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IDF: Programmierbare Materie und Strom ohne Kabel

Intels CTO Justin Rattner blickt bis ins Jahr 2050. Zum Abschluss des Intel Developer Forums 2008 durfte traditionell "Chief Technology Officer" Justin Rattner seine Vision der Technologiezukunft verbreiten. Und recht visionär und nahe an der Science-Fiction sagte Rattner voraus, dass die Grenzen zwischen Mensch und Maschine bis zum Jahr 2050 verschwimmen könnten. Dafür konnte er auch einige praktische Demonstrationen zeigen, darunter die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie mit hoher Leistung.
/ Nico Ernst
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Ein bisschen abgehoben und selbstverliebt ist die "R&D Keynote" zum Schluss von Intels IDF stets. So rollte zum Beispiel der damalige CTO Pat Gelsinger 2002 auf einem Segway-Roller auf die Bühne. An diesem und seiner High-Tech-Weste schleppte der Intel-Manager vom MP3-Player bis zu einem Smartphone-Prototypen alles an elektronischem Spielzeug mit sich herum, das man unterwegs vielleicht brauchen könnte.

Große Auftritte sind nicht Justin Rattners Sache, der frühere Leiter von Intels Forschungs-Fab D1C in Oregon lässt stets Wissenschaftler aus US-Universitäten und seiner eigenen Abteilung Belege für seine Vision liefern. Diesmal behandelte er nur eine Hälfte seiner Redezeit konkrete Probleme der Halbleiterentwicklung und der Computerei, den Rest widmete er der Verbindung zwischen Mensch und Maschine.

Nicht um Schnittstellen, sondern die echte Verschmelzung von menschlichem Verhalten und der Technik sowie der Biologie ging es dem Intel-CTO. Als erstes Beispiel für den Bruch mit bisherigen Paradigmen mussten aber dennoch die Halbleiter herhalten. Intel denkt bereits - wie auch der Rest der Branche - über das Basismaterial nach dem Silizium nach. Graphen , Transistoren aus Kohlenstoff und Nano-Röhrchen aus Kohlenstoff statt Metallverbindungen zwischen den Transistoren könnten die Miniaturisierung und Schaltgeschwindigkeit weiter vorantreiben.

Auch bei der optischen Signalübertragung zwischen Chips - einem Ersatz für das heutige Kupfer und Gold auf Mainboards - gibt es Fortschritte. Intel entwickelt schon länger an den " Silicon Photonics , inzwischen kann ein einzelner Laser mit der sehr hohen Leistung von 8 Milliwatt Daten mit 3,2 GBit/s übertragen. Dafür ist nur eine einzige Glasfaser nötig.

Waren all dies noch Beispiele, die nur andere Herangehensweisen für technische Probleme zeigten, so musste als Nächstes beim Thema Mensch und Maschine natürlich ein Roboter auf die Bühne rollen. Der "Herb" aus Intels Forschungslabors soll sich für den Einsatz im Haushalt eignen. Dazu bewegt er sich bei seinen noch sehr begrenzten Aufgaben so schnell wie ein Mensch, darauf hatten seine Entwickler Wert gelegt.

Eine der Fähigkeiten von Herb ist die Orientierung im Raum und auch das Erkennen von Personen. Diesen kann er aus dem Weg rollen, ohne Pausen einzulegen. Er soll sich wie eine andere Person bewegen, wenn er auf dem Weg zu seiner Aufgabe ist. Im konkreten Fall durfte er einige Kaffeetassen von einem Tisch abräumen. Die kippte er dabei aber um - schlecht für den Teppich, wenn die Gefäße denn vorher tatsächlich benutzt worden wären -, aber er ließ sich durch die umherlaufenden Intel-Mitarbeiter nicht beirren.

Ein anderer Roboter der Vorführung verfügte über einen Sensor für elektromagnetische Felder. Dieser Sinn fehlt dem Menschen, ist aber bei einigen Fischarten, darunter den Haien, vorhanden. Die Fische erkennen damit Lebewesen in ihrer Umgebung. Intels Roboter mit Elektrosensor kann darüber bestimmen, wie fest er einen Gegenstand in seine drei Finger nimmt: Einen Apfel zerquetschte er nicht, auch der Arm seines Erfinders blieb heil.

Nachdem Intel maßgeblich an der Entwicklung von WLAN beteiligt war, steht nun auch quasi "W-Power" auf dem Programm. Was auf den ersten Blick nach riesigen Induktionsschleifen auf der Bühne aussah, ist eine neue Technologie zur drahtlosen Übertragung großer Mengen an Energie, die nichts mit Induktion zu tun hat. Induktion funktioniert bei hohen Spannungen nur über wenige Zentimeter und hat zudem einen sehr geringen Wirkungsgrad.

Wie Intel das folgende Kunststück fertigbrachte, erklärten weder die Entwickler noch Justin Rattner genau. Es soll sich aber, soviel ließ man durchblicken, um eine Resonanztechnik handeln, die Teile der Spulen zum Schwingen bringt. Diese Kopplung verschiedener Energien kennt man zum Beispiel, wenn eine Sängerin ein Glas zum Schwingen bringt: Die akustische Energie wird dabei in mechanische umgewandelt.

Intels Resonanzspulen schafften es, 60 Watt über eine Distanz von einem halben Meter zu übertragen und damit eine Glühbirne hell leuchten zu lassen. Die Effizienz der Übertragung soll dabei bei 75 Prozent liegen. Der Raum zwischen den Spulen ist für Lebewesen ungefährlich, was Alanson Sample von der Universität Washington bewies, indem er, während die Lampe leuchtete, mehrfach seinen Arm zwischen die Kupferringe hielt.

Diese Technik soll sich vor allem eignen, um mobile Geräte drahtlos wieder aufzuladen und den Netzteilzoo, den mobile Menschen mit sich herumschleppen, endlich abzuschaffen. Gegenüber bisherigen Lösungen ist vor allem die hohe Leistung, die sich beamen lässt, bemerkenswert. In dem Feld, das ähnlich wie bei WLANs mit "beam forming" gerichtete Sendebereiche besitzt, dürfen sich mehrere Empfänger befinden, die sich die vorhandene Leistung teilen. Denkbar ist beispielsweise eine Ladezone in einem Hotelzimmer, wo man abends Notebook, Handy und Medienplayer ablegt, die dann automatisch geladen werden.

Bis aus dem W-Strom aber ein Produkt wird, sollen laut Rattner noch etliche Jahre vergehen. Das gilt erst recht für die programmierbare Materie, an der Intel schon einige Jahre entwickelt. Wie eine Art Superknete sollen sich elektronische Geräte in ihrer Form und auch ihrem Volumen ändern lassen. Was wie Science-Fiction klingt, ist bisher auch noch Wunschdenken. Die konfigurierbare Materie muss ganz von Menschen geschaffen werden, Intel nennt die Bestandteile "Catoms".

Wie diese künstlichen Teilchen interagieren, erforschte man zunächst mit faustgroßen Robotern, die sich über Magnetfelder anziehen, ausrichten und entfernen konnten. Inzwischen sind die Catoms, die ebenfalls beweglich sind, schon auf einige Millimeter geschrumpft und können mit Halbleiter-Fertigungstechniken hergestellt werden. Wie sich Gegenstände anhand einer Vorgabe eines Computerprogramms verformen, ohne dabei ihre Funktion einzubüßen, konnte Intel freilich noch nicht zeigen.

Wissenschaftler Jason Campbell, der seit vier Jahren an der programmierbaren Materie forscht, zeigte sich jedoch sehr zuversichtlich. Während er zunächst von 20 Jahren bis zur Fertigstellung eines ersten Prototypen ausging, geht er heute nur noch von zehn Jahren für die gesamte Entwicklung aus. Eine Anwendung könnte ein mobiles Kommunikationsgerät mit 7-Zoll-Display samt Tastatur sein, das sich auf Feuerzeuggröße schrumpfen lässt.

Das klingt nun wirklich nach Science-Fiction. Aber das war der "Kommunikator" aus "Star Trek" in den 1960er-Jahren auch, und heute steckt die Menschheit ein Klapphandy, das ganz ähnlich aussieht und funktioniert, wie selbstverständlich in die Tasche.


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