Mikro goes Nano

Das Auto als Computerplattform nimmt uns alle Entscheidungen ab, lässt uns aber auch keine Sekunde unbeobachtet. Ewiges Leben im Computer?

¿Visionen in der Mikroelektronik zu haben, bedeutet die eigene Phantasie zu überholen¿, habe ich irgendwo gelesen. Die Grenzen zwischen eben diesen Visionen und der erreichten Realität verschieben sich aber dauernd. Diese Realität der Forschungsergebnisse in den Laboratorien wiederum braucht zuweilen Jahrzehnte, um den Reifegrad der anwendbaren Technik zu erreichen. Und da allen Kommunikationsmedien zum Trotz das Wissen immer noch ziemlich lückenhaft bleibt, weil jeder auch die Nasenlänge wirtschaftlichen Vorsprungs vor dem Wettbewerb im Auge hat, lassen sich Visionen, Forschung und Praxis nur sehr schemenhaft abgrenzen.

Eines gilt jedoch für die Mikroelektronik: Der Trend zu immer kleineren, schnelleren und leistungsfähigeren Elektroniken hält unvermindert an und beschleunigt sich zunehmend. Noch gilt der so genannte Moorsche Leitsatz. Gordon Moore, ein ehemaliger Präsident des Chip-Herstellers Intel, prophezeite vor vielen Jahren, dass sich die Zahl der Schaltelemente auf einem Chip und deren Arbeitsgeschwindigkeit im Zwei-Jahres-Turnus ¿ manche sagen sogar in 18 Monaten ¿ verdoppeln. Das funktioniert nur bei sich stetig verkleinernden Abmessungen.

200 Gatter auf Haaresbreite
Norbert Hahn von Lucent Technologies berichtet in seinem folgenden Betrag über Chips mit Gatter-Kantenlängen von 50 Nanometern. Diese 50 Millionstel Millimeter sind ein unvorstellbar kleiner Wert. Die Wenigsten von uns können sich das als reale Abmessung vorstellen. Ein menschliches Haar misst zum Vergleich etwa klobige 10 000 Nanometer im Durchmesser. Das entspricht der Länge von 200 Gattern. Ähnlich sieht es mit den Arbeitsfrequenzen aus. Die neuen bipolaren Transistoren in Silizium-Germanium-Technologie erreichen beispielsweise Frequenzen von 70 Gigahertz. Diese 70 000 000 000 Schwingungen in der Sekunde sind vermutlich für die meisten ebenfalls unvorstellbar. Wie weit die Praxis von diesem Wert entfernt ist, zeigen die aktuellen schnellen Mikroprozessoren. Sie überschreiten zurzeit gerade mal die Ein-Gigahertz-Grenze.

Drei grobe Computer-Phasen
Fachleute unterteilen die Entwicklung elektronischer Rechner ¿ die wichtigste Anwendung der Mikroelektronik ¿ grob in drei Phasen. Es begann mit den Dinosauriern von IBM und Co. Diese Mainframes waren so teuer, dass sich oft Arbeitsgruppen mit bis zu hundert Wissenschaftlern und Ingenieuren einen Rechner teilen mussten. Nur die Kaste der Programmierer und Bediener (Operatoren) hatte Zugang zum Allerheiligsten dieser Großrechner.

Sehr viel lockerer ging es in der zweiten Phase zu. Die sogenannten Desktop- oder Personal-Computer breiteten sich lawinenartig aus, konnten ihren eigentlichen Siegeszug aber erst antreten, als kleine Bildchen auf dem Bildschirm (Icons) die ziemlich komplizierten Tastatur-Befehle ablösten. Die clickende Computermaus machte sich auf den Schreibtischen breit und ist heutzutage nicht mehr aus dem Tagesgeschäft wegzudenken. Die grundlegenden Ideen hierzu lieferte das Palo Alto Research Center (PARC) von Xerox. Apple übernahm diese Technik in seinen legendären Macintosh. Später ¿erfand auch Microsoft die Vergangenheit¿ und baute um die Icons herum das Betriebssystem Windows. Allein der Übergang zwischen diesen beiden Phasen hat die einschlägige Industrie kräftig durcheinandergewirbelt und etliche Großunternehmen weitgehend vom Markt gefegt.

Überall Computer
In der dritten Phase, deren Beginn wir jetzt erleben, wird der Computer allgegenwärtig. Voraussetzung dafür sind die beschriebenen phänomenalen Schrumpfprozesse in der Mikroelektronik, das Ablösen herkömmlicher Anzeigegeräte mit Braunscher Röhre durch flache Bildschirme unterschiedlichster Technologie und der Befehls- und Dateneingabe über Sprache, Sensoren oder berührungsempfindliche Oberflächen (Touch-Screens).

Schon heute finden sich in vielen Geräten leistungsfähige, winzige Mikroprozessoren, ohne dass uns dies bewusst wird. Spielzeuge, Mobiltelefone, die handgroßen Personal Digital Assistent (PDA) zeigen die Richtung. Kreditkarten und andere Datenträger benötigen in absehbarer Zukunft keine Kontakte, sondern kommunizieren drahtlos mit der Umgebung, demnächst selbstverständlich auch mit dem Web.

Kein Schritt unbeobachtet
In der Logistik ist die Mikroelektronik für per Funk identifizierbare Datenträger, so genannte Transponder, sowohl in den Abmessungen wie in den Kosten so geschrumpft, dass sich bereits Etiketten für Massenanwendungen damit herstellen lassen. Diese lückenlose Erfassung jeder Bewegung von Päckchen, Waren und anderen Gebinden, möchten auch die Messeveranstalter nutzen. Eintrittskarten als personalisierte Transponder sollen den Messebesucher erfassen und seine Interessen erkunden.

Ähnlich funktioniert bereits jetzt der Betriebsausweis in manchen Unternehmen. Er regelt berührungslos den Zutritt zu den einzelnen Bereichen des Unternehmens und erfasst die Anwesenheitszeit als Grundlage für die Entlohnung. Künftig sollen diese ¿Geräte¿ als Kommunikationsplakette in Form von Manschettenknöpfen oder Krawattennadeln auch der Übermittlung von Anweisungen und Anfragen ¿ natürlich vom und mit dem Computer-Netzwerk ¿ dienen, sowie die Verbindung zum Internet übernehmen.
Schon vorher wird, wie Ken Enders in seinem Beitrag berichtet, das Auto zur global vernetzten Computerplattform. Ob dann dieses ¿ für manche Mitmenschen ¿ letzte Quentchen persönlichen Umfelds verlorengeht, in dem man ungestört in der Nase bohren und fluchen kann, bleibt abzuwarten. Jedenfalls planen die Europäer mit ¿Galileo¿ gerade das eigene Satelliten gestützte Global Positioning System (GPS), um bei der kommerziellen Nutzung mit höherer Genauigkeit nicht mehr von den Amerikanern und Russen abhängig zu sein.

Menschen-Roboter oder Roboter-Menschen?
Winzige Hörgeräte als Implantate oder Herzschrittmacher kommen selbstverständlich nicht mehr ohne den integrierten Mikroprozessor aus. Die Labors arbeiten an implantierbaren Sehhilfen und über Gedanken gesteuerten Prothesen für verlorene Gliedmaßen. Andere wiederum möchten Menschen direkt mit Robotern verbinden, die dann die menschliche Kraft ins unermessliche steigern könnten.

Die derzeit ziemlich nutzlose Krankenkassenkarte dürfte von den Plänen der Forscher drastisch verändert werden. Bereits 1997 gab es in Japan eine Computer-Toilette die einfache Störungen der Gesundheit diagnostizieren konnte. Die Ergebnisse werden an den persönlichen Gesundheitsdatenspeicher übermittelt. Das von Dr. Windmöller in seinem Betrag skizzierte ¿Body Area Network¿ wird nicht nur in den Schuhen die notwendige Energie erzeugen, sondern über Sensoren den gesamten Körper überwachen und an die nächste ¿Inspektion¿ erinnern. Ähnlich wie der heutige Diagnosestecker im Auto kann der Arzt alle wichtigen Informationen dann sofort drahtlos aus unserem ¿Speicher¿ ablesen und Störungen entsprechend therapieren, wenn der Computer dies nicht schon selbsttätig getan hat.

Ewiges Überleben im Chip
Viele von den beschriebenen Entwicklungen sind schon sehr weit gediehen. Ihr Einsatz ist selbst unter Fachleuten umstritten. In der letzten Zeit erschütterte die USA eine heftige Diskussion über die Entmündigung des Menschen durch den Computer. Die schwappte auch zu uns nach Europa herüber. Die Berichte im Feuilleton der Frankfurter Allgemeinen Zeitung (FAZ) lösten allerdings eine eher gemäßigte Diskussion aus. Es waren interessanterweise ¿Hexenmeister¿ der Computer-Industrie wie Bill Joy, Chief Scientist bei Sun Microsystems und Ray Kurzweil, der unter anderem die erste Lesemaschine für Blinde erfunden hat, die sich inzwischen offensichtlich wie Zauberlehrlinge fühlen und vor den Folgen derartiger Entwicklung warnen. Auch ein Maschinenstürmer, der Unabomber Theodore Kaczynski, der 17 Jahre lang die Wissenschaftler mit Bomben terrorisierte, drei Menschen tötete und viele verletzte, berief sich auf die unbeherrschbare Technik der Zukunft als Motiv für seine Verbrechen. ¿Mit der Gentechnik, Nanotechnologie und Robotik öffnen wir eine neue Büchse der Pandora, aber offenbar ist uns das kaum bewusst¿, befürchtet Bill Joy.

Ray Kurzweil hat seine utopischen Prognosen über die Zukunft der Mensch-Maschine-Beziehung in seinem Buch ¿The Age of Spiritual Machines¿ niedergeschrieben. Das Buch ist unter dem Titel ¿Homo S@piens ¿ Leben im 21 Jahrhundert¿ bei Kiepenheuer & Witsch auf deutsch erschienen. Darin sagt er voraus, dass 2009 ein Computer zum Preis von 1000 Dollar eine Milliarde Rechenoperationen pro Sekunde schafft. 2019 bereits sollen die Rechner sich wie menschliche Wesen in einem beliebigen Gespräch unterhalten können, ohne als Computer erkannt zu werden. Und schon 2029, so meint Ray Kurzweil, könne das menschliche Gehirn gescannt und in einem Computer dupliziert werden. Damit beginnt dann das ¿ewige Leben¿ im Chip.
Eine ¿schöne neue Welt¿ steht uns da bevor. Kein Wunder, dass bei diesen Visionen Zukunftsapostel glänzende Augen bekommen und empfindliche Kreaturen schon mal ausrasten. Trotzdem sicherlich weder ein Grund, den Boden unter den Füßen zu verlieren noch einer zum Bomben werfen.

Bernhard Siegmund