Bernd Ulmann ist der Problemlöser

Warum Analogrechnern die Zukunft gehört

01. Oktober 2020 - 8:19 Uhr

Bundesregierung beteiligt sich bei der Finanzierung der Analog-Forschung

Analoge Schallplatten schlagen digitale Streaming-Angebote deutlich – zumindest was den natürlichen Klang angeht. Da sind sich hartgesottene Musik-Fans einig. Und auch bei Analogcomputern bahnt sich etwas an. Sie könnten tatsächlich das "Next Big Thing" werden. Warum die gute, alte Analogtechnik in bestimmten Bereichen der digitalen voraus ist, erklärt Bernd Ulmann im Video. Er gilt als König der Analogrechner – und ist kein fortschrittsfeindlicher Spinner. Sogar die Bundesregierung beteiligt sich bei der Finanzierung seiner Analog-Forschung.

Analog oder Digital – für Bernd Ulmann ist das keine Frage

Es ist eine andere Welt, die wir bei unserem Besuch in Bad Schwallbach bei Bernd Ulmann betreten. Sein Haus ist bis unters Dach vollgestopft mit Analogcomputern. Man fühlt sich in alte Filme zur Mondlandung versetzt, wo Computer so groß wie Kühlschränke wichtige Berechnungen ausführten. Fast jeder Quadratmeter im Haus ist belegt, freie Flächen sind nur für die Bewegung vorgesehen.

Bernd Ulmann ist nicht irgendein Computerfreak: "Meine wirkliche Leidenschaft gehört der Idee des Analogrechnens", sagt er uns gleich zu Beginn. "Ich und meine großen Maschinen sind seit Jahrzehnten untrennbar miteinander verbunden." Schon als Jugendlicher war er von Analogrechnern begeistert. Der einzige Digitalrechner, den wir in einem Zimmer entdecken, ist ein Apple-Computer. Einen Fernseher sucht man bei ihm vergebens.

Es ist ein einzigartiges Museum in dem beschaulichen Ort im Taunus. Nicht weit entfernt liegt Frankfurt am Main, wo Ulmann Wirtschaftsinformatik an der Hochschule für Ökonomie und Management lehrt. Sein Schwerpunkt liege aber vor allem auf Informatik, erklärt er mit einem Lächeln.

Wie die Rechenmaschinen funktionieren und warum man sie Digitalrechnern zur Seite stellen sollte, erklärt Bernd Ulmann im AUDIO NOW Podcast "So techt Deutschland":

Der Vorteil der Analogrechner ist der Energieverbrauch

Auch Analogrechner bestehen aus Einzelteilen, die in einem Digitalrechner stecken: Transistoren, Widerstände oder Kondensatoren. Die Idee bei einem Analogrechner sei erst einmal, dass man nicht Schritt für Schritt rechne, wie das ein Digitalrechner mache, sagt Ulmann. Bei einem Analogrechner baue man sich ein Modell des zu lösenden Problems.

Ulmann hat auch gleich das passende Beispiel: Ein Eimer Wasser, der auf einer Waage unter einem Wasserhahn stehe: Dieser könne nun durch eine Funktion auf- und zugedreht werden. Die Waage misst dabei das Gewicht des Eimers. "Damit habe ich ein Integral berechnet. Das ist eine ganz natürliche Form eine Integration durchzuführen", erklärt Ulmann. Ein Digitalrechner würde eine solche Berechnung in viele kleine Schritte aufteilen, diese nacheinander ausführen und entsprechend Energie verschwenden.

Der Vorteil der Analogcomputer sei der geringe Energieverbrauch. Bekomme man diese klein genug, könne das zum Beispiel in der Medizintechnik erhebliche Vorteile bringen: "Bereiche wie zum Beispiel medizinische Implantate könnten perspektivisch stark von analogen Rechentechniken profitieren", sagt Ulmann und erklärt auch gleich warum: "Die Implantate würden so wenig Energie verbrauchen, dass sie keinen Energiespeicher mehr brauchen." Solche Geräte könnten seiner Meinung nach durch die Abwärme im Körper ihre Energie gewinnen und "dann ist das schon wirklich was Disruptives."

Neuronale Netze sind eine natürliche Aufgabe für Analogrechner

Ein weiteres Beispiel für Analogrechner sind neuronale Netze. Während Digitalrechner diese umständlich durch viele Rechenschritte simulierten, bildet ein Analogrechner das menschliche Gehirn in der Struktur nach. "Es wäre ein neuronales Netz. Nur nicht biologisch, aber von der Struktur stark angelehnt an das biologische Original", erklärt Ulmann. "Das Gehirn ist letztlich verdrahtet und macht uns zu einzigartigen Individuen. Und so etwas nachzubauen, ist fast eine natürliche Aufgabe für einen Analogrechner."

Es gehe jetzt darum einen Analogrechner hochintegriert auf einem Chip unterzubringen. "Das ist mein Ziel", sagt Ulmann und schiebt schnell hinterher "Nicht meines alleine, das Ziel meines Teams." Wie bekommt man die Analogrechner nun so klein, wie die heutigen Digitalrechner? "Von der Technologie selber werden das die gleichen integrierten Schaltkreise wie im Digitalrechner sein", erklärt Ulmann. Elektronisch werde das substanziell aber anders sein. Ulmann würde in den kommenden Jahren gerne einen ersten Technologie-Demonstrator entwickeln. Doch wie so oft fehlt das Geld.

„Ein nackter Analogrechner bringt nichts“

Mit dem Begriff des Analogrechners könnten viele Menschen nichts anfangen. Deutschland sei aber nicht so schlecht aufgestellt: "Wenn ich mir so meine Studenten anschaue, sind immer mal wieder welche dabei, wo ich sagen würde, wenn ich Geld hätte, würde ich den sofort vom Fleck weg einkaufen", sagt Ulmann auf die Frage nach dem nötigen Personal. Wichtig für Analogtechnik seien Kenntnisse in Elektronik und Mathematik. "Ein klassischer Informatiker hat eine viel höhere Hemmschwelle zu überwinden, um sich auf die Programmierung eines Analogrechners einzulassen", klärt uns Ulmann auf.

Beim Blick auf die Geräte um ihn rum leuchtet das sofort ein. Keine Monitore oder Tastaturen liegen hier rum, um die Geräte zu bedienen. Alles ist ganz anders, als wir das von herkömmlichen Computern gewohnt sind. Auf der anderen Seite brauche er auch Programmierer: "Ein nackter Analogrechner bringt natürlich nichts", erklärt uns Ulmann. Ein Digitalrechner ist eine Allzweckwaffe. Ein Analogcomputer sei wie ein Quantencomputer ein Spezialrechner: "Ein Analogrechner ist in einigen Gebieten so gut, dass es töricht wäre, ihn nicht einem Digitalrechner zur Seite zu stellen, damit er den Digitalrechner unterstützt", sagt Ulmann.  Die Zukunft liege für ihn in der Mischung aus analoger und digitaler Technologie.  Analog oder Digital – das ist für Ulmann eben nicht die Frage!