F bis J Zukunftsglossar

Floating PV (deutsch: Schwimmende Photovoltaikanlagen) sind PV-Anlagen, deren Solarpaneele auf schwimmenden Unterkonstruktionen errichtet werden. Sie sind am Untergrund verankert, die schwimmenden oder am Gewässergrund verlaufenden Stromleitungen führen zum Festland. Die Anlagen werden auf ruhigen Wasserflächen v.a. in Meeresbuchten oder auf Seen installiert. Ein Vorteil dieser Technologie wird in der Verhinderung weiteren Landverbrauchs gesehen.

In einer komplexen cloudbasierten Rechenumgebung (siehe Cloud Computing) mit einer Vielzahl von Endgeräten und Datenverarbeitungsprozessen werden verschiedene Ebenen innerhalb der Cloud realisiert. Fog Computing meint die dezentrale Verarbeitung der Daten in leistungsstarken Servern, die eine Verbindung zwischen den Endgeräten am Rand des Netzwerks (engl. edge = Rand, Ecke) und der eigentlichen zentralen Cloud-Ebene darstellen. In ihr werden die Vorteile der dezentralen und zentralen Ebene bestmöglich vereint. D.h. es steht höhere Rechenleistung als in den Endgeräten zur Verfügung, die Leitungswege und Verarbeitungszeiten sind jedoch kürzer als zur zentralen Recheneinheit, was auch die Sicherheit erhöht.

Anforderungen des Internet of Things (IoT) mit zahlreichen Endgeräten und großen Mengen an zu versendenden Daten werden von allen drei Cloud-Ebenen (Cloud-Ebene, Fog-Ebene und Edge-Ebene) gelöst. Fog Computing wird z.B. bei selbstfahrenden oder halbautonomen Fahrzeugen sowie in der Industrie 4.0 angewendet.

Genome Editing (deutsch: Genom-Editierung) ist ein Sammelbegriff für molekularbiologische Verfahren zur gezielten Veränderung von DNA (Desoxyribonukleinsäure) von Pflanzen, Tieren und Menschen. Die DNA enthält das Erbgut von Lebewesen. Bei Genome-Editing-Methoden schneiden bestimmte Enzyme, auch Designer-Nukleasen oder Genscheren genannt, die doppelstrangige DNA an definierten Stellen. Die herbeigeführten Schnitte setzen einen zelleigenen Reparaturmechanismus in Gang, der die DNA wieder repariert. In dieser Reparaturphase können Gensequenzen entfernt, eingebaut oder ausgetauscht werden.

Genome Editing findet v.a. in der Grundlagenforschung, in der Landwirtschaft (Kulturpflanzen- und Nutztierzucht) und zunehmend auch in der medizinischen Forschung und Therapie Anwendung.

Gigapressen sind die größten Hochdruck-Druckgussmaschinen der Welt. Geschmolzenes Aluminium wird mit einer Geschwindigkeit von 10 Metern pro Sekunde in eine Gießform injiziert. Aufgrund der geringen Zykluszeit können bis zu 1.000 Gussteile pro Tag erzeugt werden. Sie werden für die Produktion von Fahrgestellen verwendet.

Tesla verfügt über die weltweit erste Giga-Gussmaschine mit 6100 Tonnen Presskraft. In ihr werden die Heckrahmen für das Tesla Model Y aus einem Stück gegossen. Gigapressen sparen Gewicht, schonen die Ressourcen und erhöhen die Geschwindigkeit der Produktion. Zu Beginn wurde das Heck aus 70 Einzelteilen zusammengefügt. Zukünftig sollen vier rechtwinklig angeordnete Giga-Press-Gussmaschinen die Karosserie in einem Stück herstellen - eine Revolution in der Produktionstechnik.

Bei der nachhaltigen, ökologisch orientierten Chemie soll die Umwelt- und Gesundheitsbelastung durch Chemikalien reduziert werden. Der ganzheitliche Ansatz umfasst den ressourcen- und energieeffizienten Einsatz von chemischen Substanzen und Produkten im gesamten Lebenszyklus, d.h. vom Design über die Herstellung, Verarbeitung und Verwendung bis zur Entsorgung. Zum Beispiel konnte durch neue Methoden und Technologien der Einsatz von Lösungsmitteln in der chemischen Industrie stark reduziert werden. Auch die Herstellung kompostierbarer Kunststoffe oder Biokraftstoffe sind Zukunftsfelder der grünen Chemie.

Das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie hat in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt im Juni 2020 ein ExpertInnengremium installiert, das an der Umsetzung des nationalen Arbeitsprogrammes zur grünen Chemie arbeitet.

Hologramme sind dreidimensionale Abbildungen eines Objekts, die aus jedem beliebigen Blickwinkel scharf zu sehen sind. Das Ziel ist eine realitätsnahe bewegliche Projektion von Menschen und Gegenständen, mit denen im Idealfall auch interagiert werden kann – ohne eine 3D-Brille oder Ähnliches benutzen zu müssen. Die ersten Holo-Fernseher und –displays wurden auf internationalen Technikmessen bereits präsentiert. Sobald das projizieren in die Luft und auch das Berühren möglich ist, erweitert sich der Darstellungsraum immens. Alles was gegenwärtig noch auf Bildschirme und Displays beschränkt ist, wird direkt erlebbar.

Mit dem Übergang in die dreidimensionale Darstellung gehören zu kleine Smartphone-Displays der Vergangenheit an. In der Medizin helfen dreidimensionale Projektionen bei Operationen. Telefonate, Fernsehen oder Computerspiele werden realer denn je. Werbeflächen ragen in den Himmel und Live-Events können an jedem Ort der Welt miterlebt werden. Auch die Datenspeicherung soll durch die dritte Dimension eines Hologramms revolutioniert werden können.

Human Enhancement bezeichnet die Erweiterung des menschlichen Körpers durch medizinische, pharmazeutische oder technologische Interventionen. Ziel ist die Verbesserung bzw. Optimierung des Menschen – seine Möglichkeiten werden ausgebaut, seine Leistungsfähigkeit wird gesteigert.

Human Enhancement findet bei kranken ebenso wie bei gesunden Menschen Anwendung. Es gibt restaurative, therapeutische und nicht therapeutische Erweiterungen. Obgleich eine strikte Abgrenzung nicht immer möglich ist, kann man grundsätzlich – je nach eingesetztem Tool und Ziel der Intervention – unterscheiden:

• Body-Enhancement: körperliche Erweiterung durch den Einsatz von Prothetik, Exoskeletten, Implantaten u.dgl.
• Genetisches Enhancement: reicht über die Erweiterung des Körpers hinaus. Eingriffe in genetische Anlagen können bereits am Beginn menschlichen Lebens gesetzt werden.
• Neuro-Enhancement: Erweiterung geistiger Fähigkeiten v.a. durch den Einsatz chemischer Substanzen, z.B. zur Steigerung der Konzentrationsfähigkeit.

Hyperloops basieren auf dem Prinzip der Luftpost in Vakuumröhren und könnten die Fortbewegung abseits herkömmlicher Straßen als Ersatz für Kurzstreckenflüge oder Zugfahrten zwischen großen Flughäfen oder Metropolen revolutionieren. Fast gänzlich ohne Reibungswiderstand sollen die Passagiere in Transportkapseln durch ein Röhrensystem mit über 1.200 km/h geschossen werden. Die Kapsel wird per elektrischen Antrieb auf Reisegeschwindigkeit gebracht und benötigt dann nur noch wenig zusätzliche Energie, um das Tempo zu halten.

Die technische Umsetzbarkeit des Vorhabens ist grundsätzlich möglich, Fragen der Sicherheit, der Einbindung der Röhren in die bestehende Infrastruktur und der Wirtschaftlichkeit sind noch zu klären. Erste Teststrecken sind in verschiedenen Ländern der Welt bereits verwirklicht.

ID Austria ist ein Service von Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort und des Bundesministerium für Inneres, das eine sichere digitale Identifizierung und Nutzung digitaler Services ermöglicht. Es stellt die Basis zur digitalen Ausweisplattform im Österreich („Digitales Amt“, „Handy-Signatur“) und weiterführender Anwendungen dar. So können über direkten Zugang Services von Verwaltung und Wirtschaft genutzt, Anträge kostenlos eingebracht und Unterschriften digitaler Dokumente sicher geleistet werden.

Zukünftig werden wir keine herkömmlichen Desktopcomputer oder mobile Geräte brauchen, um in das Internet einzusteigen. Informationen können über Brillen oder Kontaktlinsen direkt auf die Netzhaut oder vor das Auge projiziert werden. Dabei bleibt genügend Transparenz, um die Umwelt wahrzunehmen. Bedient werden sollen die smarten Sehhilfen per Gesten- oder Sprachsteuerung.

Smarte Brillen und Kontaktlinsen sollen in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten einen Mehrwert bieten. Beispielsweise könnten sie vor trockenem Auge schützen oder DiabetikerInnen bei verändertem Blutzuckerspiegel warnen, Zusatzinformationen und Anleitungen für Objekte (z.B. Touristenattraktionen, Arbeitsgeräte) einblenden, als Navi fungieren, Abstände anzeigen oder Fotos bzw. Videos machen. Gelöst werden müssen noch Herausforderungen rund um die Energieversorgung und Datenübertragung.

In den nächsten 50 Jahren wird sich voraussichtlich der weltweite Fleischkonsum auf Grund der Bevölkerungszunahme und des wachsenden Wohlstands verdoppeln. Die erstmals im Jahr 2013 geglückte Zucht von In-Vitro-Fleisch aus Rinderstammzellen in Zellkulturen verspricht die Möglichkeit einer künftig besonders ressourcenschonenden und kostengünstigen Produktion von Fleisch. Mittels Muskelbiopsie werden Stammzellen aus Muskelgewebe entnommen. Muskelstammzellen besitzen die Eigenschaft sich in jede Art von Muskelzelle entwickeln zu können. Sie werden im Labor vermehrt und zu den gewünschten Zelltypen herangezüchtet, um möglichst reale Fleischstücke zu generieren.

Gegenwärtig wird vor allem eine Art „Faschiertes“ hergestellt, da die Nachbildung eines Steaks ungleich herausfordernder ist. In-Vitro-Fleisch hat insbesondere den Vorteil, dass die oft wenig artgerechte und klimabelastende Massentierhaltung ein Ende finden könnte. Zugleich ist zu bedenken, dass auch die Fleischherstellung im Labor viel Energie benötigt.