K bis O Zukunftsglossar

Bei der Kernfusion verschmelzen zwei Atomkerne zu einem neuen Kern unter Freisetzung von Wärme. Normalerweise sind dabei sehr hohe Temperaturen notwendig, wie sie etwa auf der Sonne herrschen. Die „Kalte Fusion“ bzw. „low energy nuclear reaction“ läuft bei Zimmertemperatur ab und könnte den steten weltweiten Energiehunger stillen. Kernfusionsexperimente werden immer wieder veröffentlicht und es scheint das Potenzial für einen Forschungsdurchbruch durchaus gegeben.

Der Begriff setzt sich aus den griechischen Wörtern „kryo“ für kalt, Kälte und „stasis“ für Stillstand zusammen. Nach ihrem Tod lassen Menschen ihren Körper bzw. ihren Kopf einfrieren, um zu einem weit in der Zukunft liegenden Zeitpunkt wieder aufgetaut zu werden. Eine fortgeschrittene Zivilisation soll in der Lage sein, sie gesund weiterleben zu lassen, ihren Kopf auf einen neuen Körper zu setzen oder ihr Bewusstsein zumindest in eine Maschine zu übertragen. Ob das jemals funktionieren wird, ist aus heutiger Sicht völlig ungewiss.

Für interstellare Raumfahrten, wie sie etwa zum Mars bereits geplant sind, kann Stasis oder wissenschaftlich Hibernation eine Lösung sein. Dabei wird der Körper in einen tiefen Schlaf, eine Art Energiesparmodus versetzt, um Wochen, Monate oder sogar Jahre zu überdauern – ohne die lange Zeitspanne bewusst zu erleben oder zu altern.

Durch die zunehmende Leistungssteigerung und Miniaturisierung von Computern wird der tragbare Handscanner zur medizinischen Schnelldiagnose in den nächsten 100 Jahren Realität werden. Kernspintomographen, die ins Körperinnere schauen, werden die Größe von Handys erreichen. Das „Lab on a Chip” wird zusammen mit Körpersonden zahlreiche Krankheiten lange vor einer tatsächlichen gesundheitlichen Beeinträchtigung erkennen können.

Vielversprechende Zukunftstechnologien sind in diesem Zusammenhang auch Terahertzscanner, die ohne Strahlenbelastung viele Materialien wie beispielsweise Kleidung oder Kunststoff sowie organisches Gewebe durchdringen und bildgebende Verfahren ermöglichen.

Legal Tech ist die Kurzform von „legal services“ und „technology“ (engl.) und steht für die Automatisierung juristischer Tätigkeiten mittels Informationstechnologien. Juristische Arbeitsschritte werden durch einfache bis zunehmend komplexe, innovative Software und Tools erledigt. Ziele sind Qualitäts- und Effizienzsteigerungen ebenso wie die Reduktion von Arbeitsaufwand und Kosten.

Beispiele sind Rechtsdatenbanken wie das Rechtsinformationssystem des Bundes RIS ebenso wie Software-Systeme für die Kanzleiverwaltung, sog. Contract Analytics, die Verträge mittels Software analysieren, oder E-Recht, ein elektronischer Produktionsweg von Rechtsvorschriften.

Die Kolonisierung des Weltraums ist eines der größten Zukunftsziele der Menschheit. Als potenzieller Besiedlungskandidat bietet sich der verhältnismäßig erdähnliche Planet Mars an. Großraum-Transporter sollen genügend Freiwillige, Material und Werkzeuge, wie etwa 3D-Drucker, auf der Planetenoberfläche absetzen, um eine Stadt aufzubauen und eine überlebensfähige Kolonie zu bilden.

In der irdischen Mars-Wüsten-Forschungsstation im südlichen Utah können ForscherInnen und Interessierte simulieren, wie ein Leben am Mars aussehen würde. Neue Technologien werden ebenso erprobt, wie auch das soziale Zusammenleben auf engstem Raum.

Das Metaversum (griech.: meta – dt.: nach, darüber hinaus), im Englischen „metaverse“, entspringt der Vision eines Parallellebens in einer dreidimensionalen virtuellen Welt. Es ist ein digitaler Raum, der virtuelle Welten mit der realen Welt verknüpft. Der Begriff entstammt dem 1992 erschienenen Science-Fiction-Roman „Snow Crash“ von Neal Stephenson.

Man bewegt sich im Metaversum als virtuelle künstliche Figur, als sog. Avatar. Die Vision ist es, darin alle gewohnten Services zu vereinen und nutzen zu können. Es ist also als zweites Leben abseits des realen Seins gedacht, mit diesem jedoch verknüpft. Mit anderen interagieren, spielen, Veranstaltungen besuchen, sich weiterbilden, arbeiten oder kaufen und verkaufen – alles soll im Metaversum möglich sein.

Derzeit gibt es noch nicht „das eine“ Metaversum. Vielmehr bieten verschiedenste Hersteller ihr jeweils eigenes Metaversum an. Zumeist basieren diese (noch) auf einer Spielewelt, die man als Avatar bereisen und darin integrierte Spiele spielen kann. Dazu zählen z.B. The Sandbox, Decentraland, Spacial oder Horizon World.

Mikrotargeting (griech.: mikros – dt.: klein; engl.: target – dt.: Ziel) ist eine datenbasierte Kommunikationsstrategie, die vor allem in der Politik und im (Online-)Marketing eingesetzt wird. Sie versucht, Zielgruppen bzw. -personen durch passgenaue Botschaften direkt und präzise anzusprechen. Auf Basis systematischer Analysen mittels Data Mining und Big Data werden Zielgruppen-Profile erstellt, die u.a. demografische Informationen, politische Einstellungen, Religion etc. enthalten und eine zielgenaue Kommunikation ermöglichen. So sollen Menschen z.B. in ihrem Kauf- oder Wahlverhalten beeinflusst werden.

Das derzeit noch hypothetische Mind uploading (dt.: Gedankenhochladen), auch „mind copying“ genannt, zielt darauf ab, in der Zukunft mentale Inhalte auf externe Medien zu übertragen, die die Funktion des Gehirns simulieren. Dadurch soll ein virtuelles Bewusstsein erlangt werden. Für ein funktionierendes Mind uploading würde es dreier aufeinanderfolgender Schritte bedürfen:

Schritt 1: Abrufen der Informationen aus dem Gehirn
Schritt 2: Rekonstruktion des künstlichen Gehirns
Schritt 3: Emulation (Nachahmung) in einem externen Substrat

Da Hochladen von Gedanken theoretisch das Potenzial hat, das Leben der Menschen für immer zu verändern, wird es in der Science-Fiction-Literatur immer wieder thematisiert.

mRNA ist die Abkürzung für Boten-Ribonukleinsäure (engl. messenger ribonucleic acid).

Wie die DNA-Impfstoffe gehören auch mRNA-Impfstoffe zu den genbasierten Impfstoffen, die den genetischen Bauplan für Erreger-Antigene in menschliche Zellen einschleusen. mRNA-Impfstoffe enthalten keine Proteine der Krankheitserreger, sondern Nukleinsäuren. Die Antigene werden nach der Immunisierung vom Körper selbst in den Zellen gebildet.

Die geimpften mRNA-Bestandteile können nicht in den Zellkern des Menschen eindringen, was die Möglichkeit einer genetischen Veränderung ausschließt. Die ersten zugelassenen mRNA-Impfstoffe sind COVID-19-Vakzine, die im Zuge der Corona-Pandemie unter verschärften Bedingungen die klinischen Zulassungsphasen durchschritten. Die Vakzine sind einfacher und rascher herzustellen als klassische Impfstoffe.

Unerwünschte Nebenwirkungen sind noch in der Erforschung. Mit lokalen Reaktionen am Verabreichungsort wie Rötungen, Schwellungen und Schmerzen als auch Beschwerden wie Müdigkeit, Fieber, Gelenk-, Kopf- und Muskelschmerzen muss gerechnet werden. Allergische Reaktionen und überschießende Immunreaktionen sind möglich.

Multicopter (lat.: multi – dt.: viel, vielfach; griech.: pteron – dt.: Flügel, Feder) ist ein Überbegriff für alle Luftfahrzeuge mit mehr als einem Rotor bzw. Propeller, die in einer Ebene angeordnet sind und damit Auftrieb erzeugen. Landläufig werden Multicopter als Drohnen bezeichnet.

Multicopter werden kreisförmig, in Y- oder H-Bauform konstruiert. Abhängig von der Anzahl der Rotoren gibt es z.B. Tricopter (3 Rotoren), Quadcopter (4), Hexacopter (6) und Octocopter (8).

Das Einsatzgebiet von Multicoptern erweitert sich mit Fortschreiten ihrer technologischen Entwicklung laufend. Sie werden v.a. beim Militär, in der Landvermessung, in der Landwirtschaft, der Luftbildfotografie und mittlerweile auch -videografie, im Katastrophendienst und neuerdings bspw. bei der Paketzustellung verwendet.

Bei Nanobots handelt es sich um künstliche Maschinen in der Größenordnung von Molekülen, deren Einsatzgebiete von der Medizin über die Produktion und Überwachung bis hin zur Weltraumforschung reichen sollen. Mit Hilfe von einzelnen medizinischen Nanobots können z. B. Arterien von Verstopfungen befreit und so Schlaganfälle verhindert werden. „Smart Dust“, vernetzte Mikrosysteme aus Nanobots, sollen der großflächigen Überwachung und Echtzeit-Datensammlung in verschiedenen Lebensbereichen dienen.

Unter Nanomedizin versteht man den Einsatz von Nanotechnologie in der Medizin für die Diagnose, Behandlung und Krankheitsvorsorge. Die Medizin macht sich bereits heute Nanomaterialien für Medikamente, Diagnostika und Implantate zunutze. Bei Implantaten etwa aus Titan fördern nanostrukturierte Oberflächen das Einwachsen und hemmen Entzündungen. Es wird intensiv an weiteren Möglichkeiten geforscht, um Nanomaterialien im Gesundheitsbereich anzuwenden. Nanoskalige Transportsysteme sollen Wirkstoffe gezielt an der Infektionsstelle oder im Tumorgewebe einbringen. Die Onkologie gilt als ein wichtiger Bereich für weitere Anwendungen der Nanomedizin.

Viele Fragen, wissenschaftlicher wie ethischer Natur, die mit der Nanomedizin im Zusammenhang stehen, sind jedoch noch ungeklärt.

Nanotechnologien zählen zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Sie umfassen alle Forschungsgebiete in der Größenordnung vom einzelnen Atom bis zu 100 Nanometer. Die geringe Größe von Nanopartikel und -strukturen verleiht ihnen spezifische Eigenschaften, weshalb die Anwendungsmöglichkeiten vielfältig sind.

Funktionskleidung wird durch Nanomaterialien wasser- und schutzabweisend, antibakteriell wirksam oder mit einem UV-Schutz ausgestattet. In Sport- und Wanderbekleidung, insbesondere in Socken oder Schuheinlagen, werden häufig Nano-Silberpartikel eingesetzt, die eine keimtötende Wirkung entfalten und so unangenehme Gerüche verringern. Nano-Imprägniersprays für Schuhe und Kleidung halten Nässe und Schmutz fern.

Kosmetika bilden einen besonders sensiblen Einsatzbereich von Nanopartikeln, da diese frei in den Produkten enthalten sind und die VerbraucherInnen direkt mit ihnen in Kontakt kommen. Nano-Aluminiumpartikel dienen in Make-Up dazu, Falten zu kaschieren. Viele Sonnenschutzcremes beinhalten Nano-Titandioxid- oder Nano-Zinkoxidpartikel, die wie unzählige kleinste Spiegel das Sonnenlicht reflektieren.

Die Nanotechnologie wird auch in der Landwirtschaft angewendet. Im Bereich der landwirtschaftlichen Erzeugung, Verarbeitung und Verpackung von Produkten ebenso wie bei der Herstellung von Düngemitteln oder Pestiziden.

Der Einsatz von Nanotechnologien ist nicht unumstritten – vor allem die gesundheitlichen Auswirkungen durch die Aufnahme von Nanopartikel, etwa über die Nahrungskette oder die Haut, sind unklar.

Neuromorphic Computing gilt als Zukunft der Künstlichen Intelligenz. Die neuronalen Netze des menschlichen Gehirns dienen als Vorbild, um die Lernfähigkeit und Rechengeschwindigkeit von Maschinen zu verbessern. Man spricht von „neuromorpher Architektur“, die je nach der geplanten Anwendung unterschiedlich ausfällt. Neuromorphe Chips, also Mikroprozessoren mit elektronischen Synapsen und Neuronen, stellen die Basis dafür dar. Sie arbeiten schneller und effizienter als herkömmliche Chips, Informationsverarbeitung und –speicherung läuft parallel, d.h. gleichzeitig ab.

Anwendungsgebiete gibt es im Bereich Automotive, in der Industrie, z.B. bei autonomen Robotern oder auch in der Sensorik. Innerhalb der nächsten zehn Jahre sollen neuromorphe Chips auch abseits von Spezialanwendungen Verbreitung finden.

Die häufigste Anwendung von Brain-Computer-Interfaces sind Neuroprothesen: implantierbare elektronische Bauteile, die beeinträchtige Funktionen des Nervensystems verbessern oder wiederherstellen. 

Bei der Tiefen-Hirn-Stimulation werden durch eingesetzte Elektroden bestimmte Hirnaktivitäten gefördert bzw. gehemmt („Hirnschrittmacher“), um psychomotorische Krankheiten wie Morbus Parkinson, aber auch Depressionen zu behandeln. Zukünftig sollen PatientInnen mit Querschnittslähmung oder nach einem Schlaganfall über ein Implantat direkt im Motorcortex, jene Hirnregion für willkürliche Bewegungen, muskelstimulierende Elektroden zur Bewegung ihrer Gliedmaßen ansteuern können. Bei fehlenden Gliedmaßen soll eine Bewegung einer künstlichen Prothese ebenfalls nach diesem Prinzip möglich sein. Auch bei Verlust von Sinnesfunktionen, wie Hören oder Sehen, werden Neuroprothesen eingesetzt.

Technologische Eingriffe in das menschliche Gehirn, die etwa auch das Verhalten steuern können, sind ethisch höchst sensibel und werden viele Fragen auf.

Neutrinovoltaik beruht auf einem innovativen Technologiekonzept, das auch bei völliger Dunkelheit erneuerbare Energie aus kosmischer Strahlung bereitstellen soll. Die Energiegewinnung erfolgt durch energetische Teilchen, den Neutrinos, die bei der Durchquerung von extrem verdichtetem Material aus Graphen und Silizium, Bewegungsenergie abgeben, die in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.

Die Vision ist eine unabhängige Energieversorgung in kleinen dezentralen Versorgungseinheiten, die kostenintensive Stromnetze zum Energietransport überflüssig machen. Auch eine Revolution im Bereich der E-Mobilität soll mit Neutrinovoltaik möglich sein: ein elektrisches Auto, dessen Karosserie aus ultraleichtem Karbon besteht, in dem Neutrinovoltaik-Zellen integriert sind und keine externe Strombetankung benötigt.

Ob dieser technologische Ansatz halten kann, was er verspricht, wird erst die Zukunft zeigen. Die Meinungen in der Wissenschaftswelt gehen hierzu auseinander.

Odeuropa ist ein innovatives Forschungsprojekt, das darauf abzielt, historische Gerüche zu rekonstruieren. Dabei nutzt es künstliche Intelligenz, um zwei Hauptquellen zu analysieren:
1. Texte: Beschreibungen von Zeitgenossinnen und -genossen werden untersucht, um Informationen über Gerüche aus vergangenen Epochen zu gewinnen.
2. Bilder: Visuelle Darstellungen werden ebenfalls analysiert, um Hinweise auf historische Gerüche zu erhalten. 
Dieses Projekt verbindet Geschichte, Sensorik und moderne Technologie, um einen oft vernachlässigten Aspekt der Vergangenheit - die olfaktorische Dimension - zu erforschen und wiederzubeleben.