102 Antworten in diesem Thema

[Konrad]

Vielleicht können wir uns darauf einigen, dass eine drahtlose Übertragung vom Kopfimplantat zum Deck in der Jackentasche mit hoher Bandbreite technisch machbar ist?  :lookaround:

Alles ist machbar, bei entsprechenden Abstrichen an den Störabstand. Die Frage ist nur, ob ich damit jemand an mein Hirn lasse. PS: Mit dem neuen WLAN-Standard IEEE 802.11g ist derzeit sogar 54Mbit/s theoretische Bruttodatenrate möglich. Die Nettodatenrate liegt deutlich darunter bei etwa 16Mbit/s. Versuche zeigen aber, daß anders als bei 802.11b (11Mbit/s) die angegebene Datenrate nur bei Blickkontakt möglich ist.

Bearbeitet von Konrad, 26 April 2005 - 20:41.

[Frank]

So, Story zu diesem Thema ist online unter: Softwired Viel Spaß beim Lesen! (Achtung: Beta Version, habe jetzt nicht jeden Buchstaben umgedreht) Wir haben vor Monaten mal im kleinen Kreis versucht, neue Geschichten über eine kabellose Übertragung zu zimmern, das ist eins der Ergebnisse. Der große Vorteil ist, dass der Protagonist rennen kann und gleichzeitig im Kosmos unterwegs ist. Das ergibt neue, nette Kombinationen. Grüße Frank

Bearbeitet von Frank, 27 April 2005 - 07:59.

[Baseballbatboy]

Sorry war nicht eingeloggt! Mein Beitrag da oben

[Frank]

Morgen Baseballbatboy,good Point! Kann man was Fruchtbares draus machen. Eben wie bei Zahnersatz: Amalgam und Keramik. "Schau dir den Looser an!", höhnte das Mädchen aus dem Luxusschlitten, "der kann sich nicht mal ne Brainbox leisten!" (Idee offiziell anektiert) ;)GrüßeFrank

Bearbeitet von Frank, 29 April 2005 - 06:17.

[Uwe Post]

Ja, das ist ein guter Punkt. Andererseits: Sooo exorbitant sind die Preisunterschiede nicht.

[Konrad]

Wenn das Implantat direkt ins Netz gehen würde, bräuchte es eine furchtbare Sendeleistung - womit wir beim Problem der Stromversorgung wären ...

Ich glaube auch, daß dies in beiden Fällen (direkt ins Netz oder über Deck) das Hauptproblem sein wird. Auch wenn bei heutiger CMOS-Technik die statische Verlustleistung relativ gering ist, muß man für die komplexe Interface-Verarbeitung GHz-Prozessoren verwenden, die durch die hohe Taktrate eine ganz schöne Verlustleistung haben. Daraus resultieren 2 Probleme: 1) Wie versorgt man die Elektronik ? 2) Wie bekommt man die Wärme weg ? Gruß, Konrad

Bearbeitet von Konrad, 29 April 2005 - 10:37.

[Uwe Post]

Nee. Das Implantat ist beim drahtlosen Cyberpunk nur ein Interface. Es tut nichts anderes, als die empfangenen Daten ans Hirn weiterzuleiten und umgekehrt. Das ist ein Fall für einen spezialisierten Microcontroller, der braucht keine GHz. Die eigentliche Rechenleistung steckt im Deck, das wie gesagt in der Jackentasche steckt, oder am Gürtel, wie heute ein Handy. Übrigens: Wie wärs mit handlichen Gürtel-Ledertäschchen für Decks, hm? Und bunte Oberschalen? Naaa?

[Konrad]

Nee. Das Implantat ist beim drahtlosen Cyberpunk nur ein Interface. Es tut nichts anderes, als die empfangenen Daten ans Hirn weiterzuleiten und umgekehrt. Das ist ein Fall für einen spezialisierten Microcontroller, der braucht keine GHz.

Mit diesem Ansatz wirst du mit einer Bandbreite von 600 Mbit/s nicht weit kommen. Kurzer Vergleich: Ein typischer Farbmonitor mit einer Auflösung von 1600*1200 Pixel und 32bit pro Pixel mit 75Hz Bildfrequenz benötigt eine Bandbreite von ca. 4400 Mbit/s. Und damit kitzelst du gerade mal die Netzhaut. Mit der limitierten Bandbreite von 600 Mbit/s wirst du nur einen komprimierten Datenstrom übertragen können. Und um den auf die benötigte Zielbandbreite aufzuweiten benötigt man ohne Zweifel GHz-Prozessoren.

[Jürgen]

Ähem... ein kleiner Denkanstoß

Das Implantat ist beim drahtlosen Cyberpunk nur ein Interface. Es tut nichts anderes, als die empfangenen Daten ans Hirn weiterzuleiten und umgekehrt.

Die Autoren des Cyberpunk haben einen bestimmten Aspekt in ihren Storys absichtlich eingebaut... die Interaktion mit dem Netzwerk erfolgt IMMER mit Hilfe eines Keyboards. Das hat auch seinen Grund. Die Signale aus dem Netz über Rezeptoren ins Gehirn einzuspeisen und dadurch das virtuelle "Bild" einer dreidimensionalen Umgebung zu erzeugen, ist eine Sache. Das Gehirn so auszurüsten, daß es die "Bewegung" im Netz steuern kann, ist eine ganz andere. Um das Datennetz bzw. die eigene Bewegung im Netz zu steuern, müsste eine unglaublich hohe Menge an Befehlen aus dem Gehirn auf das Netz zugreifen... und dazu braucht man eine Bandbreite, an die sich selbst die optimistischsten Autoren nicht herangewagt haben. Bewege ich mich mit Hilfe einer Steuerungskonsole im virtuellen Raum, brauche ich nur einen Datentransport in eine Richtung, sprich die Bandbreite reduziert sich enorm. Das Beispiel von Konrad über die benötigte Bandbreite für einen Monitor ist richtig, aber.... man muß dabei berücksichtigen, wie diese Bandbreite zustande kommt. Wir reden hier über Farbtiefe und Bildwiederholfrequenzen. Diese Daten sind zwar für die Adaption über die Augen interessant, aber bei einer "Direkteinspeisung" ins Gehirn nicht mehr so relevant. Der Sehnerv ist ja nicht die "Anschlußstelle", sondern das Gehirn selbst. Ausserdem kommt noch der Fakt der Datenreduzierung, sprich Komprimierung in allen Argumenten zu kurz. Das Gehirn selbst benötigt, wenn überhaupt, nur eine geringe Menge redundanter Daten, sondern nur den einzelnen Impuls einer Veränderung. Die Datenrate könnte also wesentlich kleiner sein, als wir heute annehmen. Konrad schrieb:

Ich glaube auch, daß dies in beiden Fällen (direkt ins Netz oder über Deck) das Hauptproblem sein wird. Auch wenn bei heutiger CMOS-Technik die statische Verlustleistung relativ gering ist, muß man für die komplexe Interface-Verarbeitung GHz-Prozessoren verwenden, die durch die hohe Taktrate eine ganz schöne Verlustleistung haben. Daraus resultieren 2 Probleme: 1) Wie versorgt man die Elektronik ? 2) Wie bekommt man die Wärme weg ?

Ahhhh, mein Freund... du gehst bei deinem Beispiel von "enorm großen" Strukturen aus. Je kleiner die Chip- Struktur, desto kleiner die Verlustleistung bei gleicher Taktfrequenz. Stell die mal vor, wir hätten heute einen 3 Ghz-Prozessor mit 300 µm Struktur. Das Teil wäre so groß wie ein Mainboard und die Verlustleistung läge schätzungsweise bei 1000 - 1200 Watt. Durch die Verkleinerung der Struktur auf 90 µm haben wir nur 60-70 Watt Verlustleistung. Denke mal weiter und stell dir Prozessoren bzw. Interface-Chips in der Größe von Nanometern oder Pikometern vor. Die Wärmeentwicklung wäre extrem niedrig. (so ein Kühlkörper auf dem Kopf sähe auch echt blöd aus) In meiner Argumentation gehe ich von Silizium bzw. Germaniumarsenid als Chipmateriel aus. Die Sache sieht noch einmal ganz anders aus, wenn wir die Entwicklung von Prozessoren auf Eiweiß-Molekül-Basis beachten. Dann reden wir über WIRKLICH kleine Strukturen. Zur Frage der Stromversorgung: Der Mensch erzeugt dauernd minimale elektrische Spannungen in denZellen des Körpers. Gelingt es, diese Spannungen (z. B. durch Reihenschaltung mehrere Zellen) zu sammeln und zu kanalisieren, hast du das Problem fast schon gelöst. Voila... wir hätten einen Akku... aufgeladen durch die Nahrung, die wir zu uns nehmen. Klar... das ist alles Science Fiction... aber darum geht es ja hier. Holger könnte als fachkundig kompetenter Spezialist zu diesem Thema wesentlich mehr beitragen... vielleicht tut er das ja freundlicherweise. Gruß Jürgen

Bearbeitet von Jürgen, 01 Mai 2005 - 13:18.

[Konrad]

Das Beispiel von Konrad über die benötigte Bandbreite für einen Monitor ist richtig, aber.... man muß dabei berücksichtigen, wie diese Bandbreite zustande kommt. Wir reden hier über Farbtiefe und Bildwiederholfrequenzen. Diese Daten sind zwar für die Adaption über die Augen interessant, aber bei einer "Direkteinspeisung" ins Gehirn nicht mehr so relevant. Der Sehnerv ist ja nicht die "Anschlußstelle", sondern das Gehirn selbst.

Ich will ja nicht Advocatus Diaboli spielen (oder vielleicht doch ), aber die aktuelle Forschung zeigt, daß sich die Lokalität der Nervenaktivität im Gehirn sehr schnell verzweigt, wenn man sich nur ein paar Neuronebenen unter die Gehirnoberfläche bewegt. Vermutlich wird man daher eine Kopplung mit einer begrenzten Lokalität nur sehr nahe an den Einspeispunkten der Nervenverbindungen zur Sensorik vornehmen können. Zur Farbtiefe muß man bemerken, daß die Neuronen Pulsmodulierte Signale übertragen, die sehr wohl einem mehrere Bit breiten Wert entsprechen. Die Bildfrequenz eines Farbmonitors ist natürlich etwas höher als die für die zeitliche Auflösung des menschlichen Auges notwendigen 16-20Hz.

Ahhhh, mein Freund... du gehst bei deinem Beispiel von "enorm großen" Strukturen aus. Je kleiner die Chip- Struktur, desto kleiner die Verlustleistung bei gleicher Taktfrequenz.

Das ist natürlich prinzipiell richtig, allerdings sind wir bereits in Grenzbereichen der Entwicklung, wo die Zusammenhänge nicht mehr einer einfachen linearen Regel folgt. Die Verlustleistung bei den vergangenen und derzeitigen Chips ist von der parasitären Kapazität der Verbindungsstrukturen geprägt, die sich bei Verkleinerung der Strukturen auch reduziert hat. Mittlerweile hat man aber Strukturbreiten erreicht, bei denen man bei jedem Reduktionsschritt die Signalspannung reduzieren muß, weil die Feldstärke über dem Gateisolator zu hoch ist. Mit sinkender Signalspannung nimmt aber der Störabstand ab. Daher bewegt man sich mit dieser immer hart an der Durchbruchsgrenze des Gateoxids, was wiederum den Leckstrom vergrößert. Wenn ich mich richtig erinnere, war bei dem letzten Schritt der P4-Prozessoren von der 130nm zur 90nm Strukturbreite keine Verlustleistungsreduktion mehr verhanden, da Leckströme diesen Verbesserungseffekt aufgefressen haben. Auf der anderen Seite müssen wir berücksichtigen, daß das Gehirn sehr Temperaturempfindlich ist. Wenn wir die Verlustleistung von über 100W eines 90nm P4-Prozessors mit ca. 3GHz rechnen und dann kalkulieren, daß man auf vielleicht 0,1W kommen muß, dann weiß man, wie weit man von einer Realisierung noch weg ist. Gruß, Konrad

Bearbeitet von Konrad, 02 Mai 2005 - 01:12.

[Jürgen]

@KonradWarum willst du einen Prozessor nutzen ?Ein eigener Prozessor ist im Falle eines Interface gar nicht nötig.Wie beispielsweise bei einem UMTS-Handy, brauchst du ja nur eine schnelle Verbindung zum nächsten Access-Point... und die Chips auf dem Handy verursachen ja eine wesentlich geringere Verlustleistung.Nimm die heutige UMTS-Technik, schmeiß alle Komponenten für die Handysteuerung selbst raus (Display incl. Ansteuerung, Tastatur, Lautsprecher, Akku) und schau mal, was da noch für die reine Verbindung zum Netz übrig bleibt... das ist nicht mehr sehr viel.GrußJürgen

Bearbeitet von Jürgen, 02 Mai 2005 - 07:27.

[Uwe Post]

Was die nötige Bandbreite angeht: die erforderliche Bandbreite hängt natürlich davon ab, was man will. Was man nicht will, ist ein vollständiges Monitorbild 70 mal pro Sekunde ins Gehirn zu übertragen. Man kann Videodaten hervorragend komprimieren (z.B. DVD um die 8 MBit/s, keine 4400!).

[Konrad]

Ein eigener Prozessor ist im Falle eines Interface gar nicht nötig. Wie beispielsweise bei einem UMTS-Handy, brauchst du ja nur eine schnelle Verbindung  zum nächsten Access-Point... und die Chips auf dem Handy verursachen ja eine wesentlich geringere Verlustleistung.

Jürgen, du würdest dich wundern, wo heutzutage überall ein Prozessor drin ist. Z.B. beim UMTS-Handy hättest du keine Chance, auch nur einen kleinen Teil der notwendigen Netzprotokolle in Hardware zu gießen. Dafür braucht man eine CPU, vielleicht keinen P4, aber einen schnellen DSP. Dasselbe gilt für ein Videointerface. Sehr viele Leute glauben, ein Videocontroller wäre im Vergleich zu einem P4-Prozessor um Größenordnungen einfacher. Das stimmt schon seit längerer Zeit nicht mehr. Die Graphikprozessoren haben eine Komplexität erreicht, die völlig vergleichbar mit einer Universal-CPU ist: teilweise übertreffen sie diese sogar. Die Analyse der P4-Verlustleistung diente also nur als Muster der gegenwärtigen Chiptechnik. Für die Aufbereitung der Signale an die Gehirnanschlußstellen und für die Umsetzung der objektorientierten Cyberspacedaten in die darstellungsorientierten Nervenimpulse wird man sicher eine schnelle CPU benötigen. Ob dies ein Universalprozessor oder ein spezieller DSP ist, bleibt abzuwarten; ich vermute, daß beide Typen benötigt werden. Einen Punkt haben wir bisher noch nicht erwähnt. Die lokal gehaltenen Cyberspaceinformationen werden einen viel größeren Raum abdecken, als in jedem Moment wahrgenommen werden kann. Ein Control-Loop des durch schnelle Augenbewegungen gesteuerten Wahrnehmungsfokus wäre bei Kommunikation über das externe Interface durch die Verzögerung viel zu langsam. Daher wird auch dies mit dem internen Prozessor bearbeitet werden müssen. Gruß, Konrad

[Frank]

Schon mal an organische Leitungen gedacht??? Immerhin gelingt es jetzt schon, Neuronen auf Chips wachsen zu lassen ... Das Gehirn läuft doch auch ohne CPU!

Bearbeitet von Frank, 02 Mai 2005 - 09:07.

[Jürgen]

Jürgen, du würdest dich wundern, wo heutzutage überall ein Prozessor drin ist.

Als ausgebildeter Kommunikationstechniker wundert mich das natürlich NICHT ! Aber was anderes....

Ein Control-Loop des durch schnelle Augenbewegungen gesteuerten Wahrnehmungsfokus wäre bei Kommunikation über das externe Interface durch die Verzögerung viel zu langsam.

jaaaaa, aber... ich brauche doch die Augenbewegung gar nicht Eine einmalige Fokussierung reicht doch aus. Gruss Jürgen

Bearbeitet von Jürgen, 02 Mai 2005 - 09:24.

[Konrad]

Schon mal an organische Leitungen gedacht??? Immerhin gelingt es jetzt schon, Neuronen auf Chips wachsen zu lassen ... Das Gehirn läuft doch auch ohne CPU!

Denken kann man alles mögliche. Man darf aber nicht vergessen, die Technik ist ein evolutionärer Prozess. Wenn wir über die nähere Zukunft reden, müssen wir den heutigen Evolutionslevel in die Zukunft projizieren. Ein Paradigmenwechsel (wie z.B. ein neuronenbasierter Rechner) stellt einen evolutionären Bruch dar, der sich erst mal gegen die etablierte Technik durchsetzen müsste. Das kostet Zeit und benötigt einen Haufen Nebenbedingungen, um überhaupt eine Chance zu haben.

[Konrad]

jaaaaa, aber... ich brauche doch die Augenbewegung gar nicht  Eine einmalige Fokussierung reicht doch aus.

Das Auge ist in permanenter Bewegung, auch wenn du das gar nicht wahrnimmst. Das liegt daran, daß die Auflösung der Netzhaut im Zentrum viel größer als in den Außenzonen ist. Das Auge macht bei einer Objektidentifikation eine regelrechte Abtastbewegung über die wichtigen Konturen.

[Jürgen]

Übrigens... ich sehe grad, daß Mr. German-Cyberpunk himself, Thorsten diesen Thread mitliest...Hat sich eigentlich irgendein CP-Autor mal ernsthaft darüber Gedanken gemacht, welche motorischen Funktionen teilweise "abgeschaltet" werden, wenn man sich direkt mit dem Gehirn in den Cyberspace einstöpselt ?Nicht nur das evtl. die Augen austrocknen... auch andere Körperfunktionen wären doch da betroffen, oder ? :-)

[Jürgen]

Das Auge ist in permanenter Bewegung, auch wenn du das gar nicht wahrnimmst. Das liegt daran, daß die Auflösung der Netzhaut im Zentrum viel größer als in den Außenzonen ist. Das Auge macht bei einer Objektidentifikation eine regelrechte Abtastbewegung über die wichtigen Konturen.

Oh Mann, Konrad ! wenn ich doch ein Signal HINTER den "mechanischen" Funktionen des Auges einspeise, fällt die komplette Mechanik (Fokussierung, Bewegung usw. ) weg. Ich akzeptiere deine augenscheinliche Verzögerungstaktik ( was für ein geniales Wortspiel ) nur dann, wenn man in den Cyberspace mittels eine VR-Brille gehen würde. Das war aber nicht die Grundlage der von Uwe angestoßenen Diskussion. Direkte Signaleinspeisung ins Gehirn würde alle mechanischen Komponenten negieren. Gruss Jürgen

[Konrad]

Oh Mann, Konrad ! wenn ich doch ein Signal HINTER den "mechanischen" Funktionen des Auges einspeise, fällt die komplette Mechanik (Fokussierung, Bewegung usw. ) weg. ..... Direkte Signaleinspeisung ins Gehirn würde alle mechanischen Komponenten negieren.

Tja, leider haben aber diese mechanische Komponenten dein Gehirn und die Form, in der dein Gehirn sensorische Informationen aufnimmt geprägt. Insbesondere hat das Auge die fragmentierte Bildfolge bestimmt, die dein Gehirn sequentiell aufnehmen muß, um dann in deinem Bewußtsein als Wirklichkeit zusammengesetzt zu werden. Wenn du nun statt der Netzhaut über einen Prozessor eine Bildfolge in das Gehirn einspeist, wirst du nicht darum herum kommen, dies ganz genauso zu tun, wie es die Netzhaut getan hätte, wenn sie das Bild real abgetastet hätte.

[Jürgen]

Wenn du nun statt der Netzhaut über einen Prozessor eine Bildfolge in das Gehirn einspeist, wirst du nicht darum herum kommen, dies ganz genauso zu tun, wie es die Netzhaut getan hätte, wenn sie das Bild real abgetastet hätte.

Quot erat demonstrandum Wir haben da ein Problem.... die Neurochirurgen sind einfach ein zu lahmer Haufen ! Gruss Jürgen

Bearbeitet von Jürgen, 02 Mai 2005 - 10:01.

[Konrad]

Wir haben da ein Problem.... die Neurochirurgen sind einfach ein zu lahmer Haufen ! 

Ich glaube, wenn es erst mal neuralelektrische Kopplungschips gibt, die länger funktionieren, dann geht es ganz schnell. Derzeit werden diese Dinger aber nach kurzer Zeit abgestoßen, oder man muß den Signalpegel wegen einer Abstumpfungsreaktion ständig steigern. Da gibts also noch einige Arbeit zu tun. Gruß, Konrad

[Frank]

[break] Ich möchte euch noch mal kurz auf den Cyberpunk-Contest aufmerksam machen: Cyberpunk [/break] Weitermachen!

Bearbeitet von Frank, 02 Mai 2005 - 15:58.

[Uwe Post]

Jaja, Du räumst da gerade mächtig ab, nichtwahr?

[Frank]

Jepp! (Klappern gehört zum Handwerk, oder wie war das!?)Reboot discussion now!

[Konrad]

Wenn du nun statt der Netzhaut über einen Prozessor eine Bildfolge in das Gehirn einspeist, wirst du nicht darum herum kommen, dies ganz genauso zu tun, wie es die Netzhaut getan hätte, wenn sie das Bild real abgetastet hätte.

Quot erat demonstrandum

@Jürgen: Um dies noch ein bißchen auszuführen: Der Interface-Prozessor muß also aus den Cyberspaceinformationen einen virtuellen Bildraum aufbauen und dort ein virtuelles Auge hineinsehen lassen, das von den motorischen Nervenimpulsen des realen Auges gesteuert wird. Die virtuelle Netzhaut des virtuellen Auges wird dann ein virtuelles Teilbild extrahieren, das dann über den Koppler an Stelle des echten Netzhautsignals in das Gehirn eingekoppelt wird. Du siehst, der Interface-Prozessor ist also ganz schön beschäftigt. PS: Ein interessantes Detail am Rande: Da die Netzhaut jedes Menschen unterschiedlich struktuiert ist, ist es erforderlich, die virtuelle Netzhaut individuell für jeden Menschen an die reale Netzhaut anzupassen. Dies bedeutet, daß man mittels eines Kalibrierprozesses die Abbildungsstruktur der realen Netzhaut ermitteln muß, um dann ein virtuelles Pendant erschaffen zu können.

Bearbeitet von Konrad, 02 Mai 2005 - 18:24.

[Jürgen]

@FrankIst "Byte the Vampir" von dir ?

Bearbeitet von Jürgen, 02 Mai 2005 - 18:49.

[Frank]

@Jürgen: [auf seine Frage, ob das meine erste Story ist] Nee, seid einem Jahr fleißig Kurzgeschichten am tüfteln ... mit Erfolg, zweimal c´t 05/05 und 08/05, nächstes(?) Nova. Schreib aber schon seit 14 Jahren. Selbstgewichse Ende. [edit: ja]

Bearbeitet von Frank, 02 Mai 2005 - 18:57.

[Uwe Post]

Und meine ist "Pizza Cipolla Redoc.". Ah, sagte ich das nicht bereits?Jedenfalls ein explosives Beispiel für Cyberfunkpunk oder Funkcyberpunk oder Cyperpunkfunk. [Eigenwerbung Ende]