Donnerstag, April 05, 2018

Osterspaziergang übersetzung mit DeepL

Wenn Computer übersetzen

Seit den Anfangstagen der elektronischen Datenverarbeitung gibt es den Traum dass Computer übersetzen. Ich erinnere, dass wohl von Neumann in den 1950er Jahren einem Studenten als Arbeit für die Semesterferien die Aufgabe gestellt hat, ein Übersetzungsprogramm zu schreiben. Wie wir alle wissen ist dies ein hoffnungsloses Unterfangen, weil man die Aufgabe anfangs völlig unterschätzt hat.

Die Aufgabe ist so schwer, weil Sprache nicht einfach eine Aneinanderreihung von Worten mit fester Bedeutung ist, sondern komplex in einem Sinnzusammenhang stehen. Um so erstaunlicher ist es, dass es jetzt eine Maschine gibt, die nach Analyse von Texten mit zusammen einer Milliarde Worte bemerkenswert gut Deutsch in Englisch und zurück übersetzen kann. Es handelt sich um DeepL.
Ein Programm der Firma Linguee, die schon aufgefallen ist durch eine sehr gute Wörterbuchseite.

Vom Eise befreit sind Strom und Bäche
Ich habe jetzt einen sehr schweren Test durchgeführt, nämlich den berühmten Osterspaziergang von Goethe in Faust I von Deutsch nach Englisch und dann wieder zurück zu übersetzen.
Das Resultat ist nicht perfekt, was es auch nicht sein kann, da Gedichte oft mehrdeutige Worte enthalten und oft für den Reim optimiert sind, aber das Resultat ist trotzdem überraschend.

Vor dem Tor

Strom und Bäche sind eisfrei
Durch den Frühling, schöner, belebender Blick,
Die Hoffnung ist grün im Tal;
Der alte Winter, in seiner Schwäche,
Zurückgezogen in raue Berge.
Von dort aus schickt er, auf der Flucht, nur noch
Unbewusste Schauer von körnigem Eis
In Streifen über den begrünten Flur.
Aber die Sonne verträgt kein Weiß,
Überall gibt es Bildung und Streben,
Alles, was sie mit Farben beleben will;
Aber es gibt keine Blumen am Bahnhof,
Sie nimmt saubere Leute dafür.
Dreh dich um, aus diesen Höhen.
Blick zurück in die Stadt!
Aus dem hohlen dunklen Tor
Es entsteht ein buntes Treiben.
Jeder liebt heute das Sonnenbaden.
Sie feiern die Auferstehung des Herrn,
Denn sie sind selbst auferstanden:
Aus niedrigen Häusern stumpfe Kammern,
Von Handwerks- und Handelsbanden,
Vom Druck der Giebel und Dächer,
Von den Straßen der drückenden Enge,
Aus den Kirchen der ehrwürdigen Nacht
Sind sie alle ans Licht gebracht worden.
Schau, schau! wie sich die Menge verhält.
Zerquetscht durch die Gärten und Felder,
Wie der Fluss in Breite und Länge
Ich habe ein paar lustige Buchten verlegt,
Und, bis wir sinken, überladen,
Der letzte Kahn fährt weg.
Auch Wanderwege fernab des Berges
Bunte Kleider blinzeln uns zu.
Ich höre schon den Aufruhr im Dorf,
Hier ist der wahre Himmel des Volkes,
Zufriedener Jubel groß und klein:
Hier bin ich ein Mensch, hier kann ich sein!

Das Original findet man in hier.

Wo steht Google translate

Auf jeden Fall nutze ich jetzt DeepL statt Google das hier bei gleichen Bedingungen zu folgenden, etwas weniger sinnvollem Resultat führt:

Frei vom Eis sind Strom und Ströme
Ein Frühling inspirierender, belebender Look,
Es gibt Hoffnung im Tal;
Der alte Winter, in seiner Schwäche,
Im Ruhestand in raue Berge.
Von dort aus sendet er nur auf der Flucht
Ohnmachtsanfälle von granularem Eis
In Streifen über dem Begrünungskorridor.
Aber die Sonne toleriert keine Weiße,
Überall rühren Bildung und Aspiration,
Alles will sie mit Farben beleben;
Aber Blumen fehlen in der Gegend,
Sie nimmt gereinigte Leute dafür.
Drehe dich um von diesen Höhen
Um zurück in die Stadt zu sehen!
Aus dem hohlen, dunklen Tor
Durchdringt eine bunte Menschenmenge.
Jeder sonnt sich gerne heute.
Sie feiern die Auferstehung des Herrn,
Weil sie sich selbst auferstanden sind:
Von niedrigen Häusern stumpfe Wohnungen,
Von Handwerks- und Handelsbands,
Aus dem Druck von Giebeln und Dächern,
Aus den überfüllten Straßen,
Aus den Kirchen der ehrwürdigen Nacht
Werden sie alle ans Licht gebracht?
Sieh an! wie bewegt sich die Menge
Zerschlägt die Gärten und Felder,
Wie der Fluss in Breite und Länge
Also ein paar lustige Nachen bewegt,
Und überladen bis zum Untergang,
Entfernt dieses letzte Boot.
Sogar von den Bergfernwegen
Blinkende farbige Kleidung an.
Ich höre schon die Aufregung des Dorfes,
Hier ist der wahre Himmel der Menschen,
Zufrieden beklagt sich groß und klein:
Hier bin ich ein Mensch, hier darf ich sein!

Der Wettbewerb bei der Entwicklung ist noch nicht zuende, aber offensichtlich wird der Inhalt schon gut übersetzt.

Schnelle Entwicklung

Laut den Angaben von DeepL wurde das Programm in 16 Monaten entwickelt (Etwas länger als Semesterferien dauern) und etwa zwei Wochen mit den Texten trainiert. Das war nur möglich, weil heute sehr leistungsfähige künstliche Neuronale Netzwerk Programme zur Verfügung stehen und zum anderen weil das Internet kostenlos immense Mengen an gut übersetzten Texten liefert.

Dienstag, März 27, 2018

Probleme mit einfacher Technik

Kommunikationsprobleme

Wir leben in einer Welt mit extrem leistungsfähiger Technik, unsere Prozessoren können mehr Rechnungen in einer Sekunde erledigen als ein Mensch in seinem Leben jemals rechnen könnte. Unsere Festplatten können mehr Daten speichern, als eine Staatsbibliothek an Text besitzt. Wir wählen eine Nummer und können fast jeden Menschen auf der Welt mobil anrufen und trotzdem funktionieren manche Sachen nicht.
Ich will das in diesem Blog an einigen Beispielen darstellen.

Beamer nutzen

Wir kennen das alle, ein Vortrag, eine Präsentation mit Powerpoint soll für alle sichtbar auf die Leinwand projiziert werden. Der Laptop hat über 1000 € gekostet, der Beamer ähnlich viel, das Kabel steckt, aber kein Bild. nach zwei Minuten ruft der Referent um Hilfe, ein Computerexperte im Publikum eilt herbei, Geräte werden aus und wieder eingeschaltet, Auf der Tastatur werden abenteuerliche Kombinationen gepresst, CTRL, ALT, F11, F7, AltGr, Strg, und plötzlich, das Publikum hat schon fast aufgegeben und plant schon für die Zeit nach dem Abend, sieht man doch ein Bild. Nicht selten haben 100 gutbezahlte Personen 10 Minuten sinnlos gewartet. Je nach Gehalt sind das schnell 1000 Euro, also mehr Geld, als der Beamer gekostet hat!
Verschiedene Zwischenstecker für Video,
hier auf einem Besprechungstisch bereitgehalten

Und das multipliziere ich jetzt mit einer Million Vorfälle weltweit und täglich, das sind mehr als 300 Milliarden, eine unvorstellbare Summe und niemand will das Problem lösen.
Nein es wird schlimmer, neue Stecker machen das Leben noch schwerer.

Woran kann das liegen? Ich weiß es nicht, habe aber einige Ideen, wie man das Problem lösen könnte: Das Programm Powerpoint erkennt, dass ein Beamer angeschlossen ist und öffnet ein Fenster mit dem Text "Sollen jetzt alle die Präsentation sehen? Ja/Nein",  Man Klickt auf ja und alle sehen die Show. Das sollte mit einem endlichem Aufwand möglich sein. Für Kritiker: Es wurden schon aus geringfügigem Anlass Popup Fenster geöffnet.

Mikrophon Probe

Ähnlich ist es wenn man einen Vortrag mit Mikrofon halten will. Das geschieht nicht ganz so häufig als Powerpoint präsentiert wird, aber es ist vergleichbar nervig. Der Referent hat ein Mikro, und was sind seine ersten Worte: "Kann mich jeder verstehen?"
Netter Professoren-Witz am Rande: "Das wird sich gleich ändern!"
Bei diesem Event mit hochkarätigen Referenten gab es gefühlt eine Stunde Sound-Probleme!


Warum können Systeme die Mikros und Lautsprecher als Schnittstellen haben, nicht selbst bemerken, dass der Lautsprecher nicht funktioniert, also kein Echo im Mikro eintrifft? Oder gar selbstständig eine vernünftige Lautstärke einstellen oder noch besser, die Rückkopplung unterdrücken. Zugegeben, einige Systeme haben mit der Rückkopplung keine Probleme, aber der Rest der Mikrofonprobe hat sich in den letzten 20 Jahren nicht wirklich geändert!

Auch hier sollte die Software schneller das Problem erkennen, als der Referent, etwa von Bluetooth auf WLAN wechseln, wenn die Entfernung zu groß ist, das Mikro sagen lassen, dass es nicht eingeschaltet ist oder was auch immer Erfinder finden mögen, es geht hier um viele Menschen, die ungeduldig warten.

Telefon und Videokonferenz

"Bin ich der Erste?", "Kann man mich hören", "jetzt ist er weg", "jetzt turnt er wieder"
Wer diese Sätze nicht kennt, war noch nie in einer Telefonkonferenz. Das Problem fängt schon damit an, wie man Menschen eindeutig mit einer E-Mail einladen kann. Eine E-Mail an 4 Teilnehmer aus 3 Ländern, und nun? Die Uhrzeit wird nicht richtig erkannt, die lokale Einwahlnummer nicht angegeben, die Einwahl über den Rechner nicht per Link mitgeteilt.

Hat man all das mit viel Mühe geschafft fehlt immer einer, der kann aber nicht trivial über das Internet angeklingelt werden, obwohl er doch eine passende E_Mail empfangen hat. Dann wird zum Handy gegriffen, und nach zehn Minuten, wenn alles gut geht kann man mit den Gesprächen beginnen.

Jetzt beginnt der Chaos mit Rückkopplung, Mute Schaltung, Bandbreitenproblemen, usw.
Über die Probleme des Kammeraeinsatzes oder gar von Screensharing will ich garnicht reden. 
Ja, es gibt Programme die weiterhelfen, aber nur unter bestimmten Bedingungen, wenn sie jeder erfolgreich installiert hat, und wann hat jeder schon das Gleiche installiert. 
Gotomeeting, für mich im Moment noch die beste Lösung,
wenn auch noch lange nicht perfekt.

Das ist wie Telefonieren, wenn man nur Menschen anrufen könnte die exakt das gleiche Telefon besitzen. 

Auch hier ist das Problem alt, ich habe vor 20 Jahren schon über Internet erste Telefonate geführt, damals gabe es noch, als top Bandbreite, ISDN mit 64kBit/s, heute haben alle mehr als 1 MBit/Sekunde und es geht immer noch nicht.

Zukunft

Ich wünsche mir für die Zukunft nicht weitere lustige Kacheln bei Windows 10 oder was kommen mag, sondern dass einfach all das oben beschriebene, und einiges mehr, funktioniert.

Es bleibt also noch viel zu tun, bis das erste vollautomatische Auto ein guter Platz für eine unfallfreie Videokonferenz ist:-)

Dienstag, Dezember 26, 2017

Produkte, die verschwunden sind

Vom Aussterben von Produkten

Im Lauf meines Lebens sind schon viele Produkte, die mal richtig wichtig waren, nahezu vollständig verschwunden. Ich will in diesem Nachruf auf meine kleine Geschichte zu den jeweiligen Produkt hinweisen. Die Reihenfolge entspricht meiner unsortierten Liste der Erinnerungen.

Wählscheibe

Unser erstes Telefon, das wir nach langen Diskussionen in der Familie über die Kosten und Nützlichkeit, in den 1970er Jahren bekommen haben, hatte eine Wählscheibe und war grün. Die Farbe Grün kostete einen Aufpreis von 1 DM im Monat! Das Telefon gehörte auch nicht uns, sondern der Post. Wollte man jemanden erreichen, steckte man den Finger in eine Scheibe mit zehn Löchern, drehte die Scheibe im Uhrzeigersinn bis zu einem metallenen Anschlag, nahm den Finger heraus und wartete bis sich die Scheibe wieder in die Ausgangsposition zurückgedreht hatte. Dann kam die nächste Nummer!
Zum Glück waren die Telefonnummern früher kürzer, unsere hatte nur drei (!) Stellen und Ferngespräche, insbesondere Internationale, waren wegen der Kosten sehr selten.

Als Kinder hatten wir schon vor dem Eintreffen des echten Telefons das Wählen an einem Spielzeugtelefon geübt, so dass uns das Ganze völlig normal vorkam.

Telefonhäuschen

Als ich ein kleines Kind war, ging man zum Nachbar, der ein Unternehmen hatte und telefonierte dort. Das geschah aber höchstens einmal im Quartal. 
Dann gab es ein Gerücht, am Bahnhof soll eine Telefonzelle gebaut werden, zunächst sah man nur einen Betonsockel, aber innerhalb von einem Jahr stand da tatsächlich eine "moderne" gelbe Telefonzelle. Telefonieren ohne den Nachbar zu nerven, welch ein Traum. Meine Tante schenkte mir mal eine Mark, damit ich Sie von dieser Telefonzelle aus anrufe. 
An vielen Orten fand man dann die gelben Häuschen, insbesonder beim Postamt. Während des Studiums war jede Woche ein Besuch in der nächstgelegenen Telefonzelle angesagt, um Zuhause den letzten Stand der Dinge durchzugeben, aber wie stand so schön an der Glaswand: "fasse Dich kurz" was ich aufgrund von Geldmangel immer gerne eingehalten habe.

Zwei Telefonzellen in Gelb am Tittisee
Mit der Einführung der magenta Telefonpunkte der Telekom war der Höhepunkt dieser Zelle überschritten. Bald rochen sie immer strenger und waren immer öfter kaput, und inzwischen sind sie aufgrund des Smartphones ausgestorben.

Telefonbuch

Wer telefonieren will muss die Nummer des Teilnehmers kennen. Dafür gab es ein Telefonbuch. Interessanterweise standen dort nur die Telefonnummern aller Menschen im Landkreis, Ferngespräche erforderten eine Anfrage bei der Auskunft. 
Aber in München, am Hauptpostamt neben dem Hauptbahnhof, gab es alle Telefonbücher Deutschlands (Westdeutschlands, versteht sich). Dort standen dann immer viele Menschen und blätterten nach Nummern, die sie in kleine Notitzbücher, sogenannte Telefonbüchleins, eintrugen. 
Es gab auch Menschen, die konnten sich hunderte von Nummern merken, ich glaube dazu gehörte meine Mutter, als sie noch arbeitete.

Fahrplanbuch

Ein weiteres Buch, das Daten lieferte, war das Fahrplanbuch. Nach einem sehr speziellen Schema standen da die Abfahrtszeiten aller Züge der Region, etwa Oberbayerns. Wollte man eine Reise antreten, musste man mit viel Geschick eine Route finden und passende Anschlüsse.
Gab es eine Fernreise ging man zum Bahnhof, dort waren weitere größere Fahrplanbücher verfügbar und man konnte eine Deutschlandreise planen. 
Da die Bundes-Bahn alle sechs Monate die Fahrpläne änderte war man gezwungen, halbjährlich, gegen eine Schutzgebühr von einer Mark, einen neuen Fahrplan zu kaufen. 
Mit dem nahezu sensationellem Erscheinen der Fahrplan CD war dieses Buch am Ende. 

LP

Für Langspielplatten soll es ja wieder Anhänger geben, aber das ist schon ein Zeichen, dass es nicht mehr der Mainsteam ist. Das gilt sogar für alle drehenden Datenspeicher. Weder CD, DVD noch Festplatte werden diese Jahrzehnt überleben. Aber es wird immer Nischen geben und immer Freunde von Oldtimern.
Die LP ist gestorben, weil besserer Klang und einfachere Handhabung der CD alle überzeugt hat. Für mich gab es nie eine LP, da ich von Anfang an, will sagen von meinem Musikalter an, überzeugt war, dass die LP verschwindet und die CD kommt. Daher habe ich eine gewisse CD Sammlung, aber noch nie eine LP besessen.

Kassette

Die Musikkassette war eine merkwürdige Übergangstechnologie. Auf der einen Seite hat sie das Spulentonband beerbt, weil sie weniger Platz benötigt und einfach zu handhaben war, andererseits war sie nicht digital, wie der Nachfolger der LP, die CD. 
Originellerweise war mein erster Datenspeicher aber doch eine Musikkassette, auf den mein Sinclair ZX80 seine Daten unter erstaunlichem "gejaule" überspielt hat. Also eine liebenswerte Zwischentechnologie auf dem Weg ins Digitalzeitalter.
Für die Musikindustrie hatte die MC den großen Vorteil, dass die Aufnahmequalität eher schlecht war, so dass keiner eine 2. oder gar 3. Generation kopierte. 
Mit dem Walkman war die MC aber auch ein Fingerzeig auf unsere Smartphones. Ich hatte dereinst einen Walkman mit eingebautem Radio und Lautsprecher (ca. 1983). Damit war man "online, wenn man Nachrichten hörte, und autonom, wenn man sich seine Musik aussuchte.

Röhre

Mit der Erfindung der Elektronenröhre begann das elektronische Zeitalter. Damit war es erstmals möglich, hochfrequente elektrische Signale zu verstärken, was insbesondere dem Telefon, dem Rundfunk und später der Digitaltechnik sehr half.
Technisch bedingt brauchen Elektronenröhren viel Strom und viel Platz, so dass sie nur für stationäre Geräte in Frage kommen und immer erst vorgeglüht werden müssen.
Zuhause hatten wir zwei Röhrenradios, die erst nach einige zehn Sekunden nach dem Einschalten Töne von sich gaben. Besonders faszinierend war für mich das "Magische Auge", eine Elektronenröhre die mit Phosphor beschichtet war und mit der man erkennen konnte, wie gut ein Sender im Radio eingestellt war.
Ausser in der Szene der HiFi Fetischisten findet man heute praktisch keine Elektronenröhre mehr.

Röhrenmonitor

Die Braunsche Röhre war der Gipfel der Elektronenröhre. Sie kann Bilder auf einem Bildschirm erzeugen, damit kam das Fernsehen, zuerst s/w dann in Farbe. Bis zu massiver Größe von fast einem Meter ist der Röhrenmonitor auch ein echtes Dinosaurier der Röhrentechnik.
Mein erster Fernseher, s/w, wurde im Studium zu einem Computermonitor umgebaut, indem ich einen 5 MHz Eingang angebaut habe. Damit hatte ich ein viel besseres Bild als alle die per HF ihr Signal eingespeist hatten. Doch das Problem des Flimmerns und der unscharfen Pixel blieb bis zum eintreffen der Flachbildschirme. Mein erster Flachbildschirm war wieder ein Computermonitor, jetzt an einem Laptop ca. 1990 und in s/w.

Glühbirne

Wenn es ein Symbol für Erfindungen gibt, dann ist es die Glühbirne. Daniel Düsentrieb hatte immer ein Helferlein, das mit einem Glühbirnenkopf rumlief. 

Bis heute ist bei Powerpoint das Symbol für Idee eine Glühbirne, auch wenn das bald keiner mehr versteht. Ähnlich wie die Diskette für "speichern" unter Windows als Symbol verwendet wird.
In meiner Kindheit gab es immer zwei Gründe, wenn es im Zimmer plötzlich dunkel wurde, entweder ist die Glühbirne kaputt gewesen oder es gab Stromausfall. Ja, man hatte früher nur eine Glühbirne pro Raum und sonst hat nichts ständig geleuchtet, Ausnahme, der Radio, wenn er eingeschaltet war.

Nickel-Cadmium Akku

Strom und Batterien gab es schon lange, als die Nickel-Cadmium Akkus auftauchen. Ein Traum für den jugendlichen Batterie-Benutzer. Die Batterien waren sehr teuer, man hatte immer mit dem Memoryeffekt zu kämpfen und am Schluss wusste keiner wohin, da sich langsam herumgesprochen hatte, dass Cadmium eigentlich gar nicht gesund sein sollte.

Holzbefeuerter Küchenherd

Meine ersten Erinnerungen in der Küche waren ein Holzofen, in dem kurze Holsstücke geworfen wurden und dann alles so heiß wurde, dass ich nicht in die Nähe durfte. Manchmal wurde das weisse Türchen geöffnet und weiteres Holz eingeworfen. Ganz rechts war ein großer Wasserbehälter, der nach dem Kochen voll mit warmen Wasser für das Abspülen war. 
So ähnlich sah wohl unser alter Küchenherd aus.

Bald kam aber ein Mann und brachte einen Elektroherd mit Eisenplatten, montierte kompliziert am Sicherungskasten und erklärte all die neuartigen Funktionen des Herds. Die Frontseite war immer noch weisses Email, aber kein Ofenloch mehr, sondern nur noch ein Backrohr. 
Der alte Ofen blieb in der Küche, bekam eine große Holzplatte als Abdeckung und war damit eine gute Arbeitsfläche. In Betrieb wurde das "Backup" nie wieder genommen.

Zimmer-Ölofen

Wärme gab es in unserer Wohnung bald mit Ölöfen. Ein sehr seltsames Gebilde aus heutiger Sicht. 
Im Schuppen stand ein Ölfass, das voll mit Diesel war, ja früher gabe es da keine rote Farbe. Dieses Öl wurde in eine Gießkanne, ähnlich der für das Wasser im Garten, gefüllt. Dann trug man die Kanne unter mehr oder weniger Geklecker in die Wohnung und füllte die 10 Liter im Zimmer in den Ofen.

Das richtige Abenteuer war aber das Anzünden! In der Frühe kam immer meine Mutter ins Zimmer, schaltete den Ofen an, genaugenommen floss jetzt etwas Öl in den Brennraum. Nach etwa zwei Minuten öffnete man den Deckel des Brennraums, lies dann geschickt ein Zündholz in das Öl fallen und nach einigen Minuten wurde der Ofen spürbar warm.
Wehe man hatte zu lange mit dem Anzünden gewartet, dann stand das Öl etwa fünf Millimeter hoch im Brennraum, nach dem Anzünden, das dann nur noch mit einem Knäul Zeitungen gelang, begann das Feuer so stark zu brennen, dass das Ofenrohr rot glühte.

Nach dem Umzug in eine neue Wohnung gab es Heizkörper in jedem Zimmer und ich glaube die alten Zimmer-Ölöfen sind inzwischen sehr rar geworden.

Fensterladen

Da Heizen teuer war, wurden die Fenster in der Nacht mit einem Fensterladen verschlossen. Fensterläden sind ein sehr guter Wärmeschutz, wenn sie gut schließen. 
Die Mühe bestand aber darin, die Läden zu schließen, dazu müssen die Fenster ganz geöffnet werden, ein Haken, der den Fensterladen an der Wand fixierte, gelöst werden und der Laden nach Innen gezogen werden. Dass das eine echte Gymnastik war erlebte ich, als meine Mutter sich einmal einen Hexenschuss bei dieser Übung holte. 
Das Rollo ist zwar häßlich, aber übernimmt heute fast immer die gleiche Funktion. 

Wäscheschleuder

Waschen mit der Waschmaschine ist eine der wichtigsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts, nach Rosling vermutlich eine der Ursachen, dass Frauen heute nicht mehr zuhause sein müssen und damit die Gleichberechtigung erlangt haben. 

Eine Waschmaschine kam bei uns auch früh ins Haus, aber auch eine Wäscheschleuder. Das war ein zylinderförmiger Behälter, den ein Elektromotor auf hohe Drehzahl brachte, so dass die Kleidungsstücke darin vorgetrocknet wurden.  
Ich weis noch wie ich immer bewundernd von oben in die rotierende Wäsche sah und beobachtete wie das Wasser unten in einen kleinen Eimer lief. Es gab da keine Sicherheitstüre, ich hätte jederzeit mit meinem Arm in die Schleuder greifen können. Habe ich aber nicht, da (früher?) alle Kinder etwas schlauer waren.
Heute ist die Schleuderfunktion in die Waschmaschine integriert und das Umladen in die separate Schleuder entfällt. 

Leiterwagen

Vor der Zeit des Autos und des dazugehörigen Kofferraums mussten die Menschen ihre Sachen auch nach Hause bringen. Fast niemand hatte dafür eine Kutsche sondern fast jeder einen Leiterwagen.
Wir hatten natürlich auch einen und ich erinnere mich, wie wir damit zum Bahnhof gefahren sind und an der Güterhalle an der Laderampe die Stückgutsendung "Kinderschaukel" abzuholen. Das lange paket kam auf den Leiterwagen und wurde heimgezogen. 
Das war wohl der letzter produktiver Einsatz unseres Leiterwagens

Den letzten Leiterwagen im "produktiven" Einsatz habe ich in Tübingen 1988 gesehen, dort ist ein alter Mann damit durch die Stadt gezogen um altes Eisen zu sammeln. Leider ist auch er aus dem Stadtbild längst verschwunden.

Telefonkabelverlängerung

Eine der unglaublichsten Erfindungen war das Telefonverlängerungskabel. In jeder Wohngemeinschaft war das ein Pflichtzubehör zum Telefon. Immer wenn das Telefon läutete, fragte man, wer ist wird gewünscht und hat dann das Telefon in das passende Zimmer getragen und die Türe geschlossen. Nach einiger Zeit hatte dieses Kabel viele Knicke und neigte zum Verdrillen, wie auch die Schnur zum Telefonhörer.
Unglaublich ist aber, dass das Stück von 5 Meter länge jeden Monat eine Mark Miete gekostet hat. 
Funktelefone und Handys haben hier das Kabel völlig abgelöst.

Telefonimpuls-Zähler

Da Telefonieren teuer war und in meiner Wohngemeinschaft mitte der 1980er Jahre sorgfältig abgerechnet wurde gab es ein kleines graues Kästchen, in dem ein Zählwerk arbeitete und die Telefonimpulse, die je nach Entfernung des Gesprächspartners unterschiedlich häufig eintrafen, zählte. Am Ende eines Telefonats trug man in die Liste den Anfangsstand, den Endstand und die eigene Impulse des Zählers ein, am Monatsende wurde dann in der Wohngemeinschaft abgerechnet. 

Flattrate? Das gab es noch nicht. Skype und Handy waren reiner Science Fiction.

Filterkaffeemaschine

Sicher noch nicht ganz ausgestorben und wer noch das Wort Melitta kennt weiß, Kaffeefilter.
Der Traum meiner Mutter war immer eine Kaffeemaschine. Dieser ging in Erfüllung, als Sie für eine Lehrerin die Zulassungsarbeit in die Schreibmaschine eingetippt hatte. Der Lohn für die wochenlange Arbeit war eine Krups Kaffeemaschine!

Im Zeitalter von Latte Macchiato, Espresso und zwanzig andere Varianten von koffeinhaltigen Gebräu ist die alte Filtermaschine im Speicher verschwunden und dient nur als Backup bei seltenen Gelegenheiten.

Transmission mit Lederriemen

Eine sehr gefährliche Form der Energieübertragung erinnere ich noch aus der Kindheit. Wenn der Nachbar sein Holz sägte, dann stand da ein Traktor mit einem großem Eisenrad und die Sägemaschine. Dazwischen lief ein Lederband und trieb die Säge an. Wer seinen Arm in diesen Mechanismus bekommen hatte war arm dran, da Arm ab. 
Wir Kinder durften einfach herumstehen und zusehen.

Heute sind Elektromotoren so billig, dass jede Säge einen eigenen Motor hat und die sehr gefährlichen Transmissionsriemen sind zum Glück verschwunden. 

Fernsehantenne

Mit dem Fernseher kam früher auch die Fernsehantenne auf das Dach. Da wir aber ein einem altem schönen Haus wohnten verbat sich das. So montierte der Elektroinstallateur die Antenne einfach im Dachstuhl unter dem Dach. 
Viele Häuser hatten jedoch eine Antenne auf dem Dach, ein Anblick der in einer Altstadt nicht wirklich schön war. Ich erinnere mich noch an einen Artikel im Stern, der beschrieb, dass man durch Kabel das Problem lösen könnte und eine Fotomontage zeigte eine Stadt ohne Antennen.

Diese Vision ist heute Wirklichkeit, fast 50 Jahr nach dem Artikel.

Milchkanne

Milch war für mich als Kind sehr wichtig und so natürlich auch die Milchkanne. Wir hatten sogar zwei, eine aus Aluminium-Blech und eine "moderne" aus Plastik. Sicher aus einem Material, das heute nicht mehr für Lebensmittel zulässig wäre.
Mit den Kannen ging meine Mutter fast jeden Tag zum Krämerladen, der füllte die Kannen mit einem Schöpflöffel, für heutige Hygiene unvorstellbar, aus einer offenen, großen Milchkanne, die er vom Bauern hatte. Zuhause gab es dann frische Milch und der Rest wurde abgekocht oder zu Pudding verarbeitet, was ich die beste Verwendung von Milch fand.

Die Ablösung der Milchkanne war nicht einfach, Milchtüten, aber auch Milchschläuche aus Plastik waren im Handel. Beim Öffnen gab es immer ein Problem, erstaunliche Aufklapp- und Schneidetechniken machten die Runde, bis alle Milchtüten einen kleinen Schraubverschluss bekamen.

Tonbandgerät

Tonbandgeräte sind Kassettenrekorder bei denen es keine Kassette sondern Spulen gibt. Mein Vater hatte ein solches Gerät von Grundig und zeichnete damit unsere Kinderstimmen, und selten auch mal Musik, auf. Die Bedienung war für einen Nichttechniker wie meinen Vater sehr mühsam aber es wurden doch einige Aufnahmen erfolgreich aufgezeichnet. Wenn auch die Bänder leider verloren gingen.

In Sendestudios fristeten diese Bandgeräte noch lange hin, bis sie von moderner Digitaltechnik abgelöst wurden.

Floppy Disc

Eine flexible Scheibe aus Tonbandmaterial konnte früher 128 kByte Daten speichern. Sony brachte dann eine Floppy Disk mit 3 1/2 Zoll in einem Kunststoffgehäuse heraus, die 1,44 MByte speichern konnte. Ob man jemals so viel Daten benötigen wird, da der Hauptspeicher bei meinem Computer nur 48 kByte hatte?

Überlebt hat die Floppy in folgendem Witz: Der Sohn sieht eine Floppy Disk in Vaters Zimmer und sagt; "Cool, du hast das Speichern-Icon von Windows im 3D Drucker ausgedruckt!"

Armbanduhr

Ein Kindheitstraum war der Besitz einer Armbanduhr. Auf meiner Kellogs Packung wurde eine Wasserdichte Uhr angepriesen, die ich dann für 42 DM erworben habe. Immer am Arm, selbstverständlich auch in der Nacht, denn sie hatte ja Leuchtzeiger!
Die Technik wechselte dann zu LED, eine Quarz-Uhr bei der man einen Knopf anklicken musste um die Zeit zu sehen, zu einer LCD Uhr mit Stopptaste bis zu einer Uhr mit Höhenmesser von Casio. 
Diese besitze ich noch immer, aber dank Smartphone und anderer elektronischer Geräte mit Zeitanzeige ist die Armbanduhr nur noch höchst selten am Arm.
  

Dampflok

Zum Schluss noch die Erfindung, die das Industriezeitalter eingeleitet und dominiert hat, die Dampfmaschine und insbesondere die Dampflock.

Museums-Dampflok in Silverton, USA.
Da ich am Bahnhof aufgewachsen bin, waren mir Dampfloks sehr vertraut. Auf der Fussgängerbrücke gab es manchmal die Möglichkeit, direkt durch den Dampf, der aus dem Kamin der Dampflok kam, zu gehen. Ein Erlebnis das ich noch aus meinem ersten Schuljahr erinnere und auch ein Erlebnis, von dem ich noch weis, dass ich dachte, das könnte das letzte mal sein dass ich das erlebe ("This could be the last time"). Das lag daran, dass mir mein Vater sagte, in zehn Jahren wird es nur noch Dieselloks geben.

Heute gibt es nur noch Museumseisenbahnen, außer in Nordkorea, wie ich gehört habe.
Abgelöst wurde die Dampflok von vielen anderen Verkehrsmittel und Antriebsformen, neben ICE und Düsen-Flugzeug, Diesel-PKW und Elektrolok auch einigen Dieselloks.

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Freitag, November 17, 2017

Blockchain und Bitcoin

Blockchain als Basistechnologie in der Wirtschaft

In den letzten Jahren hat sich aus einer seltsamen Idee, wie man Daten verknüpfen kann, eine wichtige Technik für die datengetriebene Wirtschaft entwickelt. Man kann Verträge aber auch Geld auf eine neuartige Weise definieren.
Was steckt genau dahinter, ich will das mal hier erklären.

Der Wert von Bitcoins am 17. Nov. 2017 (Quelle: Bitcoin.com)

Eine feste Kette: Blockchain

Eine Kette in der realen Welt besteht aus Kettengliedern die untrennbar miteinander verknüpft sind. In der Informatik kann man eine derartige Kette auch aufbauen. Dort beginnt man mit einem ersten Kettenglied, was nichts anderes als ein Datenblock ist, das man mit einem zweiten Kettenglied, wieder ein Datenblock, verknüpft. 

Die Verbindung zwischen den Blöcken erfolgt über eine interessante mathematische Funktion, eine Hashfunktion. 

Was ist ein Hash?

Ein Hash ist eine Zahl, die aus einer anderen Zahl gebildet wird, ähnlich, wie man eine Quersumme von einer großen Zahl bilden kann. Für Blockchain wir der Hash Algorithmus SHA 256 verwendet, der weitaus mehr mögliche Ergebnisse liefert, als das Weltall Atome hat. Somit ist das zufällige Übereinstimmen von zwei Hashcodes praktisch unmöglich.
Ändert man die Ausgangszahl, aus der der Hash gebildet wird, so verändert sich auch der Hashcode in unvorhersehbarer Weise. Hierbei liegt die Betonung auf "unvorhersehbar", denn das wird später nochmal wichtig.

Ein Block


Ein Block in einer Blockchain ist eine größere Datei, etwa 1 MByte, in der Datensätze über wirtschaftlich relevante Vorgänge stehen, etwa:
Firma A überweist Firma B einen festen Betrag für die Lieferung von einem Produkt.
Sind etwa 1000 solche Vorgänge aufgesammelt, wird ein Block gebildet, der an die Kette angehängt wird.

Kettenglied einhängen

Das Einhängen des neuen Kettenglieds ist der spannende Prozess! Jetzt wird nämlich vom letzten Kettenglied der Hashcode genommen und zusammen mit dem neuem Kettenglied und einem freiem Datenfeld ein neuer Hashcode gebildet.
Dabei gibt es aber eine Besonderheit: Der neue Hashcode muss mit einer festen Zahl von Nullen beginnen. Da dies aber nicht vorhersehbar ist, kommt jetzt ein mühsamer Vorgang, das Mining, ins Spiel. 

Beim Mining versucht man das freie Datenfeld so lange zu ändern, bis zufällig am Anfang des Hashcodes die gewünschte Anzahl an Nullen steht. 
Aktuell müssen es mehr als 30 Nullen sein, so dass man Milliarden von Versuchen benötigt. Dafür gibt es inzwischen Rechenzentren (z.B. Genesis Mining), die nichts anderes als diese Rechenaufgabe auf Höchstleistungsprozessoren durchführen und dabei eine Menge (öko-) Strom verbrauchen. Die Menge entspricht dem Stromverbrauch des Landes Nigeria [1]

Ist die Rechnung erfolgreich, kann das nächste Kettenglied eingehängt werden. Jetzt wird die Kette an alle Miner verteilt, das sind tausende, und alle Rechnen weiter.
Mit der Zeit entsteht so eine sehr lange Kette, die man praktisch nicht ändern kann ohne all den Rechenaufwand nochmals zu haben und zugleich ist die Kette so gut im Internet verteilt, dass kein besonderes Backup nötig ist, da tausende von Kopien existieren. Aktuell hat etwa die Kette von Bitcoin eine Größe von 130 GByte.

Eine gute englische Einführung als Video

Wie Geld entsteht

Was genau in einer Kette steht ist nicht wichtig, aber man kann selbstverständlich auch die Zahlung von Geld in die Datensätze schreiben. Bei der Blockchain Bitcoin wird sogar eine eigene Währung, das Bitcoin, verwendet. Die digitalen Münzen Bitcoin werden an die Miner ausgezahlt, wenn sie erfolgreich einen Hash gefunden haben, eine Art Entlohnung für den Rechenaufwand und die Stromkosten. Diese Bitcoins können dann weiter getauscht werden oder auch von Teilnehmern in traditionelle Währungen, wie Dollar oder Euro getauscht werden. 

Ein Hype oder eine neue Welt?

Aktuell wird für ein Bitcoin etwa 7000 Euro gezahlt. Ein völlig fiktiver Wert, da es von keiner Zentralbank einen Anspruch auf Einlösung von Bitcoins gibt. Aber ähnlich wie bei Gold oder anderen Ersatzwährungen ist entscheidend ob ich einen Handelspartner finde, der den aktuellen Preis zu zahlen bereit ist.
Prinzipiell kann man alle tauschbaren Güter als Währung benutzen, sie müssen rar und schwer zu gewinnen sein. Beides ist bei Bitcoins gegeben, es gibt aus mathematischen Gründen nur 21.000.000 Bitcoins und das Berechnen des Hashcodes ist schwer.
Da die Anzahl der Bitcoins begrenzt ist, würde ihr Wert steigen, wenn der Welthandel auf diese Währung umsteigt. 
Eine Abschätzung: Das jährliche Weltbruttosozialprodukt liegt bei etwa 100.000 Milliarden Dollar. Will man das mit Bitcoins abbilden, wäre jedes Bitcoin 100.000.000.000.000 $ / 21.000.000 Bitcoin = 4,8 Mio.$ wert!
Damit ist natürlich noch viel "Luft" nach oben. 

Aber die Sache kann auch völlig anders ausgehen. Da Bitcoins ein anonymes Zahlungsmittel sind, wird diese Währung gerne für "illegale" Geschäfte genutzt, was dazu führt, dass einige Staaten, etwa China, die Nutzung verbieten. Würde sich diese Haltung der Staaten durchsetzen, wären die Bitcoins praktisch wertlos.

Wie die Sache ausgeht, weiß ich natürlich nicht, aber ich darf verraten, dass ich (aktuell) keine Bitcoins besitze.

Fazit


Auf jeden Fall ist die Blockchain Technologie sehr wichtig um im Internet zukünftig Geschäfte zu beglaubigen. Ob sich eine Währung, basierend auf dieser Technologie, durchsetzt, kann man noch nicht sagen, da sicherlich auch wieder neue, vielleicht noch überzeugendere Ideen geboren werden.


Zum Weiterlesen im Blog:



Hinweis: Die Darstellung ist sehr vereinfachend, da die verwendeten Datenstrukturen komplex und für das Prinzip nicht relevant sind. Der Wikipedia Beitrag ist für Interessierte, auch wegen der Quellen, nützlich: Blockchain

Quellen:
[1] Blockchains Use Massive Amounts of Energy—But There’s a Plan to Fix That, 2017
MIT Technology Review

Sonntag, November 05, 2017

Künstliche Intelligenz (KI)

Intelligente Maschinen

In den letzten fünf Jahren haben Maschinen erhebliche Fortschritte gemacht Intelligent zu werden, aber wie weit ist es noch bis wir wirklich von Intelligenz sprechen können, wo stehen wir?

Als jemand, der eine Dissertation mit dem Titel "Einsatz von Neuronalen Netzen in der Elektronenholographie"[1] vor 25 Jahren begann und 2001 abgeschlossen hat, will ich darauf einen genaueren Blick werfen.

Die Bausteine der KI

Für künstliche Intelligenz benötigt man drei Zutaten, sehr schnelle Rechner, gute Software, sehr viele Daten.

Schnelle Rechner

Die Geschwindigkeit von Rechnern hat in den letzten Jahren, wie seit hundert Jahren, zugenommen, aber es ging in letzter Zeit etwas unauffälliger voran und das liegt am Aufbau von Computern. Gab es in der Zeit von 1980 bis etwa 2010 einen spürbare Steigerung bei der Prozessorleistung, 8086 (1980, ein MegaFlop pro Sekunde), danach 80386, Pentium, und heute Core i7[2] Prozessoren (2016 50 GigaFlops) ist das eine Steigerung um den Faktor 50.000. (Eine Ursache liegt in der Lernkurve)

Das ist aber nur die halbe Wahrheit, denn die wahre Leistung eines modernen Computers liegt in der Grafikkarte. Um Videospiele in Echtzeit, hochauflösend und realistisch zu gestalten gibt es heute Grafikprozessoren, die tausendmal schneller sind und damit in den Leistungsbereich von Gehirnen vordringen!
Schnellster Rechner auf einer Platine von Nvidia [4]

Aktuell bietet etwa die Firma Nvidia einen Rechner mit acht Tesla100 [3] Prozessoren an, der 
960 000 000 000 000 Rechnungen pro Sekunde 
durchführt [4]. Dabei ist der Computer darauf optimiert, die Datenoperationen, die für Neuronale Netze erforderlich sind, optimal abzuarbeiten. 

Gute Software

Hohe Rechenleistung ist nur nützlich einzusetzen, wenn es geeignete Algorithmen gibt, die die Daten effizient aufbereiten. Künstliche Neuronale Netze (KNN) sind seit über 50 Jahren bekannt und seit den 1970 Jahren gibt es dafür auch einen sehr erfolgreichen Trainings-Algorithmus, den Backpropagation Algorithmus zum Trainieren der KNNs. Allerdings hat 1991 der Informatiker Sepp Hochreiter, geboren 1967 in Mühldorf am Inn (Am gleichen Ort wie der Autor dieses Blogs;), gezeigt [5], dass Backpropagation bei tiefen KNN, also jenen, die besonders "schlau" werden können, versagt. 

LSTM Speicherzelle, Quelle: Wikipedia

1997 ist es dann Sepp Hochreiter gelungen eine Alternative für die Neuronen in den Netzen aufzuzeigen, die Deep Learning ermöglicht. Das Verfahren wird als Long-Short-Term-Memory (LSTM) bezeichnet und ist eine überschaubar komplizierte Erweiterung des ursprünglichen Konzepts. 

Das entscheidende an diesem Verfahren ist eine Art Gedächtnis, das es dem Computergehirn ermöglicht, sich kurzzeitig an Ereignisse zu erinnern, was etwa beim Autofahren oder Texte erkennen entscheidend ist. Die Erfolge, die man aktuell in diesem Gebiet beobachtet, gehen entscheidend auf den Einsatz von LSTM zurück.


Viele Daten

In den Tagen, zu denen ich in den ich in den 1990 Jahren KNN programmiert und trainiert habe, gab es fast keine Daten, die man für das Training verwenden konnte. Ich erinnere mich noch an einen Diplomanden, den ich betreut habe, der achttausend Datensätze für eine Analyse vorbereiten musste.

Völlig anders ist die Situation heute, Täglich werden Milliarden Bilder und Texte ins Internet hochgeladen und stehen zur Verfügung, Big Data eben.

Ein Meer aus Bildern als Datenquelle

Unternehmen, die sich darauf besonders konzentrieren, an vorderster Stelle Google, sind daher auch in diesem Gebiet erfolgreich, wie ich schon 2004 [6] prognostiziert habe.

Und tatsächlich ist es einem Computer von Alphabet (Dachfirma von Google) 2016 [7] gelungen, das sehr schwierige Brettspiel Go gegen den Weltmeister aus Südkorea zu gewinnen (AlphaGo), und nur ein Jahr später war ein Programm aus dem gleichem Hause in der Lage, von 100 Partien gegen diese künstliche Go-Maschine 100 Partien zu gewinnen, also weit jenseits der Go-Intelligenz des Menschen, zu spielen.

Der Weg zur klugen Maschine

Vergleicht man die Situation heute mit dem Stand der Technik vor 25 Jahren, dann hat die künstliche Intelligenz gewaltige Fortschritte gemacht, der Computer gewinnt in Schach (1997), in der Quiz Show "Jeopardy" (2011) und in Go (2016). Er kann leidlich gut übersetzen, Bildinhalte erkennen und zumindest teilweise, Auto fahren. Aber immer haben wir berechtigterweise das Gefühl, der Computer ist dumm im Vergleich zu uns. Doch was fehlt? Jürgen Schmidhuber hat in einem Interview vermutet, es fehlen noch fünf Zeilen Code im Programm von Sepp Hochreiter. Nur welche?

Betrachtet man das menschliche Gehirn, so ist klar, dass die Arbeitsweise eines Neurons, einer Nervenzelle im Gehirn, nicht so besonders komplex ist. Allerdings ist die Verschaltung, und auch das Training, sehr trickreich. Ein Mensch kommt fast blind, taub und stumm zur Welt, nach einigen Monaten kann er Bilder und Worte erkennen, nach einigen Jahren sprechen und nach zwei Jahrzehnten ein Studium abschließen, ist dann also Intelligent (Genauer: Hat einen Bachelorabschluss).

Was ist in der Zeit passiert? Die 100 Milliarden Neuronen (10^11) haben pro Neuron tausende Verbindungen (Synapsen) aufgebaut und jede Sekunde bis zu 100 Nervenimpulse ausgesendet. 
Alles zusammen sind das 10^11*10^3*10^2*20*365*24*60*60 = 6,3* 10^24 Rechenoperationen bis das Studium abgeschlossen ist. Gehen wir davon aus, wir würden den genauen Algorithmus kennen und die Daten in den aktuellen Rechner von Nvidia einspeisen, nach 208 Jahren hätte der Computer den Bachelor Titel. 

Das ist zumindest ein Hinweis, wo wir stehen. In 10 Jahren ist der Computer 100 mal schneller, der Bachelor Titel nach zwei Jahren geholt und der Computer ist intelligent. 

Daher die Prognose: Im Jahr 2029 ist der Computer intelligent wie ein Mensch!

Worin die Gefahren liegen, habe ich im Blog "Glück gehabt" beschrieben.

Quellen:

[1] EINSATZ VON NEURONALEN NETZEN IN DERELEKTRONENHOLOGRAPHIE Dissertation Zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften an der Fakultät für Physik der Eberhard-Karls-Universität zu Tübingen Vorgelegt von Eduard Heindl aus Mühldorf am Inn 2001
[2] Intel-Core-i-Serie, Wikipedia
[3]  Whitepaper: NVIDIA Tesla P100 The Most Advanced Datacenter Accelerator Ever Built Featuring Pascal GP100, the World’s Fastest GPU
[4] Nate Oh, NVIDIA Ships First Volta-based DGX Systems, Anandtech, September 7, 2017
[5] Sepp Hochreiter's Fundamental Deep Learning Problem (1991), Diplomarbeit bei
Jürgen Schmidhuber
[6] Eduard Heindl, Das Google Zeitalter, Vortrag im Studium Generale der FH-Furtwangen am 14. Juni 2004
[7] AlphaGo, Wikipedia






Mittwoch, August 09, 2017

Die Kraft der Lernkurve

Wie das  Swanson-Law die Welt verändert

Alles wird besser, alles wird billiger.
Eines der erstaunlichsten Gesetze in der Welt neuer Produkte ist die Tatsache, dass die Preise mit zunehmender Stückzahl nach einem einfachen mathematischen Gesetz sinken. 
Da man das Gesetz kennt, kann man für viele Produkte, die in großer Zahl hergestellt werden, den zukünftigen Preis abschätzen. Insbesondere für relevante Produkte die für die weltweite Energiewende nötig sind liegen jetzt interessante Resultate vor, die in Energy Nature [1] veröffentlicht wurden.

Stetig sinkende Preise

Im Bereich der Computerprodukte ist es jedem schon einmal aufgefallen, ein Laptop, eine Festplatte oder ähnliches waren vor zehn Jahren viel teurer als heute. Um die Situation grafisch übersichtlich darzustellen, wird die Anzahl der produzierten Produkte, etwa Festplatten, nach Rechts mit logarithmischer Skala aufgetragen und der Preis, ebenfalls Logarithmisch, nach oben.
Man erhält damit eine Lernkurve, auf der mehr oder weniger alle Punkte liegen:
Lernkurve für Festplatten
Die Steigung der Kurve gibt jetzt an, wie schnell der Preis mit zunehmender Stückzahl fällt. Bei Festplatten zeigt die orange Linie in etwa, dass bei einer Verzehnfachung der Produktion der Preis auf etwa ein Zehntel gefallen ist. 
Das ist in der IT nicht ungewöhnlich, ähnliche Werte findet man für RAM, Rechenleistung oder Glasfaser-Datenübertragung. Hier wirkt sich aus, dass in der IT durch eine Verkleinerung eine starke Verbilligung der Produkte einhergeht. 

Die Rückkopplung

Im Bereich von anderen industriellen Produkten, fällt der Preis nicht ganz so schnell, aber immer noch viel schneller als man vermuten würde. Die Ursache liegt in einer Rückkopplung, wie unten in der Grafik für Solarzellen dargestellt:

Rückkopplung bei Produktbedarf und Preis
  1. So wird zunächst zu einem hohen Preis ein Produkt hergestellt. Der hohe Preis liegt an der geringen Erfahrung mit der Herstellung und den hohen Kosten wie Vertrieb, Anlagen usw. 
  2. Nimmt der Markt das Produkt zum hohen Preis an, was bei Solarzellen etwa durch Subventionen erleichtert werden kann, geht die Produktion an die Kapazitätsgrenze 
  3. Neue Fabriken, oft auch von neuen Marktteilnehmern, werden gebaut, da offensichtlich ein Bedarf besteht.
  4. Die neuen Fabriken berücksichtigen Verbesserungsmöglichkeiten und sind auch größer, um den Markt zu befriedigen, die effizientere Produktion führt zu geringeren Herstellungskosten
  5. Der Verkaufspreis sinkt und damit wird der Markt für das Produkt größer. 
Wenn der Markt bei 20% geringeren Preisen doppelt so groß ist, was zumindest in der Solarbranche bisher der Fall war, geht die Abwärtsspirale weiter, bis entweder eine Marktsättigung entsteht, oder eine dominierende Rohstoffknappheit.

Prognosetool Lernkurve

Es mag akademisch interessant sein, die Vergangenheit zu verstehen, viel spannender ist es aber immer, in die Zukunft zu schauen und haltbare Prognosen zu erstellen. 
Im Bereich der Batterietechnik wurde das in dem oben zitierten Artikel [1] ausführlich getan. 
Hier muss man jetzt sorgfältig zwischen Lernkurve und zeitlicher Preisentwicklung unterscheiden!
Auf der Abbildung sieht man die Lernkurve für sehr viele verschiedenen Energiespeichertechniken, die alle einen ähnlichen Trend nach unten zeigen. Aber es gibt wichtige Unterschiede.

Lernkurve verschiedener Energiespeichertechniken [1]
Die Bleibatterie, eine Produkt, das in extrem hohen Stückzahlen hergestellt wird (Lead acid, gelbe Rauten) zeigt praktisch keine Preisänderung in den letzten 23 Jahren, da die Stückzahl nicht mehr nennenswert erhöht werden kann und zudem der Rohstoffpreis von Blei wohl den Preis dominiert. Ähnlich Pumpspeicher, grüne Punkte, die sogar einen geringen Preisanstieg hatten.

Die Elektrolyse (Electrolysis braune Quadrate), hat zwischen 1956 und 2014 "nur" ein Marktwachstum von 100% gesehen, damit einhergehend einen Preisrückgang von 18% bei der Verdopplung des Volumens, und damit eine geringe Aussicht, in den nächsten 70 Jahren eine grundlegende Änderung zu sehen.

Ganz anders Produkte, die noch "jung" sind, wie etwa die Lithium Ionen Batterie für Elektronik (Laptop, Smartphone), dort sieht man eine sehr steile Lernkurve, in den letzten 16 Jahren ist der Preis um mehr als den Faktor 10 gefallen, der Grund liegt im extremen Marktwachstum mit einen Faktor von über 10000%. 

Hat man ein Verständnis für diese Dynamik, kann man die Linien verlängern und bekommt den Preis bei höheren Produktionsmengen in der Zukunft.

Batteriepreise Elektroautos

Jetzt muss man "nur" noch wissen wie stark der Absatz eines Produkts bei sinkenden Preisen wächst. Das ist wiederum sehr schwierig, wie man bei Elektroautos sieht. Zum einem liegt es am Marktumfeld, etwa Benzinpreise, Dieselabgase und auch am Marketing eines Elon Musk oder gesetzlichen Regelungen, etwa in China.

Batteriepreise Elektroautos [1]
Mit dem Wissen um diese Schwierigkeiten haben die Autoren in [1] dies abgeschätzt und dabei die Kosten eines Elektroautos, genaugenommen der Batterie und Stromkosten, und die Kosten eines Verbrenner-Autos mit Motor und Tankfüllung, verglichen. Die Prognose zeigt, dass möglicherweise schon 2022 ein Elektroauto bei gleicher Leistung, billiger ist, als ein Benzinauto. Danach wird der Markt komplett kippen, weil niemand wird ein teures Auto kaufen, nur damit es Benzin verbraucht und Abgase produziert.

Zukunft

Kennt man die wirtschaftlichen und technischen Zusammenhänge kann man eigentlich erstaunlich genau die Zukunft prognostizieren. Aber das stimmt nur, wenn man alles berücksichtigt. Und daher zwei Gegenbeispiele:

Das Gesetz von Moore über den Preisverfall von Computerchips aus dem Jahr 1965 hat wesentlich länger gehalten, als Gordon Moore selbst glaubte! Er dachte, dass etwa ab 1978 das Gesetz nicht mehr gilt, weil er sich einfach nicht vorstellen konnte, dass ein Transistor heute nur wenige Nanometer groß ist und 0,0000000001$ kostet.

In der Elektrizitätswirtschaft war man um 1970 völlig sicher, dass durch den Bau von vielen Kernkraftwerken der Preis für Strom so weit fällt, dass man in Zukunft fast keinen Stromzähler mehr braucht. Es ist anders gekommen, aber das ist eine andere Geschichte.

Quellen:

[1] The future cost of electrical energy storage based on experience rates O. Schmidt, A. Hawkes, A. Gambhir and I. Staell, NATURE ENERGY 2, 17110 (2017) | DOI: 10.1038/nenergy.2017.110 | www.nature.com/natureenerg

Samstag, Juli 22, 2017

Warum IT Sicherheit in Tübingen entsteht

Syss Eröffnungsrede, gehalten am 21.7.2017


Sehr geehrter Bürgermeister Boris Palmer,
Sehr geehrtes Mitglied des Bundestags Dr. Martin Rosemann,
Liebe Mitarbeiter und Gäste, lieber Sebastian, liebe Familie Schreiber,

Es freut mich riesig, dass Deine Firma so aufblüht und Du so schnell die neue Firmenzentrale in Tübingen fertigstellen konntest!

Seit den ersten Tagen Deiner Sicherheitsfirma verfolge ich das erstaunliche Wachstum, und ich muss zugeben, ich hätte nicht gedacht, dass man mit Fragen der digitalen Sicherheit so lange so viele Aufgaben und Auftraggeber findet.
Boris Palmer, Oberbürgermeister in Tübingen, Sebastian Schreiber mit Krawatte 

Aber warum kann die Aufgabe der Sicherheitsprüfung von Firmennetzen von Dir in Tübingen so erfolgreich umgesetzt werden? Lass mich dazu etwas philosophieren.

Am Anfang war das „Wort“ oder in Griechisch „Logos“
Doch Worte können trügen und Worte werden nicht immer richtig weitergegeben, daher erfanden die Menschen die Schrift, um die Worte aufzuschreiben und sicher festzuhalten. Schreiben ist von fundamentaler Bedeutung für die Entwicklung einer Hochkultur. Ohne Schrift und Schreiber gibt es weder eine sichere Historie noch den Austausch von Wissen über große Distanzen.

Die Worte wurden niedergeschrieben und damit festgehalten, doch war der Inhalt der Nachricht auch wahr, oder gab es viele „fake news“?

Eine schwierige Frage, die bereits früh die Menschen umtrieb und interessante Strukturen, wie Religionen mit unfehlbarer Geschäftsleitung, hervorbrachte.
Um zu erkennen was wahr ist, und um das richtige Wissen weiterzugeben gründeten in der Renaissance die Herrscher Universitäten. Und Tübingen ist seit 1477 ebenfalls Ort der Wissenskontrolle, denn damals hat Graf Eberhard im Bart unsere Universität gegründet.
Eine Universität ist die Institution, die Wahrheit und Fälschung professionell unterscheiden soll.

Anzumerken ist hier, dass man schon damals in Tübingen schnell gebaut hat, so wurde die Universitätsgründung am 11. März 1477 öffentlich bekannt gegeben, im Sommer hat man fix zwei Fachwerkgebäude in der Münzgasse errichtet und bereits im Oktober 1477 konnten die Studenten dort Vorlesungen besuchen.

Zuerst hatten die theologischen Fakultäten mit der Epistemologie viel Arbeit, denn die Worte der Bibel sind widersprüchlich. Mit der Aufklärung wuchs die Bedeutung der Naturwissenschaften, die in die Geheimnisse der Natur eindringt (heute sagen wir „penetrate“) und Fehler (heute sagen wir „exploit“) in den Schriften aufdeckt. Die Physik analysiert Experimente und baut Wissen mathematisch strukturiert auf. Das neue Wissen wurde schriftlich fixiert, doch fehlte es an technischen Möglichkeiten der Weiterverarbeitung.

An dieser Stelle entwickelt sich die Thematik der Informatik. Das Wilhelm Schickard Institut, benannt nach dem Tübinger Theologen Wilhelm Schickard, dem Erfinder der Rechenmaschine im Jahre 1620, wurde, zunächst gemeinsam von der Fakultät für Physik und der Fakultät für Mathematik, 1986 in Tübingen gegründet.
Sie ist die Fakultät, an der Sebastian Schreiber sein Diplom in Informatik verliehen bekam.

Wenn man die Informationen digital speichert und überträgt, dann ist es anders als mit der schriftlich fixierten Information. Änderungen sind unsichtbar, es gibt nicht die Tinte des Schreibers, die einmal zu Papier gebracht, ein Dokument, eine Urkunde erstellt, die Veränderungen nur widerwillig zulässt und aufgrund der mikroskopischen Vorgänge dem Experten die Manipulation immer verrät.
Nein, in der Informatik gibt es nur gesichtslose Bits, die nichts über ihren Schreiber verraten und technisch manipuliert werden können. Diese Bits sind gerade für schnelle Manipulation optimiert, sie werden wegen ihres binären Charakters von den Informatikern so geliebt.

Der schmale Grat zwischen gewünschter technischer Manipulation und unerwünschter Verfälschung der Information ist oft im Nebel extrem komplexer Systeme verborgen. Das Internet hat einen Datenumsatz, der, wenn vollständig auf Papier geschrieben, die Erde jeden Monat vollständig neu einhüllen würde.  
Die Unterschiede in diesem Dschungel der Daten zu erkennen und einzuschätzen erfordert genaues Wissen auf diesem Terrain. Ein neues Gebiet der Wahrheitsforschung entsteht.

Nicht die Fakultäten der Theologen, Physiker oder Mathematiker haben die originäre Aufgabe, dieses Problem zu lösen, aber sie haben zusammen die Fähigkeiten entwickelt und an ihre Studenten weitergegeben um die Aufgabe zu bewältigen.

Sebastian Schreiber ist es gelungen, die besten Köpfe aus diesen Fakultäten, und von vielen anderen Fakultäten, zu gewinnen und zu dirigieren um dieser komplexen Aufgabe Herr zu werden.
Verortet in diesem gewaltigen Gebäude, das keine neue Fakultät sondern eine der erfolgreichsten Firmen hier, die SYSS in Tübingen, beheimatet.

Im Lutherjahr komme ich jetzt auf die Frage, was soll man zur Eröffnung des Gebäudes schenken? Auch wenn die Legende nicht sicher überliefert ist, dass Luther ein Tintenfass nach dem Teufel geworfen hat, ein Tintenfass für einen Schreiber, der diese als Waffe gegen die Unwahrheit verwendet, kann nicht falsch sein. Möge Dir die Tinte auch im Digitalzeitalter helfen.

Ich wünsche Dir, Sebastian, bei der Suche nach den verborgenen Fälschungen und beim Aufdecken gefährlicher Manipulationen viel Erfolg, auch wenn ich immer noch die Hoffnung habe, die Menschheit könnte ehrlich werden und Deine Arbeit nicht weiter benötigen.


(Prof. Dr. Eduard Heindl)