Kollektiv intelligent

Alleingänge – ein Modell von gestern? Forschende machen es vor: Sie setzen zunehmend auf ein neues Zusammen. Um Probleme wie Krankheiten oder den Klimawandel zu bewältigen, nutzen sie die Weisheit der Vielen, Alltagsbeobachtungen von Bürgern und teilen sogar Wissen unter Konkurrenten.  

Das Mädchen mit der Zahnlücke lacht auf eine Art, so ansteckend, wie das wohl nur Sechsjährige können. Doch plötzlich, als hätte ein böser Geist sie gestoßen, taumelt Kamiyah – und fällt. Zum Glück ist ihre Mutter da, fängt sie auf. Sie kennt diese rätselhaften Anfälle von Ohnmacht und Lähmung nur zu gut, die das Mädchen aus dem US-Bundesstaat South Dakota dutzendmal am Tag heimsuchen. Hunderte Kilometer entfernt in Maryland wird die Neurowissenschaftlerin ­Andrea ­Meredith ein Video mit Kamiyahs Anfällen auf ihrem iPad sehen. Sie kennt die Symptome. ­Meredith wird eine E-Mail schreiben, und schließlich wird sie Teil eines Crowdsourcing-Experiments werden, das, wie sie sagt, „das Leben des Mädchens, aber auch mein Leben als Forscherin grundlegend verändert hat.“

Bis 2019 spielt sich Merediths Berufsleben vor allem im Labor ab. Die Professorin untersucht den Austausch von Kalium zwischen Zellen – und wie dessen Störung Prozesse im Hirn durcheinanderbringen kann. Ein Spezialgebiet, dem sich nur wenige Forschende widmen. „Im Modell haben wir genetische Defekte, die neurologische Störungen auslösen können, schon gut beschrieben. Aber wir hatten kaum eine Vorstellung davon, wie sich das real bei Patienten auswirkt.“ 

Als die Forscherin auf der Webseite der New York Times zufällig ein Video von Kamiyah sieht, deren Anfälle so wirken, als hätte jemand den Stecker gezogen, ist sie elektrisiert: „Ich wusste, jetzt kann ich die Puzzlestücke mit allem, was ich über die Krankheit weiß, zusammensetzen.“ ­Meredith meldet sich bei der Zeitung, die gemeinsam mit dem Streamingdienst Netflix die Crowd online um Hinweise zur Diagnose rätselhafter Krankheiten bat – und bringt damit den Stein im Fall ­Kamiyah ins Rollen.

Dank der vielen Rückmeldungen, die nach einem Auftritt in der Netflix-­Doku aus aller Welt einströmten, „wurden wir gleichsam zu gigantischen Antennen, die Informationen sammeln und bündeln“, beschreibt ­Meredith. Betroffene von fast überall aus der Welt meldeten sich, vernetzten sich untereinander – und mit ­Merediths Forscherteam. Aus einzelnen Menschen mit seltenen Krankheiten wurde dank Crowdsourcing eine kritische Masse mit großen Handlungsspielräumen. „Patientinnen und Patienten wurden gemeinsam zu medizinischen Detektiven in eigener Sache. Eine Familie hat ein Medikament gefunden, das die Stimuli unterdrückt, die die plötzlichen Lähmungsattacken auslösen. Sie teilte ihre Erkenntnisse über Social Media – und konnte so anderen Betroffenen helfen, die Anfälle fast vollständig zu unterbinden.“ Mittlerweile hat ­Meredith eine Organisation gegründet, um weltweit verstreutes Wissen für patientennahe Forschung zu nutzen. „Familien, Wissenschaftler und Ärzte können nun gemeinsam lernen, wie dieser seltene Gendefekt funktioniert und was man dagegen tun kann.“ 

Crowdsourcing, die Intelligenz des Schwarms zu nutzen, um vertrackte Probleme zu lösen: Dieses Konzept scheint gut in eine Zeit zu passen, in der sich Herausforderungen oftmals zu komplex gestalten, als dass Einzelne noch Patentrezepte für ihre Lösung liefern könnten. Experten öffnen sich, in der Hoffnung, die Weisheit der Vielen – oder eines Einzelnen aus der Menge – möge ihnen einen Weg weisen oder zumindest einen neuen Blickwinkel zur Verfügung stellen. Bei großen Herausforderungen drängt sich die Idee eines gemeinsamen Handelns geradezu auf und gibt Zuversicht.

Konkurrenzdenken? Von gestern!

Auch die chemische Industrie steht vor einer gewaltigen Aufgabe, dem Umbau hin zu einer klimafreundlichen Produktion, und steuert dafür auf Kurs Open: BASF hat an etlichen Stellen ihre Innovationsprozesse geöffnet, um emissionsarme Verfahren voranzubringen. Mit Wettbewerbern, Zulieferern und Kunden geht das Unternehmen zur Entwicklung neuer, nachhaltiger Technologien experimentelle Wege – beispielsweise bei Verfahren, die noch zu kostspielig und unsicher im Ausgang wären, um sie allein zu stemmen.  

Das ist der Fall bei einem Pilotprojekt zu elektrisch betriebenen Steamcracker-­Öfen. Sie sollen künftig die für die chemische Industrie so wichtigen großen Produktionsanlagen am Anfang der Wertschöpfung auf umweltfreundliche Art befeuern. Um Rohbenzin in die Grundbausteine Olefine und Aromaten zu spalten, werden Temperaturen von bis zu 850 Grad Celsius benötigt. Bislang wird dafür Gas verbrannt. „Das verursacht hohe CO₂-Emissionen und macht die Anlage zu einem der größten Emittenten der chemischen Industrie“, sagt Dr. Andrea ­Haunert, Projektleiterin und Technologin im Unternehmensbereich Petrochemicals bei BASF. 

Seit einigen Jahren vertieft BASF die Idee, den Cracker elektrisch zu betrei­ben – mit Strom aus erneuerbaren Energien anstelle von Erdgas. 2023 soll eine Demonstrationsanlage im großtechnischen Maßstab in Betrieb gehen, die mindestens 90 Prozent der prozessbezogenen Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Technologien vermeidet. Die Demonstrationsanlage wird vollständig in einen der bestehenden Steam­cracker am Verbundstandort der BASF in Ludwigshafen integriert und wird zwei unterschiedliche Heizkonzepte testen.

Am Anfang werden wir viel Geld investieren müssen“, sagt ­Haunert. Und ja, BASF gehe beträchtliche Risiken ein: „Ob unsere Idee die richtige ist, ist wie immer bei einer Forschungsidee natürlich nicht sicher. Ob sich die Technologie letztlich am Markt durchsetzen wird? Auch das ist keineswegs klar.“ Einlassen könne man sich auf ein solches Wagnis nur, „wenn man gleichgesinnte Mitstreiter hat“. BASF holte dafür den Technologiepartner ­Linde sowie den saudischen Chemie­riesen SABIC mit ins Boot – eigentlich ein direkter Wettbewerber der Ludwigshafener, der ebenfalls über langjährige Erfahrung im Betrieb von Steam­crackern verfügt. 

Es gehe BASF bei dem Projekt darum, Wissen unter Gleichen zu teilen und gemeinsam neue Erkenntnisse zu gewinnen. „Ergebnisse aus dem Betrieb der Anlage gehören allen drei Partnern“, betont ­Haunert. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Förderprogramms „Dekarbonisierung in der Industrie“, um die Entwicklung der neuartigen Technologie zu unterstützen. 

Wenn alles gut läuft, könnten ab 2030 erste Steamcracker-Öfen im großen Maßstab auf Strom aus erneuerbaren Energien statt Gas umgestellt werden. „Wir könnten dank unserer engen Zusammenarbeit und der Expertise, die die drei Partner in das Projekt einbringen, weltweit die Ersten sein, denen das gelingt“, so die Technologin hoffnungsvoll.

Bürgerermittler auf Stechmückenjagd

Wie die Arbeit forschender Pioniere dank Vernetzung breite Wirkung entfalten kann, hat auch Joaquín Cochero erlebt. Der junge Biologe aus Buenos Aires setzt auf Schwarmintelligenz, um Schwärme zu finden. Genauer gesagt: Mückenschwärme. Er ist Experte für die Ägyptische Tigermücke. Mücken sind mit Abstand die todbringendsten Tiere weltweit. Sie übertragen Erreger für Malaria, Dengue-Fieber oder das Zika-Virus. „Hier in Argentinien bricht primär Dengue immer wieder aus“, erklärt Cochero. „Die Schwärme wandern aus den tropischen Regionen im Norden immer weiter Richtung Süden. Das können wir dank der Daten unserer App Caza Mosquitos quasi in Echtzeit nachverfolgen.“ Um die problematischen Mückenarten aufzuspüren, damit Ansteckungsherde im Keim erstickt werden können, verlässt sich der Insektenforscher auf Bürgerwissenschaftler. Sie füllen die von Cochero entwickelte App mit Leben.

„Die Nutzer laden sich die App anfangs aus Eigeninteresse herunter: Sie wollen wissen, ob der Moskito in ihrem Haus gefährlich ist. Durch unser Feedback erfahren sie mehr über diese Tiere und ihre Lebensbedingungen. Sie erleben sich so als Teil eines gemeinschaftlichen Projekts – und das motiviert, mitzumachen.“ Dank ihrer Daten gelinge es nach und nach, bisher dunkle Flecken auf der Landkarte der Verbreitung von Aedes aegypti & Co. aufzuhellen. Dabei haben Cochero und sein Team Beunruhigendes beobachtet: „Verursacht durch den Klimawandel sehen wir Überträger von Krankheitserregern in immer mehr Gebieten, in denen sie bisher nicht heimisch waren.“ Besonders in den wachsenden Städten fänden Mückenschwärme ideale Nährböden, wo überbevölkerte Siedlungen mit schwierigen hygienischen Zuständen und verschmutzten Gewässern und Böden zu kämpfen haben.

Dengue und anderen Epidemien zu verhüten sei eine Gemeinschaftsaufgabe, bei der die App, die bereits mehr als 10.000 Mal heruntergeladen wurde, einen ersten Beitrag leiste. „Besonders in den Händen einer so Smartphone-affinen Gesellschaft wie der argentinischen kann sie ein dezentrales Frühwarnsystem sein.“ Außerdem sei sie ein wichtiges Werkzeug zur Erziehung und Aufklärung. Nach und nach nutzten auch Schulen sowie kommunale und regionale Behörden ­Caza Mosquitos. „Unser Kampf gegen diese Krankheiten kann nur gelingen, wenn Verwaltung und Politik Hand in Hand mit der Bevölkerung arbeiten“, so ­Cochero.

Inklusive Stadtplanung mit Frauenpower 

Ein Paradebeispiel dafür, was geschieht, wenn eine Verwaltung die Entwicklung einer Stadt in die Hände ihrer Bewohner legt, finden wir auf der anderen Seite der Welt: in Panaji. Die Hauptstadt des indischen Bundesstaates Goa wandelt sich zu einem Urban Living Lab – einem Reallabor städtischer Entwicklung. Bei genauerem Hinsehen entpuppe sich die Touristenmetropole als Stadt mit typischen urbanen Problemen, sagt die junge Stadtplanerin ­Bhavya ­Bogra. Panaji ist geplagt von einem Verkehrschaos auf Straßen, auf denen „die Bedürfnisse verschiedener Bevölkerungsgruppen, vor allem die von Frauen, auf der Strecke bleiben“. 

Bald ist der Stadtplanerin klar: Nur zusammen mit Partnern, nur mit einem bürgernahen Ansatz des Bottom-up werde sich dieses urbane Problem entwirren lassen. Auf Autos montierte Smartphones schossen über 17.000 Fotos, die eine detaillierte Bestandsaufnahme lieferten. „Ein vollständiges Bild haben wir aber vor allem von rund 30 Frauen aller Schichten bekommen, mit denen wir ihre üblichen Wege abgegangen sind. Das war eine großartige Lernerfahrung“, betont ­Bogra. Die Inderinnen erzählten von zu hohen oder kaputten Randsteinen, unmöglich passierbar mit Kinderwagen. Von Angsträumen, die sie im Dunklen durchqueren müssen. 

„Die Anregungen der Frauen bilden Puzzlesteine für inklusive Straßen“, so Bogra. Ein Handlungskonzept sieht gut ausgeleuchtete Wege, übersichtliche und fußgängerfreundliche Kreuzungen und ein Notruf-­Telefon für Frauen vor. Es ist Teil eines Plans, nach dem Panaji nun nach und nach zu einer inklusiven Stadt für alle umgebaut werden soll. Auch wenn die Corona-Lockdowns diesen Prozess leicht gebremst haben, wie die Stadtplanerin Bogra einräumt. Zu stoppen sei die Dynamik, die sich entfaltet, wenn sich das kreative Potenzial der Vielen mit Expertenwissen und tatkräftiger Motivation vereint, jedoch nicht mehr: Der „gute Geist“ der gemeinsamen Sache: Er ist aus der Flasche.