Organische Computer

Organic Computing an der Universität Hannover

Durch die Fortschritte auf dem Gebiet der Rechnerarchitekturen seit Beginn der sechziger Jahre werden Computer bei gleichen Kosten immer leistungsfähiger oder bei gleichbleibender Leistung immer kleiner und schneller. Dabei nimmt auch die Komplexität der Systeme zu. Dies erfordert ein neues, mehr am Menschen als an der Technik orientiertes Nutzungs- und Kooperationsmuster. Daher müssen Computersysteme zukünftig stark an die Belange menschlichen Lebens und Zusammenlebens angepasst werden. Sie werden flexibler und autonomer – das heißt lebensähnlich -aufgebaut sein. Daher stammt die Bezeichnung „organisch“.

Ein „organischer Computer“ ist definiert als ein selbstorganisierendes System, das sich den jeweiligen Umgebungsbedürfnissen dynamisch anpasst. Organische Computer sind selbst konfigurierend, selbst optimierend, selbst heilend und selbst schützend.

Am Institut für Systems Engineering – Fachgebiet System- und Rechnerarchitektur (SRA – Prof. Dr. Christian Müller-Schloer) des Fachbereichs Informatik der Universität Hannover wurden in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Informatik (GI) und der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG) Anwendungsszenarien für den „organischen Computer“ entwickelt, wie sie etwa im Jahr 2010 erwartet werden.

Typische Anwendungsgebiete organischer Computer verdeutlichen, wie diese sich selbst heilen, schützen, optimieren und konfigurieren:

· Smart factory: Autonome Roboter können mit Hilfe spontaner Vernetzung Föderationen bilden, um anstehende Aufgaben zu erledigen. Dies kann beispielsweise im Falle von Energiemangel geschehen, der durch Zusammenschlüsse verhindert wird.

· Smart Warehouse: In einem intelligenten Warenhaus führt der elektronische Einkaufszettel den Kunden zu den preiswertesten Produkten. Der Einkaufswagen berechnet den Wert seines Inhalts und meldet ihn an die Kasse.

· Smart Network: Das Internet wird Anwender im Jahr 2010 als weltweiter, heterogen aufgebauter Parallelrechner (Grid) flexibel und anpassungsfähig mit Rechenleistung versorgen.

· Der vertrauenswürdige Computer: Seine Basis ist die Kombination aus Schutz durch Hardware-Maßnahmen und Kryptografie. Der vertrauenswürdige Computer kann auf eine Chipkarte reduziert werden, die über biometrische Sensorik fest an einen Benutzer gekoppelt ist.

· Der liebenswürdige Computer: Nicht mehr der Mensch bedient den Computer, sondern der Computer den Menschen. Ein Computer kennt das typische Nutzerverhalten und passt sich an. Und er verschwindet, wenn er gerade nicht gebraucht wird. Beispielsweise wird eine Benutzeroberfläche per Beamer an eine Wand projiziert und bei fehlendem Bedarf einfach ausgestellt – sie verschwindet.

Am SRA laufen bereits Forschungsarbeiten, die zur Realisierung des organischen Computers beitragen: Adaptive Ampelsteuerungen optimieren den Verkehrsfluss ohne zentrale Hilfe, indem sie aus der Vergangenheit lernen und künftige Situationen voraussagen. Adaptive Kommunikationsmechanismen erlauben es Laptops oder Handys, sich spontan drahtlos zu vernetzen und Daten auszutauschen. Mobiltelefone ändern und optimieren ihr Kommunikationsverhalten je nach Land. Transportcontainer verfolgen aktiv ihre Route und führen ein Tagebuch über besondere Ereignisse. Elektronische Anschlagtafeln erkennen ihre Besucher und passen ihre Inhalte entsprechend an.