Europäisches Forum Alpbach: Technologiegespräche 2020

Dieser Liveblog wird mit Unterstützung des AIT Austrian Institute of Technology produziert, welches die Technologiegespräche gemeinsam mit dem ORF Radio Österreich 1 veranstaltet. Die redaktionelle Alleinverantwortung liegt bei APA-Science.
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Wie es in Zukunft weitergeht, wird sich erst zeigen

Das Motto für das Forum Alpbach 2021 steht laut Präsident Fischler schon fest: „The Great Transformation“.
Bild: APA/Wasserfaller
Alle Sessions des Forum Alpbach 2020 kann man selbstverständlich im Internet noch einmal ansehen.
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Die Technologiegespräche klingen heute regnerisch aus

(Registrierte) Interessierte können das gemütliche Wetter dafür nutzen, die Online-Sessions der vergangenen Tage, die zum Teil parallel stattgefunden haben, noch einmal in Ruhe anzusehen.
Bild: APA/Gindl
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Vertical Farming - Hightech-Gärten für die Stadt der Zukunft

"Die Lebensmittel-Produktion wird wieder Teil des urbanen Alltags werden", prophezeit Daniel Podmirseg. Für den Vorstand und Gründer des Vertical Farm Institutes ist klar, dass man zur Lösung der Energie- und Klimafrage künftig strukturelle Elemente der Lebensmittel-Wertschöpfungskette in Gebäuden oder Stadtteilen integrieren wird müssen. Die Rede ist von der vertikalen Landwirtschaft.
APA/Wasserfaller
Die Weltbevölkerung wächst, und mit ihr die Urbanisierung. Laut UN-Prognose werden von den neun Milliarden Menschen im Jahr 2050 die meisten in der Stadt leben. Eine Möglichkeit zur nachhaltigen Ernährung der Stadtbevölkerung könnte in der vertikalen Landwirtschaft liegen, die eine ganzjährige Kultivierung von Nahrungsmitteln auf geringer Fläche erlaubt und lange Lieferwege überflüssig macht. Auf diese Weise sind nicht etwa nur Obst und Gemüse, sondern auch Algen, Pilze, Fische und Krustentiere in Gebäuden kultivierbar.

Dafür braucht es nicht unbedingt von Grund auf neu konzipierte Gebäude, Potenzial liegt auch in bestehenden Immobilien brach. "Es gibt in Österreich ungefähr 400 Quadratkilometer ungenützte Indoorfläche, die man auf alle Fälle für eine Reihe von Produkten aktivieren kann", rechnete Podmirseg, der gestern, Freitag, im Rahmen der Alpbacher Technologiegespräche am Arbeitskreis "Feeding the City - or Is the City Feeding You?" teilnahm, im Gespräch mit der APA vor.

Im interdisziplinär arbeitenden Vertical Farm Institute geht man etwa der Frage nach, was der kleinste vertretbare Raum ist, Lebensmittel anzubauen, der aber auch einen Impakt für die Stadt hat. "Die kleinste Vertical Farm, die wir entwickelt haben und die wir nächstes Jahr realisieren werden, hat 750 Kubikmeter", so Podmirseg. Das sind drei Schiffscontainer, in denen Nährstoffversorgung, zusätzliche Belichtung, Haustechnik und ein Bearbeitungsraum untergebracht sind. Aus diesen Containern heraus wächst dann ein Gewächshaus mit ungefähr sechs Metern Höhe.

Das System besteht aus zwei Zugängen. Auf der einen Seite befindet sich die Gebäude-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Im anderen Teil bewegt ein Paternostersystem die Pflanzen fünf Mal am Tag um die eigene Achse. Dadurch sei es möglich, die Zusatzbeleuchtung auf das nötige Minimum zu reduzieren. Das Prinzip dahinter erklärt Podmirseg so: "Was bei uns die Kilokalorien sind, ist bei den Pflanzen der Tageslichtintegral. Das heißt, am Ende des Tages hat jede Pflanze gleich viel 'Energy for Free' bekommen. Jenen Teil von den Kalorien, die die Pflanze braucht, um die Photosynthese bestmöglich aktiv zu behalten, kriegt sie zusätzlich über eine künstliche LED-Beleuchtung. Es ist praktisch eine Kombination aus beiden."


Das Ziel ist es, über das gesamte Jahr kontinuierlich Lebensmittel zu produzieren.

Bild: APA/Mario Wasserfaller
Um diese "super komplexe Maschinerie" bestmöglich umsetzen zu können, brauche es Expertisen aus unterschiedlichsten Feldern. "Wir sprechen hier von IoT (Internet of Things; Anm.), Softwareentwicklung, Steuerungs- und Regelungstechnik, Gebäudetechnik, Energieproduktion, Automatisierung, die gesamte Intralogistik", sagt der VFI-Geschäftsführer. Obwohl man vertikale Landwirtschaft auch mit kleinerem technischen Aufwand betreiben könne, liege der Fokus auf Hightech. "Das Ziel ist es, über das gesamte Jahr kontinuierlich Lebensmittel zu produzieren." Die Philosophie dahinter wird nicht zuletzt von UNO-Nachhaltigkeitszielen (SDGs) bestimmt, und jeweils von der Frage: "Macht das noch Sinn?".

Aktuell beschäftigt sich das Team um Podmirseg mit verschiedenen Projekten, die sich hauptsächlich im Maßstab unterscheiden. Zum einen möchte man den Ruthnerturm, ein historisches Turmgewächshaus im Wiener Kurpark Oberlaa, "ins 21. Jahrhundert bringen". Forschungsfrage dabei ist, die Material- und Energieflüsse zu verstehen und zu optimieren. Beim Projekt Zukunftshof in Rothneusiedl dagegen steht eine Grundfläche von ca. 10.000 Quadratmetern für ein laut Webseite "visionäres Stadtlandwirtschafts-Konzept" zur Verfügung, das unter anderem auch Gastronomie und Abfallwirtschaft beinhaltet.

Zudem sollen im Rahmen eines "Horizon 2020"-Projekts mit 20 Partnern moderne Erkenntnisse über die Lebensmittel-Versorgungskette als Empfehlungen auf die Entwicklung von Masterplänen für die Stadtentwicklung übertragen werden, so Podmirseg: "Das heißt, wir berücksichtigen schon von vornherein Räume, die für die Lebensmittelproduktion gewidmet werden."
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Wolfgang Knoll zieht Bilanz

Bild: APA (Mario Wasserfaller)

Wir brauchen einen Paradigmenwechsel in der Art wie wir unsere jungen Wissenschafter ausbilden.

Wolfgang Knoll, wissenschaftlicher Geschäftsführer des AIT, zog am Freitagabend über die diesjährigen Technologiegespräche Bilanz. Er streicht drei Veranstaltungen als persönliche Highlights hervor: „Climate and the environment – European perspectives“, „Complexity science – Corona and the consequences“, und “Living with AI”.
Über alle Sessions hinweg haben die Veranstalter rund 5.000 Teilnehmer verzeichnet. Die Technologiegespräche beschließt Knoll mit Dankesworten an die vielen Helferinnen und Helfer und Techniker und mit einem Ausblick auf das Thema des nächsten Jahres: „The Great Transformation“.
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Probleme mit Daten behinderten Covid-Forschung

Wie Probleme mit Daten die Covid-Forschung behinderte, schilderte der Chef des Complexity Science Hub Vienna (CSH), Stefan Thurner, Freitagnachmittag bei den Alpbacher Technologiegesprächen. So scheiterte rund die Hälfte der im Zuge der Corona-Pandemie aufgesetzten Projekte der Forscher einfach daran, dass kein Austausch von Daten möglich war, sagte der Komplexitätsforscher.
Bild: APA (Hochmuth)
Zu einem frühen Zeitpunkt der Corona-Pandemie sei man am CSH von der Politik gebeten worden, wissenschaftliche Expertise einzubringen. In Folge seien 18 Projekte aufgesetzt worden, aber "viele Dinge haben dabei nicht funktioniert", so Thurner bei einer Diskussion zum Thema "Komplexitätsforschung - Corona und die Konsequenzen". Der Grund seien Probleme mit Daten gewesen, welche die Forscher für ihre Arbeit benötigen.

Dies habe einerseits die Qualität der Daten betroffen, die für die Modelle der Komplexitätsforscher nicht ausreichend gewesen sei, andererseits die Tatsache, dass die Besitzer der Daten nicht bereit gewesen seien, diese zu teilen - aus welchen Gründen auch immer, so Thurner.

"Es zeigte sich aber, dass selbst wenn beide Seiten bereit waren, die Daten zu teilen, dies nicht möglich war. Entweder gab es keine Protokolle dafür, und selbst wenn es diese gab, wurden sie noch nie verwendet oder niemand wusste wie", so der Forscher. 

Rund 50 Prozent unserer Projekte scheiterten, weil wir die Daten nicht in korrekter Weise teilen konnten.

Thurner warnte deshalb vor einem Scheitern der von Digitalisierungsbestrebungen, "wenn Daten nicht zugänglich, gut und korrekt verarbeitet sind - wobei ich mit korrekt zum Beispiel Datenschutz und Privacy meine". Die Qualität der Digitalisierung hänge davon ab, wie wir lernen mit Daten umzugehen. Das sei nicht nur eine Frage für Wissenschafter oder Start-ups, sondern auch eine Übung, die die Gesellschaft lernen müsse.

Für Dirk Helbing vom Computer Science Department der ETH Zürich hat die Corona-Pandemie "die Grenzen von Big Data und Künstlicher Intelligenz (KI) aufgezeigt". Er verwies etwa darauf, dass Länder versucht hätten, Methoden der vorausschauenden Polizeiarbeit ("Predictive Policing") für Corona-Tracing einzusetzen. Angesichts der hohen Fehlerraten dieser Methoden hätte das nicht sehr gut funktioniert. Er nannte als Beispiel Israel, wo etwa 12.000 Personen versehentlich in Quarantäne geschickt wurden und das mit einer zweiten Welle konfrontiert sei. "Es gibt starke Limitierungen dieses datengesteuerten, KI-kontrollierten Ansatzes", so Helbing.

Er plädierte dafür, Big Data und KI anders zu nutzen. Für ihn spielen dabei Smartphones eine wichtige Rolle, die helfen könnten, sich in kritischen Situationen zu orientieren und "unser soziales Netzwerk in ein Sicherheitsnetzwerk zu verwandeln". So hat Helbing mit Kollegen etwa mit "Grippenet" an einem partizipativen Gesundheitssystem gearbeitet, bei dem die Menschen etwa ihre Symptome eintragen können. Die Teilnehmer erhalten dann aggregierte Daten als Feedback und könnten sich so in der aktuellen Situation orientieren, also z.B. sehen, wo es viele Menschen mit Krankheitssymptomen gibt.

"Digitale Technologien können sehr hilfreich sein, man sollte aber nicht zu sehr auf Big Data und KI abzielen, sondern diese Technologie nutzen um Menschen zu befähigen, sich selbst und anderen helfen und eine digitale Demokratie zu ermöglichen", sagte Helbing.
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Sarkastischer Humor in Alpbach

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Mensch-Maschine-Tandem als Zukunftsutopie

Die Diskussion um Fluch und Segen von Künstlicher Intelligenz (KI) könnte sich laut der Informatikerin Gabriele Kotsis von der Uni Linz (JKU) in Richtung einer sinnvollen Teamlösung auflösen. Ein Mensch-Maschine-Tandem, das sich nicht blind auf KI-Lösungen verlässt, könnte neue Möglichkeiten für Veränderung bringen und etwa beim Umgang mit den Klimawandel helfen.

Eine tatsächliche "generelle" KI, die sich selbstständig und proaktiv auf Themenfelder stürzt und der menschlichen Fähigkeit, sich an Situationen anzupassen, nahekommt, sei noch länger nicht in Sicht, hieß es bei einer Diskussion im Rahmen der Alpbacher Technologiegespräche zum Thema "Leben mit KI". Kotsis, die seit kurzem der wichtigsten internationalen wissenschaftlichen Vereinigung auf dem Gebiet der Informatik - der ACM (Association for Computing Machinery) - als Präsidentin vorsteht, plädierte daher dafür, mehr Augenmerk darauf zu richten, wo jeweils die Stärken von Mensch und Maschine liegen.

Maschinen fehlt das Verständnis
So lasse sich etwa die menschliche Neugierde bisher keineswegs in KI-Systemen entdecken. Diese können aber aufgrund ihrer ungeheuren Fähigkeiten zu Datenverarbeitung eng umschriebene Aufgaben erstaunlich gut lösen, was sie etwa in den vergangenen Jahren eindrucksvoll als Schach oder Go-Spieler auf eigentlich übermenschlichem Niveau unter Beweis gestellt haben. Allerdings: Würde das Go-Spielbrett auch nur marginal verändert, indem etwa zusätzliche Felder dazugekommen, hätte sich das System nicht daran anpassen können, so die Designerin und Unternehmerin Anab Jain, die sich u.a. an der Universität für angewandte Kunst Wien mit dem Thema KI auseinandersetzt. "Maschinen fehlt das Verständnis", konstatierte auch Kotsis.

Die Informatikerin glaubt daher an die Idee von sich sinnvoll ergänzenden Mensch-Maschine-Teams, die einander etwa im Arbeitsalltag gegenseitig unterstützen und voneinander lernen. Im Forschungsbereich des "Human Machine Teaming" arbeite man etwa an Ansätzen, die in Richtung einer Art "digitaler Schwester" gehen, so Kotsis. Dieser Assistent, der uns kennt und unterstützt, könnte dann etwa bei Filtern der ständig auf uns einprasselnden Information helfen. Das dürfe aber schlussendlich nicht in einen "Tunnelblick" und ein blindes Verlassen auf die KI-Segnungen münden. Denn bei solchen Systemen bekomme man mitunter zwar überraschende Antworten, aber keine Erklärungen dazu, so die Wissenschafterin.

Für den Rektor der Angewandten, Gerald Bast, führt mittlerweile kein Weg mehr vorbei an KI: "Wir müssen sie nutzen, sie als Menschen aber auch beherrschen." Um das zu erreichen, brauche das Bildungssystem aber eine Neuausrichtung, sonst könnten KI-Anwendungen statt in eine Utopie in eine Dystopie führen. "Wir sollten entscheiden, wie wir diese Werkzeuge nutzen", so Bast, der dies auch als ethische und soziale Frage verstanden wissen will. Gerade im Zusammenspiel zwischen Kunst und Wissenschaft sieht der Angewandte-Rektor ein probates Vehikel, um kritisches Denken in dem Zusammenhang zu fördern.
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Gewessler: Green Deal könnte Gamechanger sein

Die Europäische Kommission hat das Ziel ausgerufen, die EU bis 2050 klimaneutral zu machen. Mit der Corona-Pandemie ist der Kampf gegen den Klimawandel zuletzt aus dem Fokus geraten. Für Umweltministerin Leonore Gewessler (Grüne) hat der angekündigte "Green Deal" dennoch "Potenzial zum Gamechanger", betonte sie bei einer Diskussion zum Thema bei den Alpbacher Technologiegesprächen.

Erstmals werde der Kampf gegen den Klimawandel auch als wirtschaftliche Strategie behandelt, so Gewessler. Zur Umsetzung brauche es aber nicht nur die Mithilfe der EU-Mitgliedsländer. Maßgeblich seien auch die Entscheidungen über den Wiederaufbauplan, das Budget etwa für die Wissenschaft und die Klimaziele der Union bis 2030, die noch ausstehen. "Dieser Herbst wird entscheidend sein für Europa, aber auch für die globale Debatte. Wir sollten nie unsere Verantwortung als EU vergessen, dass das Pariser Klimaabkommen am Leben bleibt."
Bild: APA/Fohringer
Geophysiker Christian Haas vom Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung warnte in diesem Zusammenhang allerdings, dass die Maßnahmen des "Green Deals" bereits vielfach zu spät kommen könnten. Schon jetzt gehe das arktische Meereis im Sommer um 50 Prozent zurück, in 50 Jahren werde es keines mehr geben, was wiederum die Erderwärmung massiv vorantreiben würde.

Als Grundlage für sinnvolle Maßnahmen brauche es auf jeden Fall noch mehr Forschung, um die Mechanismen und konkreten Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen und die Modellierungen robuster zu machen, zeigte er sich bei der Diskussion einig mit Pascale Ehrenfreund, Astrophysikerin und bis 15. August Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), und dem Ozeanografen Martin Visbeck vom GEOMAR-Helmholz-Zentrum.

Daten müssen zugänglich werden
Die Wissenschaft müsse dann aber auch dafür sorgen, dass die Daten breit zugänglich werden, als Entscheidungsgrundlage für die Politik aber auch etwa für Fischer, die die Daten nutzen können, damit ihre Unternehmen überleben können, betonte Ehrenfreund den praktischen Nutzen etwa des Satelliten-Erdbeobachtungsprogramms Copernicus. Sie setzt außerdem auf die Einbindung von Nicht-Wissenschaftern in die Klimaforschung durch Citizen-Science-Projekte. Gut informierte Bürger würden sich mehr engagieren und könnten auch den Druck auf Politik erhöhen.

Ein Umdenken forderte Visbeck beim Umgang mit wissenschaftlichen Daten. Diese würden immer öfter hinter Paywalls versteckt. Wenn Lösungen für ein globales Problem gesucht werden, müssten die von Wissenschaftern gesammelten Daten allerdings auch weltweit kostenlos zugänglich gemacht werden. "Diese Daten sollten ein öffentliches Gut sein", so Visbeck. Gleichzeitig forderte er eine neue Kommunikation der Klimaforscher: Diese sollten nicht nur in die Rolle der Überbringer schlechter Nachrichten schlüpfen, sondern vielmehr Lösungen aufzeigen.
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Gäste-Absagen für Forum Alpbach wegen Österreichs Corona-Zahlen

Die steigenden Corona-Zahlen in Österreich wirken sich auch auf die physische Präsenz hochrangiger internationaler Gäste beim Europäischen Forum Alpbach aus. Mittlerweile haben mehrere europäische Politiker, die ursprünglich zur Konferenz anreisen wollten, nach Forumsangaben entschieden, stattdessen per Zuschaltung an den Veranstaltungen teilzunehmen.

Das gilt etwa für die spanische Außenministerin Arancha Gonzalez Laya, die ungarische Justizministerin Judit Varga sowie den Vizepräsidenten der EU-Kommission, Valdis Dombrovskis. Bereits zuvor war bekannt gewesen, dass die estnische Präsidentin Kersti Kaljulaid virtuell und nicht wie ursprünglich geplant physisch an der Konferenz teilnehmen würde.
Valdis Dombrovskis
Valdis Dombrovskis   Bild: APA/AFP
Weiterhin anreisen wollen hingegen unter anderen die liechtensteinische Außenministerin Katrin Eggenberger und der EU-Sonderbeauftragte für den Westbalkan und frühere slowakische Außenminister Miroslav Lajcak. Nicht beim Forum vertreten sein wird der luxemburgische Außenminister Jean Asselborn.
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Wasserstoff soll Industrie dekarbonisieren

Mit seiner hohen Energiedichte soll Wasserstoff helfen, die heimische Industrie frei von fossilen Brennstoffen zu machen, erklärte Theresia Vogel vom Klima- und Energiefonds der APA. Er ist auch ein guter Speicherstoff für Energie aus Überschussstrom und wäre als Treibstoff im Schwerverkehr sinnvoll, so die Expertin.

Vor allem in sehr energieintensiven Branchen wie der Stahl-, Papier-, Zement- und chemischen Industrie kann Wasserstoff als Energieträger zur "Dekarbonisierung" beitragen, sagte Vogel. Zusätzlich wird er dort als Grundstoff gebraucht. Es sei aber entscheidend, wie der benötigte Wasserstoff hergestellt wird. In Österreich wäre bloß "grüner Wasserstoff" eine Option, der durch Elektrolyse aus erneuerbaren Energien wie Sonnen- oder Windstrom stammt.

"Die EU geht da ganz andere Wege, da gibt es Farbenspiele", sagte sie: Türkiser Wasserstoff wird durch thermische Spaltung aus Methan (Erdgas) hergestellt, grauer Wasserstoff aus fossilen Treibstoffen, ebenso blauer Wasserstoff, nur dass hier abgespaltenes CO2 gespeichert wird und nicht in die Atmosphäre gelangt. "Man hält sich aber ein bisschen zu bedeckt, wie hier die Mengenströme des CO2 aussehen sollen, und lässt dies den Mitgliedsländern offen", erklärte Vogel.

Grauen Wasserstoff könne man keineswegs guten Gewissens zukaufen: Es wäre sogar weniger schädlich, den Treibstoff direkt zu verwenden, als auf diesen Weg hergestellten Wasserstoff, weil all die nötigen Aufbereitungsschritte zusätzliche Energieverluste bringen.

Wasserstoff sei auf jeden Fall ein probates Mittel, um Überschussenergie aus erneuerbaren Quellen für später aufzuheben. "Damit erreicht man etwas, das sonst oft nicht gut funktioniert, nämlich die Langzeitspeicherung von Energie", sagte die Expertin. Es gibt in Österreich sogar einen "Leerstand" von ein paar Millionen Kubikmetern unterirdischer Gasspeicher in Form von Sandsteinformationen, die man eventuell als Wasserstofftanks nützen könnte.
Kommt bald die "Donauwasserstoffschifffahrtsgesellschaft"?
Bei der Mobilität sieht sie vor allem beim Schwerverkehr Chancen für Wasserstoff, also Lastkraftwagen, Langstreckenbusse, möglicherweise bei Schienenfahrzeugen auf ausgewählten Strecken und Schiffen. In diesen Bereichen würde eifrig getestet. "Es gibt bei Wasserstoffbussen schon so viele Testregionen, dass man gar keine Fahrzeuge mehr bekommt, sie sind alle ausverkauft", berichtet Vogel. Auch auf der Donau könne sie sich, wenn entlang des Stroms Wasserstofftankstellen errichtet werden, einen Betrieb damit vorstellen. Dann gibt es vielleicht irgendwann eine "Donauwasserstoffschifffahrtsgesellschaft" als Wort mit rekordverdächtiger Länge.

Woran es für eine breitere Einführung von Wasserstoff als Energieträger hapert, ist ein "ausgegorenes Gesamtkonzept", meint sie. Es sei zum Beispiel ungeklärt, wo man ausreichend grünen Wasserstoff herbekommt, der noch dazu nicht billig ist, und in welchen Bereichen er wirklich sinnvoll ist: "Seine Bilanz ist oft keine supereffiziente, darum muss man sich genau überlegen, wo er seine Vorteile gut ausspielen kann", so Vogel.
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