Das Ende des Motors? Auf dem Weg von der mechanischen zur biologischen Zivilisation

Heute findet im Zentrum des Technologiewettlaufs ein oft unsichtbarer Krieg statt. Von Smartphones über Elektroautos und humanoide Roboter bis hin zur Verteidigungsindustrie – die Grundlage dieses Wettbewerbs bilden Seltenerdmetalle. Elemente wie Neodym, Dysprosium und Terbium werden für die Herstellung leistungsstarker Magnete verwendet. Diese Magnete wiederum bilden das Herzstück von Elektromotoren. Insbesondere kleine Servomotoren in Robotersystemen, Gelenkmechanismen und präzise Bewegungssysteme sind von dieser Technologie abhängig.

Doch es geht nicht nur um Ingenieurskunst. Es geht auch um Geopolitik. Denn der Großteil dieser Ressourcen konzentriert sich auf bestimmte geografische Regionen. Dies führt zu einer neuen Version von Energiekriegen. Öl wird zunehmend durch Rechenzentren, Chips, Batterien und Seltenerdmetalle ersetzt. Der Prozess, der unter dem Deckmantel des technologischen Fortschritts präsentiert wird, entwickelt sich tatsächlich zu einer neuen Dimension des globalen Machtkampfes.

Vielleicht werden mich manche aufgrund dieser Gedanken für zu pessimistisch halten. Dabei geht es nicht darum, gegen Technologie zu sein. Im Gegenteil: Es geht darum, die Richtung der technologischen Entwicklung der Menschheit und deren Auswirkungen auf Gesellschaft und Individuum zu hinterfragen – ein Thema, an dem ich arbeite, seit wir 1992 den Fachbereich Informatik an der Kommunikationsfakultät der Marmara-Universität gegründet haben. Denn manchmal können wir eine Technologie nicht ewig weiterentwickeln. An einem gewissen Punkt stößt ein System an seine Grenzen und erfordert ein neues Paradigma.

Ich glaube, dass wir heute bei Elektromotoren, Seltenerdmetallen und mikromechanischen Systemen genau an eine solche Schwelle gelangen.

Ende des 19. Jahrhunderts stand die Stadt New York vor einer großen Krise. Der Verkehr in der Stadt wurde vollständig durch Pferdekutschen bewältigt. Mit wachsender Bevölkerung wurden immer mehr Pferde benötigt, was zu einem ernsthaften Problem mit Pferdemist auf den Straßen führte. In einigen Zeitungen der damaligen Zeit gab es pessimistische Szenarien, dass die Städte der Zukunft unter meterhohem Mist begraben sein würden. Die Menschen versuchten, das Problem zu lösen, indem sie schnellere Pferde, robustere Kutschen oder effizientere Ställe entwickelten.

Doch die Lösung kam von woanders.

Das Automobil tauchte auf und die gesamte Gleichung änderte sich. Die Pferde verschwanden fast über Nacht.

Ich halte es für sehr wahrscheinlich, dass wir heute bei Elektromotoren in einer ähnlichen technologischen Sackgasse stecken. Natürlich ist die Elektromotorentechnologie eine außergewöhnliche ingenieurtechnische Leistung. Motoren im Mikromaßstab, leistungsstarke Magnetsysteme, präzise Robotergelenke und Batterietechnologien bilden das Fundament der modernen Welt. Universitäten, Unternehmen und Staaten investieren Milliarden von Dollar in Forschung und Entwicklung in diesem Bereich.

Doch hier gibt es ein grundlegendes Problem.

Im Zentrum dieses Systems stehen Seltenerdmetalle. Dies macht den Technologiewettlauf nicht nur zu einer wirtschaftlichen, sondern zu einer geopolitischen Angelegenheit. Um mehr und kleinere Motoren zu produzieren, werden mehr Ressourcen benötigt. Mehr Ressourcen bedeuten mehr Wettbewerb, mehr Abhängigkeit und mehr Konflikte. In gewisser Weise treibt sich die Menschheit unbewusst in eine neue technologische Sackgasse.

Denn der heutige Ansatz basiert weitgehend auf der Logik der „Miniaturisierung“. Kleinere Chips, kleinere Sensoren, kleinere Motoren, dichtere Energiespeichersysteme… Doch die Geschichte der Technologie zeigt uns, dass jedes System seine Grenzen hat. Die aktuelle Situation in der Chiptechnologie ist ein gutes Beispiel dafür. Die Branche, die jahrelang durch die Verkleinerung von Transistoren vorankam, nähert sich nun den Grenzen der atomaren Skala. Heutzutage ist die 2-Nanometer-Produktion (nm) eine große Errungenschaft. TSMC plant, bis 2028 1,4-nm-Chips zu produzieren. Die physikalische Untergrenze der Chiptechnologie wird auf 0,2 Nanometer geschätzt, was voraussichtlich um das Jahr 2043 erreicht werden könnte. Da dieser Wert dem Durchmesser eines einzelnen Siliziumatoms (etwa 0,2 nm) entspricht, ist es aufgrund der grundlegenden Struktur der Materie physikalisch unmöglich, einen Transistor unter diese Grenze zu bringen. Das ist also auch eine Schwelle, an der der Mensch beginnt, seine physikalischen Grenzen zu spüren.

Es wäre nicht überraschend, wenn eine ähnliche Situation auch bei Elektromotoren eintritt.

Ich denke, genau hier sollte die Frage gestellt werden: Befindet sich die Menschheit wirklich auf dem richtigen technologischen Weg?

Das heutige Verständnis von Robotik basiert weitgehend auf mechanischer Nachahmung. Um einen menschlichen Arm zu imitieren, produzieren wir Metallteile, Zahnräder, Magnete und kleine Motoren. Wir entwickeln millimetergroße Elektromotoren, um Fingergelenke zu bewegen. Universitäten und Forschungszentren geben dafür große F&E-Budgets aus. Wenn wir uns jedoch den menschlichen Körper ansehen, ist die Situation völlig anders. Menschliche Finger haben keine Motoren. Keine Magnete. Keine rotierenden mechanischen Systeme. Stattdessen gibt es Nervenbahnen, Muskelfasern, Sehnen und biologische Rückkopplungsmechanismen.

Ich glaube, einer der größten Irrtümer der Technikgeschichte war es, die Natur für „mechanisch“ zu halten. Vielleicht war mit dem damals verfügbaren Material nicht mehr möglich. Doch biologische Systeme arbeiten meist nicht mechanisch; sie sind organisch, verteilt, adaptiv und flexibel. Eine menschliche Hand erzeugt nicht nur Kraft. Sie fühlt, passt sich an und lernt. Der Unterschied zwischen einem Kind, das lernt, einen Stift zu halten, und einem Roboter, der ein Objekt greift, liegt genau hier.

Heutige Robotersysteme verhalten sich wie eine grobe elektromechanische Simulation des menschlichen Körpers. Um einen Roboterfinger zu bewegen, braucht man Motoren, Zahnräder, Software und Energiesysteme. Ein menschlicher Finger hingegen arbeitet mit einem organischen Koordinationssystem, das durch Millionen Jahre biologischer Evolution entwickelt wurde.

Daher ist die eigentliche Vision der Zukunft möglicherweise nicht die Produktion noch kleinerer Motoren. Die Herausforderung besteht darin, den „Motor“ vollständig zu überwinden.

Heute gewinnen Bereiche wie „künstliche Muskeln“, biomimetische Systeme, Soft-Robotik und neuromorphe Technik genau deshalb an Bedeutung. Doch diese Arbeiten stehen noch nicht im Zentrum des globalen Technologiewettlaufs. Denn das bestehende industrielle Paradigma basiert auf der Logik der mechanischen Produktion. Und diese Logik kann man nicht über Nacht aufgeben. Ein Ansatz, der darauf abzielt, biologische Systeme zu verstehen, erfordert jedoch ein viel interdisziplinäreres Denken. Ohne Biologie, Neurowissenschaften, Materialwissenschaften, Kommunikationssysteme und sogar Soziologie gemeinsam zu betrachten, kann dieser Wandel nicht stattfinden.

Hier muss auch eine wichtige Kritik an die Universitäten gerichtet werden. Universitäten entwickeln sich oft zu technischen Laboren, die auf die kurzfristigen Bedürfnisse der Industrie reagieren. Ein paar Gramm leichtere Motoren, etwas stärkere Magnete, etwas effizientere Batterien… Das sind zweifellos wichtige ingenieurtechnische Erfolge. Aber sie ändern nichts an dem Paradigma, das die Menschheit in einen neuen Ressourcenkrieg treibt. Manchmal vertiefen sie es sogar noch.

Dabei ist die Aufgabe der Universität nicht nur, das bestehende System zu optimieren. Sie besteht darin, eine neue Vision der Zivilisation zu entwickeln.

Die Menschheit befindet sich heute an einer sehr kritischen Schwelle. Entweder wird sie neue geopolitische Konflikte um mehr Seltenerdmetalle erzeugen oder sie wird versuchen, die biologische Intelligenz der Natur, die über Millionen von Jahren gereift ist, zu verstehen. Der erste Weg bedeutet mehr Bergbau, mehr Wettbewerb und wahrscheinlich mehr Krieg. Der zweite Weg ist schwieriger, langsamer, bedeutet aber vielleicht eine viel menschlichere Zukunft.

Ein Großteil der Menschheitsgeschichte basierte auf der Entwicklung materieller und mechanischer Systeme. Die industrielle Revolution wurde durch Dampfmaschinen geprägt, das digitale Zeitalter durch elektronische Systeme. Doch in der kommenden Periode ist es möglich, dass organische Systeme eine zentralere Rolle einnehmen. Synthetische Biologie, biohybride Robotik und künstliche Muskeltechnologien sind bereits frühe Anzeichen für diesen Wandel.

Die Natur hat im Laufe ihrer Millionen Jahre währenden Evolution extrem energieeffiziente, adaptive und widerstandsfähige Systeme entwickelt. Von Menschen geschaffene mechanische Systeme blieben weitgehend grobe Modelle davon. Doch der Drang der Menschheit, bessere Modelle zu entwickeln, hat nie aufgehört. Vielleicht ist es genau diese Suche, die uns in die nächste Phase führen wird.

Der wichtigste technologische Sprung der Zukunft könnte kein neuer Motor sein, sondern ein neues „Verständnis von Lebendigkeit“. Dann wird die Menschheit am Ende des 21. Jahrhunderts auf den heutigen Wettlauf um Mikromotoren so zurückblicken, wie wir heute auf die Bemühungen des 19. Jahrhunderts blicken, immer schnellere Pferde zu züchten.

Die Zukunft der Technologie liegt vielleicht nicht im Metall, sondern im Muskel; nicht im Motor, sondern im Nerv; nicht in der mechanischen Kraft, sondern in der Organisationsform biologischer Intelligenz. Tatsächlich haben wir das erste große Anzeichen dafür seit den 1980er Jahren im Bereich der künstlichen Intelligenz gesehen. Über viele Jahre hinweg basierte die KI-Forschung auf regelbasierten Programmieransätzen, die versuchten, die Welt um uns herum durch starre Regeln zu erklären. Doch sie waren unzureichend darin, die Unsicherheiten, Wahrscheinlichkeiten und komplexen Beziehungen des echten Lebens zu bewältigen. Danach entstanden künstliche neuronale Netze, die vom menschlichen Gehirn inspiriert waren, und das Paradigma änderte sich. Systeme begannen, die Welt nicht mehr durch feste Regeln zu lernen, sondern durch Muster, Wahrscheinlichkeiten und Erfahrungen.

Wahrscheinlich stehen wir erneut vor einer ähnlichen Transformation. Das heutige Verständnis, das versucht, mechanische und elektromechanische Systeme unendlich zu verkleinern, könnte durch einen neuen Ansatz ersetzt werden, der versucht, die biologische Organisationslogik der Natur zu verstehen. Dann werden wir vielleicht nicht mehr über die heutigen metallischen, motorisierten Roboter sprechen, sondern über biologisch-hybride Wesen, die den Nexus-6-Replikanten aus dem Film Blade Runner näher kommen.