Schlagwort: Technik

Ob Online-Shopping oder volle Supermarktregale – ohne moderne Logistik läuft nichts mehr in unserer globalisierten Welt. Logistische Prozesse stecken in jeder Paketlieferung und hinter jedem verfügbaren Produkt. Doch die Branche steht vor Veränderungen: Nachhaltigkeit wird immer wichtiger, neue Technologien wie künstliche Intelligenz revolutionieren die Abläufe. Wie funktioniert dieses komplexe System eigentlich und vor welchen Herausforderungen steht es in Zeiten von Klimawandel und Digitalisierung?

Wir haben mit Prof. Dr. Heike Flämig, Professorin für Transportketten und Logistik an der Technischen Universität Hamburg, und ihrer wissenschaftlichen Mitarbeiterin Ineke Jäger über die Definition von Logistik und die Herausforderungen der Branche gesprochen. Außerdem wagen wir einen Blick in die Zukunft. Doch wie sieht eigentlich eine ideale Lieferkette aus? Das erfahren Interessierte in dem passenden englischsprachigen Lernangebot „MoGoLo“ der TU Hamburg.

Was ist Logistik und wo kann man sie erleben?

Logistik umfasst die Planung, Steuerung, Kontrolle und Durchführung aller materiellen, energetischen und informationsbezogenen Abläufe, die nötig sind, um ein Produkt herzustellen oder eine Dienstleistung zu erbringen. Dabei berücksichtigt sie wirtschaftliche, ökologische und soziale Ziele.

Logistik findet an vielen verschiedenen Orten statt, die durch feste oder bewegliche Knotenpunkte miteinander verbunden sind: Im Einzelhandel steuert sie die Lieferketten, damit die Regale gefüllt bleiben. Bei Paketdiensten kümmert sie sich um die Paketbearbeitung, Touren- und Routenplanung sowie um die Sendungsverfolgung. In Produktionsbetrieben sorgt sie dafür, dass alle benötigten Materialien in den Fabriken bereitstehen, um die Produkte zu fertigen.

An Flughäfen und Häfen wird internationale Logistik bei der Abfertigung von Gepäck, Fracht und der Organisation von Zollprozessen sichtbar. Im Gesundheitswesen gewährleistet sie die zuverlässige Lieferung von Medikamenten und Geräten. Als Nachschubwesen ist sie im Militär unverzichtbar. In Krisensituationen ist Logistik entscheidend für die schnelle Verteilung von Hilfsgütern und die Koordination von Rettungseinsätzen.

Warum ist eine gut funktionierende Mobilität von Gütern in unserer Gesellschaft so entscheidend?

Eine gut funktionierende Gütermobilität macht erst eine effiziente räumliche Arbeitsteilung möglich. Besonders die internationale Logistik ist wichtig für den wirtschaftlichen Wohlstand. Sie stellt sicher, dass die Materialien (Roh-, Hilfs-, Betriebsstoffe) und Produkte zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind, um wettbewerbsfähig wirtschaften zu können. Verlässliche Lieferketten sind Voraussetzung, um die Kundenerwartungen zu erfüllen. Sie sichert die Versorgung, indem Waren des täglichen Bedarfs jederzeit verfügbar sind. Gleichzeitig kümmert sie sich um die Entsorgung bis hin zur Kreislaufwirtschaft.

Globalisierung und wirtschaftliche Vielfalt durch internationalen Handel wären ohne funktionierende Gütermobilität nicht möglich. Technischer Fortschritt und Innovationen verbessern die Logistiksysteme oder führen zu neuen Lösungen. Zudem trägt gut geplante Logistik dazu bei, vor allem die Umweltbelastung durch den Güterverkehr zu minimieren und damit nachhaltiger zu werden.

Was sind die besonderen Herausforderungen, wenn unterschiedliche Verkehrsträger wie Straße, Schiene, Wasser und Luft kombiniert werden?

Die Kombination verschiedener Verkehrsträger bringt Herausforderungen beim Management der Übergangspunkte mit sich, da der Wechsel der Güter zwischen den Transportmitteln reibungslos erfolgen muss, um Verzögerungen oder Verluste zu vermeiden. Die Planung ist komplex, da optimale Routen und Zeitpläne unter Berücksichtigung der Kosten entwickelt werden müssen, die auch flexibel genug sind, um auf unerwartete Ereignisse zu reagieren.

Jeder Verkehrsträger hat seine eigene spezielle Infrastruktur und Ausstattung, wie Schienennetze, Häfen oder Terminals. Da sehr spezielles Fachwissen erforderlich ist, müssen die einzelnen Verkehrsträger bei Entwicklung, Wartung und Betrieb eng zusammenarbeiten.

Hinzu kommen unterschiedliche Vorschriften bei den Verkehrsträgern, etwa hinsichtlich Sicherheits- oder Umweltauflagen, die bei kombinierten Transporten beachtet werden müssen. Nachhaltigkeitsaspekte erfordern strategische Überlegungen, wie die Nutzung umweltfreundlicher Verkehrsträger ohne Verringerung des Servicelevels realisiert werden können. Bisher sind die IT- und Informationssysteme wenig miteinander vernetzt, so dass eine hohe Transparenz entlang der gesamten intermodalen Lieferkette nur durch eine intensive Zusammenarbeit möglich ist.

Wo gibt es im aktuellen System Verbesserungen und wie sehen Innovationen aus?

Digitale Technologien wie künstliche Intelligenz und das Internet of Things (IoT) verbessern die Logistik durch genauere Vorhersagen und optimierte Routen- und Tourenplanung, was zu schnelleren und kostengünstigeren Abläufen führt. Die optimierten und automatisierten Prozesse erleichtern die Arbeit und füllen Lücken, beispielsweise wenn nicht genügend Fahrpersonal verfügbar ist.

Nachhaltige Transportlösungen umfassen den Einsatz von Elektrolastwagen und alternativen Kraftstoffen und verringern die Umweltbelastung des Transports. Über digitale Plattformen können Unternehmen ihre Logistikressourcen effizienter teilen, und eine gemeinsame Nutzung verbessert die Auslastung der Transportmittel.

Automatisierte Umschlagssysteme an Knotenpunkten oder auch die digitale Kupplung zwischen Fahrzeugen auf der Bahn oder der Straße erhöhen die Effizienz, indem sie den Übergang zwischen Verkehrsträgern beschleunigen.

Die Echtzeit-Überwachung von Gütern steigert die Transparenz in der Lieferkette und ermöglicht schnellere Reaktionen auf Störungen. Die beste Logistik findet nicht statt – so bietet der Einsatz von moderner Fertigung und 3D-Druck die Möglichkeit, Produkte näher am Endverbraucher herzustellen und lange Transportwege zu vermeiden. Schließlich erlauben anpassungsfähige Logistikketten durch agile Managementmethoden eine flexible Anpassung an veränderte Marktbedingungen oder unerwartete Ereignisse und machen sie widerstandsfähiger.

Welche Rolle spielen Klimawandel und Nachhaltigkeit?

Der Klimawandel und die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken sind für die Logistik sehr wichtig. Über 20 Prozent der Treibhausgase entstehen durch Transporte. Die Folgen des Klimawandels, wie Überflutungen oder Stürme, führen zu Beeinträchtigungen oder sogar Ausfällen von Teilen der Verkehrssysteme. Deshalb überprüfen Unternehmen ihre Lieferketten auf Widerstandsfähigkeit sowie Umwelt- und Umfeldverträglichkeit. Durch die Pflicht zur Berichterstattung steigt besonders der Druck auf transportintensive Branchen, nach Alternativen zu suchen.

Verschärfte Umweltvorschriften weltweit bewegen Firmen dazu, ihre Umweltbelastung zu minimieren und umweltverträgliche Technologien einzuführen, wie zum Beispiel kürzere Lieferketten und umweltfreundliche Verpackungen. Diese Anforderungen fördern Innovationen und Investitionen in erneuerbare Energien und effiziente Transport-, Umschlags- und Lagertechnologien. Nachhaltige Logistik zielt darauf ab, mit Ressourcen sparsam umzugehen, Abfall zu minimieren und die Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen.

Blick zurück: Welche Rolle spielten bei der Logistik gesellschaftsverändernde Phänomene wie das Internet im Vergleich zu einer Zeit ohne Amazon, Temu und Co.?

Die Logistik wurde durch viele gesellschaftliche Veränderungen geprägt, vor allem durch einen Wandel in der Wahrnehmung. Früher sind erst durch Handel und Logistik Städte entstanden. In den 1990er Jahren wurde die Logistik zunehmend aus den Ballungsräumen verdrängt, um die negativen Folgen für Mensch und Umwelt auszulagern. Dabei wurde kaum beachtet, dass letztlich jeder Standort ver- und entsorgt werden muss.

Mit dem Einzug des Internets in jeden Haushalt wurde der direkte Verkauf von Produkten an Verbraucherinnen und Verbraucher deutlich einfacher. Der sich wandelnde Umgang in der Gesellschaft mit Zeit beeinflusst auch die Logistik stark. Der Zeitwettbewerb führte zu höheren Kundenerwartungen an schnelle Lieferungen und genaue Zustellinformationen. Dies wirft auch die Frage nach logistischen Standorten neu auf. Um sehr kurze Lieferzeiten bei gleichzeitig steigenden Umweltauflagen gewährleisten zu können, werden nun wieder logistische Knoten, meist in kleinerem Maßstab, in den Ballungsräumen aufgebaut.

Gleichzeitig verschwanden räumliche Grenzen. Wie Menschen sind auch Güter inzwischen weltweit unterwegs. Der Online-Handel macht dies einfacher.

Durch verstärkte Automatisierung und datengestützte Entscheidungsfindung wird die Effizienz der Logistiksysteme gesteigert. Auf die Individualisierung der Gesellschaft reagieren Unternehmen mit personifizierten Angeboten und einfachen Rückgabeprozessen. Dafür sind erhebliche Anpassungen der logistischen Prozesse nötig, um die so genannte „Customer Journey“ nahtlos zu gewährleisten.

Blick in die Zukunft: Wie könnte die Logistik in 20 Jahren aussehen und welche Herausforderungen sollten wir heute schon angehen, um zukunftsfähig zu sein?

In 20 Jahren könnte die Logistik durch den technischen Fortschritt noch stärker automatisiert und digitalisiert sein. Es könnte vollautomatische Läger mit effizientem Warenumschlag geben, mit selbstfahrenden Fahrzeugen und Drohnen für den Gütertransport je nach Einsatzgebiet. Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen könnten Prozesse in Echtzeit verbessern und Nachfrageschwankungen genauer vorhersagen.

Nachhaltige Technologien werden noch wichtiger werden, wobei besonders der emissionsfreie Elektroantrieb eine zentrale Rolle spielen wird. Die Bauweise der Transport-, Umschlags- und Lagertechnik folgt schon jetzt oft dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft für eine effiziente Ressourcennutzung – zum Beispiel bei den Gabelstaplern.

Um wirklich zukunftsfähig zu werden, müssen wir heute in die Infrastruktur für digitale und automatisierte Technologien investieren, die selbstständige Prozesse ermöglichen, die Aus- und Weiterbildung der Arbeitskräfte vorantreiben und vor allem Umweltschutz in die Unternehmensstrategien einbauen. Wichtig ist auch, die Widerstandsfähigkeit der Lieferketten durch kollaborative und agile Managementmethoden zu stärken, um auf globale Krisen besser reagieren zu können.

Ihr habt das Lernangebot „MoGoLo“ umgesetzt, von dem es nun eine Neuveröffentlichung gibt. Was kann ich mit „MoGoLo“ lernen?

Das Lernangebot MoGoLo (ausgeschrieben „Mobility of Goods and Logistics“) besteht aus drei wichtigen Bereichen. Der erste Teil „Global Supply Chain and Logistics“ bietet eine grundlegende Einführung in das Thema und erklärt die wichtigsten Begriffe. Darauf folgt der Teil „Conceptual System Model of Transport and Traffic“, der als Grundlage für die nächsten fünf Kapitel dient, die sich mit verschiedenen Transportsystemen befassen.

Die Kapitel über „Road, Rail, Inland Waterway, Maritime und Air Transport System“ können entweder in der vorgeschlagenen Reihenfolge oder einzeln durchgearbeitet werden. Jedes Transportsystem wird einheitlich dargestellt und mit den zuvor erklärten Elementen des Systemmodells veranschaulicht.

Der letzte Teil „Sustainable Dimensions in Goods Movement“ beschäftigt sich mit Nachhaltigkeit im Güterverkehr und zeigt, wie man die negativen Umweltauswirkungen des Transports verringern kann. Dabei wird Nachhaltigkeit nicht nur anhand des Drei-Säulen-Modells erklärt, sondern auch die wichtige vierte Dimension von Kultur und Werten eingeführt. Anhand der Struktur des Systemmodells, seiner Elemente und Beziehungen wird deren Einfluss auf die ökologische Nachhaltigkeit genauer untersucht.

Insgesamt bietet das Lernangebot eine umfassende Einführung in die Logistik mit Fokus auf verschiedene Transportsysteme und wichtige Nachhaltigkeitsaspekte.

Über Prof. Dr. Heike Flämig und Ineke Jäger

Pro. Dr.-Ing. Heike Flämig hat die Professur für Transportketten und Logistik an der Technischen Universität Hamburg. Sie ist Sprecherin des TUHH – Forschungsschwerpunkts „Logistics Management and Technology“.

Ineke Jäger ist seit 2023 als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Technischen Universität Hamburg tätig und betreut das Lernangebot MoGoLo. Außerdem ist sie in weiteren Projekten aktiv die sich mit der Implementierung neuer Logistikkonzepte und deren Wirkungen auf die Nachhaltigkeit befassen.

Mechanik begegnet uns überall im Alltag, ob beim Greifen als Baby, beim Fahrrad fahren oder bei Containerschiffen im Hamburger Hafen. Dr. Johanna Peters von der TU Hamburg hat das Lernangebot „Mechanik hautnah“ für die HOOU aufgesetzt. Im Interview erklärt die Ingenieurin, wie die Gesetze der Mechanik unser Leben bestimmen und warum dieses faszinierende Teilgebiet der Physik nicht nur etwas für Mathe-Asse ist. Sie gewährt spannende Einblicke in die Welt der Kräfte und Bewegungen – von Newtons Apfelbaum-Geschichte bis hin zu modernen Anwendungen im Ingenieurwesen.

Was ist Mechanik und was kann ich mir darunter vorstellen?

Dr. Johanna Peters: Mechanik kann man aus unterschiedlichen Richtungen betrachten. Als Menschen kommen wir ganz früh mit Mechanik in Kontakt. Wenn ein Baby anfängt zu strampeln, sich abzudrücken oder zu greifen, dann ist da Mechanik im Spiel.

Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik und beschäftigt sich mit Kräften und Bewegungen. Ich denke, wir können uns darauf einigen, dass es Kraft braucht, um sich abzudrücken – etwa mit dem Fuß gegen den Boden- oder um zu greifen – etwa um einen Finger. Das gleiche Prinzip gilt, sobald wir krabbeln oder gehen. Die Reibkraft zwischen unseren Füßen und dem Boden ermöglicht es uns, vorwärts zu kommen.

Mechanik findet also überall statt: in jedem Auto, das fährt, oder Flugzeug, das fliegt. Überall wirken Kräfte, und Bewegung spielt eine Rolle. Und auch, wenn sich etwas nicht bewegt, also in Ruhe ist, wenn also z.B. der Becher auf meinem Schreibtisch steht oder die Elbbrücken den Flussüberspannen, wirken Kräfte. Mechanik ist also überall um uns herum.

Wo begegnen wir Mechanik noch im Alltag?

Dr. Johanna Peters: Da gibt es wirklich viele Beispiele. Reibung ist ein besonders faszinierendes Thema. Ohne Reibung könnte ich nicht auf dem Stuhl sitzen, ich würde sofort wegrutschen. Ohne Reibung könnte ich nicht fahrradfahren. Reibung ist so ein alltägliches Phänomen, dass es uns meist gar nicht mehr bewusst ist.

Ein schönes Beispiel für die Wirkung der Reibungskraft ist auch ein großes Containerschiff im Hamburger Hafen: Es wird nur mit ein paar Seilen an der Hafenkante befestigt, die das Schiff in Position halten. Das funktioniert, weil das Seil um einen Poller geschlungen und die sogenannte Seilreibung exponentiell mit dem Umschlingungswinkel zunimmt.

Ist Reibung ein Grundprinzip der Mechanik?

Dr. Johanna Peters: Nein, das kann man so nicht sagen. Grundprinzipien in der Mechanik gehen tiefer, etwa in die Grundlagen der Bewegungsgesetze (3 Newtonschen Axiome) oder die Tatsache, dass es die Gewichtskraft gibt. Ein bekanntes Beispiel ist Newtons Apfelbaum-Geschichte. Ob sie stimmt, sei dahingestellt, aber es zeigt, wie Menschen angefangen haben, Naturgesetze zu beobachten und zu hinterfragen: „Was passiert da eigentlich, wenn der Apfel fällt?“

Auch bei der Reibung hat man zunächst im Alltag beobachtet, was passiert. Wenn ich meine Hand auf den Tisch drücke und dann seitlich eine Kraft aufbringe, haftet sie zunächst. Wenn ich die Kraft weiter erhöhe, beginnt die Hand  irgendwann zu rutschen  Solche alltäglichen Beobachtungen haben Menschen fasziniert und sie haben versucht, mathematische Beziehungen aufzuschreiben, die diese Phänomene beschreiben können. Die Neugier, zu verstehen, warum etwas so ist, hat die Mechanik hervorgebracht und dazu geführt, dass man Vorhersagen treffen kann.

Welche grundlegenden Prinzipien gibt es in der Mechanik?

Dr. Johanna Peters: Ein zentrales Prinzip ist zum Beispiel „Kraft = Masse x Beschleunigung“. Wenn ich einen Gegenstand festhalte, wie mein Handy auf der Hand, dann bewegt er sich nicht. Da wirkt die Gewichtskraft, und solange ich das Handy halte, bringe ich mit meiner Hand die entgegengesetzte Kraft auf, sodass das Handy in Ruhe bleibt.  Das bedeutet, dass die Summe der Kräfte, die auf ihn wirkt, null ist. Aber sobald ich das Handy loslasse, ist das Kräftegleichgewicht nicht mehr erfüllt: es wird beschleunigt und fällt Richtung Boden.

Dieses Prinzip findet sich überall – in jedem Auto, das beschleunigt oder abbremst, und bei jeder Maschine, die bewegt wird, bei jedem Objekt oder Gegenstand, der einfach nur so daliegt oder dasteht.

Die Formel zeigt, dass man für Mechanik mathematische Neugier braucht. Stimmt das?

Dr. Johanna Peters: Auf jeden Fall hilft es, sich mit Mathematik auszukennen. Aber man kann auch vieles experimentell herausfinden. Wenn ich einen Gegenstand über eine Fläche schiebe, kann ich ausprobieren, was es braucht, damit er rutscht oder eben haftet. Wenn ich dann erstmal eine Gesetzmäßigkeit festgestellt habe und Gleichungen aufgestellt habe, hilft die Mathematik natürlich sehr, weil ich nicht jede Situation einzeln ausprobieren muss. Mit mathematischen Gleichungen kann ich Dinge berechnen, ohne sie tatsächlich durchzuführen.

In Richtung Ingenieurwesen gedacht bedeutet das, dass ich z.B. verschiedene Varianten für Windrad „einfach“ berechnen kann. Natürlich ist die Berechnung eines Windrades sehr komplex. Aber es geht ja ums Prinzip: Mit mathematischen Modellen kann ich Teile der Wirklichkeit beschreiben und z.B. ausrechnen, wie das Windrad dimensioniert sein muss, damit es den Belastungen durch die auftretenden Kräfte sicher standhält. Für viele Studierende wird Mathematik genau deshalb interessant, weil sie sehen, wie man sie auf solche realen Phänomene anwenden kann.

Wann wusstest du, dass du dich mit Mechanik beschäftigen möchtest?

Dr. Johanna Peters: Ich habe Maschinenbau studiert und wusste am Anfang gar nicht genau, was das ist. Für meine Entscheidung ausschlaggebend war eher ein Bauchgefühl, weil ich Mathe und Experimentieren und spannend fand. Mechanik war dann gleich im ersten Semester ein Grundlagenfach im Maschinenbaustudium und hat mir von Anfang an Spaß gemacht. Die Kombination aus Experimenten und mathematischer Beschreibung hat mich fasziniert.

Ich wurde später Tutorin und habe anderen geholfen, sich in Mechanik zurechtzufinden. Das hat dazu geführt, dass ich in diesem Bereich geblieben bin. Nach dem Studium habe ich an der Uni promoviert und konnte auch in der Lehre tätig sein, was mir viel Freude macht, weil ich gerne komplexe Themen verständlich vermittle.

Was gefällt deinen Studierenden an Mechanik, und was vielleicht weniger?

Dr. Johanna Peters: Mechanik ist im ersten Semester ein Grundlagenfach, und viele haben Schwierigkeiten damit. Die Durchfallquote in Mechanik liegt bei etwa 50 Prozent. Das hat nicht nur mit Mechanik zu tun.

Einige unterschätzen im ersten Semester auch einfach den  Einsatz, den es braucht, um im Studium erfolgreich zu sein. Im ersten Semester hadern aber  einige mit Mechanik, besonders wegen der Mathematik und den abstrakten Konzepten. Aber die Studierenden, die es noch mal im zweiten Semester angehen, haben oft den Aha-Moment, wenn sie merken, dass Mechanik wirklich nur auf wenigen Grundprinzipien beruht, die in immer wieder neuen Kontexten angewendet werden.

Sie haben Freude daran, wenn sie verstehen wie viele Dinge man mit Mechanik erklären kann. Das gibt ihnen oft neues Selbstvertrauen, und manche, die erst total frustriert waren, entdecken dann ihre Begeisterung für das Fach. „Ich hätte nie gedacht, dass Mechanik so viel Spaß machen kann!“, hat eine Studentin mal zu mir gesagt.

Wem würdest du ein Studium mit Mechanik empfehlen?

Dr. Johanna Peters: Ich denke, dass jeder, der neugierig ist und sich über Zusammenhänge in der Welt wundert, an Mechanik Gefallen finden könnte. Man muss nicht super technikaffin sein, um von Mechanik fasziniert zu sein – es reicht schon, wenn man sich fragt: „Wie funktioniert das eigentlich?“ Wenn man Interesse daran hat, zu verstehen, wie Dinge funktionieren, dann lohnt es sich, Mechanik zu entdecken und weiter zu erforschen.

Und was, wenn man keine Affinität zur Mathematik hat? Ist das ein Hindernis?

Dr. Johanna Peters: Mathematik kann natürlich eine Hürde sein, aber die lässt sich mit Übung überwinden, wenn das Interesse groß genug ist. Mathe ist für Mechanik einfach  ein wichtiges Werkzeug. Im Sport muss man ja auch einzelne Techniken Trainieren – Dribbeln und Flanken z.B. beim Fußball Und so muss man eben auch den Umgang mit Gleichungen oder Winkelfunktionen trainieren. Wenn man ein Ziel vor Augen hat, wird die Mathematik zu einem Mittel, um dahin zu gelangen, und kann dann sogar Spaß machen.

Du hast den Kursus „Mechanik hautnah“ erstellt, der auch Alltagsbeispiele thematisiert. Was erwartet einen da?

Dr. Johanna Peters: Das Lernangebot ist sehr alltagsnah. Ein Beispiel daraus: Ich habe ein Frühstücksbrett hochkant aufgestellt, lege nun eine Scheibe Toast darauf und balanciere es aus. Dann kann ich etwas über den Schwerpunkt lernen.

Wenn ich nun auf eine Seite ein Stück Käse lege, muss ich das Brot verschieben, um es im Gleichgewicht zu halten. Wie weit muss ich das Toast auf dem Brett verschieben, damit es nicht runterfällt? Das zeigt anschaulich die Veränderung der Lage  des Schwerpunktes. So können Teilnehmende selbst experimentieren und verstehen, was Mechanik bedeutet, bevor die Mathematik ins Spiel kommt.

Du arbeitest kontinuierlich an deinem Kurs. Wie geht es damit weiter?

Dr. Johanna Peters: Ich plane, ab 2025 besonders anschauliche Erklärvideos hinzuzufügen. Dabei nutze ich ein transparentes Glasboard, sodass die Lernenden genau sehen, wie ich vorgehe, und auch meine Überlegungen nachvollziehen können. Ich hoffe, dass das die Mechanik noch greifbarer macht und den Spaß am Lernen fördert.

Über Dr. Johanna Peters:

Dr. Johanna Peters ist Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Mechanik und Meerestechnik der Technischen Universität Hamburg. Sie ist Maschinenbauingenieurin, arbeitet liebend gerne mit unterschiedlichen Menschen und hat großen Spaß daran, immer wieder neue Wege zu entdecken, vermeintlich schwierige Themen strukturiert, detailliert und „begreifbar“ darzustellen.

„Code is law“ ist ein bekanntes Zitat von Lawrence Lessig, einem Tech-Vordenker aus den USA. Entwickler:innen haben durch ihren Code die Macht über Gesetzmäßigkeiten und lassen so auch ihre Wertvorstellungen in die Software einfließen. Das ist ein Grund, warum es eine ethische Betrachtung von Technologie geben muss. Axel Dürkop, Experte der TU Hamburg, erklärt im Interview, warum wir interdisziplinäre Teams brauchen und was aus ethischer Sicht bei dem bekannten KI-Tool ChatGPT schiefgelaufen ist.

Axel, wie bist du privat und beruflich in der letzten Zeit mit technologischen Innovationen in Berührung gekommen?

Axel Dürkop: Privat habe ich mir im letzten Jahr ein Balkonkraftwerk an die Wand geschraubt. Es ist faszinierend, am Stromzähler direkt zu sehen, wie viel Energie die Sonne an meiner Hauswand spendet. Das Thema Erneuerbare Energien habe ich dann auch bei unseren WATTwanderungen mit verschiedenen Veranstaltungen wie einem Workshop, bei dem die Teilnehmenden die Technik hinter einem Balkonkraftwerk verstehen, oder einem Kinoabend am KulturEnergieBunker – realisiert durch Energie, die wir vorher in einer Biogasanlage an den Wilhelmsburger Zinnwerken selbst herstellten und nach Altona gebracht haben. 

Ansonsten diskutiere ich in einer Informatik-Veranstaltung mit angehenden Berufsschullehrkräften die Gestaltbarkeit von Künstlicher Intelligenz. Wir setzen uns dabei praktisch mit KI auseinander – aber jenseits von ChatGPT oder Prompting. Mir geht es in der Veranstaltung um die Frage: Wie können wir für KI ethische und gesellschaftlich relevante Implikationen schaffen? Als Beispiel: Wir beschäftigen uns mit einer automatisierten Moderation von Hasskommentaren auf Social Media und diskutieren dabei Klassifikationen von Hatespeech.

Künstliche Intelligenz und Ethik sind zwei wichtige Stichwörter. Aktuell wird diskutiert, wie wir ethisch mit KI umgehen. Wie kann beides miteinander kombiniert werden?

Axel Dürkop: Im Idealfall klären wir ethische Fragestellungen zu einer neuer Technologie wie ChatGPT und Co. vor der Entwicklung. Sie lassen sich aber auch begleitend diskutieren. Wir sollten die Ethik aber nicht nachschalten. Denn: Code is law – also Code ist Gesetz. Das sagte US-Tech-Vordenker Lawrence Lessig Anfang dieses Jahrtausends. Das heißt: Die Wertevorstellungen der Entwickler:innen fließen in die Software. Wer den Code kontrolliert, hat sozusagen die Macht über Gesetzmäßigkeiten. Da braucht es eine ethische Begleitung.

Wie lässt sich das realisieren?

Axel Dürkop: Wir wissen jetzt: Bei ChatGPT hat das Zusammenspiel von Softwareentwicklung und Ethik nicht gut geklappt. OpenAI, das Unternehmen hinter dem Chatbot, hat für die Entwicklung Menschen im Globalen Süden ausgebeutet – das wäre mit einer vorgeschalteten oder begleitenden Ethik-Debatte vielleicht besser gelaufen. Es ist also wichtig, dass wir bei technologischen Innovationen interdisziplinäre Teams bilden, in denen Entwickler:innen und Ethiker:innen zusammenarbeiten.

Wie könnte eine Zusammenarbeit aussehen?

Axel Dürkop: Wenn eine Innovation wie beispielsweise ChatGPT entwickelt wird, sind dann auch Ethiker:innen an diesem Prozess beteiligt. Bei den Diskussionen, wie die Technologie oder die Software aufgebaut wird, wie sie funktionieren und wie das Qualitätsmanagement und auch das Testing aussehen soll – das sind Fragen, die auch einer ethischen Reflexion bedürfen. Dafür gibt es bestimmte Frameworks, die man heranziehen kann. Ich halte das von Sebastian Hallersleben (und weiteren) für besonders sinnvoll und belastbar. Darin gibt es sechs Kriterien, anhand derer wir eine Technologie beurteilen können.

• Transparenz
• Verantwortlichkeit
• Privatsphäre
• Recht
• Sicherheit
• Nachhaltigkeit

Mit diesem Framework zum Beispiel lassen sich die Wertvorstellung einer Technologie diskutieren. Das Interessante daran ist, dass wir je nach Technologie Abstufungen bei den einzelnen Punkten machen können. Bei Technik in der Landwirtschaft ist Privatsphäre nicht so entscheidet wie etwa beim Einsatz in der Medizin, wo es um vertrauensvolle Daten geht. Außerdem ist auch das Thema Nachhaltigkeit aufgegriffen, was wir nicht mehr vernachlässigen dürfen. Heutige Technologie wie etwa ChatGPT benötigt Unmengen an Kühlwasser – das können wir in unserer Bewertung nicht ignorieren. Das Framework bietet daher einen idealen Leitfaden.

Wird deiner Meinung nach aktuell genug über ethische Fragen bei Technologie gesprochen?

Axel Dürkop: Bei ChatGPT haben wir das, wie bereits gesagt, versäumt, vorher darüber zu diskutieren. Aber klar ist auch, dass eine (ethische) Regulierung mit dem technologischen Fortschritt nicht mithalten kann. Da ist Eile mit Weile geboten. Meiner Meinung nach hat der Deutsche Ethikrat eine gute Ausgangsbasis geschaffen. Generell müssen wir dahinkommen, dass wir auch in unseren Studiengängen zu Technik und Ingenieurwissenschaften das Thema Ethik von Anfang an mitdenken. Ethik gehört ins digitale Zeitalter. Darum haben wir an der TU Hamburg mit Prof. Dr. Maximilian Kiener einen Juniorprofessor für Ethik in Technologie. Das Thema gehört in unsere Ausbildungen.

Aber das sollte keine rein akademische Diskussion bleiben. Alle Menschen haben Sorgen und Befindlichkeiten, die wir ernstnehmen müssen. Wir müssen daher den Diskurs auch außerhalb der Hochschulen führen. Die Menschen sollen mitgestalten, ihre Fragen einbringen. Das war ein Grund, warum wir an der TU Hamburg das HOOU-Lernangebot „tekethics“ gestartet haben. Noch vor der Corona-Pandemie haben wir regelmäßige Treffen in den Hamburger Bücherhallen veranstaltet, um mit Bürger:innen über ethische Herausforderungen bei Künstlicher Intelligenz zu diskutieren. Wir möchten dieses Thema auch im nächsten Jahr aufgreifen: Maximilian Kiener wird sich 2024 in einem neuen HOOU-Lernangebot mit ethischem Design von KI beschäftigen. Das wird sehr spannend!

Wer sich für das Thema Ethik und KI interessiert, kann sich die aktuellen Vortragsmaterialien von Axel Dürkop anschauen. Hier gibt es auch weiteres Material von ihm – unter anderem zu dem Thema „Souverän mit KI umgehen“.

Das Projekt Up in the Air verbindet offene Lerninhalte auf der HOOU mit dem Weiterbildungsstudiengang Master of Science in Aeronautical Advisory (M.Sc. AA).

Die offenen Lerninhalte sind an alle gerichtet, die sich für Luftfahrt interessieren. Der Weiterbildungsstudiengang M.Sc. AA dient zur Qualifizierung von Gutachtern/Sachverständigen sowie Zulassungs- und Nachweisingenieuren in der Luftfahrt. Der Weiterbildungsstudiengang wird als berufliches Weiterbildungsangebot der Technischen Universität Hamburg (TUHH) in Zusammenarbeit mit der Northern Institute of Technology Management gGmbH (NIT) angeboten. Die inhaltliche Betreuung erfolgt hauptsächlich über das Institut für Lufttransportsysteme (ILT) sowie weitere Experten.

Das erste Lernangebot des Projekts Up in the Air wird voraussichtlich gegen Ende April 2021 unter dem Titel Technische Grundlagen der Luftfahrt auf der HOOU veröffentlicht. Hier gibt es einen kleinen Vorgeschmack.

Die Inhalte sind im Grenzbereich von Luftfahrttechnik, Rechtswesen und Zulassungswesen angesiedelt.

Die Studienrenden im M.Sc. AA erleben die Lehre dabei in einem hybriden Konzept aus online-Inhalten und Präsenzlehre.

Für die online-Inhalte hier auf der HOOU ist natürlich keine Einschreibung in den Studiengang erforderlich.

Das erste Lernangebot Technische Grundlagen der Luftfahrt führt dabei beispielsweise in Modelle wie das Atommodell des Lufttransportsystems,

das Schichtmodell

oder den technischen Systembegriff ein.

Dabei geht es auch darum, wie man in einem komplexen Feld wie der Luftfahrt Systemkomplexität beschreiben kann,

wie die Luftfahrtgesetzgebung in Deutschland aufgebaut ist

und worauf Flugunfälle zurückzuführen sind.

Das Projektteam freut sich, wenn Sie / Ihr bei uns landen / landet 😉