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Algorithmen – Taktgeber in unserem Alltag

11.07.2017 | 17:00 Uhr |

Algorithmen beeinflussen unseren Alltag. Sie werden auch in Zukunft nicht mehr aus unserem täglichen Leben wegzudenken sein - schon heute ist ein Leben ohne Algorithmen nicht mehr denkbar oder wünschenswert.

Wer einen Begriff bei Google sucht, setzt einen komplizierten Vorgang von geschätzt mehr als 200 Algorithmen in Gang. Auch soziale Netzwerke wie Facebook oder Pinterest setzen Algorithmen ein, um Inhalte für Nutzer zu filtern, und Online-Shops benutzen Bestellhistorie und Nutzerverhalten, um Kunden ähnliche Artikel vorzuschlagen.

Der Online-Bereich ist nur einer von vielen, in denen Algorithmen zum Einsatz kommen und Einfluss auf unseren Alltag nehmen. Schon heute ist ein Leben ohne Algorithmen gar nicht mehr vorstellbar oder wünschenswert.

Jedes Auto ist mit einer Vielzahl an Applikationen ausgestattet, die Algorithmen benutzen – seien es bekannte Hilfsmittel wie automatisches Licht und Einparkhilfe oder kompliziertere Techniken wie ein Navigationsgerät, das Staus vermeidet.

Auch bei Finanztransaktionen wird ein Großteil der Aufgaben mit Algorithmen erledigt. Sie kommen beispielsweise bei der Überwachung der Konten und Geldtransfers zum Einsatz und lösen einen Alarm aus, sobald statistisch ungewöhnliche Kontobewegungen identifiziert werden.

Es geht noch viel weiter, denn für industrielle Fertigung jeglicher Art, das heißt auch für die Produktion von technischen Geräten, Fahrzeugen, Gebrauchsgegenständen oder Arzneimitteln oder bei der Herstellung von industriell verarbeiteten Lebensmitteln kommen Maschinen zum Einsatz, die auf Basis von Algorithmen arbeiten.

Was genau ist ein Algorithmus?

Unter Algorithmen versteht man Berechnungsverfahren, die komplexe Probleme in klar definierten Schritten lösen. Einfache Algorithmen berechnen beispielsweise anhand des vorhandenen Lichts, ob die Straßenbeleuchtung eingeschaltet werden soll.

Kompliziertere Algorithmen nehmen viele verschiedene Parameter und Eingangsgrößen gleichzeitig in ihre Berechnung auf. So können Systeme für digitale Verkehrszeichen die Straßenauslastung bestimmter Strecken zu bestimmten Zeiten auswerten, Wettervorhersagen wie Schneefall oder Glatteis und akute Störfälle wie Baustellen oder Unfälle mitberechnen, um anhand dieser Daten den Verkehr so zu lenken, dass Staus vermieden werden.

Im Zuge der Digitalisierung werden immer mehr Daten produziert. Algorithmen sind das Mittel, um diese Daten zu analysieren und für uns nutzbar zu machen – und zwar sehr oft auf einer Ebene, die wir in unserem täglichen Leben gar nicht bewusst wahrnehmen.

Ein gutes Beispiel hierfür findet sich in der modernen Gebäudetechnik. Vernetzte Sensoren, die im Gebäude installiert sind, messen Innen- und Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und wie viel geheizt oder gekühlt wird. Aus diesen Daten kann eine effiziente automatische Raumtemperatur-Einstellung abgeleitet werden, die den Menschen ein ideales Wohn- oder Arbeitsraumklima bietet.

Die Building IQ, ein Dienstleister für die Optimierung von Klimaanlagensteuerung und Partner von MathWorks, hat mithilfe von MATLAB und Simulink Algorithmen erstellt, die zusätzlich zu den bereits genannten Komponenten weitere Parameter für das Energiemanagement benutzt. So werden noch Wettervorhersagen, die thermodynamischen Eigenschaften des Gebäudes, der Energiebedarf und die aktuellen Strompreise mit eingerechnet.

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Algorithmen simulieren und regeln die Temperatur in Gebäuden bei unterschiedlichen Wetterbedingungen und suchen Wege, um Strom und Kosten zu sparen. Ein Beispiel dafür ist ein Bürogebäude in Australien und wie dort die Klimaanlage, die die Innenräume kühlen soll, über den Tag verteilt läuft.

Normalerweise würde die Klimaanlage zum Arbeitsbeginn starten und den ganzen Tag gleichmäßig bis abends laufen. Nach der Analyse aller Daten änderte die Firma die Einstellungen der Klimaanlage und kühlt nun morgens vor Arbeitsbeginn die Räume so weit, dass über den Arbeitstag weniger Kühlung notwendig ist. Da vor Arbeitsbeginn die Energie günstiger ist, waren mit dieser Methode Einsparungen von bis zu 25 Prozent möglich.

Dieses konkrete Beispiel zeigt, dass die Möglichkeiten, Daten einzusetzen, mit fortschreitender Technik immer vielfältiger und effizienter werden – zum Nutzen aller.

Algorithmen tragen einen entscheidenden Teil zu dieser Entwicklung bei, denn sie liefern die Methode, um aus einer Menge von Daten klar definierte Handlungsanleitungen zu extrahieren.

Möglich war der stille Siegeszug der Algorithmen aufgrund der enorm gestiegenen Rechenleistung der Computer in den letzten Jahrzehnten. Die Hardware in den jeweiligen Geräten musste erst so schnell und zuverlässig werden, dass auch komplexe Algorithmen durch sie verarbeitet werden konnten.

In den letzten Jahren kam ein weiterer wichtiger Faktor hinzu: Die einzelnen Geräte werden besser miteinander verbunden. Dies geschieht in lokalem Rahmen, etwa in Fahrzeugen, in denen bis zu 100 Steuergeräte verbaut sind, die miteinander interagieren.

Dies geschieht aber auch in größerem Rahmen, indem einzelne Autos mit Verkehrsanlagen, Straßenbeleuchtung, Überwachungsanlagen und zentralen Diensten verbunden werden. Um den Verkehr dieser vernetzten Fahrzeuge sinnvoll und effizient durch die ebenso vernetzten Straßen zu leiten, sind wiederum neue Algorithmen nötig.

So treiben sich diese Entwicklungen gegenseitig voran und sind gleichzeitig voneinander abhängig.

An neue Möglichkeiten gewöhnen wir Menschen uns in der Regel sehr schnell. Früher war eine Klimaanlage im Auto schon etwas Besonderes. Heute sind Fahrzeuge mit integriertem Navigationsgerät, Radio-Streaming und SMS-Funktion schon zum Alltag geworden. Immer mehr Geräte werden im Zuge des Internet der Dinge vernetzt, seien es Produktionsmaschinen in der Industrie oder Elektrogeräte im Haushalt.

Das bedeutet, dass auch die Menge der erhobenen Daten weiter steigen wird. Und Algorithmen werden auch in Zukunft nicht mehr aus unserem täglichen Leben wegzudenken sein.

Deshalb sehe ich es als Herausforderung, das Leben der Menschen durch den gezielten Einsatz von Algorithmen zu verbessern und meinen Beitrag dazu in Wissenschaft und Technik zu leisten.

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