Neueste Technologien: Ein Blick auf die Zukunft Deutschlands

Mega-Trends sind Transformationsprozesse, die unsere Gesellschaft langfristig und nachhaltig prägen. Besonders im technologischen Sektor vollzieht sich dieser Wandel rasant und komplex. Die fortschreitende Digitalisierung und die Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz sind hierfür prägnante Beispiele. Bei TRENDONE werden diese Entwicklungen beobachtet und im TRENDONE Trenduniversum gebündelt. Dieses Trenduniversum wird dann in der Megatrend-Map abgebildet, einer Art Landkarte der Zukunft.

Trendone-Whitepaper-Trend-und-Innovationsmanagement

Die Megatrend-Map visualisiert und vereinfacht komplexe und dynamische Veränderungen. Mega-Trends geben Aufschluss darüber, welche Entwicklungen unsere Gesellschaft nachhaltig beeinflussen werden.

Auf der aktuellen Megatrend-Map sind 17 Mega-Trends verzeichnet, die unsere Zukunft maßgeblich gestalten werden. Im Folgenden werden sieben technologische Mega-Trends vorgestellt, die besonders relevant sind:

1. Künstliche Intelligenz (KI)

“Digitale persönliche Assistenten” oder “smarte Lautsprecher” wie Apples HomePod, Amazons Echo oder Googles Assistant – immer mehr KI-basierte Systeme halten Einzug in unseren Alltag. Und die KI-Forschung schreitet mit großen Schritten voran. Neuronale Netzwerke, auch bekannt als Deep Learning, ermöglichen es KI-Algorithmen, zu lernen. Im Bereich Cognitive Computing werden menschliche Denkprozesse simuliert, wodurch komplexe Aufgabenstellungen selbstständig gelöst werden können. Die rasche Verbreitung von KI wirft jedoch auch Fragen nach möglichen Risiken auf. Dies wird besonders deutlich bei Predictive Analytics, wo KI-Systeme Menschen bei Entscheidungen unterstützen. Viele Algorithmen verstärken jedoch Vorurteile, die sie in der Entwicklungsphase erlernt haben. Daher wird das Vertrauen in die KI, die AI Trustability, ein entscheidender Faktor für die zukünftige Akzeptanz dieser Technologie. Es ist wichtig, dass auch im Bereich der mint bildung kita verstärkt auf diese neuen Technologien eingegangen wird.

2. Data Era

Datenmenge

Die weltweit produzierte Datenmenge wächst exponentiell. Ob Lebewesen, Geräte oder Maschinen – nahezu alles kann erfasst und getrackt werden. Die intelligente Nutzung dieser Daten wird zu einer zentralen Herausforderung. Neben der Datensicherheit ist ein verständnisvoller Umgang mit Daten von großer Bedeutung.

Folgende Entwicklungen werden die Data Era prägen:

• Der sachgerechte Umgang mit und die richtige Interpretation von erhobenen Daten wird zur Standardqualifikation. Data Literacy wird die Fähigkeit, mit großen Datenmengen kompetent umzugehen.
• Smart-Data-Lösungen reduzieren die Datenmenge bereits vor der Auswertung auf nutzbringende und hochwertige Daten.
• Mit datenbasierten Erkenntnissen kann gezieltes User-Profiling betrieben werden. Mit Hyperpersonalisierung von Inhalten und Leistungen sollen individuelle Nutzer:innen besser verstanden werden.
• Viele Daten werden dank Open Data offen zugänglich gemacht und können frei genutzt werden.
• Durch Ansätze wie Decentralized Computing wird die Rechnerleistung über die Infrastruktur des Internets verlagert, wodurch die Datenmengen schneller verarbeitet werden können.
• Eine noch schnellere Analyse der Datenmenge versprechen zukünftig Quantencomputer.
• Distributed-Ledger-Technologien wie Blockchain eröffnen neue Geschäfts- und Servicemodelle. Sie ermöglichen zudem manipulationssichere E-Voting-Systeme oder die Verwaltung digitaler Rechte.

Eine zentrale Rolle wird bei all dem zukünftig Cybersecurity spielen. Der Schutz von Privatsphäre und Eigentum wird zu einem ständigen Wettlauf. Auch die spd bildungspolitik muss sich diesen Herausforderungen stellen und Konzepte entwickeln.

3. Engineered Evolution

Menschliche Fähigkeiten

Der Mensch erweitert durch Technologien seine natürlichen Fähigkeiten und Sinne. Die Entwicklung reicht von Wearables, die getragen werden können, bis zu Human Enhancement Technologien, die fest mit dem Körper verbunden sind, beispielsweise als Implantat. Dadurch werden nicht nur persönliche Einschränkungen aufgehoben, sondern auch verbesserte Sinneswahrnehmungen möglich.

Prinzipien der Ingenieur- und Naturwissenschaften werden im Bioengineereing auf Gewebe, Zellen und Moleküle natürlicher Systeme übertragen. Vor allem Gentechnologien wie Crispr-Cas versprechen hier nicht nur die Heilung von Krankheiten, sondern auch die Entwicklung neuer resistenter Pflanzensorten oder von Tieren mit spezifischen Eigenschaften.

Brain-Computer-Interfaces ermöglichen einen bidirektionalen Informationsaustausch zwischen Mensch und Maschine und führen zu einer Verschmelzung auch auf geistiger Ebene.

4. Exponential Industries

Industrie- und Fertigungsprozesse

Industrie- und Fertigungsprozesse erleben einen exponentiellen Wandel:

• Der 3-D-Druck überwindet immer stärker die Limitationen konventioneller Produktionsmethoden, wodurch der Formgebung nahezu uneingeschränkte Freiheit gewährt wird.
• Durch Machine Sensi erfassen Maschinen ihre Umwelt durch Technologien und Sensoren.
• Durch Nano Engineering können Materialien auf atomarer Ebene manipuliert werden, wodurch sie neue Funktionen und Eigenschaften erhalten.
• Smart Materials passen sich an neue Umgebungsverhältnisse an. Sie erweitern dadurch das Funktionsspektrum eines Werkstoffs oder lassen sich leichter recyceln beziehungsweise kompostieren.
• Die Robotik ermöglicht immer mehr Automatisierungen von Fertigungsaufgaben, die zuvor Menschen erledigt haben.
• Additive Fertigung, dezentrale Produktion und eine präskriptive Analyse der Nachfrage ermöglichen eine flexible Produktion.
• Die Wertschöpfungsketten werden immer mehr zu Resilient Supply Chains, die durch Agilität, Transparenz und Nachhaltigkeit widerstandsfähig sind und sich rasch verlagern lassen.

Immer mehr Innovationen entstehen dadurch an den Schnittstellen ehemals getrennter Branchen, den sogenannten Overlap Markets. Ehemals getrennte Branchen werden so zu Innovationstreibern. Dies hat auch Auswirkungen auf das bildungsföderalismus in Deutschland.

5. Intelligent Infrastructure

Intelligente Infrastruktur

Die Infrastruktur der Zukunft steht vor großen Herausforderungen – insbesondere was Mobilität und Energieversorgung angeht.

Bei der Energieversorgung stehen folgende Entwicklungen bevor:

• Intelligente Stromnetze, die Smart Grids, werden die Erzeugung, den Verbrauch und die Speicherung von Energie automatisch steuern.
• Durch die Energiewende wird es immer mehr Energy Storage Systems geben.
• Green IT unterstützt das Energiesparen durch passende Technologien sowie die Optimierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs bei Produktion, Betrieb und Recycling technischer Geräte.

Auch unsere Mobilität wird sich weiter wandeln:

• Unter Connected Mobility werden verschiedenste Mobilitätslösungen zusammengefasst, sodass Menschen nahtlos unterschiedliche Angebote nutzen können.
• Autonomous Systems wie selbstfahrende Autos und andere autonom fahrenden und fliegenden Systeme werden sich durchsetzen.

Unsere Infrastruktur wird immer intelligenter werden. Voraussetzung dafür ist Advanced Network Tech, die Technologien wie 5G, NFC, Laser, aber auch die Übertragung von Energie umfasst.

Leistungsfähige City Operating Systems ermöglichen uns Smart Cities, in denen Informations- und Kommunikationstechnologien mit Sensornetzwerken zusammenspielen, um Waren-, Menschen- und Verkehrsflüsse oder den Energieverbrauch zu steuern.

6. Smart Surroundings

Smarte Umgebung

Unsere Umgebung ist hypervernetzt und wird zunehmend intelligenter.

In folgende Richtungen wird sich diese Entwicklung weiter fortsetzen:

• Sowohl im eigenen Zuhause (Smart Home), in Geschäften oder im öffentlichen Raum werden über Sensoren, Lebewesen und Gegenstände erfasst. Diese Datenerfassung wird zur Grundlage für eine Vielzahl an Anwendungen und Services.
• Durch die vollständige Vernetzung aller Alltagsgegenstände im Internet of Everything (IoE) entstehen weitere intelligente Lösungen für unseren digital vernetzten Alltag.
• Durch die Kombination von Sensoren, unterschiedliche Kameratechnologien mit Anwendungen künstlicher Intelligenz (Everysensing) können nicht nur Dinge und Lebewesen mitsamt biometrischen Daten erfasst werden, sondern auch deren Interaktion mit dem Umfeld. Dadurch werden autonom agierende Umgebungen möglich, wie beispielsweise autonome Filialen.
• Multitouch-Oberflächen auf Displays gewinnen stetig an Bedeutung. Die Interaktionen durch Sprache, Berührung oder Gestenerkennung über sogenannte Natural User Interfaces werden weiter zunehmen.
• Personal Protection Technologie wird immer mehr für präventive Schutzmaßnahmen und passive Sicherheitssysteme eingesetzt, um Gefahren im Voraus zu erkennen und uns in kritischen Situationen zu beschützen.
• Mit Location Based Services können Nutzer:innen abhängig von ihrem Aufenthaltsort spezifische ortsgebundene Angebote und verschiedene Dienstleistungen über ihre mobilen Endgeräte in Anspruch nehmen. Die Förderung sdg hochwertige bildung ist hierbei ein wichtiger Aspekt.

7. Virtualisation

Virtualisierung

Die Entwicklung immer besserer und günstigerer Virtualisierungs-Technologie eröffnet uns viele neue Möglichkeiten:

• Durch COVID-19 ist es zu einem Entwicklungsschub digitaler Tools gekommen, die virtuelle Zusammenarbeit (Virtual Collaboration) ermöglichen und flexible, agile Arbeitsweisen unterstützen.
• Der ganze Alltag kann zur „Remote Experience“ (Remote X) werden. Beispiele sind Onlineshopping und neue virtuelle Erlebnisse, wie der Besuch eines Museums oder eines Konzerts.
• In der Industrie lassen sich dank fortgeschrittener Sensorik mit dem Digital Twin komplexe Simulationen erstellen, die auch im Umweltschutz oder Gesundheitssektor ihren Einsatz finden.
• Augmented, Mixed und Virtual Reality sorgen für ein neues Level an Verschmelzung des Digitalen und Analogen. Diese Formen virtueller Interaktion können für virtuelle Trainings im Gesundheitssektor oder im Gaming Bereich genutzt werden. Auch das forum frühkindliche bildung sollte sich mit diesen neuen Möglichkeiten auseinandersetzen.

Die rasante Entwicklung neuester Technologien verändert unsere Welt grundlegend. Deutschland steht vor der Aufgabe, diese Entwicklungen aktiv mitzugestalten und die Chancen, die sie bieten, zu nutzen. Nur so kann Deutschland seine Position als Innovationsstandort auch in Zukunft sichern und ausbauen. Es ist wichtig, dass sich alle Bereiche der Gesellschaft mit diesen neuesten Technologien auseinandersetzen.