Digitalisierung

Grundlagen
Die Digitalisierung ist ein Vorgang, bei dem ein künstlicher Stoffwechselvorgang erzeugt wird. Ursprünglich beschränkte sich die Digitalisierung auf die Umwandlung analoger in digitale Daten. Seit der mittleren Neuzeit ist es jedoch auch möglich geworden, beliebige Materialien und Stoffe zu digitalisieren. Begonnen am Fraunhofer-Institut für degenerierte Abschaltungen, hat sich die allgemeine Digitalisierung großflächig durchgesetzt. Lediglich Nordafrika und weite Teile des südpolaren Eismeeres blieben davon bislang weitgehend ausgenommen.

Das Prinzip der materiellen Digitalwandlung (MDW) beruht auf der Entwicklung des bipolaren Energie-Materie-Wandlungsprinzips, das in den späten 70er Jahren von Prof. Dr. Alfons Störtebeker entdeckt worden war. Hierbei werden Materieteilchen in ihre atomaren Strukturen zerlegt und anschließend durch ein 128 Bit-Rastersystem in einen periodisch fragmentierten Datenstrom umgewandelt, der mittels Hybridlasertechnologie in jedem handelsüblichen CD- oder DVD-Laufwerk auf Rohlinge gebrannt oder davon ausgelesen werden kann.

Anwendung
Die allgemeine Digitalisierung hat den Austausch und Transport von Waren erheblich vereinfacht. Mussten früher beispielsweise über das Internet bestellte Lebensmittel noch umständlich per Realtransport mittels LKWs zugestellt werden, so lassen sie sich seit Einführung des TdJ-Datenprotokolls innerhalb zahlreicher Minuten direkt herunterladen. Die Nahrungsqualität variiert jedoch zwischen den verschiedenen Herstellern erheblich. Da die unkomprimierte Versendung von Lebensmitteln aufgrund der enormen Datenmengen noch immer lange Download-Zeiten in Anspruch nimmt, sind inzwischen viele Händler dazu übergegangen, ihre über das Internet angebotenen Nahrungsmittel zu komprimieren. Die angewandten Encoder genügen jedoch oftmals nicht dem vorwiegend von der DOEG (Digital Transformation of Objects Expert Group) erarbeiteten ISO-Standard und weisen vor allem im Ballaststoff-Bereich enorme Mängel auf.

Kompressionsverfahren
thumb|Universeller digitaler Flüssigkeitswandler mit Ethernet- und Gardena-Anschluss Der von der ISO vor fünf Jahren verabschiedete Standard zur Materiekompression sieht verschiedene Verfahren vor, mit denen digitalisierte Materie komprimiert werden kann. Die beiden wichtigsten wurden von der DOEG innerhalb einer fünfjährigen Internationalen Studie erarbeitet. Diese sind:

Transcoding-Ryalin Luminant Motion Particular Expert Group 1, Layer 3, kurz: Tryl-MP3

Transcoding-Ryalin De-luminant Joint Particular Expert Group, kurz: Trydl-JPEG

Beide Formate sind verlustbehaftet. Tryl-MP3 eignet sich vorwiegend für durchsichtige Materialien (z.B. Wasser, Glas, Sauerstoff), während Trydl-JPEG auf die Kompression undurchsichtiger Stoffe ausgelegt ist (z.B. alle nicht durchsichtigen Flüssigkeiten, sowie die allermeisten festen Lebensmittel oder Arbeitsmaterialien). Allgemein kann gesagt werden, dass Trydl-JPEG das am häufigsten angewendete Kompressionsverfahren überhaupt ist. Daneben wurden von der ISO spezielle Kompressionsverfahren für problematische Stoffe entwickelt, so z.B. für Granit, Brennstäbe in AKWs oder auch Erdöl. Insbesondere letztgenanntes hat in den vergangenen Jahren zahlreichen Forschern Kopfzerbrechen bereitet, da die atomare Struktur von Erdöl so unregelmäßíg ist, dass eine Kompression nur mit erheblichen Verlusten im Funktionsumfang erreicht werden kann. So ist es unterhalb einer Datenrate von 850 kBit/Barrel nicht mehr möglich, das Rohöl zu Benzin weiterzuverarbeiten. Zudem bilden sich bei der Verbrennung von zu stark komprimiertem Erdöl deutlich sichtbare Artefakte, die innerhalb kürzester Zeit die Kamine verstopfen können. Da ein Liter Erdöl unkomprimiert jedoch gegen 10 GB an Speicherplatz benötigt, sind die meisten heutigen Datenleitungen mit der Übertragung völlig überfordert. Große Hoffnungen werden hier in das jüngst von Sony entwickelte Flüssiglicht-Leitungsverfahren gesetzt. Die bisherigen Normal-Glasfaserkabel waren vor allem in den USA während der vergangenen Wintermonate wieder überlastet, da allein das digitalisierte Erdöl über 90 Prozent des gesamten Datenstroms auf den öffentlichen Netzen ausmachte. Gemäss Erhebungen des DEZA laden sich bereits mehr als 10 Prozent der Bevölkerung in den Staaten ihr Heizöl von den FTP-Servern der Lieferanten herunter. (Die Datenmengen der großen Erdölfirmen sind bislang nicht erfasst, da diese alle über private Leitungen verfügen.)

Die Kompression von Benzin und Diesel verläuft gegenüber derjenigen des Erdöls erheblich einfacher, jedoch ist hier aufgrund der erforderlichen Menge nach wie vor bei den meisten Fahrzeugen kein direct-streaming möglich. Lediglich kleine Personenfahrzeuge mit niedrigem Energieverbrauch (z.B. VW Beetle) erlauben in den neusten Modellen eine Teilspeisung über das Internet. Man darf jedoch nicht vergessen, dass allein in der Automobilbranche durch die MDW innerhalb der letzten Jahre bedeutende Verbesserungen erzielt werden konnten. So konnte der Hubraum durch den Umstieg vom Realtank auf Festplattenspeicher bei den meisten PKWs um 30 Prozent vergrößert werden. Durch das von der ISO verabschiedete spezielle Kompressionsverfahren für Leichtbenzin (das so genannte wiederholbare Karnasitäts-Verfahren, kurz WKV) lassen sich auf einer 500-GB-Festplatte bis zu 280 Liter Benzin speichern.

Kompression von Lebensmitteln
thumb|Digital übertragenes Billig-Wasser mit deutlichen Kompressionsartefakten

Die meisten Lebensmittelhändler bieten heute ihre im Internet zum Verkauf angebotenen Lebensmittel nur noch in komprimierter Form an. Eine im vergangenen Herbst veröffentlichte Studie der Stiftung Warentest hat jedoch ergeben, dass die Qualität der so angebotenen Lebensmittel in verschiedenen Bereichen äußerst mangelhaft ist. Gerade bei Frischprodukten, insbesondere Rohkost, ist eine verhängnisvolle Tendenz zu genereller Nährstoffverflüchtigung feststellbar. Manche der verwendeten Encoder scheinen ausnahmslos alle Substanzen aus den Lebensmitteln zu entfernen, die der Mensch beim Essen nicht wahrnimmt, ohne eine Unterscheidung zwischen Nährstoffen und nicht verwertbaren Nahrungsanteilen vorzunehmen, wie es in der ISO-Definition des Trydl-JPEG-Standards vorgegeben worden ist.

Auch bei der Kompression von Trinkwasser wurden von der Stiftung Warentest erhebliche Unterschiede festgestellt, obwohl Wasser eigentlich zu den einfacher zu komprimierenden Stoffen gehört, bei dem auch bei hohen Kompressionsraten kaum Verluste spürbar werden. Das hier angewendete Tryl-MP3-Verfahren ermöglicht sogar ein direct-streaming von bis zu 100 Litern in der Minute über eine 3 Mbit-Datenleitung. In verschiedenen Gebieten Afrikas, sowie in Teilen Südamerikas konnten mithilfe dieser Technologie schwerwiegende Dürrekatastrophen vermieden werden, da das Wasser nicht mehr real per Flugzeug über tausende von Kilometern eingeflogen werden musste. Vergangenes Jahr hatte die chinesische Regierung hier erneut Pionierarbeit geleistet, als sie kostenlos vom Drei-Schluchten-Damm über 5 Mio Liter Wasser auf Großrechner abpumpen und über Satellit auf diverse Wasserreservoire in Afrika, insbesondere in den Sudan, übertragen ließ. Kritiker bemängelten jedoch, dies sei nicht aus purer Großzügigkeit, sondern wegen Afrikas reicher Ölvorkommen geschehen. thumb|left|Gardena-[[Bluetoothrasensprenger BlueSpritz!]] Natürlich hängt die benötigte Wasserqualität auch vom Verwendungszweck ab. Um lediglich den Rasen zu bewässern, ist eine Wasserqualität von 64 kBit/l völlig ausreichend, wobei von Billigangeboten aus Russland und China allerdings abzuraten ist. Gerade in Russland wird oft von Kleinunternehmen illegal Wasser aus der Taiga abgepumpt und anschließend über veraltete Analog-Digital-Wandler ins Netz gestellt. Dies kann dazu führen, dass Teile des Wassers nicht voll digitalisiert werden und so nach dem Download in den privaten Rechner als sogenannte Phantomstrahlung u.a. über die Wireless LAN-Verbindung austreten können.

Abgesehen von derartigen Nebenwirkungen bietet der digitale Wasserhandel über das Internet jedoch gerade für Kleinverdiener enorme Einsparungen, da die Tarife von Internetanbietern meist weit unter den Preisen für das regionale Leitungswasser liegen. So wird heute nicht einmal mehr ein Anschluss an die Kanalisation benötigt. Ein neuerer Rechner mit MDW-Anschluss genügt, um das ganze Haus rund um die Uhr mit Frischwasser versorgen zu können. Die meisten Anbieter offerieren hier bereits monatliche Pauschalpreise, die z.T. unter denjenigen für die gewöhnliche Internetverbindung liegen. Zudem kann bei manchen größeren Anbietern das Abwasser gratis auf die Homepage des Händlers hochgeladen werden. Und wer in seinem Schrebergarten keinen Wasserhahn hat und trotzdem nicht auf den Anbau von Gemüse verzichten möchte, kann den fehlenden Wasserhahn auch einfach durch ein günstiges Notebook ersetzen, das er über den Digiport an die Sprinkleranlage anschließt.

Digital-Tourismus
Seit vor knapp vier Jahren von Studenten der Technischen Universität München die vivale Umrechnungstheorie lebender Objekte erarbeitet worden ist, ist es im Bereich der MDW zusätzlich möglich geworden, lebende Objekte zu digitalisieren. Obwohl vielerorts noch in der Testphase, hat dies im Tourismus und unter Handelsreisenden bereits zu großen Veränderungen geführt. Einige Reiseveranstalter bieten nun auf ihrer Internetseite das Reisen auch per Digitaltransport an. Aufgrund der hohen technischen Anforderungen und der Tatsache, dass lebende Objekte nicht komprimiert werden können, sind die Preise für diese Transportart jedoch noch sehr hoch. Ein Umstieg vom Flugzeug auf den digitalen Transport ist daher bis anhin nur für äußerst gut betuchte Reisende eine reale Alternative. Der immense Nachteil liegt hier aber noch in der recht langen Reisezeit. Der Digitaltourismus ist nur über Leitungen zu empfehlen, die eine Kapazität von mehreren hundert MB/s bieten.

Experten erwarten in dieser Branche große Veränderungen. Mit zunehmender Verbesserung der digitalen Leitungen ist hier ein deutlicher Preisrutsch zu erwarten, was Fluglinienbetreiber sowie die Anbieter privater Personen-Transporte in eine ungewisse Zukunft blicken lässt. Viele befürchten hier einen ähnlich rasanten Niedergang wie im Warentransportsektor nach der Einführung der MDW.

Doch noch bleibt der Transport von lebenden Objekten eine technische Herausforderung. Man darf hierbei auch nicht vergessen, dass durch die Nichtkomprimierbarkeit lebender Objekte (im Zusammenhang mit der starken Vivalität bis in den atomaren Bereich) Datenmengen anfallen, die jene des Erdöls noch bei weitem übertreffen. Um einen ausgewachsenen Menschen vollständig zu digitalisieren, fallen bei durchschnittlichem Arbeitsaufwand 1,2 bis 1,5 Terabyte an Daten an, bei Kindern ist es trotz geringerer Größe aufgrund erhöhter Vivalitäts-Raten beinahe gleich viel. Dies hat auch zur Konsequenz, dass es für den Normalverbraucher trotz enormer Anstrengungen seitens der Industrie zur Zeit noch nicht möglich ist, sich innerhalb der eigenen vier Wände digitalisieren zu lassen. Selbst bei sehr schnellen Internetverbindungen würde der Upload von über einem Terabyte mehrere Tage dauern. Dies ist daher bislang nur über private Datenleitungen möglich, die auch zunehmend von Reiseveranstaltern gemietet werden.

Zukunftsaussichten der MDW
thumb|PetStore S für die Speicherung von kleinen bis mittelgroßen Haustieren

Spätestens seit der Einführung der MDW für lebende Objekte überschlagen sich die Autoren von Science-Fiction-Romanen mit den wildesten Spekulationen darüber, wie unsere Welt in 20 bis 30 Jahren aussehen könnte. So lässt die australische Thriller-Autorin Jane Navolja in ihrem jüngsten Werk „Mythologie von Sandica“ eine 16-jährige Jugendliche nach einer durchzechten Nacht ihre Eltern im privaten MDW-Room einsperren, worauf diese erst digitalisiert und anschließend auf zwei portablen Festplatten gespeichert im Kleiderschrank verstaut werden. Und T.N. Threarson entwirft in „Trypolor“ das Szenario einer Welt, in der es keinerlei reale Transportmittel mehr gibt. Die Kinder gehen per Datenleitung in die Schule und die ganze Familie reist per E-Mail nach Mallorca in die Ferien, derweil die beiden Haustiere auf einem Memorystick (!) aus der defekten 30-Mio.-Pixel-Kamera zwischengelagert werden, da sich zuvor niemand hatte finden lassen, der während der Abwesenheit für die Tiere sorgen wollte. Der Clou dahinter: So lange die Tiere digitalisiert auf dem Memorystick gespeichert sind, brauchen sie nach T. N. Threarson kein Futter. (Ob dies in der Realität auch so wäre, ist nach wie vor unklar, da bislang auch bei Testversuchen noch kein lebendes Objekt für mehr als zwei Stunden in digitalisiertem Zustand belassen wurde. Spentristische Untersuchungen ergaben hier nämlich einige mathematisch bislang nicht erklärbaren Widersprüche in Bezug auf das Verhalten der Vivalität bei längerem Verbleiben in digitalem Zustand. Es besteht die Befürchtung, dass die Vivalität bei anhaltend digitaler Lagerung stark abnimmt. Dies könnte sowohl bei Menschen, als auch bei Tieren nach erfolgter Rückwandlung einen erhöhten Alterungsprozess zur Folge haben.)

Wie auch immer sich die MDW für lebende Objekte in naher und fernerer Zukunft entwickeln wird, die MDW für den reinen Warentransport ist längst ihren Kinderschuhen entstiegen. Heute erscheint es kaum mehr vorstellbar, dass noch vor nicht viel mehr als 100 Jahren die meisten der täglich von den Menschen benötigten Materialien per Pferd und Kutsche von einem Ort zum andern transportiert werden mussten. Gerade an solchen Dingen zeigt sich, wie sehr sich die Halbwertzeit von Entwicklungen innerhalb der letzten Jahrzehnte verkürzt hat. Der heute 75-jährige Prof. Dr. Alfons Störtebeker formulierte daher an einer der vergangenen internationalen MDW-Forschungskonferenzen sehr treffend:


 * „Die Zeiten waren noch nie so obskur wie heute. Was die MDW uns an Komfort gebracht hat, darf niemals damit verwechselt werden, was Kant mit der Befreiung des Menschen aus der selbstverschuldeten Unmündigkeit meinte. Kant hatte keine Ahnung davon, vor welche moralischen Probleme technische Möglichkeiten den Menschen stellen können.“

In der Tat stehen moralische Fragen im Zusammenhang mit der MDW immer wieder im Mittelpunkt heftiger Diskussionen. So jüngst bei der Mainburger Gemeinde Mattingen, in welcher der Stadtrat Anfang Monat beschlossen hatte, den Friedhof aufgrund von Platzmangel und zu hoher Unterhaltskosten gesamthaft zu digitalisieren. Das allein hätte schon für genügend Gesprächsstoff innerhalb der Bevölkerung gesorgt, doch zu allem hin wurde auch noch die Frage aufgeworfen, ob digitalisierte Verstorbene zwecks Platzsparung komprimiert werden dürfen. Eine Lösung dieser Frage ist nicht in Sicht trotz des mehrdimensionalen Schichtenmodells der intellektuellen Kapazität der Verfasser dieses Artikels, welche sich reziprok zu deren Produktion an Worten verhält.

Datenkompression

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