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„Share the knowledge, not the data!“ Mehr Nachhaltigkeit in der Immobilienwirtschaft dank Federated Learning

Prof. Dr. Andreas Moring  ISM
Prof. Dr. Andreas Moring ISM

Das Potenzial der Digitalisierung als Nachhaltigkeitstreiber wurde auch
von der Immobilienwirtschaft erkannt. Unternehmensübergreifende Analysen
und Auswertungen von Daten mithilfe von KI-Anwendungen sind notwendig, um
Erkenntnisse rund um das Thema Nachhaltigkeit zu bündeln und für
Unternehmen und Investoren nutzbar zu machen. Mit Rückgriff auf das
Federated Learning-Prinzip hat Prof. Dr. Andreas Moring von der
International School of Management (ISM) eine Lösung gefunden, wie KI-
Anwendungen selbst für den kleinteiligen Markt der Immobilienbranche
nutzbar gemacht werden können.

Die Immobilien- und Baubranche ist für rund ein Drittel der CO₂-Emissionen
in Deutschland verantwortlich. Kein Wunder, dass ihr beim Thema
Nachhaltigkeit eine Schlüsselrolle zukommt. Die unternehmensübergreifende
Auswertung von Daten für alle Phasen des Planens, Bauens und Betreibens
mithilfe von KI-Anwendungen könnte hier einen wichtigen Beitrag leisten.
Doch im kleinteiligen Markt der Immobilienwirtschaft, wo jedes Gebäude ein
Unikat darstellt, haben die meisten Unternehmen schlicht zu wenig
miteinander kompatible Daten, die dem lernenden KI-System zugeführt werden
können. Erschwerend kommt hinzu, dass die Bereitschaft der Unternehmen
begrenzt ist, wenn es um das Offenlegen und Teilen sensibler Daten geht.
Schließlich bedeutet das Know-how einer Firma zum Thema Nachhaltigkeit
auch einen Wettbewerbsvorteil gegenüber der Konkurrenz.

Mit der Adaption des Federated Learning Prinzips hat Prof. Dr. Andreas
Moring eine Methode gefunden, diese Probleme zu umgehen und die
Datenanalyse auch für Real Estate Unternehmen nutzbar zu machen: „Wenn
nicht genügend Daten zum lernenden KI-System gebracht werden, müssen wir
das lernende KI-System stattdessen zu den Daten bringen.“ Dieses Prinzip
des dezentralen maschinellen Lernens wird Federated Learning genannt. Das
KI-System wird direkt auf die Server oder Endgeräte der beteiligten
Unternehmen gespielt, auf denen sich die relevanten Daten befinden. Das
Training von KI-Modellen passiert auf jedem Geräte-Bestand mit den jeweils
vorhandenen Daten. Die individuell daraus gewonnenen Erkenntnisse – und
nicht die Daten selbst – werden in einem nächsten Schritt zueinander
gebracht und Stück für Stück zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Der
Datenschutz bleibt während des gesamten Prozesses des dezentralen
maschinellen Trainings und Lernens gewährleistet. Ganz nach dem Motto:
„Share the knowledge, not the data“ erhalten alle beteiligten Parteien
Zugriff auf die daraus resultierenden Erkenntnisse. Das so gewonnene
Wissen sowie die trainierte KI steht danach den Unternehmen für zukünftige
Projekte zur Verfügung.

Der „Real Analytics“ Ansatz bietet aus Sicht von Prof. Dr. Andreas Moring
vielerlei Chancen für nachhaltigeres Bauen und Bewirtschaften von
Immobilien: „Im Bau können so die verschiedenen ´Gewerke`, Dienstleister
und beteiligten Unternehmen gesteuert werden, ohne dass es dazu einer
gemeinsamen Plattform oder einer technischen Infrastruktur bedarf. So
können Fehler vermieden, Zeit und Energie gespart oder auch Müll und
Abfall minimiert werden.“ Wenn man bedenkt, dass 50 % des gesamten
deutschen Müllaufkommens gegenwärtig aus der Bauindustrie kommt, erscheint
das Potenzial gerade in diesem Bereich äußerst vielversprechend. Auch für
das Messen, Monitoring oder Steuern von Immobilien seien die Möglichkeiten
für den Federated Learning Ansatz praktisch unbegrenzt: „So lassen sich
beispielsweise Energiebilanz, Kosten oder Instandhaltung optimieren, weil
es anonymisierte Daten als Benchmarks gibt“, ist Moring überzeugt.

Das Innovationspotenzial der Real-Analytics Methode wird auch von anderen
Vertreter*innen der Immobilienbranche erkannt. Im Rahmen der BIM-Tage
Deutschland wurde die Lösung von Prof. Dr. Andreas Moring mit dem Green-
BIM Award ausgezeichnet.

Prof. Dr. Andreas Moring ist Hochschullehrer für digitale Wirtschaft,
Innovation und Künstliche Intelligenz an der International School of
Management (ISM) in Hamburg.


Hintergrund:
Die International School of Management (ISM) ist eine staatlich
anerkannte, private Hochschule in gemeinnütziger Trägerschaft und zählt zu
den führenden privaten Hochschulen in Deutschland. An Standorten in
Dortmund, Frankfurt/Main, München, Hamburg, Köln, Stuttgart und Berlin
wird in kompakten und anwendungsbezogenen Studiengängen der
Führungsnachwuchs für international orientierte Wirtschaftsunternehmen
ausgebildet. Zum Studienangebot gehören Vollzeit-Programme,
berufsbegleitende und duale Studiengänge sowie ab Herbst 2021 das
Fernstudium. In Hochschulrankings schafft es die ISM mit hoher
Lehrqualität, Internationalität und Praxisbezug regelmäßig auf die
vordersten Plätze. Das internationale Netzwerk umfasst rund 190
Partnerhochschulen.

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Handy-App zeigt Urologen Nebenwirkungen von Medikamenten auf den Harntrakt

Prof. Dr. Andreas Wiedemann
Prof. Dr. Andreas Wiedemann

Prof. Andreas Wiedemann von der Uni Witten/Herdecke fasst die
Forschungslage erstmals praktikabel zusammen

In einer einfachen Handy-App können Ärztinnen und Ärzte erstmals
nachschlagen, ob und welche Nebenwirkungen von Medikamenten auf den
Harntrakt ausgehen. Prof. Dr. Andreas Wiedemann, Deutschlands erster Prof.
für Uro-Geriatrie und Chefarzt der Urologie am Ev. Krankenhaus Witten, hat
sie mit seiner Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Geriatrie der Universität
Witten/Herdecke entwickelt. Der „Wittener Harntrakt-Rechner“ ist im Netz
unter https://www.harntrakt.de/ zu finden.

„Dass viele Medikamente teilweise unbekannte Nebenwirkungen entfalten,
sich nicht mit anderen Medikamenten vertragen und deren Abbau hemmen oder
fördern, ist gerade in der Altersmedizin seit langem bekannt“, schildert
Prof. Wiedemann die Ausgangslage des Projektes. Oftmals schaukele sich die
"Multimedikation", bei der Ältere 5, 10 oder 15 Medikamente gleichzeitig
einnehmen müssten, zu einem gefährlichen Cocktail auf. Nicht selten seien
solche Medikamentennebenwirkungen bei Blutverdünnern, Zuckermedikamenten
oder Blutdruckpräparaten der Grund für eine Krankenhausaufnahme.

Das Forscherteam hat medizinische Datenbanken durchsucht und die dort
genannten Nebenwirkungen mit den aktuellsten Forschungsarbeiten
abgeglichen. „Heraus kam eine Liste von 257 Medikamenten, die hier ein
potentielles Risiko darstellen. Die haben wir 33 Expertinnen und Experten
vorgelegt und sie bewerten lassen, ob sie eine solche Nebenwirkung schon
selten, manchmal oder häufig erlebt haben“, beschreibt Wiedemann das
weitere Vorgehen. Es sind also zwei Listen mit Punktwerten (scores)
entstanden, die jeder urologisch tätige Arzt nutzen kann.

In der App können die Ärztinnen und Ärzte sowohl verschiedene Handelsnamen
oder aber auch Wirkstoffe nachschlagen und sich deren Nebenwirkungen mit
dem "Theorie-" und dem "Praxis-Punktwert" anzeigen lassen. Oder sie können
die Nebenwirkungen eingeben und die App zeigt dann mögliche "Übeltäter"
an. Erstmals wird es damit möglich, bei der Neuverordnung eines
Medikaments einzuschätzen, ob es bei den jeweils bekannten Risiken und
Vorerkrankungen der Patientinnen und Patienten zu Nebenwirkungen im
Harntrakt kommen kann. Außerdem kann man einen bestehenden Medikationsplan
durchsehen und klären, ob eine Störung im Harntrakt medikamentös (mit-)
verursacht ist. Der "Wittener Harntraktnebenwirkungsrechner" wurde
erstmals bei dem Deutschen Urologenkongress im September vorgestellt.

Es gibt zwar bereits einige Listen mit Nebenwirkungen, die betrachten aber
nur eine bestimmte pharmakologische Gruppe von Nebenwirkungen
(„anticholinergic burden score“), eine Gruppe von Medikamenten bestimmter
Indikation (LUTS-Forta) oder eine ausgewählte Gruppe von Patientinnen und
Patienten (PRISKUS-Liste, beers-Liste). „Wir glauben mit dem „Wittener
Harntrakt-Rechner“ ein praxistaugliches Instrument geschaffen zu haben,
weil es schnell und zuverlässig speziell für den Harntrakt Auskunft gibt“,
erklärt Prof. Wiedemann. Die Entwicklung wurde mit Unterstützung der Dr.
Pfleger Arzneimittel GmbH ermöglicht.

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T-Cell - die moderne Verbindung von Technik, gesellschaftlichem Leben und urbanem Raum

Auch in Gebäuden lassen sich Funktion und Design sinnvoll miteinander verbinden.  Darstellung: BTU, LS Architektur und Visualisierung
Auch in Gebäuden lassen sich Funktion und Design sinnvoll miteinander verbinden. Darstellung: BTU, LS Architektur und Visualisierung

Aus Perspektive des BTU-Ausstellungsbeitrags ENERGIZING FUTURE URBANITY
ist technische Innovation in der soziokulturellen Umwelt eine immer wieder
neu zu lösende Designaufgabe. Das Beispiel des Hightech-Energiewandlers
T-Cell zeigt, was die Suche nach einer Einheit von Funktionalität und
Design in Auseinandersetzung mit sozialen und räumlichen Situationen
hervorbringt

Ausgangspunkt des Beitrags ENERGIZING FUTURE URBANITY, mit dem sich Prof.
Dr. Astrid Schwarz (Fachgebiet Allgemeine Technikwissenschaft) und Prof.
Dipl.-Ing. Dominik Lengyel (Fachgebiet Architektur und Visualisierung)
erfolgreich um die Teilnahme an der Ausstellung „shared spaces in change“
im Kornhausforum in Bern beworben haben, sind die Forschungen im Projekt
T-Cell (TurboFuelCell).

Hier arbeiten Wissenschaftler*innen von insgesamt zehn Lehrstühlen der BTU
Cottbus-Senftenberg gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Keramische
Technologien und Systeme IKTS unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Heinz Peter
Berg (Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe) an einer
innovativen Zukunftstechnologie als bedeutendem Beitrag zur Energiewende
eng zusammen.

Am Lehrstuhl Architektur und Visualisierung haben Dipl.-Ing. Catherine
Toulouse und Prof. Dipl.-Ing. Dominik Lengyel das Designkonzept entworfen,
dessen innovativer Kern darin besteht, das Format und vor allem die
vernetzte, dezentrale Installation zum Anlass zu nehmen, dass nicht die
Technologie der Energiewandlung selbst im Vordergrund steht, sondern
stattdessen ein vielseitiges, unterschiedlichsten Ansprüchen folgendes
Objekt als Bereicherung für den privaten und öffentlichen Raum im Innern
und im Freien erscheint. ENERGIZING FUTURE URBANITY verbindet das
Designkonzept mit Überlegungen aus Sicht der Technikwissenschaft und
damit, wie T-Cell einen Platz im sozialen und urbanen Leben der Menschen
finden kann.

Die Ausstellung „shared spaces in change“ ist vom 19. November 2021 – 30.
Januar 2022 im Kornhausforum, Kornhausplatz 18 in Bern (Schweiz) zu sehen.

Die Ausstellung versteht sich insbesondere auch als eine partizipative
Diskursplattform zum neuen Verständnis von Öffentlichkeit und urbanen
Räumen. Sie wird organisiert vom Kornhausforum Bern in Zusammenarbeit mit
dem Architekturforum Bern und der Kommission Kunst im öffentlichen Raum
(KiöR) Bern.

Der Beitrag der BTU zeigt die Variabilität der skulpturalen Gestaltung der
T-Cell in verschiedenen visuellen Technik-Umwelt-Ensembles. Das Hightech-
System hat eine kompakte Baugröße mit einer variablen Außenhülle, die sich
auf sehr unterschiedliche räumliche Situationen anpassen lässt.

Für Prof. Astrid Schwarz bietet das System beste Voraussetzungen für die
Integration in den urbanen Raum der Zukunft, den neu zu gestaltenden
„shared space“: „Die neuen Städte sind wabenartig organisiert, bestehen
aus vielen lokal orientierten quasi-autonomen Technik-Umwelt Ensembles,
die jeweils ihre eigenen sozialen und kulturellen Beziehungsformen in eine
lokale urbane Lebenswelt hinein entwickeln – Hinterhöfe, Parks, Friedhöfe,
Plätze, öffentliche Gebäude werden so zur Bühne eines neu verstandenen
urbanen Oikos.“

Prof. Dominik Lengyel ergänzt aus Sicht der Architektur hinsichtlich der
variablen Gestaltungsmöglichkeiten: „Mögliche Szenarien für das Design der
T-Cell sind etwa eine ringförmige Sitzgelegenheit als Ort des Verweilens
und der Begegnung oder eine digitale Infothek als digitale Litfaßsäule.
Als vertikaler Garten oder als Moos- und Flechtenwand zu einem sensuellen
fiktiven Walderlebnis kann sie die Sehnsucht nach „Grün“ in der Stadt
bedienen.“

Technik und Gesellschaft im Einklang

ENERGIZING FUTURE URBANITY betrachtet insbesondere gesellschaftliche
Herausforderungen einer beschleunigten Verlagerung von Alltagshandlungen
und Systemen ins Digitale. Der zunehmende Energieverbrauch verlangt nach
modernen und nachhaltigen Lösungen, die sich in das gesellschaftliche
Leben und die Umwelt integrieren lassen. Mit der Maschine kann der lokale
Strombedarf für fünfzig Wohneinheiten bereitgestellt werden, die Restwärme
geht ebenfalls in angrenzende Gebäude.

Das architektonische Design verpackt den zylindrischen, technischen Kern
in ein Gehäuse, Betrachter*innen, vorübereilende Passant*innen,
Quartiersbewohner*innen nehmen diese nicht vordergründig als technische
Struktur, sondern als eine individuell gestaltbare Skulptur wahr. Es geht
also beim Energiewandler T-Cell nicht allein um Produktdesign, sondern um
eine umfassende urbane Umweltgestaltung. Das Technik-Umwelt-Ensemble ist
nützlich und ästhetisch zugleich. Es fordert zu Interaktionen oder zum
Verweilen auf. Als typisches technowissenschaftliches Objekt ist die
T-Cell ein Alltagsobjekt der Zukunft und zeichnet sich  durch Plastizität
und Robustheit aus. Bei den vielfältigen möglichen Anwendungsszenarien
dieser Hightech-Maschine geht es also um die Umsetzung soziokultureller,
ästhetischer und nicht zuletzt auch sicherheitstechnischer Aspekte.

Die T-Cell liefert eine prägnante Antwort auf Fragen der Ressourcen-
Effizienz und der Nachhaltigkeit: Sie verkürzt die Transportwege von Wärme
und elektrischer Energie, es treten so gut wie keine Leitungsverlust auf
beim Gastransport, das gilt heute für Erdgas wie zukünftig für
Wasserstoff, die bereits bestehende Röhreninfrastruktur kann einfach
übernommen werden. Mit einem Gesamtwirkungsgrad bei 97 Prozent inklusive
Abwärmenutzung ist die T-Cell sowohl hinsichtlich ihrer Energieverwertung
als auch seiner Einpassung in ihre räumliche Umgebung ein hedonistisches
Ding.

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Was 50- vom Studieren 50+ lernen kann

Generationsübergreifend voneinander lernen  SRH Fernhochschule – The Mobile University
Generationsübergreifend voneinander lernen SRH Fernhochschule – The Mobile University

Oft wird der Generation 50+ nachgesagt, dass sie sich mit dem Erlernen von
neuen Inhalten schwerer tut als die Jüngeren. Doch ist dem wirklich so?

Aktives Lernen in Form eines Studiums war bis vor wenigen Jahren
vermeintlich noch der jüngeren Generation vorbehalten. Inzwischen machen
Lernwillige über 50 Jahre jedoch fast 5% aller Studierenden aus! Dabei
handelt es sich keineswegs um ein „Seniorenstudium“, Studium Generale oder
Gasthörerstudium, wie es lange Zeit für ältere Studieninteressierte
bezeichnet wurde. Die Generation 50+ verfolgt mit einem Studium konkrete
Ziele wie berufliches Vorankommen oder nochmal eine Umorientierung in den
letzten Jahren bis zur Rente. Doch oft wird gerade dieser Generation
nachgesagt, dass sie sich mit dem Erlernen von neuen Inhalten schwerer tut
als die Jüngeren. Ist dem wirklich so? Frauke Kempner, Fachdozentin für
Digital Education und Leadership an der SRH Fernhochschule, berichtet von
ihren Erfahrungen.

Fakt ist: jeder Mensch ist anders und jeder Mensch lernt auch anders.
Während der eine gut auswendig lernen kann, muss sich der andere die
Inhalte eines Textes schriftlich selbst zusammenfassen, mit Textmarkern
arbeiten oder auch Kommentare und Merkhilfen an den Rand schreiben. Das
hat grundsätzlich nichts mit einer Generationen- oder Alterszugehörigkeit
zu tun, aber es lassen sich durchaus Unterschiede im Generationenlernen
beobachten.

LernSnacks sind das Brain(Fast)Food der jüngeren Generationen.
„Diese Unterschiede lassen sich recht gut an dem Wort ‚Information‘
festmachen“, führt Frauke Kempner aus. „Die jüngere Generation hat oftmals
das Problem des Informationsoverflow. Ständig ploppen WhatsApp- oder
TikTok-Benachrichtigungen auf, das Warten auf den Bus muss bei Instagram
genauso gepostet werden wie der Bad-Hair-Day. Das führt dazu, dass das
Gehirn schnell mit Informationen überladen ist, die wenig Platz für Neues
lassen. Dies macht sich besonders dann bemerkbar, wenn Lernstoff z.B. für
eine Prüfung über einen längeren Zeitraum gemerkt werden muss.“ Aus diesem
Grund ist bei der jüngeren Generation das Lernen über mehrere Stunden,
inklusive dem Abschotten im eigenen Zimmer, kaum noch en vogue. Vielmehr
sollte der Lernstoff in überschaubare Happen gegliedert sein, möglichst
viele Sinne gleichzeitig ansprechen und Informationen auf das Nötigste
reduzieren. Lernerfolge müssen schnell sichtbar sein, sonst ist es mit dem
Interesse oder auch der Disziplin zum Lernen schnell vorbei.  Dazu gehört
auch, dass der Lernstoff seitens des Lehrpersonals ansprechend aufbereitet
sein muss. Strukturierte Lernpfade, einzelne Module und kleine Schritte,
schnelle Erfolge und einfache Sprache sind Elemente, die gerade bei der
jüngeren Generation dafür sorgen, dass Wissen und Inhalte förmlich
nebenbei erlernt werden können und somit keinen Stress verursachen.
Handelt es sich um größere und komplexere Inhalte, so wird auch häufig die
Taktik des Auswendiglernens angewandt, ohne Sinn und Inhalt zu verstehen.
Ganz nach dem Motto: vier gewinnt – es reicht, um die Prüfung zu bestehen.

Lernen als Komplettmenü.
Ältere Studierende setzen demgegenüber auf konservative Lernmethoden. Dazu
gehört z.B. das Aufschreiben von Vokabeln, das Hinterfragen von Inhalten
und Fremdwörtern, wenn Sie etwas nicht verstehen oder die penible
Auseinandersetzung mit Regeln und Theorien. Sie wollen das System hinter
den Fachinhalten verstehen und sich nicht mit „das ist nun mal so“
abspeisen lassen.

Das kostet in der Regel Zeit und das Lernen dauert somit länger. Deshalb
wird sich gerade bei der Generation 50+ „Zeit zum Lernen“ genommen.
„Lernen ist für diese Generation ein Luxusgut“, so die Fachdozentin.
„Meistens verbindet sie damit ein konkretes Ziel. Das kann das berufliche
Vorankommen in den letzten Jahren bis zur Rente, ein persönliches
Interesse für Fächer, die man als junger Mensch vielleicht nicht studieren
wollte oder konnte oder tatsächlich nochmal die berufliche Umorientierung
sein. Die Kinder sind aus dem Haus, Kredite sind abbezahlt, nach 30 Jahren
im Beruf möchte man vielleicht nochmal was anderes machen oder ist sogar
aus gesundheitlichen Gründen dazu gezwungen.“ Studierende 50+ haben mehr
als die jüngere Generation den Anspruch, das Gelernte direkt in die Praxis
zu übertragen. Zu lernende oder neue Inhalte versuchen sie im Gegensatz
zur jüngeren Generation mit Erfahrungen aus dem eigenen Berufsleben zu
verknüpfen. Bei einer neuen Theorie wird sofort überlegt, wo ihnen das
Phänomen schonmal im Alltag begegnet ist.

Wer lernt besser, 50- oder 50+?
„Dass sich die ältere Generation im Lernen schwerer tut, halte ich für
einen Irrglauben“, resümiert Frauke Kempner. „Vielmehr lässt sich
hinterfragen, was die jüngere Generation gerade in dieser Hinsicht noch
von den Älteren lernen kann. Ich denke da an Faktoren wie
Durchhaltevermögen, Geduld oder kritisches Denken. In Vorlesungen freue
ich mich über jeden älteren Teilnehmenden, der aus der beruflichen Praxis
komplexe Theorien mit eigenen Beispielen anreichert und anderen, jüngeren
Studierenden damit zugänglicher machen kann“, so die Dozentin. Die jüngere
Generation muss vielfach erst lernen zu lernen. Dies geschieht nicht mal
eben so nebenbei, durch YouTube-Videos, Learning-Snacks und
Auswendiglernen im Bus. Lebenslanges Lernen ist ein Prozess, kein Produkt,
welches gerade in unserer Gesellschaft ein großes Luxusgut darstellt und
auch genauso gesehen werden sollte. Nichtsdestotrotz darf sich aber auch
die ältere Generation mal zutrauen, „auf Lücke zu lernen“ und dem Motto
„vier gewinnt zu folgen“. Denn Lernen darf auch einfach nur Spaß machen!

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