Wer weiß, vielleicht ist die digitale Revolution ja schon vorbei? Zumindest haben die neuen Technologien mittlerweile die Laboratorien verlassen und Einzug in die Industrieproduktion und damit auch in unseren Alltag gehalten. Mehr und mehr stehen digitale Werkzeuge zur Verfügung, durch die Materialien auf Basis komplexer Datenmodelle mit größter Präzision bearbeitet und geformt werden können. Womit Objekte – im Vergleich mit „analogen“ Methoden – oftmals schneller, leichter und passgenauer gefertigt, selbst Details passgenau programmiert und kleinste Stückzahlen berücksichtigt werden können.
All das verspricht jede Menge neuer Freiheiten beim Konstruieren und Individualisieren – und setzt zudem jede Menge Fantasien frei. Kein Wunder, dass Befürworter und Kritiker sich intensiv damit beschäftigen, welche Möglichkeiten digitale Herstellungsverfahren für unser Denken, Fühlen und Handeln eröffnen und welche Folgen sich daraus ergeben. Denn längst ist klar: Unsere Lebenswirklichkeit wird sich durch die digitalen Tools – wieder einmal – verändern.
Wie und auf welche Weise sich unsere Welt verändert, beschäftigt Schriftsteller, Künstler und Filmregisseure nicht erst seit der Erfindung des Computers und der Allgegenwart binärer Codes – einschließlich all der Ambivalenzen, mit denen sie – und letztlich wir alle – den daraus resultierenden Vorstellungen, Visionen, Utopien und Dystopien begegnen. Ganz gleich, ob diese schon Realität geworden oder einstweilen noch Ausgeburten der Fantasie sind.

Von Star Trek zum Star Tac

Ein hinlänglich bekanntes Beispiel dafür, dass die Fantasie der Wirklichkeit vorauseilt, der Vorsprung aber eingeholt werden kann, ist der Kommunikator aus der Science-Fiction-Serie „Star Trek“. Wer die Serie heute zum ersten Mal sieht, für den erinnert das handliche, mit einem Schwung des Handgelenks aufzuklappende Gerät, mit dem Captain James T. Kirk und seine Crew drahtlos untereinander oder mit ihrem Raumschiff kommunizieren – einschließlich einer Ortungsfunktion –, an das Design von Klapphandys. Tatsächlich verhält es sich umgekehrt: Das erste echte Klapphandy, das Motorola nicht ganz zufällig „Star Tac“ taufte, war inspiriert von dem Kommunikator aus „Star Trek“. Verblüffend, bedenkt man, dass 1966, als die Serie erstmals ausgestrahlt wurde, das drahtlose Telefonieren noch nicht einmal erfunden war.

Nudeln aus dem Replikator

Eine andere Apparatur aus dem Star Trek-Universum ist bislang ein Wunschtraum geblieben, ersetzt auf den Schiffen der Sternenflotte doch ein Essensgenerator, der sogenannte „Replikator“, den Koch in der Bordkantine. Der Apparat – Traum einer jeden Hausfrau, vor allem aber all jener Nerds, die von ihrer Mutter vor die Tür gesetzt wurden –, kann mit Hilfe eines Proteinsequenzers jede gewünschte Speise synthetisieren. Ein Knopfdruck genügt, und wie im Märchen steht das Gericht tellerfertig vor dem Hungrigen. Was futuristisch klingt, ist immerhin bereits Teil eines Forschungsprojekts der NASA. Die investiert zur Zeit in einen 3D-Drucker, der fertige Mahlzeiten für Astronauten generieren soll. Wie dem auch sei, Grundelemente wie Proteine, Kohlenhydrate und Zucker sollen in pulverisierter Form die Grundlage für verschiedene Gerichte liefern, die nach Wunsch programmiert werden können. Der Vorteil: Auf Langzeitmissionen in den Weltraum müsste kein fertiges Essen mehr gelagert werden. Erste Versuche waren bereits erfolgreich, wobei es angeblich noch Optimierungsbedarf bei der Konsistenz und dem Geschmack der Gerichte gibt. Sollte die Herstellungsmethode einmal ausgereift sein, könnte auch die Nahrungsversorgung in Krisengebieten gelöst werden, so die Hoffnung der Forscher. Die in ihrer Bescheidenheit vergessen haben zu erwähnen, dass ein solches Gerät in der Tat die gesamte Nahrungsmittel-, Küchen- und Küchengeräteindustrie umkrempeln würde. Um nur das mindeste zu sagen.

Eine Sonde, die eine Sonde, die eine Sonde ... baut

3D-Drucker bieten Astrophysikern aber noch ganz andere Möglichkeiten. 2006 stellte der britische Ingenieur Adrian Bowyer den ersten „RepRap“ (Replicating Rapid Prototyper) vor, der sämtliche Bauteile, aus denen er besteht, selbst herstellen bzw. drucken kann. Abgesehen davon, dass sich ein Kühlschrank oder ein Herd oder was sonst noch so gebraucht wird, mit der Methode selbst reduplizieren könnte, das Verfahren belebt auch die Theorie der „Von-Neumann-Sonden“ wieder. Aufgestellt hat sie der Mathematiker John von Neumann 1966 in seiner Abhandlung „Theory of Self-Reproducing Automata“, in der er das hypothetische Konzept von sich selbst replizierenden Sonden zur Erkundung des Weltalls aufstellte. Die Sache ist im Grunde ganz einfach, wenn sie denn funktionierte: Eine „Muttersonde“ wird zu einem Asteroiden gesendet und repliziert sich dort. Der Replikant, die so genannte „Tochtersonde“, wird in noch weiter entfernte Gebiete entsandt, um dort wiederum Tochtersonden zu generieren, die alle Daten, die sie auf ihren Reisen gesammelt haben, an die Muttersonde übermitteln. Auf diese Weise könnten große Distanzen im Weltraum überwunden werden, die für bemannte Missionen ein unüberbrückbares Hindernis darstellen.
Überhaupt spuckt die Vorstellung von Replikanten in vielen Köpfen herum, seit die biologische Variante, das Klonen, in seiner Realisierung eher unwahrscheinlich erscheint. Während die künstlich hergestellten Menschen in Ridley Scotts „Blade Runner“ (1982) ferne Planeten erschließen, ihnen das Betreten der Erde aber untersagt und ihre Lebenszeit begrenzt ist, da sie ihren natürlichen Vorbildern überlegen sind – mit all den Komplikationen die sich daraus ergeben –, wird in Joseph Kosinskis Film „Oblivion“ (2013) der Mensch selbst zur programmierbaren Materie. Jack Harper, die Hauptfigur des Films, wird hundertfach geklont und das Gedächtnis eines jeden Replikanten für eine feindliche Mission von Außerirdischen mit Informationen gefüttert. Ein Fehler in der Programmierung lässt den Klon jedoch von Ereignissen träumen, die sein „Original“ in der Vergangenheit erlebt hat – was ihn, welch Happy-End, letztendlich dazu veranlasst, zu rebellieren.

Mit Nanobots durch unwirtliches Gelände

Digitale Fabrikation ermöglicht es aber auch, kleinste Einheiten zu bauen und diese mit Informationen zu füttern, um ihnen „Leben“ einzuhauchen – mit Hilfe der Nanotechnologie. So experimentiert der Entwickler Justin Werfel an der Harvard Universität derzeit mit sogenannten „Swarmbots“. So nennt man Roboter mit einem Durchmesser von nur wenigen Zentimetern, die ähnlich wie ein Termitenschwarm agieren und in der Lage sein sollen, selbständig komplexe Strukturen aufzubauen. Ausgestattet mit Infrarot- und Ultraschallsensoren sowie einem Beschleunigungsmesser können sie Werkstoffe zu einem Ziel transportieren, wo sie die einzelnen Bausteine zusammensetzen. Die Forscher hoffen, die Miniaturmaschinen in unwegsamen Gebieten, nach Überschwemmungen oder Naturkatastrophen zur Errichtung von Notunterkünften einsetzen zu können.
Unwegsames Gelände – diesen Begriff haben Science-Fiction-Autoren freilich auf ganz andere Weise interpretiert. In ihrer Fantasie können „Microbots“ nämlich längst durch den menschlichen Körper sausen, um dort aufgetretene Schäden zu reparieren. Wie das geht, zeigt etwa der Film „Innerspace“ (1987), in dem die Hauptfigur, Lieutenant Pendleton, verkleinert wird, um sich in einem Miniatur-U-Boot auf die Reise durch die Blutbahnen seiner Partnerin zu begeben.

Cyborgs und Mensch-Maschinen

Lassen wir die Entwicklung der Robotik und fiktive Androiden wie „Mr. Data“ aus der zweiten „Star Trek“-Staffel oder einen durch Blitzschlag zu selbstbestimmtem Leben erweckten Kampfroboter wie „Nr. 5“ beiseite, da die Robotik ein ganz eigenes Feld innerhalb kybernetisch gesteuerter digitaler Anwendungen bildet, so erscheint die Mensch-Maschine als vielversprechende Alternative. Vielen mag gar nicht bewusst sein, dass solche Cyborgs schon lange unter uns sind, denn genau genommen zählen dazu alle Patienten mit Implantaten wie künstlichen Kniegelenken oder Herzschrittmachern. Mit der Entwicklung von 3D-Druckern, die ja auf Basis eines Datenmodelles arbeiten, lassen sich zudem immer perfektere Exo- und Endoprothesen herstellen, sodass Prothesen und Implantate nicht nur leichter, sondern auch passgenauer und zudem günstiger in der Herstellung sind. (zum Einsatz digitaler Fabrikationsweisen in der Prothetik vergleiche den Artikel „Passstücke und Exoskelette“) Dass derartige Anwendungen nicht nur medizinisch erwünscht sind, liegt auf der Hand. So hat auch das US-amerikanische Verteidigungsministerium den Vorteil 3D-gedruckter Exo-Skelette für sich entdeckt und setzt sie bei Soldaten ein, um ihnen im Kampfeinsatz größere Kraft zu verleihen. Forscher an der Heriot-Watt University in Edinburgh gehen sogar noch einen Schritt weiter. Mit einem 3D-Biodrucker versuchen sie, lebendes Gewebe zu reproduzieren. Vor kurzem konnte die erste lebende Zelle aus dem Drucker gewonnen werden. Die Reproduktion von Organen, so das Fernziel der Wissenschaftler, wird vorerst jedoch Zukunftsmusik bleiben.

Der Geist in der kybernetischen Hülle

Führt der Weg über Scanning-Technik und 3D-Bioprinting schließlich zum kybernetischen Organismus, so bleibt die Frage, ob sich, was man den „menschlichen Geist“ nennt, am Ende einer Digitalisierung entzieht oder gar widersetzt. Oder könnten sich jene Visionen von Unsterblichkeit erfüllen, in denen menschlicher Geist und menschlicher Körper getrennt werden und der Geist schließlich in eine Maschine hochgeladen werden kann? Dieser Thematik widmet sich der japanische Autor und Zeichner Masamune Shirow in seinem Manga „Ghost in the shell“ (1989). In seiner Dystopie wurde der menschliche Körper durch eine kybernetische Hülle ersetzt. Nur wenige Zellen im sogenannten „Cybergehirn“ sind noch ursprünglicher Natur und enthalten den Geist des Menschen. Individuelle Persönlichkeit und Identität stellen hier das einzige Element dar, das nicht künstlich generiert werden kann. Der „Puppetmaster“, ein unbekannter Hacker, dringt jedoch über ein allgegenwärtiges Netzwerk in den Geist anderer ein, die, nun fremdgesteuert, auf sein Geheiß Verbrechen begehen. Letztlich stellt sich heraus, dass der Hacker über keinen eigenen Körper verfügt, sondern eine Art künstliche Intelligenz ist, die aus dem Netzwerk selbst entstanden ist.
Wahrscheinlich behält am Ende der Computerwissenschaftler Joseph Weizenbaum recht, der als einer der ersten den menschlichen Körper als jene Grenze erkannt hat, die uns von jeder Art von Maschine unterscheidet, so hoch entwickelt sie in der einen oder anderen Hinsicht auch sein mag. Eine Maschine kann den eigenen Körper schlicht nicht fühlen und wird niemals wissen können, was es bedeutet, einen verletzlichen, sterblichen Körper aus Fleisch und Blut zu besitzen.

Im Netzwerk spukt es

Digitale Prozesse nehmen aber nicht nur in unserer analogen Welt Form und Gestalt an, umgekehrt dringen unsere Körper – oder ihre Stellvertreter – auch in den virtuellen Raum vor. In unseren Netzwerken wimmelt es nur so von digitalen „Geistern“ – man denke nur an „intelligente“ Software, mit der verbal kommuniziert werden kann. Oder an Avatare, die als grafische Stellvertreter des eigenen Körpers den User in künstliche Welten abgleiten lässt, wie man sie von Computerspielen kennt. Der amerikanische Autor Tad Williams thematisiert in diesem Zusammenhang in seinem vierteiligen Roman „Otherland“ (1996 - 2001) die Immersion, die besonders im Hinblick auf Computerspiele vielfach diskutiert wurde. Die Figuren in seiner Geschichte identifizieren sich so sehr mit ihrem Avatar, dass ihr Bewusstsein der realen Welt getrübt wird. Durch Implantate dauerhaft an ein Netzwerk angeschlossen, weiß die Hauptfigur Paul Jonas nicht einmal mehr, dass sie sich in einer virtuellen Welt befindet. Losgelöst von Raum und Zeit wird sie durch eine surrealistische Landschaft gejagt. Ähnlich wie in dem Film „Matrix“ (1999) der Gebrüder Wachowski, in dem eine künstlich erschaffene Welt die wirklichen Verhältnisse kaschiert. In dem Film „Tron“ (1982) dagegen werden Programme als humanoide Wesen dargestellt, die ihren Programmierern zum Verwechseln ähnlich sehen und über einen „Input-Output-Tower“ Kontakt zur realen Welt aufnehmen können. Während viele Szenen zunächst noch mit klassischen Trickfilm-Animationen realisiert wurden, ermöglicht die 3D-Technik fast dreißig Jahre später ein nahezu perfektes Set surrealistischer Computerlandschaften, zu sehen in der Fortsetzung „Tron: Legacy“.

Aufbruch in neue Welten

Fantasien sind das eine, Technik ist das andere. Während die ersteren allein dem Wahrscheinlichen verpflichtet sind, hält sich die letztere ans tatsächlich Machbare. So hat der Regisseur James Cameron in seinem Film „Avatar – Aufbruch nach Pandora“ (2009) seine Schauspieler in eine außerirdische Rasse mit blauer Haut verwandelt – ermöglicht durch das Motion-Capture-Verfahren. Körperform, Mimik und Gestik der Schauspieler wurden zunächst gescannt und konnten anschließend bis zu 95 Prozent in eine digitale Figur umgerechnet werden. Weil darüber hinaus große Teile der Film-Landschaften computergeneriert wurden, mussten reale Filmszenen mit einem stereoskopischen Kamerasystem (zwei synchronisierte 3D-Kameras in einem Gehäuse) gedreht werden, damit sie technisch kompatibel mit den animierten Szenen waren. Am Ende wirkt alles ebenso echt wie fremd. Was nichts über die Geschichte selbst aussagt, die der Film erzählt.
Fest steht jedenfalls: Bis zur digitalen Fabrikation perfekter räumlicher Illusionen ist es noch ein weiter Weg. Noch befinden wir uns nicht auf dem „Holodeck“ des Raumschiffs „Enterprise“. Noch bleibt selbst 3D-Kino stümperhaft, da auf Auge und Ohr beschränkt. Aber wer weiß, vielleicht können wir den Atem der Bestie im neuesten Schocker ja schon bald riechen und die Kraft seiner Krallen am eigenen Leib spüren? Oder eben sanftere Berührungen und angenehmere Gerüche. Bis es so weit ist, erfreuen wir uns daran, dass wir zu unterscheiden wissen, was der Fantasie entsprungen und was wirklich der Fall ist. Auch wenn beides oft schon digital hergestellt oder zumindest inspiriert sein mag.