als jeder Mensch – würden sie ein Bewusstsein entwickeln, könnte die Menschheit rasch überflüssig werden.

In der realen Welt sind menschenähnliche Roboter nicht in Sicht, sagt ETH-Robotics-Professor Raffaello D’Andrea (47): «Noch sind wir viele Jahrzehnte entfernt davon, Maschinen herzustellen, die auch nur ansatzweise so anmutig und vielseitig sind wie ein Mensch. Unsere Körper bewegen sich lautlos, und sie reparieren sich selbst. Roboter brauchen einen Mechaniker und geben bei jeder Bewegung allerlei Geräusche von sich – und das werden sie auch noch sehr lange tun. Was die Interaktionsfähigkeit betrifft, haben sich die Roboter dem Menschen allerdings schon deutlich stärker angenähert.»

Ausserdem steigt die Sorge, dass zunehmende Automatisierungsprozesse in der Arbeitswelt in den kommenden Jahren und Jahrzehnten auch viele gute Jobs verschwinden lassen werden. «Wir müssen sicherstellen, dass die Menschen, die dadurch ihren Job verlieren, sich auf produktive Weise wieder in die Gesellschaft integrieren können», sagt D’Andrea. «Ich weiss nicht, wie genau wir das tun können, aber wir müssen uns jetzt damit befassen, nicht erst in zehn Jahren.»

Beamen

«Star Trek», 1967

Beamen wie in «Star Trek»
Ob Beamen wie in «Star Trek» je möglich sein wird, ist umstritten. (Bild: Keystone)

Eine geniale Technik, die auf einen Schlag sämtliche Transportprobleme samt Luftverschmutzung lösen würde; wir bräuchten keine Autos, Züge oder Flugzeuge mehr, könnten uns sogar auf den Mond beamen. Und das funktioniert so: Der Transporter zerlegt das zu beamende Objekt in seine Atome, schickt diese einzeln durch einen Materiestrom zum Zielgebiet und fügt sie dort wieder zusammen. Die Materie wird durch einen ringförmigen Eindämmungsstrahl geleitet. Um jedem gebeamten Quant die Information über den Ankunftsort und den dort benötigten Zustand mitzugeben, wird ein sogenannter Heisenbergkompensator benötigt, damit die Heisenbergsche Unschärferelation kompensiert wird.

Viele Forscher sind oder waren Fans der Serie, entsprechend tüfteln sie auch in der realen Welt an einem Verfahren, das Beamen möglich machen soll. An der Technischen Universität in Delft (Niederlande) gelang es einem Forschungsteam immerhin, den Zustand eines Teilchens zu teleportieren – drei Meter weit. Die Hürden, einen Menschen à la «Star Trek» zu beamen, scheinen derzeit jedoch unüberwindlich wie eine Fan-Site rapportiert:

1. Hindernis: Die Energiemenge
Woher soll die gewaltige Energiemenge kommen, um die zu beamende Person bis hinunter zur subatomaren Ebene zu zerlegen? Berechnungen ergaben, dass die zu transferierende Materie auf eine Temperatur 1 Million Mal höher als die Sonnentemperatur erhitzt werden müsste. Es wäre für eine Maschine mehr Energie nötig, als die gesamte Menschheit gegenwärtig produziert.

2. Hindernis: Die Informationsmenge
Wie speichert man die gigantische Informationsmenge, die zur Beschreibung des Zustands der Person nötig ist? Ein sehr anschauliches Beispiel für die Problematik gibt Lawrence M. Krauss in «Die Physik von Star Trek»: Nach vorsichtigen Schätzungen würde das Transfermuster eines Menschen 10 hoch 28 Kilobyte Speicherplatz benötigen. Das ist eine Säule aus 10 cm dicken 10 Gigabyte-Festplatten, die 10’000 Lichtjahre lang ist. Eine zusätzliche Schwierigkeit ist die Heisenbergsche Unschärferelation, die besagt, dass der Zustand eines Elementarteilchens nicht exakt bestimmt werden kann. Die «Star Trek»-Macher erfanden deshalb den Heisenbergkompensator. Auf die etwas boshafte Frage, wie er denn funktioniere, antwortete Technik-Designer Jun Okuda allerdings nur: «Sehr gut, danke der Nachfrage.»

Holodeck

«Star Trek – The Next Generation», 1987

Holodeck aus «Star Trek»
Diverse Wissenschaftler forschen an Verfahren, die dem Holodeck aus «Star Trek» ähneln sollen. (Bild: Paramount)

Das Holodeck an Bord der «Enterprise» ermöglicht es, sich in jede nur erdenkliche Welt oder Situation zu begeben, real oder fiktiv – es liefert eine perfekte Simulation von Realität und fühlt sich an wie echt. Der Benutzer kann sich frei darin bewegen und mit den Figuren interagieren, als wären sie real. Allerdings kann er weder verletzt noch getötet werden. Technisch funktioniert das so: Holodecks sind Räume, die Simulationen und virtuelle Welten mittels holografischer Projektion erzeugen. Sie erstrecken sich zumeist über zwei Decks und sind eingehüllt von einem Netz aus Holoemittern, die das Erzeugen von holografischen Personen oder Objekten erlauben. Ausserhalb des Decks können diese nicht existieren und lösen sich sofort auf.

Personen und Objekte können allerdings nicht nur holografisch, sondern auch als Replikation auftreten. So können sie in der Simulation berührt werden und auch ausserhalb des Holodecks existieren. Das Holodeck simuliert sogar Gebiete, die um ein Vielfaches grösser sind und in denen sich auch leicht mehrere Personen frei bewegen können. Die Grenzen einer solchen Simulation können so gestaltet sein, dass man durch sie hindurch bis an den Horizont blicken kann, ein geworfener Stein würde aber wie an einer unsichtbaren Wand abprallen.

Die Simulierung von virtueller Realität ist auch in der realen Welt ein grosses Thema. Diverse Unternehmen und Wissenschaftler forschen an Verfahren, die den Nutzern ein möglichst authentisches Erlebnis bieten sollen. Nichts davon erreicht bisher die Perfektion des Holodecks, aber es scheint zumindest vorstellbar, dass es in näherer Zukunft eine Frühform davon geben könnte. Ein vielversprechendes Projekt ist der Illumi Room von Microsoft, der virtuelle und reale Welt kombiniert.

Demnächst in Verkauf geht Oculus Rift , eine Brille, die das Gesichtsfeld des Nutzers vollumfänglich umschliesst und auf dem Bildschirm eine virtuelle Realität darstellt, die sich mit den Kopfbewegungen so anpasst, wie wenn der Nutzer sich tatsächlich in dieser anderen Realität bewegen würde. Die Simulation ist laut ersten Testerlebnissen äusserst überzeugend, löst bei einigen allerdings auch Seekrankheit aus, da reale und visuell wahrgenommene Bewegungen nicht übereinstimmen.

Das ist zwar noch nicht ganz das Holodeck, aber immerhin!

Autor: Ralf Kaminski