Schlagwort: Computer

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.

 

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 // Adobe Stock:

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 // Adobe Stock:

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 // Adobe Stock:

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.

Drei Milliarden Menschen  nutzen das Netz

Natürlich kann eine einzige Suchanfrage nicht Mengen an Energie verbrauchen. Wenn du zum Beispiel nach der Übersetzung einer Vokabel suchst, ist das zunächst kein riesiger Aufwand für das Rechenzentrum. Aber kannst du dir vorstellen, wie schnell sich der Bedarf an Strom summiert, wenn viele Suchanfragen gleichzeitig ankommen? Und das ist in der Tat der Fall: Mittlerweile nutzen drei Milliarden Menschen das Internet täglich. Das sind mehr als dreißig Mal so viele Menschen in ganz Deutschland.

Stromverbrauch Internet
Beim Surfen im Internet nutzt du dein Handy und riesige Rechenzentren

Energie von Berlin bis Vietnam

Um dir zu erklären, wie viel Strom genau verbraucht wird, fangen wir mit einer Suchanfrage an: Wenn du ihren Strombedarf mit der Zahl 1.000 multiplizierst, könnte ein Auto damit einen Kilometer fahren. Oder andersrum gesagt: 1.000 Suchanfragen benötigen die gleiche Energie, wie ein Auto für einen Kilometer. Bis hierhin verstanden?

Alle Suchmaschinen-Anfragen weltweit müssen pro Stunde also mit der Energie einer 2.000 Kilometer langen Autofahrt versorgt werden. Das ist ungefähr die Strecke von Berlin bis Vietnam. So müssten allein für das Internet 25 Atomkraftwerke laufen. Aber man nutzt heute natürlich auch viele andere Stromquellen, die umweltfreundlicher sind: zum Beispiel Heizkraftwerke. So wie der Autobauer Mercedes-Benz, der für die Autoproduktion in Sindelfingen ein eigenes Heizkraftwerk gebaut hat.

Wellenreiten im Auto

Stromverbrauch Internet
Mit dem Comand-System hast du auch im Auto Zugang zum Internet

Doch nicht nur am Computer oder Smartphone kannst du das Internet nutzen. Dank Systemen wie „Comand“ lässt sich auch im Auto surfen. Dafür nutzt es ein internetfähiges Handy und baut darüber eine Netzverbindung auf. So lässt sich zum Beispiel ein Video viel komfortabler während der Fahrt anschauen. Natürlich gilt dieser Service nicht der fahrenden Person, die blickt stets nur auf die Straße. Noch spannender wird es allerdings, wenn nicht Menschen, sondern Fahrzeuge das Internet nutzen.

Genau das passiert beispielsweise beim Truck Platooning. Viele LKW fahren in einer Kolonne ganz eng hintereinander her. Somit können sie Energie sparen – in diesem Fall Benzin. Das ist aber nur möglich, wenn sie untereinander vernetzt sind, damit der LKW hinten weiß, wann der Laster vor ihm bremst. Die Vernetzung ist über das Internet möglich.

Du siehst: Das Internet und Vernetzung spielen in unserem Leben eine zunehmend größere Rolle. Gleichzeitig benötigen wir immer mehr Strom. Deshalb soll es künftig immer mehr Strom aus erneuerbaren Energien geben. Wie das funktioniert, kannst du hier nachlesen.

Kleiner Tipp: Einfach ab und zu mal das Handy oder den Computer ausschalten. Das spart Strom und macht den Kopf frei.

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: März 2017

Beitragsbild: www.shutterstock.com / Ekaphon maneechot

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Im Allgemeinen bezeichnet die künstliche Intelligenz den Versuch, menschliche Intelligenz nachzubilden. Computersysteme sollen irgendwann so denken und handeln können, wie es ein Mensch aufgrund seines Verstandes auch tut.

Wenn du mal ein Problem hast, löst du es schnell, weil du logisch überlegst. Und weil du auf dein gelerntes Wissen zurückgreifst. Genau so sollen auch Computer in der Zukunft auf Problemstellungen reagieren: überlegen und dann das erlernte Wissen anwenden. Dafür muss aber zunächst ein Computer gebaut und programmiert werden, der diese Fähigkeiten besitzt. Und das ist gar nicht so einfach.

MACHINE LEARNING

Künstliche Intelligenz
In der Mercedes-Benz Produktion kannst du viele Montageroboter entdecken

Bisher versucht man nicht, einen Computer zu bauen, der von Anfang an schon intelligent ist. Vielmehr geht es in der Forschung darum, herauszufinden wie man Computern etwas beibringen kann. Wie bei einem kleinen Kind. Das muss auch erst vieles lernen, bevor es sprechen und laufen kann. So soll der Rechner dann Umwelteinflüsse aufnehmen und daraus eigenes Handeln entwickeln können. Aber wie kann man einem Computer etwas beibringen? Mit einem Tafelbild und Karteikärtchen? Nein, für die Technik gibt es andere Lernmethoden. Man bezeichnet sie als „Machine Learning“. Dabei geht es vor allem darum, dem System Strukturen zu zeigen, die es dann wiedererkennt. Kleinere Aufgaben, die wiederholt erledigt werden müssen, können Montageroboter aber heute schon ausführen. Sie schweißen, versetzen oder verschrauben Bauteile. Fähig von selbst zu lernen sind sie aber nicht.

ERLEBNISFAHRT

Auch für die Automobilbranche ist die Entwicklung von künstlicher Intelligenz das große Thema. Was es schon gibt, sind teilweise denkende Systeme wie beim adaptiven Scheinwerfer und beim autonomen Fahren. Mercedes-Benz denkt aber noch einen Schritt weiter: Das Auto könnte nicht mehr nur Fahrzeug, sondern auch Erlebnisraum sein. Stell dir vor, du fährst mit deiner Familie in den Urlaub und plötzlich läuft auf den Monitoren dein Lieblingsfilm, weil sich das Auto diese Information zuvor gemerkt hat. Darüber würdest du dich sicher freuen.

Künstliche Intelligenz
Schon jetzt haben Mercedes-Benz Fahrzeuge ganz schön viel künstliche Intelligenz

HANDWERKER AUS KABELN UND METALL

Langfristig ist das Ziel aber, eine allgemein künstliche Intelligenz zu schaffen. Diese möchte der Autobauer Mercedes-Benz nicht nur in seinen Fahrzeugen anwenden, sondern auch in der Produktion. Hier könnte ein denkendes Computersystem vor allem in der Produktion Vorteile haben. Stell dir vor, es gibt ein System, das eigenständig Verbesserungen für den Produktionsprozess vorschlagen kann? Das neuartige Materialien entdeckt und Einsatzmöglichkeiten bereithält? Dem Computer könnte das Wissen von Experten über einen längeren Zeitraum einfach antrainiert werden. Dafür könnte der Computer beispielsweise Fachliteratur lesen und verstehen. Verrückte Vorstellung, oder?

Künstliche Intelligenz
Systeme mit künstlicher Intelligenz könnten wie ein Mitarbeiter eigene Ideen vorschlagen

Wie intelligente Fabriken funktionieren kannst du auch in unserer dreiteiligen Serie Industrie 4.0 nachlesen. Hier geht es zu:

Teil 1: Wenn Maschinen miteinander reden

Teil 2: Die intelligente Fabrik

Teil 3: Werden unsere Autos bald nur von Robotern gebaut?

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 2016

Beitragsbild: istockphoto.com / sarah5
Bilder: Mercedes-Benz Group AG