Die Blockchain ist eine magische Technologie, die Geheimnisse auf sichere Weise speichert. Wir erklären dir, wie die Blockchain funktioniert und warum sie so spannend ist. Bereit, die Schatzkiste der Zukunft zu öffnen?

Die Blockchain – Eine Kette aus Daten und Codes

Stell dir vor, du und deine Freundinnen und Freunde haben ein geheimes Tagebuch. Alle besitzen eine Kopie und schreiben darin auf, was passiert. Wenn jemand versucht, etwas heimlich zu ändern, würdet ihr es sofort merken, weil alle Kopien genau gleich sind. Das bedeutet, dass niemand mogeln kann und euer Tagebuch sicher ist. So funktioniert auch die Blockchain: Sie hilft uns, Dinge geschützt abzuspeichern und sicherzustellen, dass niemand schummelt. Die Blockchain ist wie ein digitales Tagebuch, das aus speziellen Abschnitten besteht, die wir „Blöcke“ nennen. Diese Blöcke sind wie Seiten in einem Buch. Wenn jemand etwas in der Blockchain ändern möchte, merken es alle anderen Blöcke sofort. Jeder Block hat einen digitalen Fingerabdruck namens „Hash“. Das ist wie ein Geheimcode, der alles schützt, was im Block steht. Die Blöcke sind wie eine Kette miteinander verbunden, deshalb nennen wir sie „Blockchain“. Denn „chain“ heißt auf Englisch Kette. Wie der Hash die Daten in der Blockchain sichert? Wenn er einmal zerstört ist, kann er nie mehr hergestellt werden und die Kette bricht an dieser Stelle auseinander! „Zerstört” wird der Hash, wenn die Daten in einem der Blöcke geändert werden, denn dann ändert sich automatisch der Geheimcode.

In der Blockchain sind viele Blöcke miteinander verbunden – Bild: Adobe Stock // elenabsl

Was genau passiert in der Blockchain?

Die Blockchain-Technologie wirkt auf den ersten Blick ganz schön kompliziert. Um besser zu verstehen, was dort passiert, kannst du dir die Blockchain als Spiel vorstellen. Das Besondere an diesem Spiel ist, dass die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sich ihre Spielzüge durch Leistung oder Einsatz erkämpfen müssen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Spiels nennt man „Miner”. Das kann eine Person oder Gruppe sein, die versucht, einen Block für sich zu gewinnen. Dafür müssen die Miner sehr komplizierte Zahlenrätsel lösen, um sich ihren Spielzug – ihren Platz in der Blockchain – zu verdienen. Die Miner nutzen dabei eine lange Zufallszahl, um das Zahlenrätsel zu lösen. Wird das Rätsel gelöst, werden neue Blöcke in die Blockchain hinzugefügt. Aber Achtung: Jede Zahlenfolge kann nur einmal verwendet werden! Deswegen heißt die Zufallszahl auch „Nonce”: Number used Once, oder auf Deutsch: „einmalig verwendete Zahl”.

Miner knacken komplizierte Zahlenrätsel, um neue Blöcke der Blockchain hinzuzufügen – Bild: Adobe Stock // Musashi_Collection

Damit alle fair spielen, braucht unser Spiel eine Anleitung. Das Spiel kann auf zwei unterschiedliche Weisen gespielt werden: Man unterscheidet hier zwischen dem „Proof-of-Work-Mechanismus” und dem „Proof-of-Stake-Mechanismus”. Beim Proof-of-Work-Mechanismus musst du dir deinen Spielzug verdienen, indem du ein Zahlenrätsel löst. Wenn du das Rätsel gelöst hast, bist du an der Reihe und darfst eine eigene Regel aufstellen. Proof-of-Work heißt „Beweis der Arbeit”, denn hier verdienst du dir deinen Spielzug damit, dass du dein Geschick unter Beweis stellst. Proof-of-Stake bedeutet dagegen „Beweis des Einsatzes”: Stell dir vor, du bist schon länger im Spiel und hast dich schon mehr eingebracht und dir schon einige Punkte verdient. Der Proof-of-Stake-Mechanismus belohnt dich für diesen Einsatz. Du darfst also mehr über die Regeln entscheiden als diejenigen Spielerinnen und Spieler, die ganz neu angefangen haben und sich noch kaum eingebracht haben. Eine weitere Regel im Spiel ist die „Dezentralisierung”. Das bedeutet, dass es keine Anführerin bzw. keinen Anführer im Spiel gibt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Blockchain sind wie eine Freundesgruppe, die nicht erst Lehrkräfte oder Eltern fragen muss, um Entscheidungen zu treffen. Wenn du ein Spiel mit deiner Freundesgruppe spielst, ist es aber auch wichtig, dass niemand anderes auf das Spiel zugreifen und sich einmischen kann. Deshalb werden Daten in der Blockchain mit einem geheimen Code verschlüsselt. Vielleicht hast du selbst auch eine Geheimsprache, um deinen Freundinnen und Freunden etwas zu sagen, was außer euch keiner wissen soll? Zusammengefasst kannst du dir die Blockchain als sicheren Spielraum vorstellen, in dem die Spielerinnen und Spieler sich ihren Platz entweder durch das Lösen von Zahlenrätseln oder Beweis ihres Einsatzes erkämpfen.

Entstehung der Blockchain-Technologie

Bestimmt fragst du dich, wie und wann die Blockchain überhaupt entstanden ist! Die Blockchain-Technologie gibt es seit den 90er Jahren. Damals fanden erste Forschungen an verschlüsselten Blockketten statt. 2008 stellte jemand unter der geheimen Identität Satoshi Nakamoto dann die erste Kryptowährung Bitcoin vor. Kryptowährungen sind digitales Geld, mit dem man Dinge online kaufen oder Geld an andere Menschen senden kann. Das digitale Geld basiert auf einer Blockchain, die alle Informationen darüber enthält, wer Bitcoins an wen gegeben hat.

Bitcoin ist digitales Geld – Bild: Adobe Stock // AdriaVidal

Neben der Blockchain entstanden damals auch Blockchain-Explorer. Damit konnten die Vorgänge in der Blockchain überprüft werden und dadurch wurde das Vertrauen in die Blockchain gestärkt. Nachdem die Blockchain-Technologie immer bekannter wurde, begannen Entwicklerinnen und Entwickler damit, sie auch in anderen Bereichen anzuwenden. Zum Beispiel wird die Blockchain dazu genutzt, um dafür zu sorgen, dass Verträge automatisiert eingehalten werden.

Vorteile und Herausforderungen der Blockchain

Die Blockchain-Technologie schafft Sichtbarkeit und Vertrauen im Internet: Denn durch sie können Vorgänge genau überprüft werden. Da die Daten in einer Blockchain verschlüsselt sind, ist es sehr schwierig sie zu manipulieren oder zu fälschen, was für zusätzliche Sicherheit sorgt. Eine Blockchain-Kette kann außerdem nicht beliebig verändert werden, sondern Zugänge müssen erst freigegeben werden. Trotzdem gibt es noch einige Herausforderungen bei der Arbeit mit der Blockchain! Öffentliche Blockchains, zum Beispiel die von Bitcoin, sind oft noch langsam, wenn viele Vorgänge gleichzeitig verarbeitet werden. Diese Prozesse benötigen viel Energie in Form von Strom, was schädliche Auswirkungen auf die Umwelt hat. Deshalb werden in neueren Blockchains oft Proof-of-Stake-Technologien eingesetzt. Das spart Energie und ist umweltfreundlicher.

Die Blockchain ist wie eine digitale Schatzkiste, in der Daten sicher verschlüsselt werden – Bild: Adobe Stock // Musashi_Collection

Blockchains sind wie digitale Schatzkisten, die Geheimnisse sicher aufbewahren. Aber manchmal passiert es, dass diese Schatzkiste so sicher ist, dass wir das Schloss selbst gar nicht mehr aufbekommen. Auch die Blockchain ist manchmal so sicher, dass Menschen die Kontrolle über sie verlieren und die Blockchain zu viel Macht hat. Aber es gibt andererseits auch Leute, die versuchen, die Blockchain zu überlisten – wie wenn jemand versucht, bei einem Spiel zu schummeln. Und manchmal schaffen sie es sogar. Ein anderer Nachteil von Blockchains ist, dass es in jedem Land unterschiedliche Gesetze gibt, die die Arbeit mit Blockchain bestimmen. Und das ist sehr kompliziert! Die Blockchain kann andererseits aber auch die Einhaltung von Gesetzen erleichtern, da Vorgänge hier transparent und nachvollziehbar sind. Wie du siehst, ist die Sache mit unserer super sicheren Schatzkiste nicht ganz so einfach!

Wie sieht die Zukunft der Blockchain aus?

Die Blockchain ist eine neue Technologie, die in vielen Punkten noch mehr erforscht und optimiert werden muss. Trotzdem bietet sie viele Vorteile für die Datensicherheit und wird mittlerweile in ganz unterschiedlichen Bereichen verwendet. In welchen genau und was die Zukunft für Blockchain bereithalten könnte – das erfährst du im zweiten Teil unserer Blockchain-Reihe!

 

Beitragsbild // Adobe Stock: ImageFlow

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Oktober 2023

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Technologie“:

  • Von Rechnern zu Denkern: Wie funktioniert die Künstliche Intelligenz?
  • Metaverse: Den Begriff Metaverse hört man inzwischen überall – kennst du ihn
    auch schon? Es geht dabei um eine virtuelle Welt, ähnlich wie bei Videospielen.
  • Was ist eigentlich das Internet of Things?: Das Internet verbindet nicht nur
    Menschen – durch das sogenannte „Internet of Things“ können auch Maschinen miteinander kommunizieren.

 

Vince und ich haben ein gemeinsames Hobby: Videospiele spielen! Das machen wir oft zusammen nach der Schule. Letztes Mal haben wir beim Spielen überlegt, wie cool es wäre, wenn wir unsere ganz eigenen Levels entwickeln könnten. Was dann passiert ist, war absolut verrückt… das müsst ihr euch im Video ansehen!

Wer gewinnt das Rennen? – Vince und ich beim Videospielen

Der Traum eines jeden Kindes – ein eigenes Videospiel programmieren

Wie von Zauberhand stehen wir plötzlich im Mercedes-Benz Werk in Sindelfingen. Ich bekomme eine Nachricht auf mein Smartphone: Heute findet der Low Code Hackathon statt. Hacka..was? Vielleicht hat es ja mit unserem Ziel zu tun, ein eigenes Videospiel zu entwickeln! Im Gebäude nimmt uns Thilo Frankenhauser in Empfang. Er ist  Strategieentwickler für Digitale Transformation bei Mercedes-Benz und Veranstalter des Hackathons. Er erklärt uns, was ein Hackathon überhaupt ist. Anschließend führt er  uns in den Veranstaltungsraum. Unser Ziel ist, zum Greifen nah… Also nichts wie los, auf zum Hackathon!

Was bedeutet eigentlich Programmieren?

Im Raum angekommen staunen Vince und ich nicht schlecht. So viele Computer und noch mehr Menschen vor den Computern! Was sie dort wohl tun, etwa eigene Videospiele entwickeln? Die Teams haben einen Ansprechpartner, der dafür sorgt, dass beim Programmieren alles reibungslos abläuft – Softwareentwickler Peter Sprenger. Er erklärt uns unter anderem, was Programmieren überhaupt bedeutet. Die Antwort findet ihr im Video!

Softwareentwickler Peter Sprenger steht den Teilnehmenden mit Rat und Tat zur Seite

Genius fühlt den Teilnehmenden auf den Zahn

So wirklich wissen wir aber immer noch nicht, was die Teilnehmenden auf dem Hackathon machen. Deswegen gehen Vince und ich direkt auf sie zu, um zu erfahren, was sie da genau programmieren. Beim Blick auf den Computerbildschirm fällt mir auf, dass ich etwas anderes erwartet hatte. Ich kann gar keine komplizierten Codes sehen! Das kommt daher, dass die Teilnehmenden hier mit sogenanntem Low Code arbeiten. Was Low Code bedeutet, das erklärt uns die Teilnehmerin Julia Siegwardt im Video.

Bei unserer nächsten Station finden wir sie dann doch, die vielen komplizierten Wörter in einer Zeile. Von diesen Wörtern werden Vince und ich nicht wirklich schlau, aber zum Glück erklärt uns Teilnehmerin Lara Geisler, was es mit den Codezeilen auf sich hat. An welchen Projekten die Teilnehmenden genau arbeiten und welche Ziele sie verfolgen, erfahrt ihr im Video!

Teilnehmerin Julia Siegwardt erklärt die Low Code Programmierung

Endlich ist es soweit – unsere erste eigene App

Wir sind noch im Gespräch mit Lara vertieft, als Thilo dazu kommt. Er fragt uns, ob wir bereit sind, etwas ganz eigenes zu programmieren. Was für eine Frage! Dazu dürfen wir in einen extra Nebenraum gehen und uns an dem dort vorbereiteten Laptop ausprobieren. Thilo und sein Team haben sich für uns eine besonders spannende Aufgabe überlegt… Und die ist gar nicht so leicht! Thilo zeigt uns, wie die Anwendung funktioniert und dann schlüpfen wir in die Rollen von Programmentwicklerin Nele und Programmentwickler Vince. Ob wir am Ende erfolgreich waren? Seht im Video nach!

App-Entwicklerin Nele und App-Entwickler Vince beim Programmieren

Und so endet unser erster Dreh als Genius Kinderreporter. Wir konnten tolle Einblicke in einen echten Hackathon ergattern und wissen jetzt, dass Programmieren gar nicht so schwierig ist, wie es auf den ersten Blick wirkt. Vince und ich wollen unbedingt noch mehr darüber lernen. Danke, dass ihr eingeschaltet habt und wir sehen uns schon bald wieder! Eure Kinderreporter Vince und Nele.

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Alle Fotos: Mercedes-Benz Group AG

Die Arten von KI, die du vielleicht aus Science-Fiction-Filmen kennst, haben mit unserer Realität nichts gemeinsam. Stattdessen werden Computerprogramme geschaffen, die sich am menschlichen Gehirn orientieren. Die „Künstliche Intelligenz“ ist also in der Lage, sich selbstständig weiterzuentwickeln und zu lernen – wie auch das menschliche Gehirn.

Science-Fiction oder Realität?

Auf den ersten Blick kann sich das alles ein bisschen unheimlich anhören: Eine Maschine, die so funktioniert wie wir Menschen. Tatsächlich hat KI aber nichts mit den schlimmen Szenarien zu tun, die dir gerade vielleicht in den Sinn kommen. Stattdessen kann sie sogar ganz schön nützlich sein – auch für dich. KI ist inzwischen fest in unserem Alltag verankert. Egal, ob du gerne Musik hörst, Sachen bestellst oder mit einem Sprachassistent-System sprichst, an vielen Stellen kommst du bereits mit KI in Berührung.

KI ist noch weit von Science-Fiction entfernt – Bild: Adobe Stock // liuzishan

Bilder, Texte, Stimmen – Was Computerprogramme bereits möglich machen

Die faszinierende Welt der künstlichen Intelligenz hat bereits eine Vielzahl von Anwendungen hervorgebracht, die sich nahtlos in unseren Alltag integriert haben. KI-Bots sind zu wahren Meistern der Kreativität geworden, indem sie beeindruckende Fähigkeiten demonstrieren, um Bilder, Texte und sogar Stimmen zu erschaffen. Von interaktiven Chatbots, die auf komplexe Fragen die passende Antwort liefern, über Computerprogramme, die aus einfachen Textbeschreibungen lebendige Bilder generieren, bis hin zu KI-Systemen, die menschliche Stimmen perfekt imitieren können – die KI hat uns in erstaunliche Dimensionen kreativer Möglichkeiten katapultiert.

Ist dir etwas aufgefallen? Dieser Absatz wurde vollständig von einer KI geschrieben. Faszinierend findest du nicht auch?

Computerprogramme helfen dir dabei, deinen Alltag zu erleichtern – Bild: Adobe Stock // Tobias

KI und Autos

Ein weiteres Anwendungsfeld von KI ist die Automobilbranche. Du hörst im Auto immer gerne dein Lieblingslied? Die KI kann sich das merken, dich im Auto beispielsweise anhand deiner Atmung oder deiner Hände erkennen und dann automatisch dein Lieblingslied abspielen – ganz ohne, dass du irgendeinen Knopf drücken musst! Super praktisch. Und auch deine Eltern sind bestimmt froh über Einparkhilfen, Navigationsgeräte und automatische Sitzeinstellungen, oder?

Autofahren ohne Fahrerin oder Fahrer

Doch mehr Komfort für Passagiere ist nicht das Einzige, was KI in Autos erreichen soll. Schon seit Jahren wird erprobt, ob sich Autos auch ganz ohne Fahrerinnen oder Fahrer, nur durch eine KI, steuern lassen könnten. Praktisch wäre das durchaus. Man setzt sich einfach ins Auto und wird hingefahren, wo auch immer man mag. 

Hier gilt es jedoch, noch ganz viel zu forschen und zu entwickeln, denn natürlich kann diese Art des Fahrens sehr gefährlich werden. Bereits jetzt sorgen verschiedene intelligente Assistenzsysteme für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Und auch wenn komplett fahrerloses Fahren in naher Zukunft unwahrscheinlich ist, so gibt es doch immer wieder verschiedene Tests in diese Richtung. Für all diese Entwicklungen sind Algorithmen und die Weiterentwicklung der „Künstlichen Intelligenz“ von großer Bedeutung.

Assistenzsysteme behalten die Umgebung im Auge – Bild: Adobe Stock // kinwun

Natürlich bringt die Nutzung von KI trotzdem ein paar Risiken mit sich. Doch um diese zu verringern, werden nicht nur Fachleute aus der Forschung, der Mathematik und dem Programmieren mit der Erschaffung von KI, sondern auch so genannte Geisteswissenschaftlerinnen und Geisteswissenschaftler beauftragt. Das sind zum Beispiel Expertinnen und Experten für Ethik, Moral und Kommunikation. So wird gewährleistet, dass KI technisch einwandfrei funktioniert, aber nicht zur Gefahr für den Menschen werden kann.

Das oberste Ziel von KI ist nämlich nicht, stärker als wir Menschen zu werden, sondern unser Leben zu erleichtern. Deshalb ist es wichtig, sich ihrer Auswirkungen bewusst zu sein und verantwortungsbewusst mit ihr umzugehen.

Beitragsbild // Adobe Stock: VRVIRUS

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: August 2023

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Künstliche Intelligenz“:

  • Von Rechnern zu Denkern: Wie funktioniert die Künstliche Intelligenz?
  • Der Unterschied der virtuellen Welten: Augmented Reality und Virtual Reality öffnen Türen zu völlig neuen Realitäten.
  • Metaverse: Den Begriff Metaverse hört man inzwischen überall – kennst du ihn auch schon? Es geht dabei um eine virtuelle Welt, ähnlich wie bei Videospielen.

„Künstliche Intelligenz“, kurz KI, das sind Computerprogramme, die die menschliche Intelligenz nachahmen. Ziel ist es, dass Maschinen mithilfe dieser Programme selbstständig Probleme lösen können, indem sie auf ihre Umwelt reagieren. Das heißt: Computer sollen auf Fragen keine vorprogrammierte Antwort geben, sondern die Frage selbst verstehen und selbst darauf reagieren.

Schon heute ist KI aus vielen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken. Auch du bist bestimmt schon öfter mit der Künstlichen Intelligenz in Berührung gekommen, ohne es zu merken. Hast du schon einmal den Sprachassistenten deines Smartphones etwas gefragt? Hinter dieser Technik steckt KI. Auch im Bereich Spiele wird sie eingesetzt. So kann man Schach zum Beispiel nicht nur gegen eine menschliche Mitspielerin oder einen Mitspieler spielen. Wenn du niemanden zum Spielen findest, kannst du auch gegen einen Schachcomputer antreten – und diese zu bezwingen, ist gar nicht so leicht!

Gegen einen Schachcomputer zu gewinnen, ist ganz schön schwer. – Bild: Pixabay

Und wie machen die Maschinen das?

Die Künstliche Intelligenz funktioniert mit künstlichen neuronalen Netzen. Neuronal bedeutet, dass diese Netze die Funktionsweise des Gehirns nachahmen. Die sogenannten Neuronen verknüpfen die Nervenzellen im menschlichen Körper. Jeder Mensch hat unfassbar viele Neuronen – circa 100 Milliarden, die an vielen Stellen miteinander verbunden sind. Diese Verbindungen heißen Synapsen und bilden ein sehr komplexes Netzwerk. Auf diese Weise verarbeitet das Gehirn Informationen und ermöglicht dir zum Beispiel das Lernen. Dein Gehirn kann dabei theoretisch viel mehr leisten als jeder Computer – allerdings im Vergleich recht langsam.

Computer stellen diese Informationsverarbeitung des Gehirns durch künstliche neuronale Netze nach. Informationen werden als Input auf der einen Seite eingegeben, verarbeitet und das Ergebnis wird auf der anderen Seite als Output wieder ausgegeben. Solche Systeme setzen sich aus sogenannten Algorithmen zusammen. Hinter diesem Fachbegriff versteckt sich eine Aufeinanderfolge von verschiedenen Regeln in Computersprache, um Aufgaben zu lösen. Im nächsten Abschnitt erfährst du noch mehr dazu.

Die perfekte Vernetzung – das menschliche Gehirn — Bild: Adobe Stock // MMPhoto21

Was bedeutet Algorithmus, Deep Learning und Machine Learning

Im Bereich der Künstlichen Intelligenz stößt du auf viele neue Begriffe, doch was bedeuten diese überhaupt? Genius erklärt es dir:

  • Algorithmus: Ein Algorithmus ist wie eine Anleitung oder ein Rezept, das einem Computer sagt, was er Schritt für Schritt tun soll, um eine bestimmte Aufgabe zu erledigen oder ein Problem zu lösen. Du willst es noch genauer wissen? In unserem passenden Blogartikel findest du weitere Informationen.
  • Deep Learning: Deep Learning ist ein Ansatz, bei dem Computer lernen, komplexe Muster und Informationen aus großen Datenmengen zu verstehen. Dazu verwenden sie Schichten von künstlichen neuronalen Netzwerken.
  • Machine Learning: Machine Learning ist ein Bereich, bei dem Computer die Fähigkeit entwickeln, aus Erfahrungen zu lernen und automatisch Erkenntnisse und Vorhersagen aus Daten zu gewinnen. Und das, ohne extra dafür programmiert zu werden.

Aktuell ist die Künstliche Intelligenz auf den Bereich beschränkt, in dem sie eingesetzt wird. Deswegen spricht man dabei von „schwacher KI“. Auf deinem Smartphone hast du viele Anwendungen, die automatisiert arbeiten, wie zum Beispiel Sprachassistenz-Systeme oder E-Mail-Spam-Filter. Diese sind ziemlich gut in ihrem jeweiligen Bereich – aber eben nur dort.  Eine „starke KI“ ist vom menschlichen Verstand nicht mehr zu unterscheiden und kann auf verschiedene Bereiche angewendet werden. Sie ist sozusagen „wirklich intelligent“.  Noch gibt es keine starke KI, aber Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass es irgendwann eine Künstliche Intelligenz gibt, die das menschliche Gehirn übertrifft.

Wird die Künstliche Intelligenz das menschliche Gehirn in Zukunft übertreffen? — Bild: Adobe Stock // Buffaloboy

Beitragsbild: Adobe Stock // sdecoret

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Stand: Juli 2023

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Künstliche Intelligenz“:

  • Metaverse: Den Begriff Metaverse hört man inzwischen überall – kennst du ihn auch schon? Es geht dabei um eine virtuelle Welt, ähnlich wie bei Videospielen.
  • Intelligente Straßenbeleuchtung: Dass Handys ganz schön smarte Geräte sind, ist für dich sicher nichts Neues. Aber gilt das auch für Straßenlaternen?
  • Der Unterschied der virtuellen Welten: Augmented Reality und Virtual Reality öffnen Türen zu völlig neuen Realitäten.

Von hinzugefügten visuellen Zusätzen auf die reale Welt bis hin zu kaum von der Wirklichkeit unterscheidbaren virtuellen Welten öffnen AR und VR Türen zu völlig neuen Möglichkeiten. Ob Sport, Bildung oder Unterhaltung – die Anwendungsbereiche sind grenzenlos und halten ständig neue Überraschungen bereit. In diesem Artikel erklären wir dir, was AR und VR genau bedeutet und werfen einen Blick auf Beispiele, in denen sie bereits heute vorkommen.

Augmented Reality – Ein Update für die Realität

Starten wir mit der Augmented Reality (oder kurz: AR). Was heißt das überhaupt? In der Welt der Technologie werden viele englische Begriffe verwendet. Auf deutsch heißt “augmented” so viel wie “erweitert”. Dadurch wird es schon ein bisschen klarer, oder? Es geht also um eine erweiterte Realität. Noch genauer handelt es sich um eine computerbasierte Erweiterung der realen Welt durch virtuelle Objekte. Das geschieht meistens durch die Verwendung von speziellen Geräten wie Smartphones, Tablets oder AR- Brillen. Durch deine Handykamera kannst du so digitale Elemente, wie beispielsweise ein Möbelstück, mitten in dein Wohnzimmer befördern. Abgefahren, oder?
Das ist nicht nur ein cooler Effekt, sondern kann auch sehr hilfreich sein. Bleiben wir bei dem Beispiel eines Möbelstücks. Stell dir vor, du und deine Familie wollen ein neues Sofa kaufen. Mithilfe von Augmented Reality könntet ihr ausprobieren, wie verschiedene Modelle in eurem Wohnzimmer aussehen würden. Und das ist nur eines von zahlreichen Beispielen, wie Augmented Reality uns im Alltag unterstützen kann!

Schluss mit dem Meterstab – AR platziert dir deine Möbel haargenau. Foto: Adobe Stock // Andrey Popov

Virtual Reality – Eine völlig andere Realität

Was mit Augmented Reality gemeint ist, weißt du jetzt. Und wie sieht es mit der Virtual Reality aus? Auf den ersten Blick könnte man denken: Das ist doch das gleiche, nur eine etwas andere Bezeichnung. So ist das aber nicht – es gibt einen wesentlichen Unterschied!
Virtual Reality bedeutet auf deutsch virtuelle Realität. Mit virtuellen Dingen hat die Augmented Reality auch zu tun, wie wir gelernt haben. Aber bei der Virtual Reality (oder kurz: VR) handelt es sich nicht nur um einzelne virtuelle Elemente, sondern um eine vollständig computergenerierte Welt. Oft wird die echte Welt hierbei nachgebaut. Diese Welt kannst du mit einer sogenannten VR-Brille betreten. So eine Brille hast du vielleicht schon mal gesehen – zum Beispiel bei einem Videospiel oder in unserem letzten Artikel über das Metaverse? Durch das Aufsetzen einer solchen Brille wird dein komplettes Sichtfeld von einem digitalen Display umgeben. Dadurch hast du das Gefühl, dass du dich tatsächlich in einer anderen Umgebung befindest. Durch Sensoren werden deine Kopfbewegungen erfasst und was du im virtuellen Raum siehst, wird in Echtzeit angepasst. Zusätzlich können auch Handbewegungen durch spezielle Handschuhe in die virtuelle Welt übertragen werden. So wirkt die scheinbare Wirklichkeit noch realistischer – also zum Greifen nah!
Die Technologie wird immer weiterentwickelt. VR-Brillen werden immer besser und dadurch in Zukunft von immer mehr Menschen genutzt werden. Das Eintauchen in eine virtuelle Welt kann aber auch unangenehm sein. Es kann nämlich sein, dass die sogenannte „motion sickness “ auftritt, also „Bewegungsübelkeit“. Indem dein Auge etwas anderes wahrnimmt als dein Innenohr, welches für das Gleichgewicht zuständig ist, kann dir durch den virtuellen Raum schwindelig werden. Das passiert beispielsweise, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit in der virtuellen Welt anders als in der Realität ist.

VR-Brille auf und willkommen in einer neuen Welt. Foto: Adobe Stock // Gorodenkoff

Was ist der Unterschied? – Genius erklärt es dir!

Das waren nun viele Informationen! Deswegen wollen wir den Unterschied zwischen Augmented Reality und Virtual Reality noch einmal verdeutlichen: Es geht darum, wie die beiden Technologien die Realität beeinflussen. AR ist eine Ergänzung unserer echten Welt, das heißt, es werden digitale Inhalte in die echte Welt eingefügt. Du als Nutzerin oder Nutzer bleibst dabei in deiner gewohnten Umgebung und fügst zum Beispiel über dein Smartphone virtuelle Gegenstände hinzu. VR hingegen ermöglicht es dir, in eine komplett neue, virtuelle Welt einzutauchen. Du hast also das Gefühl, dich selbst in einer anderen Umgebung zu befinden. Gar nicht so kompliziert, oder? Jetzt bist du schon fast Profi auf dem Gebiet!

Die beiden Technologien unterscheiden sich auch noch darin, wofür sie genutzt werden. In manchen Fällen ist es sinnvoller, die echte Welt virtuell zu erweitern und in anderen eine komplett virtuelle Welt zu verwenden.

In diesen Bereichen kannst du AR und VR heute schon erleben

Augmented Reality findest du zum Beispiel in Navigations-Apps, Barcode-Scannern oder in speziellen Spielen. Über die Navigations-App werden manchmal virtuelle Linien in die echte Umgebung als Richtungsanzeige oder Einparkhilfe eingefügt. Beim Scannen von Barcodes
tauchen Informationen zum gescannten Produkt auf und in VR-basierten Spielen triffst du vielleicht auch mal ein Fabelwesen in deinem Zimmer. AR kommt auch im Sport zum Einsatz! Bei Fußballspielen, die live übertragen werden, ist die AR nicht mehr wegzudenken. Sie zeigt den Zuschauerinnen und Zuschauern beispielsweise an, wie weit der Ball bei einem Freistoß vom Tor entfernt ist.

Bekannte Anwendungsbereiche für Virtual Reality sind unter anderem Gaming und Unterhaltung. Durch VR tauchst du hautnah in das Spielgeschehen ein und kannst die Spielwelt aus deinem eigenen Blickwinkel erkunden. Auch die Architektur- und Immobilienindustrie nutzt die Möglichkeiten von VR bereits zu ihrem Vorteil. So können Gebäude, Wohnungen oder sogar ganze Stadtviertel digital vorgefertigt und angesehen werden, bevor sie in der Realität umgesetzt werden. Weitere Beispiele sind Konzerte, Kunstausstellungen, oder Kinos, die mithilfe von VR ein völlig neues Erlebnis für die Nutzerinnen und Nutzer darstellen.

AR macht die Abstände sichtbar, damit keine Unfälle mehr passieren. Foto: Adobe Stock // trongnguyen

Ein weiterer Bereich, in dem AR und VR einen wichtigen Beitrag leisten, ist in der Medizin. AR und VR werden verwendet, um medizinisches Personal auszubilden und zu trainieren. Chirurginnen und Chirurgen können beispielsweise schwierige Operationen in einer virtuellen Umgebung üben, bevor sie sie an Patientinnen oder Patienten durchführen. Zusätzlich wird VR zunehmend zur Angstbewältigung eingesetzt. Patientinnen und Patienten, die sich unangenehmen Verfahren unterziehen, wie beispielsweise Zahnbehandlungen, können VR-Brillen tragen, um in eine entspannende virtuelle Umgebung einzutauchen und ihre Aufmerksamkeit von der Behandlung abzulenken.

Auch der Industrie kommen die Technologien AR und VR zugute. Nehmen wir die Automobilindustrie als Beispiel. Unternehmen können in virtuellen Räumen miteinander kommunizieren und Abläufe simulieren. Durch die virtuelle Darstellung eines Produktionsablaufs vom ersten Entwurf bis hin zum finalen Modell, sparen Unternehmen eine enorme Menge an Zeit. Auch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter profitieren durch die Möglichkeiten von AR und VR. So können Informationen beispielsweise schneller an eine Kollegin oder einen Kollegen weitergegeben werden und ein Problem schneller gelöst werden.

Die aufregende Zukunft der virtuellen Welten

Seit dem ersten VR-Apparat aus dem Jahr 1956 hat sich bis heute vieles getan. Doch, wie du weißt, bleibt die Technologie nie stehen. Wie wird es also mit AR und VR noch weitergehen? Wir wissen es nicht. Aber in diesen Bereichen sind spannende Entwicklungen bereits möglich:

  • Hardware: AR- und VR-Geräte werden immer leistungsfähiger, leichter und bequemer. Zusätzlich wird die Bildqualität besser und die Sensoren erfassen Bewegungen noch viel genauer. Das größte Ziel der Entwicklerinnen und Entwickler ist es, dass man die virtuelle Welt irgendwann kaum noch von der echten Welt unterscheiden kann.
  • Anwendungsbereiche: Es ist zu erwarten, dass die Technologien noch häufiger zum Einsatz kommen. Ein Beispiel wäre das Erlernen einer neuen Sprache. Viele Personen, die auf Reisen waren, berichten, dass sie viel schneller eine Sprache im Herkunftsland gelernt haben als von Zuhause oder dem Klassenzimmer aus. Durch AR und VR können solche Reisen simuliert werden, dadurch wird das Lernen einer neuen Sprache wesentlich einfacher.
  • Vernetzung: So wie wir es aus sozialen Netzwerken kennen, wird es möglich sein, dass wir uns auch durch VR und AR immer stärker vernetzen und gemeinsam Dinge unternehmen. Kannst du dir vorstellen, deine Freundinnen und Freunde zu treffen, mit ihnen Eis zu essen oder schwimmen zu gehen – und das alles in einer virtuellen Welt?

Damit die Nutzerinnen und Nutzer das bestmögliche Erlebnis haben können, werden von ihnen Daten gesammelt, deswegen spielt der Schutz dieser Daten eine große Rolle für den zukünftigen Erfolg der beiden Technologien. Wie weit VR und AR voranschreiten werden und uns im Alltag begegnen werden, hängt stark davon ab, wie sehr die Gesellschaft die Technologie akzeptiert. Denn an Neues müssen wir uns erst gewöhnen, bevor wir es akzeptieren – so war es auch schon mit dem Fernseher!

Von virtuellen Welten zu virtuellen Universen – Wie wird die Zukunft aussehen? Foto: Adobe Stock // Sergey Nivens

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Sarthak

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juni 2023

 

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Künstliche Intelligenz“:

  • Metaverse: Den Begriff Metaverse hört man inzwischen überall – kennst du ihn auch schon? Es geht dabei um eine virtuelle Welt, ähnlich wie bei Videospielen.
  • Wo Künstliche Intelligenz deinen Alltag bestimmt: Wo du KI überall finden kannst, was ihre Vor- und Nachteile sind und wie Autos damit zusammenhängen, das erfährst du hier.
  • Einparken leicht gemacht: Genius erklärt dir, warum einparken manchmal gar nicht so leicht ist und welche Techniken die Autofahrer unterstützen.

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Wir bei Genius glauben an die Bedeutung von MINT-Bildung für die Zukunft. Wir freuen uns daher, dass die Bewerbungsphase für die Auszeichnung als „MNT-freundliche Schule“ bzw. „Digitale Schule“ von MINT Zukunft schaffen! gestartet ist. Als junge Wissenscommunity, die selbst auf MINT-Kompetenzen setzt, möchten wir die nächste Generation von Schülerinnen und Schülern dabei unterstützen, ihre Fähigkeiten in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu entdecken und zu fördern. Wir ermutigen daher alle Schulen, sich bis Ende Mai zu bewerben und das Engagement ihrer Schülerinnen und Schüler sowie ihrer Lehrkräfte für MINT zu zeigen.

Warum sollten Sie sich bewerben?

  1. Profilbildung in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern
  2. Vernetzung mit Partnerunternehmen und MINT-Botschaftern
  3. Stärkung der MINT-Fächer
  4. Angebote der Schule regional und überregional darstellen
  5. Anerkennung für geleistete Arbeit im MINT-Bereich
  6. Teilnahme am MINTMAX-Programm, dem Partnerprogramm für „MINT-freundliche Schulen“

Wer kann sich bewerben? Es können sich alle Schularten bewerben.

Wie funktioniert die Bewerbung? Laden Sie die für Ihre Schule passenden Bewerbungsunterlagen herunter, füllen Sie diese aus und laden sie anschließend bei „MINT Zukunft schaffen!” wieder hoch. Der Bewerbungsprozess ist für alle teilnehmenden Schulen kostenfrei.

Die Ehrung steht unter der Schirmherrschaft der Kultusministerkonferenz (KMK). Die Ehrungsfeiern für die ausgezeichneten Schulen werden pro Bundesland auch in diesem Jahr wieder virtuell stattfinden.

Bewerbungsschluss ist der 31. Mai 2023

Die Bewerbungsunterlagen, Kontakt zu Ansprechpersonen sowie FAQ finden Sie auf der Website der Initiative MINT Zukunft schaffen!

 

Beitragsfoto: MINT Zukunft e.V.