Angekommen in der Zukunft

 

Die deutsche Regierung trägt diesem Wandel nun Rechnung durch eine neue Staatsministerin für Digitalisierung. Österreich ist hier bereits einen Schritt voraus und hat mit dem bmvit, dem Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, ein Ressort geschaffen, das die Herausforderungen der Zukunft aktiv angeht und begleitet. Mit Unterstützung des Ministeriums ermöglichen wir im Special „Digitalisierung und ­Nachhaltigkeit" den forum Lesern einen Blick in die digitale Zukunft. Im Anschluss präsentieren wir Strategien, wie die Digitalisierung in den Dienst einer nachhaltigen Entwicklung gestellt werden kann.

 

Die Digitalisierung verändert unsere gesamte Gesellschaft und unseren Alltag. Sie hat zunehmenden Einfluss darauf, wie wir arbeiten, wie wir miteinander kommunizieren, wie wir uns fortbewegen und sogar auf unser Älterwerden. Die Grundlage dieser Evolution bildet die Anwendung moderner Informations- und Kommunika­tionstechnologien (IKT). Die Politik muss dabei ihre Rolle im Veränderungsprozess einnehmen, denn eine breite Palette an Aktivitäten ist notwendig, um den Anforderungen des digitalen Wandels gerecht zu werden: das Spektrum reicht von regulatorischen Maßnahmen über den Ausbau der digitalen Infrastruktur bis hin zur Technologieförderung. Eine weitere Herausforderung stellt die Gestaltung von Rechtsnormen und die Standardisierung dar. Ein Ministerium wie das bmvit hat dabei einerseits die Aufgabe, in den europäischen und internationalen Gremien an der Diskussion der Normen teilzunehmen, andererseits die Umsetzung in nationales Recht zu begleiten und Gesetzesentwürfe vorzubereiten, beispielsweise beim Themenfeld automatisiertes Fahren oder bei Fragen der Mobilfunkdienste.

Doch die durch die Politik notwendige Unterstützung geht noch weiter und umfasst die Förderung von Infrastruktur (u.a. Mobilfunk, Festnetz, Breitband, Cloud Computing), Software (Programme, Datenbanksysteme, Architekturen) und Komponenten (u. a. High Performance Computing, Mikroelektronik, Robotics, Sensorik, Cyber-physical Systems, Photonics).

 

Das dabei entwickelte Know-how wird dringend benötigt, um die Digitalisierung in den Bereichen Verkehr, Mobilität, Gesundheit, Energie und Produktion voranzutreiben und Aspekte wie Interoperabilität, Datenzugang und -sicherheit zu gewährleisten.

Daneben müssen gesellschafts- und wirtschaftspolitische Handlungsfelder wie Ethik, Standort, Wandel der Arbeitsplätze, E-Inklusion, Ökologie, Konsumentenschutz und Wettbewerb besetzt werden.

 

Ob Wirtschaft, Bildung, Arbeit oder das gesellschaftliche Leben, es gibt kaum einen Bereich, der nicht auf den ungebremsten Zugang zum Internet angewiesen ist. Die ganze Welt ist inzwischen online, eine Teilhabe ist für viele Menschen und Organisationen nur mit einem leistungsfähigen Internetanschluss möglich.

Österreich will bis 2020 nahezu flächendeckend Übertragungsraten von mindestens 100 Mbit/s zur Verfügung stellen und dabei vor allem ländliche Regionen mit modernen Glasfaserleitungen aufrüsten. Damit will man die Ansiedelung von Unternehmen am Land vorantreiben, neue Arbeitsplätze schaffen und der Abwanderung entgegensteuern.

 

Seit 2011 hält auch in Österreich die aktuelle, vierte Generation der Mobilfunk- und Netztechnologie Einzug (4G, LTE-Technik). 4G ermöglicht theoretisch Geschwindigkeiten von bis zu 150 Mbit/s. Eine weitere Steigerung wird LTE-Advanced bringen (Geschwindigkeiten von bis zu 450 Mbit/s) und die nächste Entwicklungsstufe der fünften Generation (5G) steht bereits vor der Tür. Die EU-Kommission gibt hier die Richtung vor: Bis zum Jahr 2020 soll jeder Mitgliedstaat eine Großstadt mit 5G versorgen, und bis 2025 sollen 5G-Netze in allen städtischen Gebieten und auf den bedeutendsten Landverkehrswegen vorhanden sein. 5G wird Bandbreiten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde und eine 100-mal schnellere Übertragungsgeschwindigkeit als die 4G-Technologie ermöglichen. Dank 5G werden selbststeuernde Autos, Industrie 4.0, Smart Cities und viele weitere digitale Innovationen Wirklichkeit. Aktuell wird unter Federführung des bmvit eine nationale 5G Strategie erarbeitet, mit Hilfe derer Österreich zum Vorreiter der neuen Mobilfunktechnologie in Europa aufsteigen soll.

 

Mechanisierung, Elektrifizierung und Automatisierung – das verdanken wir den ersten drei Industriellen Revolutionen. Jetzt erleben wir mit der Digitalisierung gerade die vierte industrielle Revolution. Als Industrie 4.0 wird sie aber mehr Evolution als Revolution sein und unsere Arbeits- und Produktionswelt nachhaltig verändern. Das Zauberwort lautet Vernetzung, und die Smart Factory bildet dabei das Kernstück. Alle Instanzen, die sich an einer Wertschöpfung beteiligen, sind über das Internet miteinander vernetzt und ermöglichen die Optimierung der kompletten Produktionskette. Dabei spielt die Integration von IKT eine entscheidende Rolle: Über Systeme wie Cyber Physical Systems wird in Smart-Factories ein selbstgesteuerter Produktionsprozess ermöglicht, in dem Mensch und Maschine miteinander kommunizieren. Smart-Factories zeichnen sich vor allem durch eine flexible Produktion aus. Werden die Rohstoffe knapp oder verändert sich die Anzahl an Bestellungen, passen sich die Maschinen automatisch an. Kundinnen und Kunden können somit kurzfristig Änderungen veranlassen. Der Arbeiter der Zukunft ist in der Smart Factory ein Augmented Operator, der via Smartphone oder Datenbrille mit aktuellen Maschinendaten versorgt und über Fehlermeldungen und zielgerechte Lösungen informiert wird.

 

Die Welt der Mobilität ist in Bewegung gekommen und der Mensch kann sich im Fahrbetrieb Schritt für Schritt aus der permanenten Anspannung zurückziehen. Und so fahren wir in der Zukunft:

Schon heute verfügen Autos dank IKT über die verschiedensten Fahrassistenzsysteme wie Einparkhilfe, Spurwechselassistent oder Totwinkel-Überwachung und greifen assistierend ein. Mit der Digitalisierung schreitet die Autonomisierung in der Automobilbranche sowie im Straßenverkehr weiter voran und ermöglicht eine neue Dimension des Fahrens. Die Vision ist ein autonomes Fahren, sprich: ein Auto, das fahrerlos und selbstständig an den Zielort fährt. Die Fahrzeuge werden vernetzt und kommunizieren miteinander. Für diese sogenannte „Vehicle to X"-Vernetzung bilden modernste IKT, die Grundlage. Jedes Fahrzeug teilt seine Daten über die Verkehrsentwicklung, Straßenbeschaffenheit (Aquaplaning, Schnee, Glatteis) oder mögliche Gefahren wie Tiere auf der Fahrbahn mit anderen Fahrzeugen sowie dem Infrastrukturbetreiber. Der Verkehr lässt sich damit besser steuern und direkter beeinflussen. Er strömt gleichmäßiger und dadurch effizienter. Das wiederum führt zu weniger Staus, und die Schadstoffbelastung sinkt. Der größte Vorteil selbstfahrender Autos soll der Aspekt der Sicherheit sein. Neun von zehn Unfällen im Straßenverkehr haben ihre Ursache beim Menschen. Das kann Übermüdung sein, überhöhte Geschwindigkeit oder auch Unachtsamkeit. Diese Fehler können in Zukunft vermieden werden, wenn das Auto selbst die Spur hält, keine riskanten Überholmanöver durchführt, selbst lenkt und bremst. Auch das Modell Carsharing wird enorm profitieren und an Attraktivität gewinnen. Der Kunde muss nicht mehr zum Auto, das Auto kommt direkt zum Kunden und holt ihn ab.

 

Automatisierung und Vernetzung sind nicht nur die Zukunft im Individualverkehr, sondern auch im öffentlichen Verkehr. So trägt die Vernetzung von Systemen mit Sensoren und Kameras dazu bei, dass Verkehrsbetriebe ihre Strecken besser steuern und überwachen können. Zum Beispiel werden Gegenstände im Gleisbereich in Zukunft durch den Einsatz von Drohnen rechtzeitig erkannt. Der Plan des österreichischen Infrastrukturministeriums sieht vor, dass diese Tunnel, Brücken und Oberleitungen untersuchen. Dabei werden Leitungen und Masten kontrolliert und Fremdkörper identifiziert. Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer profitieren dank Vernetzung von einem steigenden Reisekomfort, vor allem durch den Zugriff auf Echtzeitdaten. Als Basis dafür dienen digitalisierte Bahnhöfe. Digitale Wegweiser, Augmented- oder Virtual-Reality-Applikationen werden Reisenden in Zukunft die Orientierung und Organisation erleichtern. Die Busse, U-Bahnen und Straßenbahnen von morgen werden sich ebenfalls autonom fortbewegen und dank IKT-Systemen ein effizienteres Störungsmanagement, mehr Sicherheit, einen niedrigeren Energieverbrauch und eine höhere Leistungsfähigkeit erreichen. Mit einem optischen 3D-Sensorsystem registrieren sie andere Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer sowie Objekte und können Gefahrensituationen richtig einschätzen und dementsprechend reagieren.

 

Mit der prognostizierten Zunahme des Flugaufkommens, sowohl in der Passagierluftfahrt als auch in der Luftfracht, steigen gleichermaßen die Schadstoffemissionen und die Lärmbelastungen. Die Nachfrage nach Innovationen ist dementsprechend groß. Hier gilt es, Zukunftstrends rechtzeitig zu erkennen und Maßnahmen zu setzen. Zukünftig kann beispielsweise schon im Zug die Gepäckabgabe für den Flug digital unterstützt erfolgen. Auch die Flugzeugkabine der Zukunft soll nicht nur barrierefrei sondern auch innovativ sein. Sitze speichern die Körperwärme und erstellen damit personalisierte Hologramme. Internet und Telefonie funktionieren auch während des Fluges.

 

Die wichtige Stellung, die die österreichische Luftfahrtforschung und -industrie national aber auch international einnimmt, untermauert das Technologie-Ressort bmvit zum Beispiel mit der Onlineplattform „aeronautics.at". Diese gibt einen Überblick über rund 300 von österreichischen Betrieben entwickelte Technologien. Das Herzstück bildet ein digitales 3D-Modell eines Flugzeugs, das eine interaktive Suche nach allen Bauteilen und Komponenten ermöglicht. Auch die Bedeutung der Weltraumforschung nimmt immer mehr zu: Wetterprognosen, Navigationsprogramme, Telekommunikation, Internet und Fernsehen, all das funktioniert dank satellitengestützter Systeme. Sie sind der beste Beweis dafür, welch wichtige Rolle die Weltraumforschung in unserem Alltag erfüllt. Darüber hinaus können wir dank Weltraumtechnologien den Klimawandel besser verstehen, und sie geben uns einen Vorsprung an Informationen über herannahende Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Waldbrände. Auch bei der Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen wie Verkehr und Sicherheit werden Satellitendaten laufend eingesetzt.

 

Der demografische Wandel stellt uns vor große gesellschaftliche, soziale und politische Herausforderungen. Durch sinkende Geburtenraten und eine höhere Lebenserwartung entsteht eine immer älter werdende Gesellschaft. Im Jahr 2000 umfasste die Gruppe der 65-Jährigen in Europa knapp 16 Prozent, bis 2050 wird sich diese Zahl verdoppeln. Schon jetzt wollen viele Seniorinnen und Senioren ihren Lebensabend lieber in den eigenen vier Wänden verbringen als in einem Heim. Oft wird dieser Wunsch aber aus Angst vor Unfällen oder wegen anderen Problemen im Alltag aufgegeben. Der Einsatz von IKT kann helfen, dass ältere Menschen zu Hause leben können und sich die Unabhängigkeit bewahren. Dank der automatisierten, technologischen Assistenzsysteme wird aus den eigenen vier Wänden ein Smart Home, in dem alle Hausgeräte vernetzt und zentral gesteuert werden. IKT-Systeme können für ältere Menschen somit beschwerliche Aufgaben oder solche, die in Vergessenheit geraten, übernehmen. Ein Herd, der nicht ausgeschaltet wurde, ein Wasserhahn, der noch läuft, oder eine Kühlschranktür, die offen steht – all das wird automatisch erledigt. Auch gesundheitliche Aspekte erfüllt die Technologie. Medikamentenspender sortieren Medikamente und kontrollieren die erfolgreiche Einnahme. Blutdruck und Puls werden von entsprechenden Sensoren aufgezeichnet. Drucksensoren im Boden registrieren Stürze und setzen infolgedessen einen Notruf ab. Den Kontakt zu Ärzten, aber auch zu Freunden und Verwandten hält der Bewohner bzw. die Bewohnerin per Videotelefonie.

 

Die Smart City zeichnet sich durch Energieeffizienz, Ressourcenschonung, geringe Emissionen und höchste Lebensqualität aus. Ein weiterer Bereich, den die Digitalisierung dank modernster Technologien massiv verändern wird, ist der Energie- und Umweltsektor. Steigender Strombedarf, Verringerung von CO2-Emissionen, erneuerbare Energieträger, Elektromobilität oder die Energieunabhängigkeit sind aktuelle und zukünftige Themen, die nach intelligenten Systemlösungen verlangen. Da immer mehr kleine Energieerzeuger erneuerbare Energie ins Stromnetz einspeisen, braucht es Energienetze, in denen Strom und Informationen nicht nur in eine Richtung fließen. Das erledigen in Zukunft sogenannte Smart Grids: Sie verbinden alle Akteure des Energiesystems – Photovoltaikanlagen, Windräder, Haushalte, Speicher und auch Verteilernetze – über ein Kommunikationsnetzwerk und ermöglichen somit eine effiziente und günstige Energieversorgung. Smart-Grids-Modellregionen testen Vernetzungs-Systeme. In der Salzburger Gemeinde Köstendorf wurde zum Beispiel untersucht, ob Elektroautos (in jeder zweiten Garage stand ein E-Auto) als Speicher genutzt werden können. Da die Städte weltweit wachsen werden, bedeutet das riesige Umwälzungen in einer Vielzahl an Bereichen wie Arbeit, Umwelt, Verkehr/Mobilität, Wohnen, Bildung, Versorgung und Bürgerservice. IKT und die damit korrelierende Vernetzung stellt eine höhere Lebensqualität für die Bewohner und Bewohnerinnen sicher.

 

Durch den umfassenden Einsatz von IKT wird eine Menge Energie benötigt sowie eine Fülle an Daten gesammelt, gespeichert, ausgewertet, verarbeitet und weitergeleitet – zum Beispiel Daten, die Kameras auf Autobahnen und Schnellstraßen liefern, Daten die Logistikketten und Zugangsberechtigungen von Unternehmen regeln, Daten die im Flug- und Schienenverkehr entstehen, oder generell Internet- und Mobilfunkdaten. Ein Angriff auf die jeweilige Infrastruktur auf digitaler wie physischer Ebene oder ein Ausfall derselben könnte sich schwerwiegend auf Mobilität, Kommunikation und Alltag auswirken. Umgekehrt erlaubt Digitalisierung aber auch eine wesentlich effizientere Durchführung von Sicherheitsmaßnahmen, etwa im Krisen- und Katastrophenmanagement oder auch bei der Grenzsicherung.

 

Die Digitalisierung wird unaufhaltsam voranschreiten. Nun liegt es an uns allen, die Segnungen geschickt zu nutzen und gleichzeitig wachsam die gesellschaftlichen Auswirkungen zu beobachten. Neben der Verbesserung der Lebensqualität sollten die Errungenschaften der Digitalisierung in höchster Priorität eingesetzt werden, um globalen Herausforderungen wie Klimawandel, Artenverlust, Lebensmittelverschwendung, Hunger und Krieg sowie nationaler Sicherheit wirksam begegnen zu können.