v1.0 Diese Untertitel sind live produziert. Aus dem Kraftwerk Berlin: Der Deutsche Zukunftspreis 2024. Moderation Yves Fehring. Einen wunderschönen guten Abend. Ich freue mich sehr, Sie hier im Kraftwerk in Berlin und zu Hause vor dem Bildschirm begrüßen zu dürfen. Herzlich willkommen zum Deutschen Zukunftspreis 2024. Schön, dass Sie alle da sind. Ja, was war das bisher für ein Jahr? Krisen, Konflikte, Koalitionskrach und nun steht Deutschland auch noch vor Neuwahlen. Da mag für viele der Blick auf morgen mit großer Verunsicherung verbunden sein. Doch heute Abend, das verspreche ich Ihnen, schauen wir nicht auf das, was besser laufen könnte oder laufen müsste. Wir besinnen uns auf unsere Stärken, auf unser wissenschaftliches Know-how, auf unsere Innovationskraft. Denn Zukunft ist das, was wir draus machen. Und es gibt viele kluge Menschen in diesem Land, die Visionen haben, die an Technologien für ein besseres Morgen arbeiten. Und diese Menschen wollen wir heute auszeichnen mit einem Preis, der uns allen Hoffnung und Zuversicht schenkt mit dem Deutschen Zukunftspreis. Ja, auch in diesem Jahr sind wieder drei tolle Teams nominiert. Und davon durfte ich mich bereits persönlich überzeugen. Das erste Team kommt aus Bayern. Oder genauer gesagt aus der Oberpfalz. Regensburg ist bekannt für seine Altstadt, die zum UNESCO-Weltkulturerbe zählt. Für die Domspotzen und jetzt auch für das digitale, intelligente Licht. Was es damit auf sich hat und wer das erfunden hat, das schaue ich mir mal an. Mit Licht für mehr Sicherheit sorgen. Das war das Ziel von Norwin von Malm Zusammen mit dem Team Hermann Oppermann und Stefan Grötsch. Es entstand ein Scheinwerfer, dessen Licht exakt steuerbar ist und so für beste Sicht sorgt. Aber ohne dabei andere zu blenden. Möglich wird das durch eine Matrix aus 25.600 LEDs. So entsteht ein neuer, intelligenter Scheinwerfer. Von Regensburg geht es noch weiter nach Süden. Künstliche Intelligenz kann immer mehr, wird immer leistungsfähiger. Dafür braucht es enorme Rechenleistung. An der Ludwig-Maximilians-Universität hier in München gibt es die Vision, die Entwicklung von KI für alle Menschen zugänglich zu machen. Mit einem völlig neuen Ansatz die KI vereinfachen und damit neuartige Anwendungen ermöglichen. Daran arbeiten Björn Ommer und Anna Lukasson-Herzig. Es geht darum, die KI-Modelle so zu verändern, dass sie keine großen Rechenkapazitäten benötigen, sondern sogar auf einem Smartphone laufen. Team 3 besuche ich in Warstein in Nordrhein-Westfalen. Im nördlichen Sauerland soll mit einem kleinen, revolutionären Chip ein großer Schritt in Richtung Energiewende gemacht werden. Elektrische Ströme effizient schalten, das ist Konrad Schraml zusammen mit dem Team Caspar Leendertz und Thomas Basler gelungen. Ihr Modul kann Ströme von bis zu 1000 Ampere und Leistungen bis 3300 Kilowatt viele tausendmal in der Sekunde schalten. Dazu mussten neue Materialien und spezielle Fertigungstechniken entwickelt werden. Das neue Modul findet überall dort Anwendung, wo große elektrische Leistungen benötigt werden. Das sind drei großartige Innovationen, über die wir heute Abend noch viel lernen werden und dazu zurück nach Berlin. * Applaus * Genau, schon mal Applaus. Ja, hier sind wir wieder also in Berlin und ich darf nun den Mann auf die Bühne bitten, dem wir das alles zu verdanken haben, denn der Deutsche Zukunftspreis ist sein Preis. Bitte begrüßen Sie ganz herzlich den heutigen Gastgeber, unseren Bundespräsidenten, Frank-Walter Steinmeier. * Applaus * Herr Steinmeier, herzlich willkommen, ich freue mich sehr. Herr Steinmeier, der Deutsche Zukunftspreis steht für ganz viel. Er steht für deutsche Ingenieurskunst, er steht für Erfindergeist und er steht, würde ich sagen, v.a. für Visionen. Sind diese genau das, was Deutschland gerade braucht? FS: Visionen brauchen wir und wir brauchen vor allen Dingen das Zusammenwirken von Wissenschaft, von Politik und Wirtschaft und das werden wir heute Abend sehen wie gut das bei einigen klappt. Ja, wir sind schon sehr gespannt und Sie sind genauso ahnungslos, wer diesen Preis heute bekommen würde, wie wir alle hier im Saal, oder? Jeder hat seinen persönlichen Favoriten, nehme ich an, aber ich weiß es auch nicht. Aber dieser Preis liegt Ihnen ganz besonders am Herzen. Liegt mir am Herzen, und meine Damen und Herren hier im Publikum und an den Bildschirmen, ich darf Sie miteinander ganz herzlich begrüßen. Ich freue mich auf dieses Ereignis jedes Jahr aufs Neue. Eine Veranstaltung, Sie werden das erleben, die wirklich Mut macht. Mut macht auf Zukunft und deshalb ist das auch der Deutsche Zukunftspreis und Sie alle wissen miteinander, die Zukunft gewinnen wir nicht durch Abwarten oder indem wir sie geschehen lassen, sondern indem wir uns vornehmen, sie zu gestalten. Indem wir aus den vielen Ideen, die es in diesem Lande gibt, tatsächlich etwas machen. Und ich gebe Ihnen zu, das war vielleicht schon mal etwas einfacher mit Blick auf die Welt, mit Blick ins eigene Land, aber dennoch sage ich, der Blick nach vorn ist das, was uns miteinander hier in diesem Saal vereint. Denn wenn es auch schon mal einfacher war in der Vergangenheit, eins bleibt doch richtig. Was stört, ist diese Mischung, die ich feststelle aus Mutlosigkeit und einem Wettbewerb um Schwarzmalerei. Eine Schwarzmalerei, die gelegentlich uns lähmt. Und deshalb gebe ich Recht einem Vorstandsvorsitzenden eines DAX-Unternehmens, der kürzlich gesagt hat: "Wir müssen ehrlich miteinander sein aber wir sollten den Standort nicht schlechter reden, als er ist." Oder wie ich in meinen Worten sage, wie wir diese schwierigen Zeiten überwinden. Das hängt auch davon ab, wie wir uns selbst sehen und wie wir über uns reden. Und wenn wir zurückblicken... * Applaus * Wir haben in der Vergangenheit Krisen gehabt und wir haben sie überwunden. Wir haben sie auch deshalb überwunden, weil wir uns immer wieder auf eigene Stärken besonnen haben und den Blick nach vorn gerichtet haben, Zuversicht geschöpft haben aus diesen eigenen Stärken. Und ich finde, es gibt viel, viel Grund für Zuversicht. Es sind ausgezeichnete Universitäten und Forschungseinrichtungen, die wir haben. Es sind innovative Unternehmen. Es sind neugierige Forscherinnen und Forscher. Es sind Fachhochschulen und technische Hochschulen, die nah an der Praxis sind. Es ist nicht zuletzt eine gute, eine hochqualifizierte Berufsausbildung, die wir haben in unserem Lande. Und aus all dem zusammen, aus dem entsteht das, meine Damen und Herren, was Sie heute Abend sehen, über das wir gemeinsam miteinander staunen. Köpfe und Ideen, die Praxis machen, die Zukunft machen. Drei Forscherteams mit Menschen, von denen ich jetzt schon sage, die Vorbilder sind für andere und die vor allen Dingen eines machen: Lust auf Zukunft. Und die brauchen wir. * Applaus * Besinnen wir uns wieder auf unsere Stärken, da gehen alle drei Teams mit großem Beispiel voran. Und ich glaube, die Spannung und vielleicht auch die Anspannung steigt langsam so ein bisschen. Kommen wir also zu Team Nummer 1. In diesem grauen, oft nebligen November sehen sich viele v.a. nach einem: nach Licht. Gerade wenn Sie mit dem Auto im Dunklen womöglich auf regennasser Straße unterwegs sind. Vermutlich kennen Sie das. Kaum haben wir das Fernlicht eingeschaltet, müssen wir es wieder ausschalten, ansonsten blenden wir den Gegenverkehr. Aber die hellen Köpfe von Team Osram und Fraunhofer haben ein digitales Licht entwickelt, das mitdenkt. Es sorgt nicht nur für mehr Sicherheit im Straßenverkehr, sondern bietet noch weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten. Sehen Sie selbst. Licht – es ist fast ein Alleskönner. Es gibt Orientierung, es kann Leben retten, es ist Information und es ist unabdingbar für unseren Leitsinn – das Sehen. Daher versucht der Mensch seit jeher die Nacht zum Tag zu machen, denn Licht gibt ihm Sicherheit. Das gilt bis heute. Insbesondere im Straßenverkehr. Wer Gefahren früher erkennt, der hat mehr Zeit, um zu reagieren. So ist der Autoscheinwerfer eines der wichtigsten Instrumente für die Sicherheit im Straßenverkehr, nicht nur bei Nacht. Aber kein Scheinwerfer ist so gut, dass man ihn nicht noch besser machen kann. Ein Scheinwerfer soll die Straße möglichst genau und hell ausleuchten, ohne dabei andere zu stören oder gar durch starkes Blenden zu gefährden. Dazu muss sich das Licht exakt steuern lassen, damit es sich auf die jeweilige Situation optimal anpasst. Dafür hat der neu entwickelte Scheinwerfer 25.600 Pixel als Lichtquellen, auf einer LED-Lichtmatrix zusammengefasst. Jede LED auf der Matrix muss sich einzeln digital ansteuern lassen. Dazu wird eine weitere Matrix mit einer dafür notwendigen elektronischen Schaltung exakt unter der LED-Matrix positioniert und dann pixelfein verbunden. Das ist alles andere als trivial, denn diese Verbindung muss viel aushalten, da sich die Bauteile im Betrieb durch Wärme unterschiedlich stark ausdehnen. So lässt sich jedes einzelne Pixel ein- oder ausschalten. Je nach dem, ob man das Licht gerade braucht oder nicht. Und es gibt noch eine weitere Schwierigkeit: Die einzelnen LED sind blau, sie müssen erst durch eine Leuchtstoffschicht weiß gemacht werden. Doch nimmt man hier eine Standardleuchtstoffschicht, dann ist diese zu dick und es passiert das hier, was man im Modell sehen kann: Die einzelnen Pixel leuchten nicht mehr scharf abgegrenzt. Das Licht breitet sich in die benachbarten ausgeschalteten Pixel aus. Es musste also eine völlig neue Leuchtschicht her. Dünner und effektiver. Zusammen mit einer Optik entsteht so ein Scheinwerfer, der ähnlich wie ein Videoprojektor funktioniert. Bereiche, die hell sein sollen, werden nun präzise ausgeleuchtet, andere Bereiche, wie ein entgegenkommendes Fahrzeug, werden abgedunkelt. Das bringt ein Plus an Sicherheit. Aber das ist nicht alles: Licht ist auch Information. So projiziert der Scheinwerfer auch Piktogramme auf die Straße, etwa eine Schneeflocke bei Frostgefahr, oder er warnt mit einem Symbol vor Geisterfahrten. Informationen aus Licht – hieraus ergeben sich viel neue Anwendungsgebiete der digital steuerbaren LED-Matrix. Neben optischer Datenkommunikation zwischen Computerchips ist das die Augmented Reality, die erweiterte Realität. Mit einer AR-Brille, die neben der realen Umgebung zusätzlich digitale Informationen ins Gesichtsfeld einspiegelt, wird die Lichtmatrix zum virtuellen Monitor. Hier ist im besonderen Maße Kompaktheit und Energieeffizienz gefragt, denn eine AR-Brille muss leicht sein und ihr Akku soll lange halten. So hat das digitale Licht das Potenzial, die Schnittstelle von Menschen und Elektronik zu revolutionieren. Das digitale Licht wird so zu einer Basistechnologie für eine große Anzahl von Anwendungen auch weit über den Scheinwerfer hinaus. Und wir freuen uns so sehr, das Team "Digitales Licht" hier auf der Bühne begrüßen zu dürfen. Herr Dr. von Malm, Herr Grötsch und Herr Dr. Oppermann, schön, dass Sie da sind. Herr von Malm, Digitales Licht, also einen intelligenten Scheinwerfer zu entwickeln, wie sind Sie darauf gekommen? Wie ist Ihnen da ein Lichtlein aufgegangen? NM: Zunächst einmal, wir freuen uns wahnsinnig, heute hier zu sein, nominiert zu sein für diesen Preis und die Gelegenheit zu haben, Ihnen allen zu erklären, was wir entwickelt haben, echt toll. Aber zu Ihrer Frage: Wir haben ja eben in dem Film schon gesehen, welche Gefahren einem nachts auf einer dunklen Landstraße begegnen können. Mit dem Abblendlicht sehen Sie diese Gefahren erst recht spät. Mit dem Fernlicht sieht man weiter, aber damit blenden Sie den Gegenverkehr. Deswegen hatten wir uns vorgenommen, eine Lichtquelle für einen Scheinwerfer zu konstruieren, der die gesamte Straße dauerhaft hell ausleuchtet und gezielt nur die Lichtstrahlen ausblendet, die den Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeuges blenden würden. Damit würde der Fahrer ganz klar mehr Sicht haben und wir erzeugen für alle Verkehrsteilnehmer ein deutliches Plus an Sicherheit. Das war unsere Motivation. Herr Grötsch, für viele Laien besteht ja so ein Scheinwerfer erstmal nur aus einer einfachen Lampe. Das Digitale Licht besteht aber aus tausenden LED-Pixeln. Was macht diese Technologie so besonders? SG: Wir kommen von der Glühlampe, haben mit der Einführung der LED die Lichteffizienz um einen Faktor 5 bis 10 gesteigert und die einfachen LEDs haben in der Einführungsphase ja nur Abblendlicht, Fernlicht gemacht. Wie Norwin schon erzählt hat, können wir jetzt ausblenden, aber das Neue an unserem intelligenten Scheinwerfer, an dieser neuen Lichttechnik, ist der Schritt hin zur Kommunikatio des Scheinwerfers zum Fahrer. Das ermöglicht einen neuen Kanal, um wichtige Informationen an den Fahrer weiterzugeben und auch angepasste Lichtverteilunge für jede Situation passend, Autobahn, Landstraße oder im Stadtbereich, zu führen. FS: Wie weiß denn das Pixel, dass es sich ausschalten soll oder einschalten soll? Wie kommt diese Kommunikation zustande? SG: Diese Information bekommt unser LED-System von den Steuergeräten unserer Kunden Dort sind heute Sensoren wie Kameras in Zukunft auch Radar- oder Laser-Systeme verbaut und aus dieser Sensorinformation, aus Ge-Informationen, ob ich in der Stadt bin oder auf einer Landstraße, kann ich diese Information antizipieren und entsprechend an die LED weitergeben. FS: Darf ich nochmal anknüpfen an die erste Frage von Frau Fehring. Von wem kommen denn solche Anregungen, solche Entwicklungen zu betreiben? Ist das eher Automobilindustrie, ist es Versicherungswirtschaft möglicherweise oder sind es Ihre persönlichen Ideen NM: Es ist ja immer eine gute Synthese aus beidem. Man braucht eine Idee für eine technische Lösung, aber man braucht natürlich auch ein Problem und was dann da zuerst kommt es muss beides zusammenkommen. Also es gab das Problem, wir wollen mehr sehen auf der Straße und es gab die Idee, wie man das lösen kann und das haben wir geschafft. Herr Dr. Oppermann, Sie haben ja auch in Regensburg verraten, dass Sie mit vielen Herausforderungen zu kämpfen hatten. Wie sind Sie denn damit umgegangen? HO: Ja, also die Herausforderungen waren schon groß. Es gab eine Vielzahl davon. Eine davon, wahrscheinlich die wichtigste ist, diese Pixel sind sehr klein, 40 Mikrometer und wir haben eine Vielzahl von denen. Also wir haben 25.600 Pixel und die sind sowohl auf dem Siliziumchip als auch auf der LED-Seite drauf. Das heißt also, die müssen dann nachher zueinander gebondet werden, hochgenau, hochpräzise, mit hoher Ausbeute. Wir haben Chips, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben. Das heißt, die verhalten sich verschieden in ihren Eigenschaften und sie müssen dort mit hoher, also fehlerfrei arbeiten und sie müssen das wiederholt können Nur so können sie eigentlich eine Technologie haben, mit der sie in die Produktentwicklun gehen können. Das klingt nach einer ganz schönen Tüftelei. Noch ganz, ganz kurz, welche weiteren Anwendungsmöglichkeiten gibt es dann? NM: Wir haben gesehen, im Scheinwerfer bietet uns das digitale Licht mehr Sicherheit, aber darüber hinaus gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten der Basistechnologie. Über die Rolle als Mini-Projektor in Augmented Reality-Brillen, haben wir schon im Film gehört. Die haben das Potenzial, unsere Schnittstelle zwischen Mensch und Elektronik zu revolutionieren. Darüber hinaus könnte man auch die Kommunikation zwischen Computerchips oder zwischen Servern in Datenzentre auf Licht umstellen. Das würde die Übertragungsgeschwindigkeit erhöhen und v.a. deutlich energieeffizienter machen. Also das digitale Licht gibt nicht nur mehr Sicherheit, sondern ist auch ein Lichtblick für die Zukunft. Vielen herzlichen Dank. * Applaus * Sie malt Kunstwerke, komponiert Songs, schreibt Hausarbeiten und das alles in Nullkommanix. Generative künstliche Intelligenz wird immer leistungsfähiger, doch der Haken: Dafür braucht es enorm viel Rechenleistung, die nur große Technologieunternehmen bereitstellen können. Das heißt, es entstehen womöglich bedenkliche Abhängigkeiten. Team 2 hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, die Entwicklung von KI zu demokratisieren, sie allen zugänglich zu machen. Dabei lautet der Grundgedanke: Weniger ist mehr. Oder anders ausgedrückt: Ohren, Augen, Tatze, fertig ist die Katze. Hier kommt Teams 2 "Stable Diffusion". Die Kommunikation zwischen Mensch und Computer wird immer einfacher. So lassen sich heute Computer bedienen, indem der Mensch in seiner natürlichen Sprache Anweisungen gibt oder Wünsche formuliert. Möglich wird das durch den Einsatz von generativer KI, künstlicher Intelligenz, die in den letzten Jahren immer leistungsfähiger geworden ist. Gleichzeitig ist aber auch die notwendige Rechenleistung erheblich gestiegen. Mit der Folge, dass nur noch große Technologiekonzerne die KI-Modelle weiterentwickeln und betreiben können, denn nur diesen stehen die notwendigen Rechnerressourcen zur Verfügung. Wer die KI aber für alle zugänglich machen will, also demokratisieren will, der muss KI-Modelle entwickeln, die wesentlich weniger Rechenleistung erfordern. Genau hierfür hat das Team mit "Stable Diffusion" ein variables und leistungsstarkes KI-Modell entwickelt. Ein Anwendungsgebiet der generativen KI ist die Erzeugung von Bildern. Dazu muss die KI zunächst Bildinhalte verstehen und die Beziehungen der Bildteile analysieren. Damit die KI das leisten kann, muss sie mit vielen Bildern trainiert werden. Aber viele Bilder sinnvoll zu verarbeiten und zu analysieren verlangen nach einem großen "Gehirn", also einem großen künstlichen neuronalen Netz. Doch genau da ist der Haken. Ein solches Netz erfordert in der Anwendung große und teure Rechnerkapazitäten. Um den Speicher- und Rechenaufwand zu minimieren, wurde ein innovativer Ansatz gefunden: Anstatt Bilder direkt als Menge von Bildpunkten zu beschreiben, wurde zuerst eine neue, effiziente Bildbeschreibungssprache für lokale Bildregionen gelernt. Was heißt denn das? Also, was macht das Bild einer Katze aus? Ohren, Augen und das Fell an den verschiedenen Körperteilen sollten zueinander stimmig sein. Um ein gutes Bild zu erzeugen, ist es aber nicht notwendig, das Aussehen jedes einzelnen Haares zu kennen. Stable Diffusion beschreibt effizient lokale Details und kann dann den langreichweitigen Kontext, also die großen Strukturen, das große Ganze, erfassen. Für diesen Prozess wird ein Bild zunächst verrauscht, also unscharf gemacht. Dieses Verrauschen erfolgt in kleinen Schritten, die immer mehr Bilddetails verschwinden lassen. Die KI lernt so den lang- reichweitigen Kontext des Bildes. Bei der Bildgenerierung kehrt sich der Prozess um: Aus einem strukturlosen Rauschen wird Schritt für Schritt ein Bild. Aus diesem Verfahren leitet sich auch der Name "Stable Diffusion" ab. Das Bild diffundiert zunächst wie ein Tropfen Tinte oder ein Aquarellbild in Wasser. Feine Strukturen lösen sich zuerst auf, der langreichweitige Kontext zuletzt. Die KI generiert dann aus dem Rauschen das gewünschte Bild. Anwendung findet Stable Diffusion bei einer hocheffiziente Plattform für die visuelle KI-Suche. Bei dem System geht es darum, mit einem Bild ein zugeordnetes Bild zu finden. Anwendungen dafür gibt es viele: Eine komplexe technische Anlage fällt aus, das defekte Teil wird gefunden und fotografiert. Jetzt geht es darum, aus umfangreichen Ersatzteilkatalogen das richtige Ersatzteil zu identifizieren. Das übernimmt sehr effektiv die KI Bild-zu-Bild-Suche. Langfristig ist das Ziel, die Möglichkeiten der generativen KI zu erweitern und v.a. die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine effizienter zu gestalten. Hier liegt ein großes Potenzial für unserer aller Zukunft. * Applaus * Absolut, ja, wir freuen uns sehr, Frau Dr. Anna Lukasson-Herzig von der nyris GmbH und Prof. Björn Ommer von der LMU in München begrüßen zu dürfen. Ja, Herr Ommer, in jüngster Zeit gab es ja viele Durchbrüche bei der KI. Generative KI wie Chat GBT, aber auch Stable Diffusion sind bei vielen Menschen im Alltag angekommen. Vielleicht noch mal zum besseren Verständnis. Was bedeutet genau generativ bei künstlicher Intelligenz? BO: Ja, generativ bezieht sich auf das Training hierbei. Über Jahrzehnte wurde KI trainiert, indem wir Bilder gezeigt haben und ein Mensch erklären musste, was sich denn in dem Bild befindet. Dadurch hat die KI nie mehr gelernt, als der Mensch gesagt hatte. Bei generativer KI wird der KI das Bild gezeigt und einen Teil dabei verdeckt und die KI muss diesen verdeckten Teil generieren, wieder auffüllen. Und dadurch lernt die KI dann, was die Zusammenhänge in dem Bild sind. So ähnlich wie ein Kind, was ein Puzzle vervollständigt. Aber damit kommt es dann zu Emergenzeffekten. Die KI lernt zum Beispiel, dass Autos Schatten werfen. Nicht nur, wo die Räder hingehören und lernt dadurch mehr, als ihr eigentlich gesagt worden ist. KI frisst ja wahnsinnig viel Energie. Abgesehen davon, dass das wahnsinnig klimaschädlich ist, können sich nur große Konzerne die enormen Rechenleistungen auch leisten. Das macht vielen Menschen auch ein bisschen Angst. Warum ist es deshalb so wichtig, die Entwicklung von KI zu demokratisieren, sie allen zugänglich zu machen? Ja, unser Ziel mit Stable Diffusion war es genau, KI ressourcenschonender zu machen, effizienter zu machen. Denn eine mächtige Ermöglichungstechnologie wie generative KI erzeugt natürlich eine ganze Menge an Nachfragen, weil sie so weit eingesetzt werden kann. Aber unser Ziel war es, der KI eine neue Beschreibungssprache beizubringen, sodass sie nachher auf normaler Consumer-Hardware läuft, dass sie nicht mehr sehr, sehr teure Rechencluster braucht, die nur die großen Firmen haben, sondern auf ihrem normalen Mobiltelefon läuft und dadurch nicht mehr so viel Energie wie Dutzende Staubsauger, sondern weniger als eine einzelne Glühbirne. FS: Sie haben ja selbst lange in den USA gearbeitet. Sind Sie auch deshalb zurückgekommen, um an einer Alternative zu arbeiten zu den großen Tech-Unternehmen? BO: Ich habe mir damals gedacht, dass wenn dieser Teil der Informatik anfängt, wirklich zu funktionieren, dass er anfängt, auch Implikationen zu haben, wie es die Physik im 20. Jahrhundert gezeigt hat, so bei uns auch. Und das alleine durch Shareholder-Value getrieben voranzutreiben, habe ich mir als problematisch herausgestellt. Gleichzeitig gibt eine Professur auch gewisse Möglichkeiten, seinen eigenen Bereich herauszuidentifizieren und nicht nur dahin zu gehen, wo die großen Firmen unterwegs sind. FS: Aber es bedeutet ja auch Verzicht, wenn man in Open-Source-Produkte hinein investiert, dort viel Kreativität, Innovationsgeist investiert, den Sie möglicherweise anderswo auf der Welt zu mehr Geld hätten machen können. BO: Ja, sehen Sie, als wir diese generative Karriere entwickelt haben, war klar, dass sie sich in sehr kurzer Zeit schnell wieder weiterentwickeln wird. Und da ist die Frage, woher bekommt man diese Manpower, die Ressourcen, gerade bei uns im Land, um das weiter zu entwickeln. Dadurch, dass wir gewissermaßen de facto Standard geschaffen haben, um in generativer KI Bilder zu repräsentieren, sind auf einmal große Firmen, auch aus den USA hingegangen haben, ihr sauer verdientes VC-Geld genau da rein investiert, diese KI weiter voranzuentwickeln. Also ein Beispiel, wo Geld durchaus auch in die Gegenrichtung fließen kann. Das Potenzial ist groß, Frau Lukasson-Herzig. Sie bringen ja die generative KI in die Anwendung. Welche Arbeitsprozesse kann Stable Diffusion denn erleichtern und ermöglichen? AL: Es sind sehr viele und ich greife zwei heraus. Zunächst ist erstmal die Bildgenerierung, die wir vorher auch gesehen haben. Es gibt unendlich viele Bilder von Katzen im Netz. Es gibt aber sehr wenig sehr konkrete Bilder von Ersatzteilen. Und möchte man jetzt eine KI trainieren, damit sie dieses wiedererkennt, braucht man Bilder von Ersatzteilen. Das ist in der Industrie ein sehr aufwendiger Prozess und sehr kostspielig. Und hier helfen wir im ersten Schritt und generieren Bilder sehr schnell und sehr kosteneffizient und können dadurch halt Millionen von Bildern für das KI-Training zur Verfügung stellen. Im Anschluss nutzen wir dann diese Bilder, um die visuelle Suche zu personalisieren und für unsere Kunden relevant zu machen. Denn eine KI, die nicht spezifisch ist, ist häufig nicht relevant genug. Und wir schaffen es halt durch diese Spezifizierung, eine sehr relevante Anwendung zu schaffen. Und dadurch dann den Technikern und Technikerinnen in der Welt, die täglich millionenfach nach Ersatzteilen suchen, halt eine Hilfe darzustellen, sodass sie halt in Sekundenschnelle mit dem Job erledigt sind und nicht teilweise bis zu fünf Tagen brauchen. FS: Das heißt, wenn das defekte Teil identifiziert ist, können Sie innerhalb von Sekundenbruchteilen sagen, wo es angeboten wird? AL: Wir können sagen, welches Teil das ist, wo es angeboten ist und was man danach machen muss... FS: Die KI durchsucht nicht gleichzeitig die gängigen Kataloge? SL: Sie sucht durch die gängigen Kataloge, aber sie durchsucht nicht die gängigen Arbeitsschritte. Das wissen die Techniker meistens selber. Sobald die wissen, das ist das Teil, können die das ziemlich gut zuordnen. Das Potenzial ist noch groß und die Anwendungsmöglichkeiten vielfältiger. Künstliche Intelligenz kann vor allem eine große Chance sein, vor allem, wenn mit menschlicher Intelligenz an innovativen Anwendungs- möglichkeiten gearbeitet wird. Vielen Dank, Team 2! * Applaus * Kommen wir zu Team 3. Ja, gute Nachrichten sind in diesem Jahr fast ein wenig untergegangen. Dabei gab es sie, zum Beispiel, dass über die Hälfte unseres Strombedarfs mittlerweile durch erneuerbare Energien gedeckt wird. Ein wichtiger Schritt, um Elektromobilität auf die Straße oder auf die Schiene zu bringen. Dort war beispielsweise bei einer E-Lok der Energieverlust bisher allerdings ziemlich hoch. Doch das Team von Infineon hat so lange getüftelt, bis es einen kleinen Leistungshalbleiter entwickelt hat, der in Sachen Energiewende Großes bewirken kann. Nämlich viel Strom sparen, wo viel Strom fließt. Die Welt wird immer elektrischer. Ob bei der Mobilität, bei der Produktion von Waren, zu Hause beim Heizen oder bei den regenerativen Energien. All diese elektrische Energie muss gesteuert und geregelt werden. Dafür gibt es Schalter: Licht an, Licht aus – kennen wir alle. Aber um einen ICE oder ein E-Auto zu steuern, reicht ein einfacher Schalter – Ein und Aus - natürlich nicht. Zum Regeln der Geschwindigkeit werden sogenannte Stromrichter benötigt, deren Herzstück ein Leistungshalbleitermodul ist. Okay, aber was macht ein Stromrichter? Das kann man sich so vorstellen – die Autos auf der Straße stellen den fließenden Strom dar und den wollen Sie jetzt regulieren: Sie wollen nur eine begrenzte Anzahl von Autos pro Stunde in die Stadt fahren lassen. Aber wie machen Sie das? Nun, Sie nehmen die vierspurige Straße, die in die Stadt führt und schnüren sie ein. Auf drei, zwei oder auf eine Spur. Was ist das Ergebnis? Naja, das was sie wollen, sie können den Autostrom damit regulieren. Aber es passiert noch was: Sie haben ein Drängeln, Hupen, Brüllen, Reinquetschen und jede Menge Blechschäden. Es wird also Verluste geben. Sie können es aber auch anders machen: Sie lassen die vier Spuren und stellen eine Ampel auf. Und nun lassen sie immer in gewissen Zeitabständen Autos einfahren. Paketeweise sozusagen. Sie werden feststellen: Beide Verfahren funktionieren. Was sie allerdings im zweiten Falle gespart haben: Das Hupen, die Blechschäden und all die anderen "Verluste". Diese beiden Methoden können Sie auch beim elektrischen Strom anwenden. Ist der Schalter offen, fließt kein Strom. Schließen sie den Schalter, fließt der Strom. Wenn Sie die Lampe dunkler leuchten lassen wollen, dann schnüren sie die Leitung ein, das ist dann ein Widerstand für den Strom. Aber: an der Engstelle haben sie jetzt wieder Verluste, diesmal in Form von Wärme. Und jetzt kommt das neue Leistungshalbleitermodul ins Spiel. Der Trick ist: Man überlistet die Lampe. Anstatt dass man die Lampe mit wenig Strom versorgt, schaltet man sie schnell ein uns aus. Und wenn man das ganz, ganz schnell macht, dann blinkt die Lampe nicht mehr, sondern leuchtet einfach dunkler, weil sie ja nicht die ganze Zeit an ist – aber das sieht man nicht. Dieses Prinzip in der Leistungselektronik wird nun durch den Einsatz von Siliziumkarbid statt Silizium wesentlich effizienter. Allerdings: das Siliziumkarbid dehnt sich im Betrieb stark aus. Die weichen Aluminiumdrähte, die den Strom heutzutage in den Chip leiten, lösen sich. Sie mussten deshalb durch härteres Kupfer ersetzt werden. Doch das brachte neue Probleme: Kupfer zerstört den Halbleiter – es musste eine spezielle Trennschicht her. Da Siliziumkarbid sehr teuer ist, wurde der Chip sehr klein gebaut. Dafür wurden völlig neue Fertigungstechniken entwickelt. Das neue Modul macht nun weniger Verluste beim Schalten und Leiten des Stromes. In einer siebenjährigen Entwicklungsarbeit haben die drei mit einem großen Team letztlich alle Hürden überwunden überwunden. Nun ergeben sich auch neue Anwendungsfelder. Die Steuerung großer Elektromotoren wird viel kleiner und leichter. Das hilft bei der Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs, der Landwirtschaft, der Schifffahrt und sogar des Luftverkehrs. Das Potenzial des neuen Energiesparchip ist somit längst noch nicht ausgeschöpft. Ja, viel Strom sparen, wo viel Strom fließt. Daran arbeitet das Team von Infineon und wir dürfen nun ganz herzlich Herrn Dr. Konrad Schraml, Professor Thomas Basler und Herrn Dr. Casper Leedertz begrüßen. Schön, dass Sie alle da sind. Herr Schraml, wir sind ja mittendrin in der Energiewende. Welche Rolle kann das Thema Elektrotechnik beim großen Thema Nachhaltigkeit spielen? KS: Ja, die Leistungselektronik und ganz speziell die Leistungshalbleiter sind wirklich ein zentrales Element der Energiewende, denn nur der Leistungshalbleiter kann den Strom schalten und dementsprechend brauchen wir ihn überall im ganzen Strom- und Energienetz, bei der Erzeugung, bei der Übertragung und ganz besonders beim Verbrauch. Und Sie haben schon gesagt, viel Strom sparen, wo viel Strom fließt. Da ist es natürlich jetzt ein Riesenvorteil, einen Schalter zu haben, der bis zu 90 Prozent weniger Schaltverluste macht. Und um es mal zu visualisieren, wir haben das durchgerechnet, würden wir die deutsche Zugflotte umrüsten von Silizium auf Siliziumkarbid-Antriebe, können wir den Energieverbrauch von 450.000 Einfamilienhäuser einsparen. Also ein Riesenfortschritt und ein riesen Benefit für die Energiewende. Das ist schon mal eine Hausnummer. Warum ist es denn so wichtig, dass die Module zuverlässig funktionieren, Herr Basler, also eine lange Lebenszeit haben? TB: Ja genau, also im Vergleich zur Heimelektronik wie Smartphones muss die Leistungselektronik Lebensdauern von bis zu 30 Jahren zur Verfügung stellen. Und wenn wir uns jetzt noch mal so ein Beispiel Bahn anschauen, Straßenbahn zum Beispiel, da wird zwischen den Haltestellen unser Chip sehr heiß und das Material dehnt sich aus. Und wenn wir anhalten, wird es wieder kalt und das zieht sich zusammen und das viele hundertmal am Tag, 365 Tage im Jahr. Und wenn wir jetzt diese 30 Jahre zur Verfügung stellen wollen, muss also die Leistungselektronik sehr zuverlässig sein. Und das war auch eine der Hauptmotivationen für unsere Innovation, dass dann diese kleinen Drähte da vorne drauf um Gotteswillen nicht abgehen. FS: Wer hat Sie denn gefragt nach einer solchen Entwicklung? Kommt das von den Mobilitätsunternehmen oder wer hat danach gefragt? TS: Ja, also zum Beispiel die Applikateure, die das dann einsetzen. Also wir wollen höhere Lebensdauern. Wir erhöhen die Energiedichten. Da geht immer mehr Strom durch diese kleinen Drähte durch und irgendwann müssen diese Limits, die zum Tragen kommen, überwunden werden und Kupfer ist eine Möglichkeit dazu. FS: Und wie lange hat es gedauert, bis Sie zu den neuen Materialkomponenten gelangt sind? KS: Ja, das ging los 2017 mit Innovationsprojekten. Man hat sich die Komponenten angeschaut und die einzelne erst mal entwickelt und dann festgestellt, ja, das kann zusammen funktionieren. Dann hat man das zusammengebracht und das musste man natürlich auch umfangreich testen, um diese lange Lebenszeit dann zu garantieren. Sie haben über sieben Jahre getüftelt. Wie haben Sie es denn geschafft, da so lange dran zu bleiben, Herr Leendertz? CL: Ja, in der Tat ist das nicht eine geniale Idee, die man über Nacht hat. Nein, man braucht viele, viele Innovationen von verschiedenen Experten aus verschiedenen Bereichen und muss die integrieren und so kann man sich Schritt für Schritt voranarbeiten, bis man so einen Innovationssprung schafft und dann so einen revolutionär kleinen und effizienten Chip ermöglicht. Und das als Team erfolgreich zu machen, ist natürlich eine sehr große Motivation. Was noch besonders spannend war, war natürlich mit dem Siliziumkarbid zu arbeiten. Da hat man einerseits viele Risiken, aber auch viele Chancen, Neues zu machen im Design und den Chip immer effizienter und sparsamer zu designen. Und diese Reise ist noch nicht zu Ende. Wir haben noch viele Ideen, es geht weiter und ich denke, das ist sehr wichtig, dass wir in dem Bereich in Deutschland ganz vorne mit dabei sind. FS: Der bis dahin praxistaugliche Materialmix war ja Silizium und Aluminium. Und dann sind Sie auf Siliziumkarbid gekommen. Wussten Sie, ahnten Sie, dass das mit Aluminium schwierig wird? KS: Ja, das war bekannt. Die Materialeigenschaften haben das schon vorher gesagt, dass es ein Problem gibt für die Zuverlässigkeit. Man kann dann einen Umweg machen, indem man einfach mehr Chips verbaut und die Stromdichte nicht so hoch macht, dass die Chips nicht so heiß werden. Aber das ist natürlich nicht ökonomisch. Das kostet sehr viel Geld, das Material ist sehr teuer und dementsprechend ist der Ansatz mit dem Kupfer der wesentlich effizientere. Ja, und Sie zeigen, wie man mit einem kleinen Chip Großes in Sachen Nachhaltigkeit wirken kann. Vielen Dank für Ihre Präsentation. FS: Vielen Dank. * Applaus * Dankeschön, ja, nun haben wir Ihnen alle drei Teams präsentiert, aber bevor wir Ihnen die Gewinner verraten, ist es Zeit, noch mal Danke an all die Förderer zu sagen, denn ohne Sie wäre dieser Preis überhaupt nicht möglich. Also möchte ich mich im Namen des ganzen Teams des Deutschen Zukunftspreises noch einmal ganz, ganz herzlich bei Ihnen bedanken. * Applaus * Ja, Herr Bundespräsident, so langsam wird es spannend. Vielleicht können wir schon mal so ein bisschen rübergehen in Richtung Preis. Wir haben jetzt schon drei tolle Teams kennenlernen dürfen. FS: Da ist er. Da ist er schon mal. Er dreht sich auch. Ich bin mal sehr gespannt. Ja, technische Neuerungen sind wichtig, um globale Herausforderungen zu meistern. Aber Wissenschaft allein kann natürlich nicht die Lösung sein. Welche Rahmenbedingungen braucht es denn, damit wir diese großen Aufgaben lösen können? FS: Wissenschaft kann es nicht allein. Wirtschaft kann es nicht allein. Politik kann es nicht allein, sondern es kommt auf das Zusammenwirken an. Und jeder hat die Corona-Krise noch in Erinnerung, ob in guter oder schlechter. Ich finde, das ist nicht so lange her und da hat sich bewiesen, wie sehr wir aufeinander angewiesen sind. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse, auch das Ringen um neue Erkenntnisse war wichtig in dieser Phase. Die Politik war auf Informationen und jeweils tagesaktuelle Informationen angewiesen. Aus dem Zusammenwirken ist dann etwas entstanden, was uns jedenfalls die Corona-Krise hat einigermaßen bewältigen lassen und vor allen Dingen Unternehmen hervorgegangen, das auch Träger des Zukunftspreises war, Biontech nämlich. Absolut. Innovationen versprechen vor allem Erwartungen, aber sie können auch Ängste auslösen. Wie sollten wir mit diesen Sorgen umgehen? FS: Das ist ein großes Thema. Darüber könnten wir jetzt wahrscheinlich den ganzen Abend miteinander reden. Ich will mal ein Gegenbeispiel machen und sagen, ich war vor wenigen Tagen erst in Tübingen beim Bundeswettbewerb für Künstliche Intelligenz. Ich habe dort junge Menschen getroffen im Alter von 16, 17, 18 Jahren und habe selbst gestaunt, mit welcher Selbstverständlichkeit die mit solchen großen Technologien ohne jede Angst umgehen. Ich glaube, es ist ein Wort von Herrn Ommer, der mal gesagt hat, KI ist eigentlich nichts anderes als eine Ermöglichungstechnologie, wie Strom. Was man damit macht, das liegt zunächst mal in der Hand der Wissenschaftler und Forscher und natürlich, wenn es Missbrauch gibt, dann auch in der Hand der Politik. Aber ich glaube, die jungen Menschen, von denen ich gesprochen habe, die haben gezeigt, dass man sich natürlich nicht völlig unbefangen dieser Technologie nähern kann, aber dass wir jedenfalls teilhaben müssen, auch teilhaben müssen, um am Ende Risiken beurteilen zu können. Das ist für mich völlig klar. Wir müssen vorne mit dran sein bei der Entwicklung und Fortentwicklung von KI. Und das mit einer großen Portion Zuversicht. Vielen Dank, Herr Steinmeier. Jetzt wird es langsam spannend. Die Jury hat heute getagt. Ich glaube, die hat es nicht ganz einfach. Ich bin ja froh, dass ich nicht in der Jury sitze. Geht es Ihnen ähnlich? FS: Ich bin heilfroh. Ich meine, bevor wir die letzten drei hier auf der Bühne begrüßen dürfen, findet ja schon ein Prozess statt, in dem viele, die es vielleicht auch verdient hätten, ausscheiden müssen. Aber ich hatte heute die Möglichkeit, mit den drei Teams zu sprechen, heute Nachmittag. Ich hätte nicht entscheiden können, wer gewinnt. Aber die Jury hat es entschieden und dafür sind wir dankbar. Sie dürfen das Geheimnis jetzt lüften. Ich bin sehr gespannt. Wie heißt das Gewinnerteam des Deutschen Zukunftspreises 2024? FS: Der Deutsche Zukunftspreis 2024 geht an Dr. Norwin von Malm, Stefan Grötsch, Dr. Hermann Oppermann! * Applaus * Das ist eine große Überraschung, wie toll! Herzlichen Glückwunsch! FS: Harte Konkurrenz... Herzlichen Glückwunsch. Herr Steinmeier, Sie dürfen diesen schweren Preis überreichen, der einiges wiegt. Herzlichen Glückwunsch an das Gewinnerteam aus Regensburg! * Applaus * Herr von Malm, wie fühlt es sich an, diesen Preis in den Händen zu halten? NM: Herr Bundespräsident, liebe Mitglieder der Jury, wir freuen uns wirklich unglaublich über diesen Preis. Das hört man. FS: Ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auch... NM: Das ist nicht nur eine Auszeichnung und eine große Ehre für uns, sondern auch eine Anerkennung der Innovationsleistungen der großen Teams bei AMS Osram und bei Fraunhofer, die dahinterstehen. Sie können sich vorstellen, wenn Sie neue Ideen erforschen, aber vor allem auch dann industrialisieren müssen wollen, dann braucht es viel Engagement und auch Durchhaltewillen von vielen Kollegen. In diesem Sinne, das ist unser aller Preis, vielen Dank! Wunderbar, herzlichen Glückwunsch nochmal an dieser Stelle. * Applaus * Und vielen, vielen Dank. Ja, eine tolle Motivation für Ihre wissenschaftliche Arbeit. Herzlichen Glückwunsch. Herzlichen Glückwunsch auch an all die anderen Teams. Der Deutsche Zukunftspreis 2024 ist vergeben. Wir sagen herzlichen Dank, vor allem an den Mann, der diesen Preis überhaupt erst möglich macht. Vielen Dank, Herr Steinmeier. FS: Gerne sogar. Mit Zuversicht schauen wir weiter in die Zukunft. Und wir sagen herzlichen Glückwunsch an das Gewinnerteam, aber auch an alle Nominierten, denn Sie alle sind mit Ihren Innovationen ein Gewinn für Deutschland, für unsere Zukunft. Denn Zukunft ist das, was wir draus machen. Also machen Sie weiter so, machen Sie das Beste draus und Ihnen allen noch einen schönen Abend. Vielen Dank, tschüss. FS: Tschüss.