Der Begriff „Metaverse“ (dt. Metaversum) wurde vor 30 Jahren geprägt. Bis vor kurzem war er teils Science-Fiction, teils Spekulation. Der amerikanische Science-Fiction-Autor Neal Town Stephenson prägte den Begriff „Metaverse“ in seinem im Jahr 1992 erschienenen Roman „Snow Crash“.
Damals sprach Stephenson bereits über einige der Technologien, die das Metaverse heute Wirklichkeit werden lassen könnten: Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Was er sich nicht vorstellen konnte, war die Explosion von Big Data, ultraschnellen Netzwerken und künstlicher Intelligenz (KI), die wir derzeit erleben, wo alles miteinander verbunden, gespeichert und analysiert wird.
Dreißig Jahre nach der ersten Erwähnung des Metaverse könnte das Konzept einer virtuellen Welt, die für jeden zugänglich ist, durch die Kombination verschiedener Technologien wie KI, Blockchain, VR und AR Realität werden.
Viele Unternehmen versuchen nun, das Metaverse oder verschiedene Versionen von Mixed-Reality-Umgebungen zu entwickeln. Microsoft, Bentley, Imagine 4D, Lockheed Martin, Ricardo, Willow und über hundert weitere Unternehmen sind jetzt Mitglieder des Digital Twin Consortium, einer Industriegruppe, die an der Entwicklung von AR- und XR-Technologien für industrielle Anwendungen arbeitet.
Heutzutage sind Milliarden von Sensoren in fast allem installiert: in Geräten, Autos, Zügen, Fabriken, Maschinen, Verkehrsampeln usw. Die von diesen Sensoren gesammelten Daten können zur vorbeugenden und vorausschauenden Wartung vieler Anlagen beitragen, bei Simulationen für bessere Entwürfe und Einsätze helfen und Techniker bei der Erkennung potenzieller Probleme unterstützen. Simulationen wie ein digitaler Zwilling ermöglichen eine direktere und umfassendere Visualisierung der Daten, wodurch bessere Entscheidungen und Ergebnisse erzielt werden können.
HoloLens 2 von Microsoft ist wahrscheinlich das beste Beispiel für ein Augmented-Reality-Gerät für professionelle Anwendungen. Diese ergonomischen, in sich geschlossenen holografischen Smart Glasses werden heute in der Fertigung, im Gesundheitswesen, in der Technik und im Bildungswesen eingesetzt. Apple und Google arbeiten auch an der nächsten Generation intelligenter Brillen, die über eine erweiterte Realität verfügen werden und sowohl als Erweiterung des Smartphones als auch als eigenständiges Produkt für viele Anwendungen genutzt werden könnten.
Im Oktober 2021 beschloss Facebook, seinen Firmennamen in „Meta“ zu ändern. Einige Tage später sprach Mark Zuckerberg in einem Gespräch mit dem Unternehmer Gary Vaynerchuk darüber und sagte: „Das Metaverse fühlt sich für mich heute wie die nächste Grenze der sozialen Verbindung an, so wie es das soziale Netzwerk war, als ich 2004 anfing. Das ist ein wichtiger Grund, warum wir die Marke des Unternehmens ändern wollten.“
Was ist das Metaverse?
Das Metaverse könnte als die Verwirklichung des Web 3.0 angesehen werden, in dem Technologien wie Blockchain und NFTs endlich eine wirklich dezentralisierte digitale Welt schaffen.
Je nachdem, wen man fragt, könnte das Metaverse einfach eine digitale Darstellung (Zwilling) physischer Güter sein, die zur Überwachung und Simulation verschiedener Szenarien verwendet werden kann. Andere Versionen konzentrieren sich nun auf Virtual-Reality-Anwendungen für verschiedene Branchen wie Einzelhandel, Immobilien, Produkttests oder Fertigung.
„Vom Besuch virtueller Klassenräume bis hin zum Kauf digitaler Grundstücke und dem Bau virtueller Häuser werden diese Aktivitäten derzeit in getrennten Umgebungen durchgeführt. Letztendlich werden sie in einer einzigen Umgebung stattfinden – dem Metaverse“, erklärt Gartner und definiert es als „ein kollektiver virtueller gemeinsamer Raum, der durch die Konvergenz von virtuell verbesserter physischer und digitaler Realität geschaffen wird". Es wird durch eine virtuelle Wirtschaft angetrieben, die durch digitale Währungen und non-fungible Token (NFTs) ermöglicht wird“.
Ist Web 3.0, das Internet, das das Metaverse möglich macht?
Einige Kritiker glauben, dass das Metaverse und das Web 3.0 kaum mehr als ein Rebranding für Kryptowährungen sind und die Menschen davon überzeugen, dass Blockchains die natürliche nächste Phase der Datenverarbeitung sind. Social Media-Plattformen wie MySpace, Facebook, Twitter und LinkedIn haben das Web 2.0 geschaffen. Früher war das World Wide Web nur ein Ort, an dem Menschen statische Seiten durchstöbern und per E-Mail kommunizieren konnten. Das Web 2.0 hat den Weg für Interaktion und Beteiligung in Echtzeit geebnet.
In der Tat wird die nächste Generation des World Wide Web, Web 3.0, einen Sprung in der Internet-Erfahrung auf eine neue Ebene markieren, in der die physische Welt und die virtuelle Welt als Spiegel derselben Realität interagieren werden. Den Begriff gibt es schon seit einigen Jahren, aber erst im letzten Jahr hat er an Aufmerksamkeit gewonnen. Packy McCormick, ein Investor, der dazu beigetragen hat, das Web 3.0 populär zu machen, hat es als „das Internet im Besitz der Erbauer und Nutzer, orchestriert mit Token“ definiert.
Matt Levine, ein Bloomberg-Kolumnist, drückt es so aus: „Eine Grundprämisse von Web 3.0 ist, dass jedes Produkt gleichzeitig eine Investitionsmöglichkeit ist.“
Das Web 3.0 wird nicht auf einmal kommen. Dazu müssen viele verschiedene Dienste und Akteure zusammenarbeiten und neue Standards festlegen. In der Zwischenzeit experimentieren viele Internetunternehmen mit den Bausteinen der neuen Grenze, wie Blockchain, KI und erweiterte Realität (XR).
Eines der ersten spannenden Beispiele für die Möglichkeiten dieser Technologien ist der digitale Zwilling.
Was ist ein digitaler Zwilling?
Digitale Zwillinge stellen physische Vermögenswerte dar, die IoT-Daten nutzen und in Kombination mit KI Anwendungsfälle wie die vorausschauende Wartung ermöglichen.
Ein digitaler Zwilling könnte Teil eines größeren Metaverse werden und für bestimmte Anwendungen genutzt werden. Industrielle digitale Zwillinge gibt es schon seit vielen Jahren, vor allem in der Automobil-, Eisenbahn- und Luft- und Raumfahrtindustrie. Die Durchführung von Simulationen mit teuren Raketen und Flugzeugen ist sehr kostspielig und gefährlich. Aus diesem Grund baut die Luft- und Raumfahrtindustrie seit Jahrzehnten digitale Kopien davon.
Die Fortschritte bei der Miniaturisierung, den Sensoren und der Konnektivität ermöglichen die Installation von Tausenden von Sensoren in jeder Anlage, z. B. in einem Fahrzeug, einer Fabrik oder einem Solarpark. Diese Sensoren, die kontinuierlich Daten an ein Cloud-System übertragen, ermöglichen eine Echtzeit-Visualisierung des Zustands jeder Anlage, ihrer Leistung und der potenziellen Probleme im Zusammenhang mit den Komponenten und der Umgebung.
Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von fortschrittlichen Analysen und maschinellem Lernen die Nutzung der Daten zur Simulation verschiedener Szenarien, ohne dass die physische Anlage verändert werden muss.
„Da Edge Computing und KI Einblicke in ganze Umgebungen ermöglichen und immer mehr dieser Anlagen und Produkte vernetzt werden, verbinden Unternehmen ganze Umgebungen – seien es intelligente Fabriken, intelligente Städte oder Energieerzeugungs- und -verteilungsnetze“, so Sam George, Corporate Vice President von Azure IoT bei Microsoft. „Sie brauchen ein System, das digitale Repliken der gesamten Umgebung erstellen, überwachen und pflegen kann. Dafür haben wir Azure Digital Twins entwickelt.“
Spanien verfügt über das zweitgrößte Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnnetz der Welt mit über 4.900 km (3.050 Meilen) an Hochgeschwindigkeitsstrecken. Und der Bahnbetreiber Renfe verspricht eine pünktliche Ankunft aller AVE-Züge (Alta Velocidad) im ganzen Land. Mithilfe von Tausenden von Sensoren, Edge Computing und digitalen Zwillingen kann Siemens, das die meisten Züge baut und wartet, potenzielle Ausfälle vorhersagen und den besten Zeitpunkt für die Wartung oder den Austausch von Komponenten bestimmen. Dank dieser Spitzentechnologie kommt es im Durchschnitt nur alle 1,5 Millionen Kilometer zu Verspätungen durch technische Ausfälle von mehr als 10 Minuten. Die Züge sind zu 99,94 % der Zeit einsatzbereit, das ist der höchste Durchschnitt weltweit.
Laut einer Studie von Juniper Research ist der Weltmarkt für digitale Zwillingstechnologie von der Pandemie nicht stark betroffen. Die Studie prognostiziert, dass das verarbeitende Gewerbe mit einem Anteil von 34 % an den Gesamtausgaben im Jahr 2021 der wichtigste Sektor für die Einführung digitaler Zwillinge sein wird, gefolgt von der Energie- und Versorgungswirtschaft mit 18 %.
„Ich glaube, Digital Twins sind derzeit das heiße Eisen in der Branche, und das ist faszinierend. Ich glaube, dass Digital Twins einer der Faktoren sein werden, die die gesamte Branche zusammenbringen werden, denn die Bauindustrie ist bekanntlich sehr fragmentiert, weil es unterschiedliche Entscheidungsträger entlang des Lebenszyklus eines statischen Gebäudes gibt“, erklärt Elisa Rönkä, Business Development Manager für Europa bei Siemens. „Ich glaube wirklich, dass Digital Twins einer der zentralen Aspekte sind, die die gesamte Branche verändern werden.“
Nick Maynard, Co-Autor von Juniper Research, erklärte: „Digitale Zwillinge sind nur so wertvoll wie die Qualität der Daten, die in die Plattform einfließen. Die erfolgreichsten Anbieter auf dem Markt werden daher diejenigen sein, die Partnerschaften nutzen, um bestehende Plattform-Ökosysteme mit innovativen digitalen Zwillingslösungen zu verbinden“.
Können bestehende Cloud-Rechenzentren das Metaverse bewältigen?
Die Verwirklichung des Metaverse, digitaler Zwillinge und XR führen bereits zu hohen Investitionen in Cloud-Rechenzentren.
Die riesigen Datenmengen, die das Metaverse benötigt, werden die Netze der Internetanbieter und die Fähigkeit der Rechenzentren, die Informationen zu verarbeiten und zu übertragen, stark beanspruchen.
Im vergangenen Jahr, kurz nachdem Facebook (Meta) angekündigt hatte, seine Investitionen bis 2022 um 66 % zu erhöhen, um vor allem in das Metaverse zu investieren, stiegen die Aktien von NVIDIA und AMD innerhalb von vier Wochen um 30 % bzw. 20 %.
NVIDIA könnte einer der größten Nutznießer des Anstiegs der Investitionen in Rechenzentren sein. NVIDIA hat gerade seine neue ARM-basierte Grace-CPU angekündigt, die für Hochleistungsserver gedacht ist. Dieses neue Superchip-Design kann bis zu 144 ARM v9-CPU-Kerne aufnehmen und kohärente 900-GB/s-Schnittstellen bewegen, 7x schneller als PCIe der 5. Generation.
NVIDIA entwickelt nicht nur neue Prozessoren für Rechenzentren, sondern setzt auch verstärkt auf Software, um seine Technologie einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Die Plattform NVIDIA Omniverse™ ermöglicht die Erstellung von 3D-Assets in Echtzeit und die Zusammenarbeit mit ihnen. Diese 3D-Assets könnten die Schaffung der digitalen Welten des „Metaverse“, digitale Repliken wie digitale Zwillinge und die Simulation des autonomen Fahrens umfassen. Die Plattform, die NVIDIA-CEO Jensen Huang als „Betriebssystem der KI“ bezeichnet, könnte dem Unternehmen einen neuen Softwaremarkt im Wert von 300 Milliarden Dollar eröffnen.
Die gesamte Cloud-Infrastruktur, die für das Metaverse benötigt wird, wird nicht über Nacht zur Verfügung stehen. Neue Rechenzentren erfordern erhebliche Investitionen in Datenverarbeitung, Speicherung, Kommunikation und nachhaltige Energieversorgung.
Ist 5G bereit für das Metaverse?
Die meisten Mobilfunkanbieter haben in den letzten drei Jahren die fünfte Generation von Mobilfunkverbindungen (5G) eingeführt.
5G verspricht schnelle Konnektivität, Zuverlässigkeit und ultraschnelle Latenzzeiten. Es wird ein neues Maß an Funktionalität und Programmierbarkeit bieten und Funktionen wie Network Slicing, kritisches IoT, mmWave-Spektrum und Gigabit-Breitbandgeschwindigkeiten ermöglichen. Es wird einige Zeit dauern, bis die volle Funktionalität von 5G überall verfügbar ist.
Allerdings wird 5G für ein vollständiges mobiles Metaverse nicht ausreichen. Selbst mit dem kommenden 5G Advanced, das im Jahr 2024 erscheinen könnte, wird das Netz nicht in der Lage sein, die für die Verbindung virtueller Welten erforderliche Latenzzeit ohne signifikante Verzögerung zu bieten.
Viele Organisationen forschen bereits an der nächsten Generation von Mobilfunknetzen. Es wird erwartet, dass 6G die Struktur bereitstellt, die für Dinge notwendig ist, die heute noch als Science-Fiction erscheinen, wie z. B. eine völlig immersive virtuelle 3D-Realität bei Telefonaten und Meetings über Funk.
Das „echte“ Metaverse wird nahezu latenzfrei sein und eine enorme Bandbreite und Verarbeitungsleistung erfordern. Die heutigen Mobilgeräte, auch die 5G-fähigen, können die Informationen nicht schnell genug austauschen und verarbeiten. Außerdem brauchen wir neue Prozessoren und Materialien, um den Stromverbrauch zu senken, sonst halten die heutigen Batterien nur noch Minuten statt Stunden.
Wer wird die Nutzer schützen?
Da das Metaverse zu einer fast immer verbundenen Welt führen könnte, werden der Schutz der Privatsphäre der Nutzer und die Sicherung der Anwendungen eine enorme Herausforderung für Entwickler, Gerätehersteller und Regierungen darstellen.
Organisationen und Regierungen ergreifen Maßnahmen, um die Plattformen zu regulieren, den Nutzern mehr Kontrolle zu geben und Unternehmen daran zu hindern, Datensammlung und Algorithmen zu nutzen, um die Entscheidungen und Überzeugungen der Menschen zu beeinflussen.
Das Metaverse braucht solide Wächter und Regulierung. Die Überwachung in den virtuellen Welten könnte exponentiell zunehmen.
Im Laufe der Jahre war Europa die Speerspitze bei der Einführung neuer Vorschriften, die die Macht der Internetunternehmen einschränken und die Nutzer schützen. Gesetze wie die Allgemeine Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), die seit dem Jahr 2018 in Kraft ist, und das kommende Gesetz über digitale Dienste bieten einen Rahmen für Dienstanbieter und einen besseren Schutz der Nutzer. Heute ist die Datenschutz-Grundverordnung die Blaupause für viele andere Rechtsvorschriften in verschiedenen Märkten, darunter auch in den USA, geworden.
Einige Anbieter sind bereits aktiv geworden. Die Entscheidung von Apple, den Nutzern die Kontrolle über die Datenerfassung der App zu überlassen, was Google in diesem Jahr nachahmt, schmälert bereits die Gewinne der sozialen Netzwerke und Online-Werbefirmen.
„Wenn das Metaverse wirklich das ist, was nach dem Handy kommt – und kurz bevor wir alle Gehirnimplantate bekommen und vollständig mit unserer Technologie verschmelzen – dann wird derjenige, der das Metaverse kontrolliert, entweder eine noch reichere Version eines der Billionen-Dollar-Tech-Unternehmen der Welt sein oder ein neuer Riese, der sie aufmischt“, schrieb Christopher Mims, ein Technologie-Kolumnist des Wall Street Journal. „Was den Rest von uns betrifft – die niederen Nutzer dieses Metaverse – so werden wir alle nach ihren Regeln leben.“
Wie investieren die Unternehmen in das Metaverse?
Alle großen Internetunternehmen investieren in der einen oder anderen Form in das Potenzial des Metaverse. Die kürzlich von Microsoft angekündigte Übernahme von Activision Blizzard für 68,7 Milliarden Dollar ist ein deutliches Beispiel für die aktuellen Investitionen in Spiele und virtuelle Realität.
Die Investmentfirma Grayscale beispielsweise schätzt, dass der weltweite Umsatz allein mit virtuellen Spielen bis zum Jahr 2025 von heute 180 Milliarden Dollar auf 400 Milliarden Dollar ansteigen könnte, was einer Steigerung von 122 % entspricht. „Das Metaverse ist noch im Entstehen begriffen, aber die Kryptonetzwerke der offenen virtuellen Welt des Web 3.0 bieten einen Ausblick auf die Zukunft des Internets“, erklärt David Grider, Forschungsleiter bei Grayscale. „Die Marktchance, das Metaverse zum Leben zu erwecken, könnte einen Jahresumsatz von über 1 Billion Dollar haben und mit Web 2.0-Unternehmen konkurrieren, die heute einen Marktwert von etwa 15 Billionen Dollar haben“.
NVIDIA arbeitet mit Designern, Spieleentwicklern, Ingenieuren und verschiedenen Branchen zusammen, um echte Anwendungsfälle für das „Omniverse“ zu ermöglichen. Ihr Omniverse Avatar zielt beispielsweise auf verschiedene Märkte, darunter auch die Automobilindustrie. NVIDIA-CEO Jensen Huang stellt sich vor, dass virtuelle 3D-Assistenten bzw. -Verwalter in Zukunft in Autos alltäglich werden und viele weitere Möglichkeiten in Einzelhandelsgeschäften und Lagerhäusern.
„Die Arbeit rund um Omniverse hat sich in den letzten Jahren stark beschleunigt, weil wir sie brauchten. Anstatt in unsere Labore zu kommen und an unseren Robotern zu arbeiten oder auf die Straße zu gehen und unsere Autos zu testen, mussten wir in virtuellen Welten, in digitalen Zwillingen, testen“, erklärte Jensen Huang auf einer Presseveranstaltung im letzten Monat, „Wir haben festgestellt, dass wir unsere Software in digitalen Zwillingen genauso gut, wenn nicht sogar besser, iterieren können. Wir könnten Millionen von digitalen Zwillingsautos haben, nicht nur eine Flotte von 100“.
Jedes Unternehmen versucht, das Metaverse nach seinen Stärken und Strategien zu gestalten, wobei jedes das gleiche Wort verwendet, um unterschiedliche Visionen zu formulieren. Große Internetunternehmen wie Meta, Amazon, Google, Microsoft und andere arbeiten an der anfänglichen Entwicklung des Metaverse. All diese Unternehmen investieren Milliarden von Dollar in die Entwicklung und in Investitionen, und es ist nicht verwunderlich, dass sie eine beträchtliche Rendite für ihre Investitionen erzielen wollen.
Ohne klare Standards, Infrastruktur und attraktive Dienste für Verbraucher und Unternehmen wird das Metaverse sein Potenzial als globale Gemeinschaft jedoch möglicherweise nicht voll ausschöpfen.
„Wir sind vom Desktop über das Web zu den Handys gekommen, von Text zu Fotos zu Video, aber das ist nicht das Ende der Fahnenstange“, erklärte Herr Zuckerberg bei der Vorstellung seiner Vision für Meta. „Die nächste Plattform und das nächste Medium werden noch immersiver sein und das Internet noch mehr verkörpern, so dass man in das Erlebnis eintaucht und es nicht nur anschaut. […] Im Laufe des nächsten Jahrzehnts werden diese neuen Plattformen die Art von Erlebnissen ermöglichen, die ich schon schaffen wollte, bevor ich Facebook überhaupt gegründet habe“.