Big Data und die Emotionserkennung in Gesichtern

An die Weitergabe unserer Aktivitäts- und Standortdaten haben wir uns fast gewöhnt. Doch sind wir auch bereit, unser Seelenleben preiszugeben? Neue Technologien kundschaften nun unsere Gefühle aus.

Maschinenliebe ist im Trend. Im Film „Her“ von Spike Jonze verliebt sich der einsame Held in das Betriebssystem „OS1“, das ihn besser versteht, als es ein Mensch je könnte. Und in „Ex Machina“, der im April in die Kinos kommt, ist es eine Roboterfrau mit dem Namen „Ava“, die dem Mann die Augen verdreht und zum Objekt seiner Sehnsüchte wird. Doch findet sich die Vorstellung einer empathischen Maschine schon viel früher, etwa in E.T.A. Hoffmanns Erzählung „Der Sandmann“, in der dem Protagonisten Nathanael das Automatenwesen Olimpia als perfekte Gefährtin erscheint. Der Wunsch, im Apparat statt kalter Mechanik echte Gefühle anzutreffen, ist uralt.

Zwar ist die technische Entwicklung noch nicht ganz so weit, aber die ersten Schritte werden gerade gemacht. Computerprogramme, die menschliche Emotionen noch nicht selbst empfinden, aber präzise nachvollziehen können, existieren bereits. So lautet jedenfalls das Versprechen jener aufstrebenden Start-Up-Unternehmen, die sogenannte „emotion analytics“ betreiben und sich Affectiva, Emotient oder Beyond Verbal nennen. Mittels Gesichts- oder Stimmerkennung lesen uns ihre Programme unsere Wünsche und Leidenschaften buchstäblich von den Lippen ab – und das in Echtzeit.

Weltweit 2,5 Millionen Gesichter ausgewertet

Die amerikanische Firma Affectiva etwa konzentriert sich auf die Analyse von Gesichtsmustern. Die wissenschaftliche Basis bildet die Forschung des Psychologen Paul Ekman, der in den siebziger Jahren Pionierarbeit bei der Klassifikation von Gesichtsausdrücken leistete. Ekman schlüsselte auf, welche Muskeln oder Muskelgruppen am Zustandekommen eines bestimmten Gesichtsausdrucks beteiligt sind und entwickelte darauf aufbauend ein Erkennungssystem namens „Facial Action Coding System“ (FACS), mit Hilfe dessen er eine Reihe sogenannter Basisemotionen bestimmte: darunter Freude, Wut, Ekel oder Überraschung. Affectivas Software geht darüber sogar noch hinaus. Mit Hilfe komplexer, selbstlernender Algorithmen ist man in der Lage, ein größeres Spektrum an Emotionen abzubilden als Ekman es vermochte.

Um das Mienenspiel der Probanden zu erfassen, genügt dann eine einfache Webcam. Das Analyseprogramm des Unternehmens, Affdex, weist dem jeweiligen Gesichtsausdruck umgehend eine bestimmte Gefühlsregung zu – im Abgleich mit seinem Datensatz. Und der, Big Data macht es möglich, ist riesig. Affectiva hat weltweit bereits 2,5 Millionen Gesichter in 75 Ländern ausgewertet, ein Ende ist nicht in Sicht. Die globale Reichweite ermöglicht es dem Unternehmen, den Ausdruck von Gefühlen über kulturelle Unterschiede hinweg zu untersuchen. Resultat soll ein universales Modell menschlicher Mimik sein.

Mittlerweile ist Affectiva zum Marktführer der Branche aufgestiegen. Letztes Jahr beschloss man eine Partnerschaft mit Millward Brown, der zweitgrößten Marktforschungsfirma der Welt, die unter anderem Kunden wie Unilever, Kelloggs und Pepsi berät. Durch die Kooperation wird Affectivas Software ab sofort standardmäßig verwendet, um die Reaktion von Konsumenten auf Werbung aller Art zu untersuchen. Außerdem testet man in Zusammenarbeit mit Fernsehsendern die Resonanz des Publikums auf Serienpiloten. Für Rana el Kaliouby, Gründerin und wissenschaftlichen Leiterin des Unternehmens, ist das erst der Anfang. „Wir leben in einer Emotionsökonomie: Gefühle beeinflussen ganz maßgeblich die wirtschaftlichen Entscheidungen, die wir treffen. Emotional involvierte Konsumenten sind das, wonach Unternehmen suchen, denn bei ihnen ist es wahrscheinlicher, dass sie sich an das Produkt erinnern, darüber reden, und es schließlich kaufen.“ sagte sie im Gespräch mit FAZ.NET. Bisher habe sich die Marktforschung auf die Befragung der Konsumenten verlassen, doch mit Hilfe von Emotionsdaten könne man viel präziser bestimmen, was die Menschen bewegt und Produkte optimal darauf abstimmen. Ein Beispiel biete die Konzeption von Filmtrailern: „Man hat immer eine Reihe von Szenen, die man auf unterschiedliche Weise zusammensetzen kann. Unsere Technologie hilft dabei, die besten Szenen auszuwählen, für ein bestimmtes Publikum, eine bestimmte Zielgruppe.“

Affdex ist sogar in der Lage, sogenannte Mikroexpressionen zu registrieren, also die unfreiwilligen, nur Sekundenbruchteile dauernden Veränderungen auf unseren Gesichtern, wenn uns ein Gefühl überkommt. Wir kennen das aus der populären Fernsehserie „Lie To Me“, die sich um einen Ermittler dreht, der über ähnliche Fähigkeiten verfügt. Doch hat die Serie einen realen Hintergrund: Paul Ekman persönlich betreibt ein Unternehmen, das FBI wie CIA berät und Workshops für Agenten anbietet, um sie darin zu schulen, in Verhören Lügner zu identifizieren. Wenn aber Computerprogramme den Job zuverlässiger und automatisiert erledigen können, werden solche Einweisungen bald überflüssig sein. Rana el Kaliouby betont, dass Affectiva die Zusammenarbeit mit Polizei oder Geheimdiensten ablehne. Konkurrenten wie die Firma Eyeris sind aber, wie das Wall Street Journal kürzlich berichtete, weniger zimperlich.

Flirthilfe für Gefühlsblinde

Auch Affectiva sucht aber für seine Software weitere Anwendungen. So arbeitet man seit kurzem mit ooVoo zusammen, einem Dienst für Videotelefonie. In Zukunft wird man seine Gesprächspartner nicht nur sehen und hören, sondern auch herausfinden können, was sie gerade fühlen. Der Dozent eines Onlinekurses könnte etwa die Aufmerksamkeit seiner Schüler kontrollieren – und ob sein letzter Witz gut ankam. Bei Geschäftsverhandlungen per Videokonferenz könnten die Parteien überprüfen, ob die Gegenseite wirklich mit offenen Karten spielt. Und auch bei Vorstellungsgesprächen lässt sich das Programm nutzen: Bewerber müssten sich dann nicht nur den Augen der Chefs, sondern auch dem unbestechlichen Blick der Kamera aussetzen. Von den unendlichen Möglichkeiten für notorisch eifersüchtige Partner ganz zu schweigen.

Wie eine Welt aussehen könnte, in der computergestützte Emotionsanalyse allgegenwärtig ist, zeigt ein Werbevideo des israelischen Unternehmens Beyond Verbal, das sich anstatt auf Gesichts- auf Stimmerkennung spezialisiert. Flirtanalphabeten verspricht der Sprecher die Lösung all ihrer Probleme: Du bist mal wieder nicht in der Lage, ihre Körpersprache zu deuten? Lass deine mobile App die Sache erledigen – indem du ihre Stimme aufnimmst und feststellen lässt, ob sie sich amüsiert.

Eine neue Dimension des Datensammelns

Zunächst klingt das absurd. Anderseits: Seit Google Maps auf Smartphones zu finden ist, fragt ja auch niemand mehr nach dem Weg. Und wenn ein fetziger Song läuft, dessen Namen man nicht kennt, wird der Musikdetektor Shazam angeworfen, anstatt in der Kneipenrunde zu diskutieren. Wieso also nicht eine App, um sich auf dem Terrain der Gefühle zurechtzufinden? Yuval Mor, Vorstandsvorsitzender von Beyond Verbal, glaubt jedenfalls fest daran, dass seine Technologie helfen kann, sowohl Wohlbefinden als auch psychische Leistungsfähigkeit der Menschen zu verbessern. Er selbst nutze die Smartphone-App – sie heißt übrigens „Moodies“ – etwa auf Konferenzen; so könne er sich vor wichtigen Reden vergewissern, dass er entschlossen und selbstsicher klinge. Auch während des Interviews für diesen Artikel nimmt er sich selbst auf und teilt mir die Ergebnisse mit: „Am Anfang des Interviews zeigt mit die App ‚Selbstkontrolle‘ an. Meine Stimmung veränderte sich dann hin zu Freundlichkeit, mit Weitsicht und Willensstärke als sekundären Emotionen. Am Ende zeigt mir die App, dass ich zufrieden bin, und überzeugt von dem, was ich sage.“

Zehn bis fünfzehn Sekunden an gesprochener Sprache genügen Beyond Verbals Software, die Erkenntnisse aus Physik und Neuropsychologie nutzt, um den Gemütszustand der Sprecher zu berechnen – unabhängig von der verwendeten Einzelsprache. Kommerzielle Verwendung findet die Technologie etwa in Call-Centern, um die Verkaufseffizienz von Mitarbeitern zu verbessern. Denn oft komme es nicht darauf an, was man sagt, sondern wie man es sagt, so Mor. Ist der Klient aufgebracht, und drauf und dran, seinen Vertrag zu kündigen? Oder klingt er zufrieden und aufgeschlossen gegenüber neuen Angeboten? Der Verkäufer kann durch die Sprachanalyse seine Strategie anpassen, das Programm gibt ihm dabei laufend Handlungsvorschläge. So erzielt er jeweils den besten Preis.

So weit, so effizient. Bleibt nur die Frage: Wird hier nicht eine neue Dimension des Datensammelns erreicht? Möchten wir unsere Gefühle den Maschinen wirklich preisgeben? Obwohl wir uns an die freie Zirkulation unserer Aktivitäts- und Standortdaten schon beinahe gewöhnt haben, ist die Erfassung dessen, was wir als unser Intimstes, unser innerstes Wesen begreifen, noch unbekannt. Zwar legen aktuelle Studien nahe, dass auch unsere Facebook-Likes bereits Rückschlüsse auf unsere Persönlichkeit und psychische Disposition erlauben. Doch das Auslesen unserer Gefühle in dem Moment, in dem wir sie empfinden, ist ein Quantensprung.

Welcher Film passt gerade zu deiner Stimmung?

Man nehme die Bedenken der Skeptiker ernst, meinen die Unternehmer und betonen, dass man immer das Einverständnis der Menschen einhole, deren Emotionen aufgezeichnet würden. Sonst aber sei alles eine Sache der Gewöhnung. In der Zukunft werden empathische Maschinen ganz selbstverständlich unseren Alltag bevölkern, glaubt Yuval Mor: „Technische Geräte oder sogar humanoide Roboter werden einem sagen können: ‚Du siehst müde aus. Vielleicht willst du beim nächsten Café Halt machen.‘ Und wenn du ins Kino gehst, wird die Technologie dir einen Film empfehlen, der deiner Stimmung entspricht.“ Rana el Kaliouby meint ebenfalls, dass die Technologie sich durchsetzen und das Leben der Menschen bereichern wird: „Ich denke, in fünf bis zehn Jahren werden all unsere Geräte einen Emotionschip haben, der kontinuierlich unsere Stimmung liest. Dein Smartphone oder deine Smartwatch werden auf deinen emotionalen Zustand reagieren können.“

In „Her“ gibt es eine Szene, in der alle Menschen mit Knopf im Ohr durch die Stadt laufen – scherzend, lächelnd, mit traumverlorenem, glücklichen Blick. Doch sind es nicht andere Menschen, mit denen sie reden, sondern Samantha, das jederzeit aufmerksame, einfühlsame Betriebssystem. Werden Künstliche Intelligenzen am Ende noch die großen Tröster der Menschheit? Oder werden sie uns vielmehr manipulieren, wie es „Ex Machina“ vorführt? Fest steht: Egal, ob wir Wohlwollen oder Unbehagen gegenüber der technischen Entwicklung verspüren – die Maschinen werden es erkennen.

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China will Russland im Notfall retten

China ist nach den Worten von Außenminister Wang Yi bereit, Russland im Kampf gegen die jüngsten Wirtschaftsturbulenzen zu helfen. „Wenn Bedarf der russischen Seite besteht, werden wir im Rahmen die nötige Hilfe leisten“, sagte Wang am Wochenende nach einem Bericht der amtlichen Zeitung „China Daily“. Die beiden Staaten hätten sich schon früher gegenseitig unterstützt. Er glaube allerdings, dass Russland die Probleme allein bewältigen könne. Einzelheiten zu möglichen Hilfen der Volksrepublik nannte er nicht.

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Chinas Wasserknappheit – Marktbasierte Mechanismen als Lösungsansatz

Die Dringlichkeit erfolgreicher Maßnahmen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs in China ist enorm. Mit knapp einem Fünftel der Weltbevölkerung stehen dem Reich der Mitte nur etwa sieben Prozent der weltweiten Wasserressourcen zur Verfügung. Laut chinesischen Medien leiden über 400 Städte derzeit an akutem Wassermangel, während 110 davon ihren eigenen Wasserbedarf bereits nicht mehr selbst decken können. Dies rührt einerseits von den geografischen Gegebenheiten Chinas her – die Wasserreserven sind sehr unterschiedlich im Land verteilt – andererseits von der übermäßigen Beanspruchung der Reserven durch die starke ökonomische Entwicklung der vergangenen drei Jahrzehnte und der daraus folgenden Verschmutzung vieler Gewässer in China.

Der Norden des Landes verfügt durchschnittlich nur über etwa ein Viertel der im Süden vorhandenen Wasserreserven. Allerdings leben im nördlichen Teil Chinas, wo viele der ökonomischen und industriellen Zentren gelegen sind, etwa 45 Prozent der Bevölkerung. Eine enorme Belastung des Grundwasserspiegels und der Flüsse ist die Folge – eklatantestes Beispiel ist der Gelbe Fluss, einer der größten Flüsse Chinas, der an über der Hälfte der Tage im Jahr seine Mündung am Golf von Bohai nicht mehr erreicht. Hieraus resultieren ernsthafte Umweltprobleme wie beispielsweise die Versalzung von landwirtschaftlich nutzbaren Böden, zunehmende Desertifikation, vor allem im Gebiet der Inneren Mongolei, und die Zerstörung wichtiger Ökosysteme.

Die starke Verschmutzung vieler fließender und stehender Gewässer Chinas wird durch die genannten Faktoren noch weiter verstärkt. Eine Studie chinesischer Behörden aus dem Jahr 2012 stellte fest, dass bis zu 40 Prozent der Flüsse in China stark bis sehr stark verunreinigt, sowie 20 Prozent so verschmutzt sind, dass selbst reiner Hautkontakt bereits gefährlich wäre. Rund 300 Millionen Chinesen mangele es daher an einer ausreichenden Trinkwasserversorgung. Mit durchschnittlich 2.100 m3 verfügbarem Trinkwasser pro Kopf jährlich stehen China lediglich rund 28 Prozent des Weltdurchschnitts zur Verfügung. Daher hat die Regierung bereits im Februar 2014 Pläne angekündigt, für die nächsten Jahre knapp 330 Milliarden USD zur Bekämpfung von Wasserverschmutzung und Wasserknappheit bereit zu stellen.

Das bei Weitem größte Projekt zur Entlastung der knappen Wasserressourcen im Norden des Landes ist das South-North Water Diversion Project, welches nach der endgültigen Fertigstellung in mehreren Jahren rund 45 Milliarden m3 Wasser jährlich über drei Routen mit einer Gesamtlänge von etwa 1.200 km aus dem Yangzi Fluss in die nördlichen Regionen umleiten wird. Bereits im Jahr 1952 wurde die Idee für dieses Riesenprojekt entwickelt, welches bis heute mehr als 79 Milliarden USD verschlungen hat – der Bau begann jedoch erst mit der Jahrtausendwende. Im Rahmen des Projekts wurde in Peking im Oktober 2014 die erste von fünf Pumpstationen fertiggestellt, welche die Wassermassen später aus den Kanälen herausziehen und zur Trinkwasserqualität aufbereiten sollen.

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Studie: Wasser-Knappheit bedroht China und Indien

China und Indien müssen sich auf einen massiven Wassermangel vorbereiten. Mehr als die Hälfte des chinesischen Grundwassers ist durch die Agrarwirtschaft verdreckt. Die Schwermetallbelastung vernichtet jährlich zehn Millionen Tonnen Getreide.

China plane zudem einen 75-prozentigen Anstieg der Stromgewinnung durch Kohle. Die meisten neuen Kraftwerke sollen in Gebieten mit belasteter Wasserversorgung entstehen, so der Earth Security Index. Die auf der Münchner Sicherheitskonferenz vorgestellte Studie bewertet die weltweite Entwicklung der Bereiche Ressourcen, Finanzen und Gesellschaft.

In China sind zusätzlich bereits mehr als 3,3 Millionen Hektar Ackerland verseucht. In der Sperrzone dürfen keine Lebensmittel mehr angebaut werden. Die chinesische Regierung will Milliarden Yuen investieren, um Ackerland zu retten. Rund 70 Prozent des chinesischen Bodens ist bereits belastet (mehr hier).

In Indien ist die Situation sogar noch bedrohlicher, so die Studie. Eine „extreme Wasserknappheit“ bedroht die Nahrungsversorgung. Bereits jetzt müssen Tankfahrzeuge Bewohner einzelner Städte mit Trinkwasser versorgen. Im Jahr 2025 soll die Grenze zur absoluten Wasserknappheit überschritten werden.

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Quanten-Internet macht das Netz sicher

Da hatte selbst die NSA keine Chance. Vom 18. Kongress der Kommunistischen Partei Chinas Ende 2012 waren keine Informationen durch Anzapfen der Datenleitungen zu bekommen. Keine Details dazu, warum Xi Jinping den zehn Jahre amtierenden Hú Jintāo als Staatspräsidenten abgelöst hatte.

Dass niemand auf die Informationen zugreifen konnte, lag daran, dass die Chinesen tief in die Trickkiste der Physiker gegriffen und ein Quantennetzwerk installiert hatten. Quantentechnik bringt Erstaunliches hervor, unter anderem extrem schnell arbeitende Computer.

Letztlich, so die Vision, ließe sich sogar ein Quanten-Internet bauen – das hundertprozentig sicher ist. Cyberkriminelle könnten keine Passwörter mehr knacken, Hacker nicht mehr Informationen von Regierungen abgreifen und die NSA nicht mehr jegliche Datenkommunikation weltweit abgreifen.

Genau das ist der chinesischen Staatsführung eindrucksvoll gelungen, als nichts vom Nationalkongress nach außen drang. Doch wie haben sie das geschafft?

Sie haben sich die Besonderheiten der Quantentechnik zunutze gemacht, die so ganz anders funktioniert als das bislang eingesetzte Verfahren, Datenpakete von A nach B zu bringen. Das jetzige Internet arbeitet mit Nullen und Einsen, aus den digitalen Informationen entstehen dann auf dem Computer Texte, Bilder oder Videos.

Qubits statt Bits

Dieses Schwarz oder Weiß ist Quantenphysikern fremd: „Anders als in der herkömmlichen Informationstechnologie können Quantenbits auch die beiden Zustände null und eins gleichzeitig annehmen. Diese sogenannten Überlagerungszustände lassen sich übertragen“, sagt Stephan Ritter, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching. Für Nicht-Quantenphysiker ist es kaum nachvollziehbar, aber tatsächlich rauschen solche Überlagerungen mit einer prallen Informationsdichte durch die Netze, wie sie klassische Informationstechnologie nicht bieten kann.

Dennoch gibt es Ähnlichkeiten: „Die kleinste Informationseinheit ist ein sogenanntes Qubit – vergleichbar dem Bit der herkömmlichen Computertechnik. So ein Qubit kann in einem einzelnen Atom gespeichert und auf ein einzelnes Photon übertragen werden. Durch Glasfaserkabel oder durch die Luft gelangt das Photon zum Empfänger und lässt sich dort wieder in einem einzelnen Atom abspeichern“, sagt Ritter.

Es rauschen also einzelne Lichtteilchen über die Erde, und an Bord dieser Lichtteilchen sind die Informationen, die übertragen werden sollen. Beim Empfänger werden sie zusammengesetzt und stellen wie bisher auch die Botschaft dar – Text oder Zahlen, Bilder oder Grafiken. Das Besondere an der Quanten-Kryptografie aber ist: Die Übertragung ist in höchstem Maße sicher.

Herkömmliche Verschlüsselungsverfahren wie RSA, das unter anderem für den E-Mail-Verkehr eingesetzt wird, ist es nur bedingt. Es basiert auf einem mathematischen Problem: Die Codes bestehen aus riesigen Zahlen. Um sie zu knacken, muss die Zahl in ihre Primzahlfaktoren zerlegt werden.

Das ist nicht einfach, theoretisch aber möglich. Wenn herkömmliche Rechner dafür 150 Jahre benötigen, schafft es ein Quanten-Computer innerhalb einer Sekunde. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis solche Codierungsverfahren unsicher sind. Die Zahl der Cyberattacken dürfte dann weiter zunehmen, und sie werden erfolgreicher sein als bisher.

Theoretisch sind Quantennetze sicher – aber in der Praxis?

Ganz anders bei der Quanten-Kryptografie: „Wer hierbei die Kommunikation abhören will, muss den Quantenzustand messen. Beim Messen aber verändert sich der Zustand. Dadurch merkt der Empfänger, dass da etwas nicht stimmt. Konzeptionell gesehen ist das hundertprozentig sicher“, sagt Ritter.

Theoretisch gibt es also keine Zweifel an der Sicherheit, doch wie sieht es in der Praxis aus? Der Hacker Vadim Makarow hat es geschafft, eine Quanten-Kommunikation zu entschlüsseln. Das aber habe „an Fehlern in der Implementierung gelegen, es wurden Schwachstellen in der Hardware ausgenutzt“, so Ritter.

Sind die behoben, könnten Quantennetzwerke also die Grundlage für die Datenkommunikation der Zukunft bilden. Ganz so einfach ist es dann aber doch nicht: Photonen lassen sich auf ihrer Reise vom Absender zum Empfänger gern einmal ablenken – im Glasfaserkabel ebenso wie beim Weg durch die Luft, da hier Moleküle die Photonen streuen oder absorbieren.

Da sich Quanteninformation nicht kopieren lässt, ist die maximale Distanz für ihre effiziente Übertragung mithilfe von Photonen beschränkt. Werden Informationen in herkömmlichen Datennetzen verschickt, sind sogenannte Repeater dazwischengeschaltet. Die verstärken den Zustand des Signals und leiten ihn weiter.

„Das ist beim Quantenzustand so nicht möglich, er lässt sich nicht kopieren und damit auch nicht verstärken“, sagt Ritter. „Möglich wäre das nur durch Repeater, die gänzlich anders arbeiten als ihr klassisches Pendant. An deren Entwicklung wird intensiv gearbeitet. Ihr Funktionsprinzip und die Technik dahinter sind allerdings äußerst kompliziert.“

Tests für große Quantennetzwerke

Es klingt, als wären Quantennetzwerke eine feine Sache, aber kaum im Weltmaßstab zu realisieren. Es laufen jedoch bereits mehrere erfolgreiche Tests, die in diese Richtung weisen.

Das Unternehmen Battelle aus Ohio hat in Zusammenarbeit mit dem Genfer Anbieter ID Quantique eine Verbindung über mehrere Kilometer hinweg aufbauen können. Und die chinesische University of Sciences and Technology hat gerade Testergebnisse ihres Großversuchs veröffentlicht, bei dem China Mobile Daten über eine Entfernung von 150 Kilometern senden und empfangen konnte. Digitalisierte Sprachnachrichten ließen sich damit sicher übertragen.

Unternehmen wie MagiQ und ID Quantique bieten die technische Ausstattung dafür schon seit zehn Jahren an. Nach und nach werden die Netzwerke größer – bis sie eines Tages die Erde umspannen sollen.

Unternehmen wollen demnächst mit neuen Großprojekten starten. Battelle will ein weit gefächertes Quantennetzwerk errichten, das die Unternehmenszentrale in Dublin im US-Bundesstaat Ohio mit Büros im 650 Kilometer entfernten Washington verbindet.

2000 Kilometer lange Quantenleitung

In China ist für 2016 eine 2000 Kilometer lange Quantenleitung zwischen Peking und Shanghai geplant. Das wäre ein Reichweiten-Rekord und ein wichtiger Schritt zu einem sicheren Großnetzwerk für viele Nutzer.

Für einen Einsatz zu Hause müssen die Techniker aber noch nacharbeiten. Die Rechner zum Senden eines Quanten-Signals müssen die Qubits erst einmal erzeugen und die Empfänger-Rechner den Zustand messen können. Die Technik dazu ist äußerst anfällig – und für den privaten Einsatz viel zu teuer.

Außerdem wäre ein Glasfaserkabelanschluss notwendig, um die Lichtteilchen zu transportieren. Kupferkabel sind dazu gänzlich ungeeignet.

Zwar müssen nicht zwangsläufig Photonen als Informationsträger eingesetzt werden. Doch sie haben einen entscheidenden Vorteil: Sie sind masselos und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit.

Sicherer Datentransport per Satellit

An einer Alternative zur Übertragung per Glasfaserkabel oder erdnahem Funk arbeiten unter anderem chinesische Forscher: Sie wollen die Quanten-Signale durch die Atmosphäre ins Weltall schießen. Hier würden sie verlustfrei durchs Vakuum des Weltraums rauschen, bei einem Satelliten landen und von dort zu einem zweiten Satelliten gelangen, der über dem Empfänger positioniert ist und ihm das Signal weiterleitet.

Das würde die Technik durchaus sicherer machen. Glasfaser hat so seine Schwächen: Während des Großversuchs in China fiel das Quantennetzwerk dreimal für längere Zeit komplett aus.

Das hatte eine ganz schnöde Ursache: Bagger hatten es bei Straßenbauarbeiten dreimal aus Versehen durchtrennt. Vor solchen Eingriffen kann auch eine theoretische Übertragungssicherheit keinen Schutz mehr bieten.

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Forscher in China entwickeln leichtestes Material der Welt

Das weltweit leichteste Material kommt nun aus der Volksrepublik: Genauer gesagt, Forscher der Universität Zhejiang haben ein hochelastisches Aerogel aus Kohlenstoff hergestellt, das über eine Dichte von nur 0,16 Milligramm pro Kubikzentimeter verfügt. Die Vielseitigkeit des Materials mache es interessant für die Industrie, so Gao Chao, Leiter des Entwicklungsteams an der Universität Zhejiang. Es kann etwa das 900-fache seines Eigengewichtes an Öl aufsaugen, elektrischen Strom leiten, und mit seiner Struktur, die etwa zu 99 Prozent aus Luft besteht, auf ein Minimum seiner ursprünglichen Größe komprimiert werden.

Doch nicht nur superleichte Materialien werden im Land der Mitte entwickelt. Eine Roadmap der Chinese Academy of Sciences CAS zeigt die nationalen strategischen Ziele zur Materialentwicklung bis zum Jahr 2050 auf. Diese beinhaltet unter anderem neue Materialien für den Umweltschutz und die Biomedizin, zur Energiespeicherung, aber auch für militärische Anwendungen. Beispielsweise planen die Forscher supraleitende Materialien entwickeln, die nicht mehr gekühlt werden müssen. Weitere Projekte sollen die Effizienz von Photovoltaikanlagen auf über 20% steigern. Allen gemein ist der Wunsch, die Eigenschaften der Materialien am Computer zu generieren und vorherzusagen, bevor das Material existiert. Besonders gute Marktchancen für deutsche Unternehmen ergeben sich in China daher beispielsweise im Bereich von Messgeräten zur Materialanalyse. Die Anwendbarkeit der Ergebnisse und die anschließende Überführung von Technologien in Produkte, wird in chinesischen Forschungsprogrammen priorisiert. Auch das beschriebene Aerogel der Universität Zhejiang könnte schon bald praktische Anwendungen finden: Beispielsweise zur Luftreinigung oder zur Absorption von Öl in Gewässern. Auch Anwendungen in der Energiespeicherung sind denkbar.

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Die Chinesen sind zu dick

Chi, chi, chi, sagt die Großmutter immerzu und stopft den Mund des schreienden Kindes mit Süßigkeiten und anderen Leckereien voll – iss, iss, iss. Es ist eine inzwischen häufig zu beobachtende Methode in China, ein Kleinkind zur Ruhe zu bringen. Und häufig scheint sie zu wirken. Doch die Nebenwirkungen sind auch nicht ohne. Viele Kinder in China neigen inzwischen zu Übergewicht und Fettleibigkeit.

Und nicht nur die Kinder sind zu dick. Die Zahl der Diabetiker in der Volksrepublik ist in den vergangenen 30 Jahren explosionsartig angestiegen. Rund zwölf Prozent der erwachsenen Chinesen leiden mittlerweile an Diabetes, heißt es in einer Studie des Journal of the American Medical Association, die bereits im vergangenen Jahr erschienen ist. Das sind in absoluten Zahlen fast 100 Millionen. Im Jahre 1980 lag der Anteil der Zuckerkranken in der Volksrepublik noch unter einem Prozent. Bei der Stadtbevölkerung hat Diabetes vom Typ 2 allein in den letzten fünf Jahren um mehr als 50 Prozent zugenommen. Damit verzeichnet China im weltweiten Vergleich die höchste Erkrankungsrate.

Der Studie zufolge gibt es bei jedem zweiten Erwachsenen Anzeichen auf Fettleibigkeit. Übergewicht und Diabetes erhöht ganz massiv die Herzinfarkt- oder Schlaganfall-Gefahr. Wie in westlichen Industrieländern sind auch in China Herz-Kreislauf-Erkrankungen inzwischen die Todesursache Nummer eins. Alle zehn Sekunden stirbt in China ein Mensch an Herzinfarkt oder Schlaganfall. 40 Prozent aller Todesfälle gehen in der Volksrepublik inzwischen auf diese Zivilisationskrankheit zurück.

Das schlägt sich auch ganz massiv in den Gesundheitskosten nieder. Wie aus einer weiteren Studie hervorgeht, die chinesische Wissenschaftler in diesen Tagen veröffentlicht haben, lagen die öffentlichen Ausgaben für die Diabetes-Behandlung im Jahre 1993 nach heutigen Wechselkursen noch bei rund 270 Millionen Euro. 2013 musste die chinesische Regierung über 50 Milliarden Euro aufbringen.

Als Hauptursache für diese Entwicklung sehen Mediziner den Lebensstil der Chinesen, der sich durch das rasante Wirtschaftswachstum in den letzten drei Jahrzehnten drastisch gewandelt hat. Die Menschen essen immer weniger Getreide, Knollen und Gemüse und immer mehr Fleisch, Fett und Zucker. Es wird auch sehr viel mehr geraucht als früher.

Zugleich hat sich aber noch wenig das Bewusstsein entwickelt, dass die erhöhte Kalorienzufuhr eigentlich durch umso mehr Bewegung kompensiert werden müsste. Im Gegenteil: Keine körperliche Arbeit verrichten zu müssen, sondern seine Freizeit gemütlich vor dem großen Flachbildschirm im Wohnzimmer zu verbringen, wird als eine zivilisatorische Errungenschaft angesehen. Vor allem die mangelnde Bewegung führt dazu, dass heute bereits viele Kinder in China übergewichtig sind. Der Diabetiker-Anteil ist in Ballungsgebieten sehr viel höher als auf dem Land.

Ein weiteres Problem: Anders als im Westen werden in China Übergewicht, Diabetes und Bluthochdruck nach wie vor nur selten frühzeitig angegangen. Prävention hat im chinesischen Gesundheitssystem bisher keine Priorität. In der Regel werden Herz-Kreislauf-Erkrankungen nur in den Endstadien behandelt. Ihrer Krankheit bewusst sind sich der chinesischen Studie zufolge nur rund 30 Prozent der Betroffenen.

Auch bei der Behandlung des Bluthochdrucks hinkt China nach Ansicht von Medizinern hinterher. Nur ein Drittel der Betroffenen weiß überhaupt, dass ihr Blutdruck zu hoch ist. In den USA sind es 80 Prozent. Nur sechs Prozent der chinesischen Bluthochdruck-Patienten werden außerdem adäquat behandelt und erreichen wieder halbwegs normale Werte, während dies immerhin der Hälfte der betroffenen US-Amerikaner gelingt.

Als einen der Schlüsselfaktoren für die riskante Entwicklung sehen die Forscher nicht zuletzt das schlechte Vorbild der chinesischen Ärzte: Ihnen zufolge raucht die Hälfte der männlichen Mediziner und viele sind ebenfalls übergewichtig. Selbst Kardiologen, die es besser wissen müssten, hätten oft einen ungesunden Lebensstil.

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