Visionen der Informatik

Transkript

1 Visionen der Informatik Gestern, heute, morgen Friedemann Mattern ETH Zürich Uni Hamburg 11 / 2011 Begeben wir uns zunächst auf eine Zeitreise in das Jahr 1971 Friedemann Mattern F.Ma. 3 3

2 Friedemann Mattern Programmieren mit Lochkarten Eine Programmzeile (72 Zeichen) F.Ma. 4 Friedemann Mattern Das Ablochen der Karten F.Ma. 5

3 Friedemann Mattern Punching the Cards Fortschritt! Ein ganz moderner Kartenlocher! F.Ma. 6 Zeilenorientiertes Datensichtgerät (für privilegierte Nutzer!)

4 Ein einziger Rechner für die ganze Universität Friedemann Mattern - 1MIPS kb RAM - viele Nutzer -sehr langsam Der Kartenleser F.Ma. 8 Closed Shop-Betrieb Submitten des Jobs Friedemann Mattern undrückgabe des Resultats auf Endlospapier Stunden später ( syntax error in line 7 ) F.Ma. 9

5 Friedemann Mattern Programmieren war eine Offline- Tätigkeit F.Ma. 10 Aber wir hatten Programmierwerkzeuge Friedemann Mattern F.Ma. 11

6 Friedemann Mattern Und Lehrbücher F.Ma. 12 Bevor es gab, haben Wissenschaftler natürlich per Post kommuniziert

7 Friedemann Mattern Vernetzung 1984 Versuch, über einen 300 bit/s-akustik-koppler zwei Universitäten zu verbinden F.Ma. 15 Haben wir Steinzeitinformatiker damals geahnt, was auf uns zukommen würde?

8 Visionen der Informatik Gestern, heute, morgen Friedemann Mattern ETH Zürich Kapitel Das drahtlose Jahrhundert Friedemann Mattern Es wird jedermann sein eigenes Taschentelephon haben, durch welches er sich, mit wem er will, wird verbinden können, einerlei, wo er auch ist, ob auf der See, ob in den Bergen, dem durch die Luft gleitenden Aeroplan, oder dem in der Tiefe der See dahinfahren- den Unterseeboot. F.Ma. 75

9 Friedemann Mattern Das drahtlose Jahrhundert Monarchen, Kanzler, Diplomaten, Bankiers, Beamte und Direktoren werden ihre Geschäfte erledigen können, wo immer sie sind. F.Ma. 77 Friedemann Mattern Das drahtlose Jahrhundert Auch auf die Ehe und die Liebe wird der Einfluß der drahtlosen Telegraphie ein außerordentlicher sein. Liebespaare und Ehepaare werden nie voneinander getrennt sein, selbst wenn sie Hunderte und Tausende Meilen voneinander entfernt sind. Sie werden sich immer sehen, immer sprechen, kurzum, es wird die Glückszeit der Liebe angebrochen sein. Künftighin wird sich die leibliche Gattin stets davon überzeugen können, was ihr Herr Gemahl treibt; aber auch der Herr Gemahl wird ganz genau wissen, wie und ob seine Gattin nur an ihn denkt. F.Ma. 88

10 Mobil- kommu- nikation Friedemann Mattern 1894: Albert Robida F.Ma. 119

11 Friedemann Mattern 1894: ipod-vision? F.Ma. 120 Friedemann Mattern Mobile Telegraphie (1906) F.Ma. 124

12 Mobiltelefon-Karrikatur von 1919 WHEN YOU ARE BEING MARRIED TING! Vision eines Handie-Talkies (1948)

13 Antizipiertes Nutzenszenario Mobiltelefon-Prototyp 1952 Einer der leichtesten und kompaktesten Funk-Sende- Empfänger, die jemals entwickelt wurden Das ganze wiegt nur 3 kg.

14 Mobiltelefon-Prototyp 1952 Eine Prognose von 1945

15 A SCIENTIST OF THE FUTURE RECORDS EXPERIMENTS WITH A TINY CAMERA FITTED WITH UNIVERSAL-FOCUS LENS. THE SMALL SQUARE IN THE EYEGLASS AT THE LEFT SIGHTS THE OBJECT AS WE MAY THINK A TOP U.S. SCIENTIST FORESEES A POSSIBLE FUTURE WORLD Vannevar Bush (1945): Wissenschaftlerarbeitsplatz Friedemann Mattern F.Ma. 256

16 Vannevar Bush (1945): Wissenschaftlerarbeitsplatz Friedemann Mattern Kleine Kamera kaum größer als eine Walnuss, Farbe, 100 Aufnahmen, kein Klickgeräusch, ein einziges Mal spannen, Bildformat 3 mm 2 Massenproduktion fortschrittlicher arithmetischer Maschinen take data from a room full of girls armed with key board punches deliver sheets of computed results every few minutes F.Ma. 257 Roboter

17 Friedemann Mattern Putzroboter (1900) F.Ma. 259 Butler (1929) 5:47

18 Ein Roboter im Haushalt (1964) Für alle mit der Konstruktion eines Haushaltsroboters verbundenen Probleme liegen die Lösungen bereits heute in greifbarer Nähe. Ein intensives Forschungsprogramm vorausgesetzt, könnte ein solcher Roboter wahrscheinlich innerhalb von zehn Jahren entwickelt werden. F. Ma. 269 Haushaltsroboter

19 Ein Roboter im Haushalt Bei einer Diskussion mit Hausfrauen über einen solchen Roboter zeigten sich 90 Prozent der befragten Frauen bereit, einen Roboter sofort zu kaufen, wenn es ihn gibt. Nur 10 Prozent äußerten eine gewisse Scheu, einen so unheimlichen Gesellen um sich zu haben. F. Ma. 276 Ein Roboter im Haushalt Diese Bedenken verflogen jedoch zumeist, wenn ihnen erklärt wurde, dass man ihn jederzeit abschalten oder sogar zwingen könne, in seinem Schrank zu verschwinden. der Roboter wurde dann als sehr begehrenswert betrachtet. F. Ma. 277

20 Sehr begehrenswert Weitere Prognosen um 1960

21 Friedemann Mattern Electronic Mail (1960) Envelopes would be opened mechanically, and the automatic fingers would remove the contents and expose them to a scanner. Impulses from the card or letter might be beamed to a postal satellite or even the moon, bounced back to the destination point, reproduced there in the original printing or handwriting, sealed in a capsule and delivered. All this might be done minutes from the time the communication first arrived at a post office thousands of miles away. F.Ma. 330 Friedemann Mattern Teleshopping (1960) F.Ma. 332

22 IEEE Computer Usage 2012 A.D. Miniaturized computers reduced in cost, so that each individual will have its own Vote electronically from the home Conduct all financial transactions using coded identification cards

23 Broadband Infrastructure 2012 A.D.? Coaxial cable systems probably uneconomical Waveguide systems in hollow copper pipes? Yet-to-be developed gaseous optical maser? suitably modulated light beam evacuated underground pipes Friedemann Mattern Mobile Communication 2012 A.D.? What fraction of the ultimate tiny wrist set which permits to seek voice communication with any other individual will be realized in fifty years? Probably a very small fraction. The bulk of individual mobile communication will still be carried in automobiles. F.Ma. 355

24 2012 A.D.: Automobiles Go on Electronic Control The driver is limited to push-buttoning his chosen exit Translating Machines 2012 A.D. Telegrams are simultaneously translated t into, and typewritten by, the language of the receiver By hyper-miniaturization of electronic parts the translating machine is reduced to such an extent that it can easily be carried by hand will gradually bring about the development of mutual confidence and understanding among the peoples of the world, so that war will be outlawed A USAF translating machine from 1962

25 Friedemann Mattern Teaching Machines 2012 A.D. Serve as tutors which are very responsive to individual needs Time shared to many students Will make available the best education in any subject, anywhere, any time, to any one F.Ma. 367 Thinking Machines 2012 A.D. Thinking machines Thinking machines much brighter than the smartest human being.

26 Elektronischer Wareneinkauf? Ich könnte mir denken, dass man fast alle Geschäftsangelegenheiten h durch ein elektronisches Sendeund Empfangssystem übermitteln wird. Darüber hinaus werden Übertragungen digitaler Art wesentlich gebräuchlicher sein als heute und vielleicht auch in den Privathaushalt vordringen zur Durchführung von Theater- oder Hotelreservierungen sowie zum Wareneinkauf auf elektronischem Wege. (J.R. Pierce, 1964 ) F. Ma. 376 Schmökern im Zentralarchiv Der gesamte Inhalt des Zentralarchivs wird, soweit ihn die Regierung verfügbar macht, für jedermann jederzeit zugänglich sein. Man kann mittels seines Rechneranschlusses in den zahllosen Romanen schmökern, die in einer fernen Zentralbibliothek gesammelt sind, sich jeden Film ansehen, der jemals gedreht wurde. Oder man kann sich über die Fördermengen der bolivianischen Zinnbergwerke vom Vortag orientieren. Arthur L. Samuel, in: New Scientist, 1964

27 Electronics, April 19, 1965 Cramming More Components onto Integrated Circuits (1965) The complexity for minimum 16 component costs has increased at a rate of roughly a factor of 13 two per year (see graph on next 12 page). Certainly over the short term this rate can be expected 98 to continue, if not to increase. LOG 2 OF THE MBER OF COMPONENTS INTEGRATED FUNCTION NUM PER I YEAR

28 Friedemann Mattern Cramming More Components onto Integrated Circuits (1965) Integrated circuits will lead to such wonders as home computers or at least terminals connected to a central computer automatic controls for automobiles, and personal portable communications equipment. Gordon Moore

29 Die Traummaschine von 1964 You re doing your homework. You re stuck and you need some answers. So you get help from your answer machine. On a table next to you is part of the machine a typewriter keyboard. When you push the correct keys, your questions will be answered on a screen on the wall. Die Traummaschine von 1964 You might ask (using the keyboard): And the machine would answer: Someday, you might have an answer machine that could do all those things

30 Die Antwortmaschine 40 Jahre später Die Antwortmaschine 40 Jahre später

31 Licklider, Taylor: The Computer as a Communication Device (1968) Man wird über das Netz arbeiten die Schreibmaschine jeder Sekretärin, jedes Diktiergerät wird das Netz füttern Geschäftsreisen unternimmt man kaum noch Es entstehen interaktive Online-Gemeinschaften Die Wirkung wird sehr groß sein Fehlte etwas in den Prognosen?

32 Ja, das alles fehlte in den Vorhersagen: Internet Kleine Laser Glasfaser Spielkonsolen Digitale Musik Kamera-Handys Was fehlte noch? Technisch / ökonomisch Sozial Desktop publishing Instant messaging, Twitter Mobiler Zugang Newsgroups, Blogs Eingebettete Systeme, digitale Steuerung, softwaregesteuerte Produkte Lokalisierung (GPS, ) Erweiterte Realität E-Business Online-Werbung Facebook, YouTube, Flickr Wikipedia, Google Amazon, Ebay Online-Casinos Computersex SPAM, Virus-Attacken, security exploits

33 Zukunftsvisionen von heute Kooperie- Kooperie rende Dinge

34 Kooperierende smarte Dinge Sensoren Prozessoren klein, billig, energiearm Drahtlose Kommunikation auf einem einzigen billigen Chip Kooperierende smarte Dinge Sensoren Prozessoren klein, billig, energiearm Drahtlose Kommunikation

35 Kooperierende smarte Dinge? Kooperierende smarte Dinge? Wenn die Zahnbürste mit dem Spiegel im Bad kommuniziert image source: Philips

36 Beispiel Arbeitsplatzsicherheit Sauerstoffmaske dabei? Helm aufgesetzt? Zweite Person anwesend? Trainingszertifikate?? Source: BP Allerweltsdinge an das Web anschliessen? Dinge vor Ort nutzen Web-Dienste zur Interpretation ihres Kontextes machen Nutzer schlau und mächtig WWW Web-Dienste erhalten Realwelt-Daten Dienste werden schlau und mächtig machen Firmen schlau und mächtig

37 Energy 2.0 Energy 2.0 Standard-Web- Kommunikation Digitaler Stromzähler /e-meter/current-watts +WiFi + Web Server

38 Geräteverbrauch Haushaltsgerät ein- oder ausschalten: Gemessene Differenz wird angezeigt Und noch viel mehr Anwendungen Autoreifen meldet sich, wenn der Luftdruck abnimmt Heizung weiss, ob Bewohner auf dem Heimweg sind? Was davon werden wir haben wollen?

39 Instrumentierte Realität Real-World Awareness Realwelt-Daten e ate werden ede billig feingranulareres Messen bessere Entscheidungen durch detaillierte Realwelt-Daten sofortige automatische Reaktion

40 Sensorbasiertes Monitoring von Seniorenwohnungen? Längere Zeit ein selbstbestimmtes Leben führen Internet Unsichtbare Hintergrundassistenz Bild: Die Zeit Affektive Kommunikation mit Zimmerpflanzen

41 Erweiterte Realität

42 Smarte Brillen Brille mit kleinem Laser und Spiegel projiziert ein Bild direkt auf die Retina Smarte Brillen You could wear a pair of glasses with a small amount of face recognition built-in, look at a person, and his name would pop up in a balloon above his head. You could know instantly who the person is, even if you don't immediately recognize him. I look at my tree, and a little balloon pops up saying, "Water me," I look at my dog, it says, "Take me out," or I look at my wife, it says, "Don't forget my birthday!" M. Satyanarayanan (CMU) Water Take Jimmy me me out...my Brown birthday! Brille mit kleinem Laser und Spiegel projiziert ein Bild direkt auf die Retina

43 Heute: Brille mit Display

44 Bald Displays als aktive Kontaktlinsen? Internet University of Washing gton University of Washing gton Erweiterte Realität Das Navi-System der Zukunft Kleinste Kameras fixieren Pupillen des Fahrers Nachjustierung Siemens, Univ. of Linz

45 Vorläufiger Ersatz: Smartphones Swisspeaks

46 Nahbereichskommunikation: Handy als Medium Friedemann Mattern Swiss Political product Shopping finder - CO 2 -Footprint: 2.7 kg - Energy-Footprint: 0.7 Wh

47 Friedemann Mattern Outsourcen Von den Atomen der Intelligenz zu den Bits Bits Hier Dinge identifizieren Medium Smartes Verhalten hier realisieren Atome Friedemann Mattern Allergie-Assistent

48 Friedemann Mattern Die Herausforderung Erkennung unscharfer Bilder keine Autofokus-Kamera kein Stillhalten F.Ma. 704

49 Erweiterte Realität ermächtigt Menschen Erweiterung der Wahrnehmungsmöglichkeit der Umgebung Schärfen der Sinne Macht Nutzer sicherer Dies sind wichtige Triebkräfte! image source: Die Zeit Erweiterte Realität ermächtigt Menschen image source: Die Zeit

50 Ein provokatives Beispiel: Teledriving als Service? Friedemann Mattern Internet Netz-Anforderungen: Schnell (hohe Bandbreite) Hohe Zuverlässigkeit Sicherheit Realzeit F.Ma. 708 Friedemann Mattern Teledriving als Service? Internet F.Ma. 709

51 Friedemann Mattern Teledriving als Service? Internet Telearbeitsplätze im Erzgebirge? F.Ma. 710 Oder eher in Indien? Wo ist der Monitor?

52 Internet Fazit

53 Physische Welt und Cyberspace wachsen zusammen Friedemann Mattern Sensorik: Physische Realität wird dem Internet bekannt gegeben Eingebettete Systeme: Informationsverarbeitung in die physische Realität eingebettet Cyber-Physical System Hohes wirtschaftliches Potential (Maschinenindustrie etc.) F.Ma. 714 Friedemann Mattern Rosige Zukunft? F.Ma. 715

54 Gesellschaftliche und politische Herausforderungen Abhängigkeit von einer korrekten Infrastruktur Sicherheit Schutz Vertrauen Gefährdung der Privatsphäre

55 Friedemann Mattern Das Internet vernetzte nur Computer jetzt die Dinge der Welt anschliessen! F.Ma. 718 Visionen der Informatik Gestern, heute, morgen Friedemann Mattern ETH Zürich