Roadmap 2030: Wie Hologramme unser Leben verändern werden

Rund 22 Milliarden Dollar will das US-Militär bis 2030 für AR-Brillen und alle dafür notwendigen Cloud-Leistungen ausgeben. Es ist der erste große Erfolg für die HoloLens, Microsofts   nach wie vor klobiges Kopf-Display, das bis dahin nur vereinzelt bei Industriekunden Anklang gefunden hatte, darunter jüngst auch bei Audi  . Die Ankündigung aus Redmond kam nur wenige Wochen, nachdem Microsoft seine neue Mesh-Plattform vorgestellt hatte, die im Zusammenspiel mit der HoloLens, aber auch so gut wie jedem anderen Bildschirm die Kommunikation über Avatare ermöglichen soll - vereinfachte digitale Abbilder von Menschen, die kilometerweit voneinander entfernt sind.

Zwei Paukenschläge innerhalb kurzer Zeit, aber auch viele Unklarheiten. Denn weder die militärische Datenbrille noch die neue Kommunikationsplattform sind fertige Produkte. Beide bilden im Grunde erst die Basis für künftige Entwicklungen: in die HoloLens eingeblendete Informationen bei den Soldaten, 3D-Apps bei Microsoft Mesh. Die gute Nachricht: In beiden Ankündigungen steckt jede Menge Phantasie. HoloLens, Avatare, holografische Erlebnisse, gar Holoportation: viel mehr an Science-Fiction geht kaum, als Microsoft in die Präsentation seiner neuen Hoffnungsträger gepackt hat. Besonders auffällig natürlich ist das Spiel mit dem Wortschnipsel "Holo". Allerdings führt der Begriff geradewegs in die Irre, denn um Hologramme, also um die wirklichkeitsgetreue Nachbildung von Objekten oder Menschen im freien Raum, geht es bei den Microsoft-Projekten gerade nicht.

Lebensechte Avatare werden die Comic-Figuren schon bald ablösen

"Die HoloLens ist eine reine Augmented-Reality-Brille, deren Konzept auf die Helme der Jetpiloten in den 1970er Jahren zurückgeht", sagt Prof. Christoph Runde , Geschäftsführer des Virtual Dimension Centers   in Fellbach, einem Netzwerk von etwa 100 institutionellen Mitgliedern, die an dem Thema 3D-Innovationen zusammenarbeiten. "Die Hände frei zu haben, hat auch diesmal sicher den Ausschlag für das Interesse des Militärs gegeben. Dem Namen zum Trotz hat die Technologie aber nichts mit echter Elektroholographie zu tun. Die steckt noch mitten in der Entwicklung."

Mit Avataren könne man zwar über Virtual-Reality-Headsets etwa an virtuellen Prototypen neuer Automodelle interagieren, doch es fehle ihnen an Wichtigem, das menschliche Kommunikation so auszeichne: Weder werden Blickrichtungen exakt wiedergegeben, noch seien sie zu differenzierter Mimik fähig. Und auch Gesten ließen sich von den 3D-Figuren allenfalls rudimentär darstellen. Deren Gesichter erinnerten dabei eher an Comics denn an reale Personen. Der Grund: Mehr Realismus sei zwar möglich, nicht aber die originalgetreue Wiedergabe eines menschlichen Gesichts. "Wird ein Gesicht nur fast richtig wiedergegeben, stellt sich der sogenannte 'Uncanny Valley'-Effekt ein: Es wird als gruslig wahrgenommen", erklärt Runde.

Doch allzu lange wird es nicht mehr dauern, bis eine realistischere Kommunikation über Avatare möglich ist. Denn sowohl die üblichen Verdächtigen, in diesem Fall Facebook   und Microsoft mit ihren VR-Abteilungen Altspace VR   und Oculus  , als auch Start-Ups wie Varjo   aus Finnland und Pico   aus China, dazu Telekommunikationskonzerne wie HTC   und Samsung  , arbeiten genau daran: an der Erstellung von originalgetreuen 3D-Abbildern, komplett mit Mimik, Gestik und Blickerfassung. "In den nächsten zwei bis drei Jahren wird es hier einen echten Durchbruch geben", glaubt 3D-Experte Runde. Vielversprechend ist in diesem Zusammenhang etwa auch die bereits weit fortgeschrittene Forschung an der University of Arizona  : Hier sollen holografische Videos in das Sichtfeld von Augmented-Reality-Brillen projiziert werden.

Hologramme aus dem Handy brauchen 6G

Gearbeitet wird aber auch bereits an Hologramm-Lösungen, die ohne Brille auskommen. Samsung hat im vergangenen Sommer ein Papier veröffentlicht ('6G - The Next Hyper-Connected Experience for All'  ), in dem die Südkoreaner die Möglichkeiten der nächsten Mobilfunkgeneration ausloten. Eine ihrer zentralen Thesen: Die extreme Geschwindigkeit des neuen Datennetzes werde es ermöglichen, Hologramme über das Smartphone- oder jedes andere Computer-Display zu erzeugen. Für solche holografischen Displays sieht Samsung bereits im Jahr 2023 eine Marktgröße von 7,6 Milliarden US-Dollar voraus. Und die Vision reicht noch weiter. Nicht nur einzelne Objekte oder Menschen könnten digital reproduziert werden, sondern ihre gesamte Umgebung gleich mit. Damit wäre es zum Beispiel möglich, Sensoren bis hin zu Robotern aus der Ferne zu steuern. Die digitalen Zwillinge von Menschen und Fernbedienungen würden zu Aktionen im realen Raum führen. Und das nicht irgendwann im Jahr 2525. Zwar wird es bis zur Marktreife durchaus noch einige Jahre dauern, doch schon für 2025 erwartet Samsung eine Marktgröße von 26 Milliarden US-Dollar für diese heute noch utopisch erscheinende Technik.

Was aber nichts heißen will: Die IT-Branche hat es sich zur Gewohnheit gemacht, in regelmäßigen Abständen von revolutionären Neuerungen auszugehen. Rechnen sollte man dennoch nicht zu früh mit Hologrammen, die aus dem Handy auftauchen. Die dafür benötigte Datenübertragungsrate ist enorm: Samsung beziffert sie mit über einem halben Terabit pro Sekunde. Von welchen Quantensprüngen hier die Rede ist, wird klar, wenn man sich vorstellt, wie lange der Download eines einzigen Filmes vor noch nicht allzu langer Zeit gedauert hat. Minuten, viele Minuten. Mit einem Datendurchfluss von einem halben Terabit pro Sekunde lassen sich dagegen unfassbare 115.000 HD-Videos auf einmal übertragen. Und dennoch ist dies nicht die Ausgeburt von Phantasten: Technisch möglich sind bereits 178 Tbps - zumindest unter Laborbedingungen.

Deutschland ist diesmal früh dran

6G, die nächste Mobilfunkgeneration, ist zwar "nur" auf 1 Tbps ausgelegt, doch das reicht für Hologramme, siehe Samsung. Frühestens 2030 soll die Technik erstmals auf breiter Basis ausgerollt werden können. Die Grundlagen dafür werden international gerade gelegt. Um diesmal auch mit deutschen Lösungen ganz vorne mit dabei zu sein, unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung   das Vorhaben mit 700 Millionen Euro bis 2025. Im 'Bundesanzeiger  ' vom 9. April heißt es dazu: "Die Maßnahme soll dazu dienen, Forschungsnetzwerke im Bereich 6G und eine Plattform zur Bündelung der Aktivitäten der Netzwerke aufzubauen, um einen wichtigen Schritt zu einer umfassenden Forschung zu Technologien für die nächste Generation mobiler Kommunikation (6G) sowie der dafür notwendigen fasergebundenen Kommunikation (Backbone) vorzubereiten und in diesem Forschungsfeld an der Spitze der bereits anlaufenden internationalen Forschung zu agieren."

Eines dieser Forschungsnetzwerke wird bereits vom Freistaat Bayern mit 5 Millionen Euro bis 2023 unterstützt. Thinknet 6G   heißt die kürzlich gegründete Initiative, die als Denkfabrik und Netzwerk fungieren soll. Angeschlossen ist auch das derzeit größte universitäre Forschungsnetzwerk Deutschlands zum Thema: das 6G Zukunftslabor Bayern an der Technischen Universität München   unter der Leitung von Prof. Wolfgang Kellerer . "6G ist rund 100 Mal schneller als 5G", sagt er und bestätigt: "Damit wird dann auch die Übertragung von Hologrammen oder das Streaming von Hologrammen möglich."

So früh wie diesmal ist hierzulande noch nie mit der Grundlagenforschung zur nächsten Mobilfunkgeneration gestartet worden - bei 6G-Netzen könnte Deutschland also tatsächlich eine Vorreiterrolle einnehmen. Doch was ist mit hologrammfähigen Displays? Ist Deutschland hier auch schon dran? Samsung und vorher bereits Huawei   ('Internet 2030. Towards a New Internet for the Year 2030 and Beyond'  ) haben sich bereits positioniert.

Volkswagen setzt auf innovative Hologramm-Technologie aus Sachsen

In Dresden arbeitet CTO Hagen Stolle bei SeeReal Technologies   daran, die Lichttechnik von Computerbildschirmen für Hologramme zu nutzen. "Dazu müssen spezielle LCD-Displays gebaut werden", erklärt der Geschäftsführer. "Wir haben bereits die Prototypen und sind gerade dabei, sie in Produktqualität zu überführen."

Über 100 Patentfamilien hat das SeeReal-Team in den USA, Asien und Europa für seine Hologramm-Technik angemeldet. Die Bilderzeugung unterscheidet sich bei SeeReal stark von konventionellen Displays, viele Komponenten und Baugruppen sind speziell hergestellt. "Auf unseren Displays lassen sich 3D-Filme mit allen Tiefenmerkmalen wie im realen Leben darstellen, genauso sind darüber aber auch holografische Videokonferenzen möglich und natürlich Spiele", kündigt Stolle eine wahre Revolution der Sehgewohnheiten an. Warum sich Gaming besonders für die holografischen Displays von SeeReal eignet: 3D-Daten werden von den Entwicklern stets bereits mitgeschrieben, müssen quasi "nur" noch zum Leben erweckt werden. Das Gleiche gelte zum Beispiel auch für Architekten, Entwickler oder Ingenieure, so Stolle. Volkswagen hat sich von der SeeReal-Technologie bereits so weit überzeugen lassen, dass der Konzern eine Minderheitsbeteiligung an dem Unternehmen erworben hat. Die Zukunftsvision: Freischwebende Hologramme im Sichtfeld des Fahrers sollen ihm alle nötigen Informationen, zur Verkehrssituation wie zur Bedienung des Autos, stets aktuell einspielen. Nicht nur die Fahrt ans Ziel könnte ihm dann in echtem 3D angezeigt werden, sondern auch virtuelle Tasten zur Interaktion mit den Kontrollelementen des Fahrzeugs. Das Armaturenbrett wäre passé. Und die Science-Fiction-Träume endlich Realität.