Innovationen für 2021

2020 war in vielerlei Hinsicht ein bemerkenswertes Jahr. Die ganze Welt wurde von einem Virus in Schach gehalten und zahlreiche Wissenschaftler fokussierten sich bei ihrer Arbeit auf dieses Virus. SARS-CoV-2 wurde genau unter die Lupe genommen. Was richtet dieses Coronavirus im menschlichen Körper an? Wie verbreitet es sich? Wie kann es bekämpft werden? Gibt es Medikamente oder gar einen Impfstoff dagegen? Wissenschaftliche Ressourcen wurden vorwiegend für die Erforschung on SARS-CoV-2 eingesetzt. Wie sich zeigt, geschah das mit Erfolg. Denn etwa ein Jahr nach Beginn der Pandemie steht uns bereits ein Impfstoff gegen SARS-CoV-2 zur Verfügung. Die Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS-CoV-2 gilt als die größte wissenschaftliche Errungenschaft der letzten Jahre. Aber nicht nur die Impfstoffentwicklung wurde unter dem Druck der Pandemie beschleunigt, uns erwarten im Jahr 2021 zahlreiche technologische Entwicklungen. Welche Innovationen für 2021 erwartet werden und welche technologischen Fortschritte 2021 gemacht werden könnten, erfahrt ihr hier.

Von vielen unbemerkt macht die Wissenschaft derzeit Fortschritte auf dem Gebiet der Kernfusion. Die friedliche Nutzung der Kernfusion könnte unsere Probleme mit der Energieversorgung lösen. Im Kern steht der Traum, sichere, saubere Energie durch thermonukleare Funktion zu gewinnen. Diese Energie treibt auch Sterne wie unsere Sonne an. Es gibt mit dem ITER ein Mammutprojekt, das stark durch öffentliche Gelder gefördert wird und ab 2030 erste Ergebnisse liefern soll. Neben dem ITER im französischen Cadarache gibt es noch weitere, wesentlich kleinere Projekte rund um die Fusionstechnologie. Man darf also gespannt sein, wer uns in den kommenden Jahren erste Ergebnisse liefern kann. Schaffen wir es eines Tages Energie so zu produzieren wie die Sonne? Wenn ja, wäre dies ein großer technologischer Fortschritt, der vergleichbar wäre mit der Erfindung der Dampfmaschine.

Schon heute wird künstliche Intelligenz (kurz KI) nicht mehr für den Zweck eingesetzt, für den sie entwickelt wurde. KI ist heute mehr als Datenbanken durchsuchen und Schach spielen. Heute liegt der KI mit dem sogenannten "deep learning" ein Lern- und Optimierungsverfahren zugrunde, das auch die Steigerung der Intelligenz in die Breite erlaubt. Dabei werden auch Entwicklungen in Bereichen möglich sein, die bislang als Domäne des Menschen gelten. So wird es wohl möglich sein, dass KI zu menschlichen Eigenschaften wie Intuition und Kreativität fähig sein wird. Das Erfassen von menschlichen Emotionen soll wohl bald eine Standardfähigkeit künstlicher Intelligenz sein. Es ist zu erwarten, dass das Land mit der am besten entwickelten künstlichen Intelligenz in Zukunft zur wirtschaftlichen und militärisch dominierenden Macht auf diesem Planeten aufsteigen wird. Bislang konkurrieren hier vor allem China und die USA um den ersten Platz. Europa ist hier eher Zuschauer statt Akteur. Innovationen für 2021 werden daher eher aus China oder den USA zu erwarten sein.

Quantencomputer wurden lange Zeit der Science Fiction zugeordnet. Wenn man das Wort "Quantencomputer" nur hört, wird es schon schwierig, dies mit irgendetwas Greifbarem, Alltäglichem in Verbindung zu bringen. Die Entwicklung des Quantencomputers könnte unsere Zukunft ähnlich stark prägen wie die Entwicklung der Digitaltechnik das 20. Jahrhundert geprägt hat. Im Herbst 2019 ließ Google die Welt wissen, dass es den Ingenieuren des Unternehmens gelungen sei, einen Quantencomputer zu entwickeln. Quantencomputer könnten in der Lage sein, Probleme zu lösen, die für herkömmliche Computer unlösbar sind. Der von den Google Ingenieuren entwickelte Quantencomputer hat etwas geschafft, was für herkömmliche Computer bislang unmöglich war. Allerdings handelte es sich um ein Problem von sehr akademischer Natur. Doch wenn diese Technologie weiterentwickelt wird, könnten sich folgende Bereiche stark verändern:

• Künstliche Intelligenz: Hier könnten dank der Quantencomputer Optimierungsprobleme schneller gelöst werden.
• Kryptographie: Verschlüsselungen beruhen in der Regel auf der Re-Faktorisierung der Produkte von Primzahlen. Quantencomputer könnten auch bei sehr großen Primzahlen noch schnelle Ergebnisse liefern.
• Durchsuchen von Datenbanken: Bei der Suche in Datenbanken müssen herkömmliche Computer Daten einzeln betrachten. Da das der Fall ist, kann das Durchsuchen von großen Datenmengen sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Ein Quantencomputer könnte schneller Ergebnisse liefern.
• Komplexe Optimierungsaufgaben lösen: Es kann schwierig sein, bei vielen möglichen Lösungen die beste herauszufinden. Stehen zu viele Varianten zur Auswahl, scheitern herkömmliche Computer an Optimierungsaufgaben. Quantencomputer bieten auch hier die Chance auf schnellere Lösungen.
• Chemische Verbindungen finden: Auch beim Auffinden von neuen chemischen Verbindungen stehen Optimierungsprobleme an. Quantencomputer könnten hier Abhilfe leisten und dabei helfen, bessere Batterietechnologien sowie neue Medikamente zu entwickeln.

Auch bei der Entwicklung der Quantencomputer haben China und die USA die Nase vorn. Hier dürfen wir Innovationen für 2021 erwarten.

Im Alltag haben wir uns bereits an die zahlreichen technischen Helfer gewöhnt. Da ist die App, die uns über den verspäteten Zug informiert. Da ist die App, über die wir Partner und Freunde kennenlernen. Und auch ein Kühlschrank, der selbstständig Lebensmittel nachbestellt, wenn diese ausgehen, reißt uns nicht mehr vom Hocker. In Zukunft sind weitere Entwicklungen in diese Richtung zu erwarten. Vielleicht erinnert uns ein blinkender Regenschirm daran, dass wir diesen mitnehmen, wenn Regen vorausgesagt wird? Oder wir haben einen Geldbeutel, der sich nur noch ganz schwer öffnen lässt, wenn unser Kreditrahmen ausgeschöpft ist. Solche intelligenten Dinge sind bereits möglich und wir dürfen gespannt sein, welche Innovationen 2021 auf uns zukommen.

Auch die Gentechnik in der Medizin hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht. Ein Beispiel dafür ist die Entwicklung eines "genetischen" Impfstoffs gegen das Coronavirus. Bei der Entwicklung der Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 hat man sich die Erkenntnisse der letzten Jahre aus der Genetik zunutze gemacht. Allerdings eignen sich gentechnische Verfahren nicht nur für die Entwicklung von Impfstoffen. Bereits heute sind Eingriffe in das menschliche Genom von technischer Seite her möglich. Bei genetisch bedingten Krankheiten könnte Gentechnik beispielsweise wirkungsvoll eingesetzt werden. Denkbar wäre ein Einsatz der Gentechnik auch bei Erkrankungen wie Krebs, HIV, Diabetes oder Malaria. Hier sind Innovationen für 2021 ebenfalls zu erwarten. Allerdings gibt es bei Eingriffen in das menschliche Genom auch noch viel Diskussions- und Klärungsbedarf. Man darf gespannt sein, wie weit sich die Forschung auf diesem Gebiet wagen kann und darf, und welche Innovationen 2021 kommen werden.

Innovationen für 2021 sind einige zu erwarten. In allen vorgestellten Bereichen gibt es spannende Entwicklungen, die wir auch 2021 im Auge behalten sollten. Vielleicht nutzen wir schon bald die gleiche Energie wie die Sonne, können mittels Gentechnik Erbkrankheiten heilen und dürfen uns beim Wocheneinkauf voll und ganz auf unsere Haushaltsgeräte verlassen.

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