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  • von Eveline Rutz 1
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Forschung zwischen Freiheit und Verantwortung

Den einen geht die Forschungsfreiheit zu weit, andere sehen sie bedroht. Dieses Spannungsfeld spiegelt sich auch in unserem Titelbild wider. Die geflügelte Gestalt setzt zum Höhenflug an, und Illustrator Till Martin überlässt es den Betrachtenden, wie die Leinen im Bild zu interpretieren sind. Sind es ideologische, religiöse oder staatliche Fussfesseln, die Populistinnen und Populisten den Forschenden gerne anlegen würden, aus Angst vor dem Fortschritt? Oder sind es Schutzleinen, die Forschende vor eigenen falschen Ambitionen schützen sollen, damit ihre geistigen Höhenflüge nicht wie einst bei Ikarus mit einem bösen Absturz enden? In diesem Spannungsfeld zwischen Freiheit und Grenzen bewegt sich auch die anwendungsorientierte Forschung, die Auftrag der Fachhochschulen ist. Ergebnisoffenheit, freie Methodenwahl und das Teilen von Wissen gelten auch hier als Qualitätskriterien, müssen aber in Kooperationen mit Forschungspartnern aus Wirtschaft und Institutionen immer wieder neu ausgehandelt werden. «Da Fachhochschulen nicht nur Wissen schaffen, sondern auch den Weg mit ihren Partnern bis zur Umsetzung gehen, verändern sie ganz konkret die Welt», sagt Christoph Heitz, Experte für Algorithmic Fairness an der ZHAW, im Interview. Deshalb erachtet er einen anderen wissenschaftsethischen Aspekt als mindestens ebenso wichtig wie Freiheit: die Verantwortung der Forschenden für ihr Tun und dessen Folgen aus ethischer, nachhaltiger und sozialer Perspektive. Dieses Denken muss trainiert werden, fordert er. Dann braucht man sich vor Forschungsfreiheit nicht zu fürchten. Denn Forschende wissen meist selbst am besten, wo die Risiken ihrer Forschung liegen. PATRICIA FALLER, Chefredaktorin

«Unsicher waren nur die Strassen»

Ich war schon auf Forschungsaufenthalten in Indien, Iran und Tadschikistan. Es fasziniert mich, wie verschiedene Länder die Themen angehen, mit denen jede Bergregion konfrontiert ist – Abwanderung, Infrastruktur, Naturgefahren und Klimawandel. Pakistan war Neuland für mich. Wer die Reisehinweise des Aussendepartements liest, überlegt sich eine Reise zweimal. Es wird vor Terror, politischen und sozialen Spannungen gewarnt. Ich habe mich jedoch nie bedroht gefühlt. Unsicher schon, aber nur, wenn ich jeweils im Shared Car, einer Art Taxi-Fahrgemeinschaft, auf den Verbindungsstrassen in der gebirgigen Region unterwegs war. Steinschlag oder Rutschungen kommen häufig vor. Ich besuchte drei Partneruniversitäten an vier Standorten: in Islamabad, Hunza, Gilgit und Chitral. Mit zwei dieser Schulen hatte ich 2021 gemeinsam mit weiteren Hochschulen im Bachelor Umweltingenieurwesen eine Online-Veranstaltungsreihe durchgeführt. Mein Aufenthalt bot mir die Gelegenheit, die zukünftige Zusammenarbeit in Lehre, Forschung und Entwicklung aufzugleisen. Ausserdem traf ich mit der Schweizer Botschaft Abklärungen für eine bevorstehende Forschungsreise einer Schweizer Hochschuldelegation. Meine Tage waren voll. Nach dem offiziellen Teil an den Schulen, wo ich viele gute Gespräche führte und zum Thema Regionalentwicklung dozierte, luden mich meine Kontaktpersonen abends zu sich nach Hause ein, nahmen mich mit auf ein Polo-Turnier oder leisteten mir im Hotel bei Take-away-Pizza und Tee Gesellschaft. Einmal mehr wurde mir bewusst, dass man über Kulturen und Religionen hinweg viel mehr Gemeinsames als Trennendes findet, wenn man sich auf Augenhöhe begegnet. Trotz des Dauerprogramms wirkte die Reise sehr entschleunigend auf mich. Der Alltag an den Hochschulen ist etwas entspannter als bei uns. Schmunzelnd stand ich jeweils daneben, wenn einer meiner Dozentenkollegen seine Vorlesungen antrat. Die Studierenden warteten nicht im Vorlesungssaal, sondern der Kollege ging über den Campus und sammelte sozusagen seine Schäfchen ein. In der Vorlesung waren diese zwar sehr engagiert, aber nach einer Stunde liess die Konzentration immer nach. Als ich selber eine Vorlesung hielt und nach einer Stunde fragte, ob ich noch mehr erzählen solle, war die einstimmige Antwort: «Nein, das reicht für heute. Gerne nächstes Mal mehr!» Aufgezeichnet von Sara Blaser

«Die totale Forschungsfreiheit ist eine Illusion»

Karin Nordström: Menschen sind grundsätzlich neugierig und wissbegierig. Das sind Eigenschaften, die sehr viel Gutes hervorgebracht haben für die Gesellschaft. Da will der Gesetzgeber möglichst wenig eingreifen, um der Kreativität möglichst freien Lauf zu lassen. Christoph Heitz: Dieser Artikel bezieht sich auch darauf, dass sich Forschende nicht instrumentalisieren lassen sollen zum Beispiel von wirtschaftlicher oder politischer Macht – zumindest nicht undeklariert. Nordström: Die totale Forschungsfreiheit ist eine Illusion. Was Forschende interessiert, welche Fragen gestellt werden, ist Teil ihrer Sozialisierung in gewissen gesellschaftlichen, wirtschaftlichen oder politischen Kontexten oder richtet sich nach Forschungstraditionen. Im besten Fall machen Forschende die Fragen anderer zu ihren Fragen – das muss nicht im Widerspruch zur Freiheit stehen. Im schlimmsten Fall stellen und beantworten sie nur ihre eigenen Fragen – das ist dann Forschung im Elfenbeinturm. «Was Forschende interessiert, welche Fragen gestellt werden, ist Teil ihrer Sozialisierung in gewissen gesellschaftlichen, wirtschaftlichen oder politischen Kontexten oder richtet sich nach Forschungstraditionen.» Karin Nordström, Präsidentin des ZHAW-Ethikausschusses Heitz: Als anwendungsorientierte Hochschule forschen wir in der Regel in Kooperation mit Partnerfirmen oder Institutionen. Deshalb ist es wichtig, vor Beginn der Zusammenarbeit die Ziele auszuhandeln. Die Projekte müssen so ausgestaltet sein, dass sie mit den Wertvorstellungen der Wissensarbeitenden vereinbar sind – durchaus unter Anerkennung der Rahmenbedingungen. Heitz: Nicht per se. Wir sind keine Erfüllungsgehilfen. Da wir aber nicht nur Wissen generieren, sondern mitwirken, es direkt in die Praxis umzusetzen, ändern wir ganz konkret den Lauf der Dinge. Wir haben als Fachhochschulen faktisch den Auftrag, die Welt zum Besseren zu verändern. Das ist ein vornehmer Auftrag. Wir müssen uns aber die Frage stellen, wodurch dieser Auftrag konterkariert werden könnte. «Da wir nicht nur Wissen generieren, sondern mitwirken, es direkt in die Praxis umzusetzen, ändern wir ganz konkret den Lauf der Dinge. Wir haben faktisch den Auftrag, die Welt zum Besseren zu verändern.» Christoph Heitz, Data Scientist Heitz: Zum Beispiel durch Machtstrukturen oder ungewisse Finanzierungsmöglichkeiten. Es ist also ein grosser Anspruch, unsere Unabhängigkeit als Forschungsinstitution zu wahren – die für unsere Akzeptanz zentral ist. Mindestens ebenso wichtig wie Unabhängigkeit ist ein anderer Aspekt: Wir haben die Verantwortung für das, was wir tun. Die Entschuldigung der Grundlagenforschung, dass sie ja nur Wissen generiert, während die Anwenderinnen und Anwender letztlich dafür verantwortlich seien, was damit geschieht – diese gilt für uns nicht in der gleichen Weise. Bei allen unseren Projekten müssen wir die Frage mitdenken: Was passiert mit unserer Welt, wenn unsere Forschungsergebnisse in die «freie Wildbahn» entlassen werden. Nordström: Die Einstellung, alles wissen zu wollen, ist per se gut und wichtig. Der Zweck darf aber nicht die Mittel heiligen. Die Methoden zur Durchführung von Forschung müssen ethisch vertretbar sein: Das heisst, der zu erwartende Nutzen eines Forschungsvorhabens muss in einem angemessenen Verhältnis zu potenziellen Risiken stehen. Nicht alles, was möglich ist, ist unbedingt erstrebenswert. Wir sollten uns stets fragen: Wozu brauchen wir das Wissen, wozu verwenden wir es, wohin wollen wir? Welche Art von Erkenntnissen bringt uns weiter oder trägt zu einer nachhaltigen, fairen Lebenswelt bei? Solche Fragen müssen im Gesundheitsbereich, in dem ich arbeite, vor allem in der Genforschung gestellt werden. «Wir müssen uns fragen: Welche Art von Erkenntnissen bringt uns weiter oder trägt zu einer nachhaltigen, fairen Lebenswelt bei?» Karin Nordström, Präsidentin des ZHAW-Ethikausschusses Heitz: Uns als Hochschule stünde es gut an, an die Dinge zu denken, die über den Business Case unserer Firmenpartner hinausgehen. Das ist für mich zentral. Denn die Interessen der Partnerunternehmen sind zunächst einmal anders gelagert: Wer auf wirtschaftlichen Erfolg und Geldverdienen abzielt, denkt nicht in erster Linie an z.B. soziale Auswirkungen. Besonders im Gebiet der KI, in dem ich arbeite, ist das aber eines der zentralen Probleme. Heitz: Meine Erfahrung ist: Wenn wir die Risiken und unsere Überlegungen auf den Tisch bringen, dann werden wir ernst genommen. Unsere konstruktive Aufgabe besteht darin, Lösungen zu entwickeln, die unsere Partnerunternehmungen weiterbringen, gleichzeitig aber auch verträglich sind mit den Werten unserer Gesellschaft. Nicht immer einfach, aber einfach immer lohnend. Damit schaffen wir soziale Nachhaltigkeit, die auch im Interesse unserer Partner ist. Nordström: Es gibt einen Graubereich bei der Forschung am oder mit Menschen. Nicht alle Projekte fallen unter das Humanforschungsgesetz und müssen folglich auch nicht von einer Kantonalen Ethikkommission geprüft werden. Dennoch werfen sie ethische Fragen auf. Hochschulen haben deshalb interne Kommissionen oder Ausschüsse dafür eingerichtet. Kommt hinzu, dass einige wissenschaftliche Zeitschriften zur Bedingung gemacht haben, dass die Methoden und Resultate aus ethischer Sicht geprüft wurden, bevor sie diese veröffentlichen. Auch beim Schweizerischen Nationalfonds ist Voraussetzung dafür, dass Fördermittel gesprochen werden, dass diese Vorhaben ethischen Kriterien standhalten können. Nordström: Es muss eine Balance zwischen Nutzen und Risiken geben. Der Fokus liegt auf dem Schutz der Studienteilnehmenden: Wurden sie ausreichend und verständlich darüber informiert, worum es geht? Konnten sie auf dieser Basis eine informierte Zustimmung geben? Wurde dieses Einverständnis eingeholt und dokumentiert? Auch Fragen zur Datensicherheit müssen gestellt werden. «Wir müssen stets die Frage mitdenken: Was passiert mit unserer Welt, wenn unsere Forschungsergebnisse in die ‘freie Wildbahn’ entlassen werden?» Christoph Heitz, Data Scientist Heitz: Datenschutz war das grosse Thema im Kontext der Digitalisierung in den Jahren 2000 bis 2015. Mit Künstlicher Intelligenz befindet sich unsere Gesellschaft in einer neuen Phase. In grossem Stil wir jetzt darüber diskutiert, wie man mit KI die Welt verändert und welche ethischen Fragen dabei geklärt werden müssen. Nordström: Bisher nicht. Das ist Neuland und brächte eine ganz andere Dimension in die Arbeit mit ein. Heitz: Im Grunde hat aber ein grosser Teil unserer Forschung hinsichtlich Digitalisierung ganz direkte Auswirkungen auf Menschen, schon allein, wenn man bedenkt, welche Auswirkungen Apps auf unseren Alltag haben. Wir leben in einer Welt, die durchdrungen ist von ganz vielen Systemen im Hintergrund. Ich würde nicht so weit gehen, zu sagen, dass sie uns manipulieren, aber doch irgendwie steuern. Die EU ist gerade dabei, mit dem AI Act einen weltweit einzigartigen Rechtsrahmen für Künstliche Intelligenz zu setzen. Heitz: Dieses Gesetz basiert auf einem Risikoansatz. KI-Systeme werden nach dem Risiko, das sie für die Menschen darstellen, analysiert und klassifiziert: Wie gross ist das Risiko, dass jemand zu Schaden kommt? Oder werden Bevölkerungsgruppen systematisch diskriminiert und ins wirtschaftliche Abseits gestellt, weil ein Algorithmus so funktioniert, dass Menschen dieser Gruppen systematisch schlechter gestellt werden, wenn es um Stellen, Kredite oder Versicherungen geht? Das passiert häufig und basiert in der Regel nicht auf einem Programmierfehler, sondern auf der Logik der Aufgabenstellung, die solche gesellschaftlichen Auswirkungen nicht mitberücksichtigt. Ist die Auswirkung von KI-Systemen auf das Leben von Menschen gross, setzt die Regulierung ein. Dies gilt etwa für Systeme im Gesundheitswesen, aber auch bei wichtigen Dienstleistungen wie Banken oder Versicherungen. Heitz: Ein Weckruf waren 2017 die US-Wahlen, als die Einflussnahme durch die Datenanalysefirma Cambridge Analytica aufgedeckt wurde und Donald Trump an die Macht kam. Ab diesem Zeitpunkt wurde deutlich, dass es nicht mehr nur auf den Datenschutz ankommt. Da wurden völlig neue Dimensionen der Digitalisierung deutlich. In dieser Zeit entstand auch aus einer Initiative der ZHAW das Netzwerk Data Innovation Alliance , dem heute 25 Forschungsinstitutionen und 50 Firmen angehören und dessen Präsident ich bin. Das Netzwerk treibt Innovation mittels Nutzung von Daten voran. Wir standen vor der Frage: Was tun wir da eigentlich und mit welchen Auswirkungen auf die Welt? Wir haben deshalb schon 2017 eine Ethikexpertengruppe aufgesetzt und einen Ethikkodex speziell für den Umgang mit Daten entwickelt. Wir sind überzeugt, dass wir sicherstellen müssen, dass die Nutzung von Daten und KI unsere gesellschaftlichen Werte wie Freiheit, Autonomie oder soziale Gerechtigkeit nicht beschädigt. Langfristig ist diese Art von sozialer Nachhaltigkeit für die ganze Branche von zentraler Wichtigkeit, also im direkten Interesse der Firmen. Heitz: Bisher war unser Verständnis in den Ingenieurwissenschaften und der Informatik derart, dass wir in erster Linie technische Fragen lösten. Das reicht heute nicht mehr. Ich glaube, speziell im Rahmen der Digitalisierung haben wir als anwendungsorientierte Hochschule eine wirklich grosse Aufgabe und Verantwortung, unsere Projekte inhaltlich so auszurichten, dass sie kompatibel sind mit den Werten unserer Gesellschaft. Wenn man eine Applikation entwickelt, dann muss man sich entscheiden, welche Wertvorstellungen mit den technologischen Lösungen verbunden sein sollen. Um Fachleute darin auszubilden, bieten wir seit dem Frühlingssemester 2023 ein Modul für Informatik- und Data-Science-Studierende zum Thema Algorithmic Fairness an und ab Frühjahr 2024 auch in der Weiterbildung. Die ZHAW ist damit eine der ersten Hochschulen in der Schweiz, die so etwas im Grundstudium implementiert. Heitz: Es ist Teil des Unterrichts, zu zeigen, dass es unterschiedliche Definitionen von Fairness gibt und dass man nicht in jeder Beziehung fair sein kann. Es muss vielmehr eine normative Festsetzung geben. Diese können aber nicht die Ingenieurinnen und Ingenieure selber vornehmen, sondern da müssen sie das Management ins Boot holen. Die Ingenieure müssen aber die ethischen Fragestellungen und Optionen aufzeigen. Denn nur sie haben ein Gefühl dafür, welche technischen Optionen es gibt und welche ethischen Auswirkungen diese haben. Welche Konsequenzen und Risiken das Unternehmen tragen will, muss letztlich das Management entscheiden. Nordström: Dann ist es Teil der Ausbildung, zu zeigen, dass Technologie nicht neutral ist, sondern dass da Werte mitspielen? Heitz: Ja, hier werden die Studierenden sensibilisiert, dass zum Beispiel durch das Design oder die konkrete technische Ausgestaltung von Vorhersage-Algorithmen Tools produziert werden können, die unzulässig diskriminieren. Sie lernen nicht nur, wie man das erkennt und welche Ideen von sozialer Gerechtigkeit mit solchen Modellen verknüpft werden können, sondern auch, wie man Diskriminierung vermeiden und Fairness konkret in einen Algorithmus implementieren kann. Das ist ein Beispiel für die Art von Verantwortung, die wir als anwendungsorientierte Hochschule übernehmen sollten. Heitz: Nicht nur. Wir sollten zunächst selbst die Kompetenz für diese umsichtige Weitsicht entwickeln, zweitens die Studierenden hierin ausbilden und nachher draussen bei der Umsetzung die richtigen Fragen stellen, aber auch in der Lage sein, Lösungen für diese Fragen zu entwickeln mit möglichst wenig unliebsamen Auswirkungen. Heitz: Nehmen wir an, wir brauchen ein Tool zur Unterstützung der Entscheidung für die Verteilung finanzieller Mittel im Gesundheitswesen. Eine typische normative Frage wäre dann: Sollen die medizinischen Ressourcen über alle gleichmässig verteilt werden? Oder will man die Mittel bedarfsgerecht verteilen, etwa um zu erreichen, dass Frauen die gleichen Heilungschancen haben wie Männer? Je nach Wahl sähe die technische Implementierung ganz unterschiedlich aus. Nordström: Das ist auch die grosse Frage bei Public Health: Wie müssten chancengerechte Gesundheitsversorgung, Gesundheitsförderung und Prävention aussehen? Wo sind Ungleichheiten notwendig, um eine Gleichheit zu erreichen? Habt Ihr Data Scientists auch Lösungen für solche Fragen? Heitz: In der Forschung sind hier in den letzten Jahren viele Ansätze entwickelt worden – diese gilt es jetzt in die Praxis zu bringen. Die Gefahr ist gross – und das sehen wir bei KI-Applikationen immer wieder –, dass Leute Lösungen bauen, und fünf Jahre später staunen sie: Oh, da ist jetzt was ganz Schlimmes passiert, was man nie beabsichtigt hat. Aber niemand hat daran gedacht, zu Beginn nach den Folgen zu fragen, die normative Setzung zu machen und die Technologie so anzupassen, damit bestimmte Anforderungen erfüllt werden. Nordström: Das gilt für Forschung generell. Heitz: So ein vorausschauendes und ethisches Denken muss deshalb trainiert werden Heitz: Forschungsmoratorien halte ich nicht für angebracht. Dann passiert vielleicht nichts Schlimmes mehr, aber auch nichts Gutes. Ich finde, es braucht keine Verbote, sondern eine Verpflichtung, technische Lösungen so zu gestalten, dass negative Auswirkungen minimiert werden. Das heisst, als Forschende müssen wir auch Lösungen für einen verantwortlichen Einsatz entwickeln. Wir können unsere Forschungspartner befähigen, sensibel zu werden für die Fragen nach den Risiken, und sie gleichzeitig darin unterstützen, die gesellschaftlichen Nebenwirkungen unter Kontrolle zu behalten. Dies ist herausfordernd, aber vor herausfordernden Fragestellungen sollten wir als Hochschule keine Angst haben. Interview Patricia Faller

ZHAW-Ethikausschuss: Für einen gemeinsamen Kompass

Ethik, Werte, Datenschutz: Auch wenn ein Forschungsprojekt zwar nicht unter die offizielle Bewilligungspflicht etwa einer der Kantonalen Ethikkommissionen fällt, kann es ethisch heikle Fragen tangieren. Zudem wird eine ethische Beurteilung für die Publikation in wissenschaftlichen Magazinen oder für Gesuche beim Schweizerischen Nationalfonds teilweise vorausgesetzt. Als Unterstützung für Forschende und Studierende der ZHAW gibt es hierfür seit Herbst 2022 einen internen Ethikausschuss : Er versteht sich als eine unabhängige Stelle, die prüft, ob in einer Studie der Schutz der Versuchsteilnehmenden in einem angemessenen Verhältnis zum Nutzen steht. «Mit dem Ethikausschuss und der Beratungsinstanz zu wissenschaftlicher Integrität haben wir schlanke Lösungen etabliert, die sich an nationalen und internationalen Standards orientieren.» Martin Jaekel, Leiter der Stabsstelle Forschung und Entwicklung der ZHAW «Mit dem Ethikausschuss und der Beratungsinstanz zu wissenschaftlicher Integrität haben wir schlanke Lösungen etabliert, die einen konkreten Bedarf der Forschenden abdecken und sich an nationalen und internationalen Standards orientieren. Zudem können wir so fundiertere Abwägungen treffen und diese wichtigen Themen im ständigen Diskurs halten», sagt Martin Jaekel , Leiter der Stabsstelle Forschung und Entwicklung der ZHAW. Anträge und Themen: Seitdem die 18 Mitglieder ihre Arbeit aufgenommen haben, wurden 26 Anträge von Forschenden und 44 von Studierenden eingereicht, wie die Präsidentin Karin Nordström berichtet. Meist geht es um Beobachtungsstudien und Interviews zu Migrationsthemen oder Forschung mit vulnerablen Gruppen des Departements Gesundheit. Neun Anträge wurden abgelehnt, grösstenteils weil sie in den Zuständigkeitsbereich der Kantonalen Ethikkommission fallen. Häufiger als Ablehnungen ist jedoch, dass der Ausschuss Auflagen macht etwa zu Datenschutzfragen: Ist die Anonymisierung und Pseudonymisierung gewährleis­tet, sind die Teilnehmenden ausreichend informiert, welche Daten erhoben werden? Was passiert hinterher mit den Daten? Patricia Faller

Programmieren ist eine Schule fürs Leben

Am Bildschirm sitzen sich die beiden gegenüber, der 26-jährige Lehrer und der 10-jährige Schüler, und erzählen einander von ihren Hobbys. Natürlich tauschen sie sich auch über die Games aus, die sie gerne spielen. Die Gemeinsamkeiten sind schnell gefunden. Der Lehrer Daniel Stefania macht gerne Musik, spielt Klavier und Squash, der Schüler Marco spielt fürs Leben gern Gitarre und ausserdem Tennis. Der Übergang von diesem ungezwungenen Kennenlernen zum eigentlichen Unterricht verläuft fliessend. Von der Frage nach dem Lieblingsgame ist es nicht weit zur Frage, was es denn brauche, um dieses spielen zu können, und kaum ist geklärt, was Programmieren eigentlich ist, haben die beiden schon ganz konkret damit begonnen. Auf der Web-Anwendung des Programms Scratch programmiert der Zehnjährige unter Anleitung von Daniel Stefania sein erstes Game. Noch nie zuvor hat Marco ein Game programmiert, aber nach kurzer Zeit hat er erfasst, wie die Sache funktioniert, und freut sich über die kleinen Erfolge, wenn der als Figur gewählte Ritter sich beispielsweise in die gewünschten Richtungen bewegt oder wenn ein Ton im richtigen Moment erklingt. «Das Unterrichten bringt für mich das Tollste aus allen Disziplinen zusammen.» Daniel Stefania, ZHAW-Absolvent Diese Freude teilt Stefania mit seinem Schüler unverhohlen. Freude scheint überhaupt einer der grössten Treiber zu sein für den Gründer von Cool Code , der GmbH, die diese Online-Coding-Lektionen anbietet und den Kindern das Programmieren näherbringen will. «Ich programmiere wahnsinnig gern und ich schätze die Zusammenarbeit mit Kindern und Jugendlichen. Das Unterrichten bringt für mich das Tollste aus allen Disziplinen zusammen», sagt Stefania. Erst im vergangenen August hat er sein Bachelorstudium der Informatik an der ZHAW abgeschlossen. Schon im April davor hatte er die Cool Code GmbH gegründet. Heute arbeitet er hauptsächlich für sein eigenes Startup und wird dabei unterstützt von Freundinnen und Kollegen, die inzwischen als Lehrpersonen oder im Hintergrund beratend zum Team gehören. Ein Teilzeitpensum bei einem anderen Startup als App-Entwickler ergänzt seine Tätigkeit. «Das passt für mich perfekt. Ich bin froh, dass ich so arbeiten kann.» Zum Programmieren kam Stefania durch Zufall, wie er sagt. Mit dem Ziel, an der Zürcher Hochschule der Künste (ZHdK) Film zu studieren, besuchte er den gestalterischen Vorkurs. Bei einer Einführung ins Programmieren war für Stefania plötzlich klar: Das will ich machen. «Für mich war Programmieren von Beginn an etwas Kreatives, etwas, das nah am Menschen ist, und mir war immer klar, dass ich nach dem Studium Apps oder Games entwickeln wollte», erzählt Stefania. Nur, dass es aufs Unterrichten hinauslaufen sollte, das war ihm damals nicht klar. «Die Kinder profitieren insbesondere von zwei Dingen: Von der Erfahrung, dass sich Geduld auszahlt. Und von der Übung, Probleme analytisch und spielerisch anzugehen.» Daniel Stefania, Cool-Code-Gründer Während des Informatikstudiums an der ZHAW School of Engineering begann er, privat einzelne Kinder ins Programmieren einzuführen. Es kamen weitere Anfragen. Freundinnen und Freunde dieser Kinder klopften an, und irgendwann begann sich in Stefanias Kopf die Idee zu formieren, dieses Angebot zu professionalisieren. «Ich stellte fest, dass hier tatsächlich eine Nachfrage bestand.» In den privaten Lektionen zeigte sich ihm etwas deutlich, was er davor schon wusste: Das Programmieren von Games macht nicht nur Spass, sondern es trainiert auch verschiedene wichtige Fähigkeiten: logisches Denken, Probleme lösen, Kreativität ausleben, Storys entwickeln, Zusammenarbeit mit anderen, eigene Ideen anderen verständlich machen. Alles Dinge, die im Leben hilfreich sind. «Ich bin sicher, dass die Kinder insbesondere von zwei Dingen profitieren: von der Erfahrung, dass sich Geduld auszahlt, wenn etwas nicht beim ersten Anlauf funktioniert. Und von der Übung, Probleme analytisch und spielerisch anzugehen.» Von der vagen Idee zur eigenen Firma war es ein gutes Stück Weg. Dennoch: Stefania gründete seine Firma, noch bevor er sein Studium abschloss. «Das war auf jeden Fall die richtige Entscheidung, aber es war natürlich nicht ganz einfach.» Der Faktor Zeit war für Stefania bei der Gründung die grosse Herausforderung. Als Student kurz vor dem Bachelorabschluss konnte er nicht seine ganze Aufmerksamkeit der neuen GmbH widmen. Ausserdem gründete er alleine und war von A bis Z für alles verantwortlich. Bis heute macht er einen Grossteil der Arbeit selbst, auch die Administration. «Ich habe bewusst darauf verzichtet, Investorinnen oder Investoren zu suchen», sagt er. «Da wir ausschliesslich online unterrichten, können wir die fixen Kosten tief halten. Dafür liegt es ohne Investments von aussen natürlich nicht drin, Arbeiten zu delegieren.» Vorerst will Stefania bei dieser Strategie bleiben. Sein fünfköpfiges Team von Lehrpersonen und «Advisors» im Hintergrund trägt aktuell gut. Hilfreich bei der Gründung seines Startups waren verschiedene Angebote der ZHAW . «Dank dem Wissen, das ich mir im Grundstudium aneignen konnte, kann ich andere ans Programmieren heranführen», so Stefania. Was ihm darüber hinaus besonders half, waren die Vertiefungen, die er zum Ende des Studiums wählen konnte. «So konnte ich Inhalte zusammenstellen, die zu meiner künftigen Tätigkeit passten, und manchmal Gelerntes direkt für mein Startup brauchen.» Besonders ein spezifisches Angebot für Startups, zu welchem Stefania dank der ZHAW Zugang hatte, war hilfreich. Im Startup Campus besuchte er den Kurs Business Concept. «Die Ambition, meine Idee umzusetzen, entwickelte sich letztlich in diesem Kurs», erzählt Stefania. «Das war für die Kinder, die die Games programmiert hatten, ein grandioses Erlebnis, zu sehen, wie andere Kinder an ihren Games Freude hatten.» Daniel Stefania Bis heute begleitet Stefania eine Mentorin im Rahmen der Initiative ZHAW entrepreneurship der School of Engineering . «Wir haben regelmässig Kontakt und vereinbaren immer wieder neue Ziele für mein Startup. Das hilft mir enorm. Als Unternehmerin weiss meine Mentorin, worauf es ankommt.» Auch sonst kreuzt sich sein beruflicher Weg immer wieder mit der ZHAW. An der Nacht der Technik konnte Cool Code Arbeiten seiner Schülerinnen und Schüler ausstellen. Die in den Kursen entwickelten Games wurden hier live von Besuchenden gespielt. «Das war natürlich insbesondere für die Kinder, die die Games programmiert hatten, ein grandioses Erlebnis. Zu sehen, wie andere Kinder an ihren Games Freude haben, das war schön.» Auch eine Einladung zum Alumni-Dinner der Initiative ZHAW entrepreneurship war kürzlich dabei (siehe Box). Besonders freut sich Stefania, wenn seine Schülerinnen und Schüler mit ihren Programmierkenntnissen bei der Lehrstellensuche punkten können. «In der Regel werden Informatiklehrstellen nur an Jugendliche mit einem Zeugnis der Sekundarstufe A vergeben», erzählt Stefania. Einer von seinen Schülern besuchte die Sekundarstufe B und wollte dennoch eine Informatiklehre beginnen. «Dank dem wöchentlichen Kurs kannte ich den Schüler gut und ich sah, dass er ein Talent fürs Programmieren hat. Er war zudem motiviert und wissensdurstig. Leider erhielt er dennoch mehrere Absagen auf seine Bewerbungen. Dabei war er offensichtlich ein grossartiger Kandidat für eine Informatiklehrstelle.» Am Ende klappte es doch noch. Unter anderem, weil der Schüler die beeindruckenden Programmierprojekte vorweisen konnte, welche er bei Cool Code kreiert hatte. «Das war für mich ein bewegender Moment», schwärmt Stefania. Solche Erlebnisse zeigen Stefania, wie wertvoll es ist, Kindern schon früh den Zugang zu Coding zu ermöglichen. Ähnlich wie das mit Musikunterricht oder anderen Hobbys auch geschieht. «Die eigenen Begabungen zu entdecken, ist wichtig und nur möglich, wenn man Dinge ausprobieren kann», sagt er. Aktuell ist Cool Code dabei, auf verschiedene Schulen zuzugehen und dort Schnupperkurse anzubieten. «Ich freue mich darauf zu sehen, wie das weitergeht», so Stefania. So oder so findet er, er sei beruflich gerade genau am richtigen Ort. Die Arbeit mit Kindern will er nicht mehr missen. «An diesen jungen Menschen bewundere ich erstens ihre Motivation, ihren Spass am Lernen. Und zweitens ihr Selbstvertrauen. Sie sehen etwas, das sie können wollen, und beginnen einfach, das zu lernen. Ohne zu denken: Oh, das sieht schwierig aus, vielleicht lasse ich es lieber bleiben.» Inzwischen ist die Online-Lektion mit Marco fast um. Geduldig hat Stefania ihm die zahllosen Funktionen und Möglichkeiten mit Scratch erklärt. Hat Hinweise darauf gegeben, wie das Spiel weiterentwickelt werden könnte, und dabei Marcos Interessen berücksichtigt, hat Ideen aufgenommen und sie direkt mit seinem Schüler umgesetzt. Dieser gewann mit jeder neu programmierten Zeile an Selbstbewusstsein, lachte über die Experimente, die funktionierten, ebenso wie über jene, die beim ersten Versuch scheiterten. Und wie beiläufig lernte Marco überdies Grundlagen der Mathematik kennen, die im Lehrplan seiner fünften Klasse noch nicht stehen, die aber für das Entwickeln eines Games wichtig sind – und sich in diesem Kontext leicht und konkret erklären lassen. Am Ende dieser Stunde hat Marco mit Stefanias Hilfe sein erstes rudimentäres Game programmiert. Die Erwartungen sind damit übertroffen – und die Lust auf mehr geweckt. www.coolcode.io Elena Ibello

Die Kunst mit der künstlichen Bildwelt

Eine Kunst für sich sind allein die Prompts, wie die kurzen Anweisungen genannt werden, mit denen man die KI zur Umsetzung der Wünsche bewegen will. Das Resultat sind die Bildstrecke hier sowie viele der Header-Fotos bei den Beiträgen im aktuellen Webmagazin und natürlich auch in der Dossier-Bildstrecke der aktuellen Print-Ausgabe. Die Fotos haben etwas Eigenartiges bis Irritierendes. Das Fotografen-Fazit: «Immer offen bleiben für Überraschungen, weil sich ohnehin nicht genau das umsetzen lässt, was man im Kopf hat.» Das könnte auch der Leitspruch für viele wissenschaftliche Forschungsprojekte sein. Patricia Faller

Vermögensverwaltung in der Schweiz: Die Kleinen sind ganz gross

Einen Beitrag zum kontinuierlichen Erfolg und zur zunehmenden Transparenz der Schweizer Vermögensverwaltungsbranche soll die Schweizer Vermögensverwaltungsstudie der Abteilung Banken, Finanzen, Versicherungen der School of Management and Law leisten, die im Herbst erschienen ist. Die Vermögensverwaltung ist ein Eckpfeiler der Finanzdienstleister hierzulande. «Doch trotz ihrer langen Tradition und ihres Erbes scheint die Branche immer noch etwas undurchsichtig und wenig erforscht zu sein», heisst es im Vorwort. Insbesondere fehle ein quantitativer Überblick – eine Art «Branchenverzeichnis». Wealth Management – zu Deutsch Vermögensverwaltung – kann als eine von verschiedenen Instituten angebotene Beratungsdienstleistung für eine anspruchsvolle Kundschaft definiert werden. Spitzenreiter des Vergleichs sind kleinere Banken. Die BZ Bank, Globalance oder die Neue Privatbank (NPB) haben in der Gesamtwertung am besten abgeschnitten. Einige tauchen gleich in mehreren Kategorien im Spitzentrio auf. Um die Leistung zu bewerten und zu vergleichen, definiert die Studie zwölf Kennzahlen, gegliedert in vier Kategorien: Profitabilität, Effizienz, Wachstum und Kapitalausstattung. Der ZHAW Wealth Management Performance Score fasst diese Kennzahlen zu einem Gesamtscore zusammen, wobei jede Kennzahl gleichermassen beiträgt (100 Punkte [Pt.] für die beste Leistung, 0 Punkte für die schlechteste Leistung). Inhalt Patricia Faller; Grafik Patrick Oberholzer

Planetary Health Folge 5: Pixel, Pflanzen und Prozesse – wie Ernährungssysteme resilienter werden

Technologie allein wird uns nicht retten – es braucht Bewusstsein, Bildung, Verhaltensanpassung und die Kraft der Zivilgesellschaft, um die Widerstandsfähigkeit des Ernährungssystems zu stärken. Die Kombination aus traditionellem landwirtschaftlichem Wissen und modernen Technologien könnte den Schlüssel zu regenerativen und robusteren Ernährungssystemen darstellen. Wie könnte eine Fusion digitaler Innovation und regenerativer Landwirtschaft die Ernährungssysteme der Zukunft formen? Die Beobachtung beginnt in einem Raum, in dem Virtual Reality und Echtzeitdaten uns einen unmittelbaren Einblick in die Ackerböden auf der ganzen Welt geben. Intelligente Sensoren und Deep-Learning-Strukturen lassen uns in den «Moment» eintauchen, verstärkt durch den Informationsfluss von Sensoren, die alles vom Boden-pH-Wert über die Feuchtigkeit bis hin zum Mikrobiom (Gemeinschaft von Mikroorganismen im Boden, die für Nährstoffkreisläufe und Bodengesundheit essenziell sind) erfassen. Das Rückgrat dieses digitalen Ökosystems ist eine Dateninfrastruktur, die jeden Aspekt des landwirtschaftlichen Zyklus überwacht und die Wettervorhersage mit dem Zustand des obersten Meters fruchtbarer Erde ergänzt. Ziel ist es nicht nur, Feldfrüchte zu ernten, sondern gleichzeitig Daten, die zur Optimierung der Prozesse unter resilienzsteigernden Aspekten eingesetzt werden können. Mit diesen Daten werden regenerative landwirtschaftliche Praktiken gefördert, die darauf abzielen, den Boden wiederherzustellen, die Biodiversität zu erhöhen und das lokale Klima zu stabilisieren. Pflanzen werden nicht nur als Nahrungsmittel, sondern auch als entscheidende Akteure im Kohlenstoffkreislauf gesehen. Sie sind ein Teil davon und nehmen mit den Mikroorganismen, Kleinstlebewesen und der gesamten Fauna grossen Einfluss auf das Makrobiom (Gemeinschaft von makroskopischen – sichtbaren – Organismen in einem Ökosystem oder einer Umgebung). Neue Kulturen, die besser an den Klimawandel angepasst sind, werden identifiziert und gefördert. Der Übergang von der Chargen-Verarbeitung (Batch) zur kontinuierlichen Verarbeitung revolutioniert die Lebensmittelproduktion. Echtzeitdaten-Erfassungssysteme ermöglichen es, jeden Schritt im Verarbeitungsprozess zu optimieren. Vom Anpassen der Maschinenparameter aufgrund von Abweichungen der Zusammensetzung der Rohstoffe bis zur Integration von Kundenfeedback durch Analyse der sozialen Medien – vieles wird in Echtzeit gesteuert. Der Diversität der Zusammensetzung von Rohstoffen wird nicht länger mit Auslese und Ausschuss begegnet – Prozessvariationen ermöglichen Inklusion und angepasste Verwertung auf höchstem Qualitätsniveau. Das Endresultat sind Lebensmittel, die nicht nur nahrhafter, sondern auch nachhaltiger sind. Mit dem Fokus auf regenerative Prozesse entstehen Produkte, die sich sowohl für den Planeten als auch für die Menschen positiv auswirken. Durch die Verringerung von Lebensmittelverschwendung, Optimierung des Liefernetzwerks und Überwachung der Lebensmittelsicherheit erschaffen wir ein exponentielles Ernährungssystem. Ein exponentielles Ernährungssystem ist ein datengetriebener Ansatz, der durch kontinuierliche, in Echtzeit optimierte Prozesse die Effizienz und Nachhaltigkeit der Lebensmittelproduktion steigert und dabei von Technologien wie maschinellem Lernen und Echtzeitanalyse Gebrauch macht. Der Zugang zu frischen, qualitativ hochwertigen Lebensmitteln in städtischen Gebieten stellt eine enorme Herausforderung dar. Urban Farming und Aquaponik könnten hier einen Beitrag leisten. Diese Ansätze ermöglichen nicht nur den Anbau von Nahrungsmitteln in städtischen Umgebungen, sondern fördern auch die lokale Wirtschaft und verringern den ökologischen Fussabdruck durch den reduzierten Bedarf an Transport und Lagerung. Aquaponik, ein System, das den Anbau von Pflanzen und Fischen kombiniert, nutzt die Abfallprodukte der Fische als Nährstoffquelle für die Pflanzen, während die Pflanzen das Wasser filtern. Diese Kreislaufsysteme könnten sich als besonders wertvoll in Gebieten erweisen, in denen Wasser ein knappes Gut ist. Obwohl genetisch modifizierte Organismen (GMOs) kontrovers diskutiert werden, können sie die Resilienz von Pflanzen gegenüber Krankheiten, Schädlingen und extremen Wetterbedingungen erhöhen. Wissenschaftliche Untersuchungen und verantwortungsbewusste Regulierung sind hierbei essenziell, um sowohl Ernährungssicherheit als auch ökologische Integrität zu gewährleisten. Algen, Bakterien und Pilze sind und waren die unscheinbaren Helfer der Lebensmittelherstellung. Algenzuchten können in Meerwasserbecken oder Bioreaktoren hocheffiziente, proteinreiche Nahrungsgrundstoffe produzieren. Spezialisierte Mikroorganismen können aus Abfallprodukten Nahrungsmittel erzeugen. Myzel-Kulturen bieten nicht nur ernährungsphysiologische Vorteile, sondern können auch als Fleischersatz dienen. Unter Einsatz veränderter Mikroorganismen ist es möglich, Nährstoffe als Grundlage für Lebensmittel in Bioreaktoren zu erzeugen. Die Medien dafür kommen aus der Landwirtschaft – dies wird noch sehr lange notwendig bleiben. Zellkulturen können ebenfalls einen wesentlichen Beitrag zu einer dezentralen Herstellung von Lebensmitteln leisten. Während an verschiedenen Orten weltweit erste Produkte auf die Märkte und in den Konsum gelangen, müssen diese Novel-Food-Nahrungsmittel ihre Verbrauchssicherheit in Europa erst noch unter Beweis stellen. Die Herausforderungen liegen hier insbesondere bei tierischen Zellkulturen und bei den durch die Medien und Kulturbedingungen verursachten Herstellungskosten. Etwas geringer sind diese Hürden bei Fisch- und Pflanzenzellen. Auch bei diesen Kulturtechniken stammen die Nährmedien für die Ernährung der Zellen aus der landwirtschaftlichen Urproduktion. Parallel zu den urbanen Landwirtschaftsinnovationen bringt die «Exponential Food Technology» die Bedeutung von Effizienz, Nachhaltigkeit und Gesundheit in der Lebensmittelproduktion hervor. Die konventionelle Lebensmittelproduktion, charakterisiert durch Batch-Prozesse, wird durch kontinuierliche, selbstoptimierende Prozesse revolutioniert. Zu den Hauptelementen dieser Technologie gehören intelligente Sensoren, Echtzeit-Rückkopplungsschleifen, vorausschauende Wartung, Integration von Kundenfeedback, Prozessumgestaltung, Optimierung des Versorgungsnetzes, Nachhaltigkeitsmetriken und KI-gesteuerte Forschung und Entwicklung. Die Umstellung von starren, chargenbasierten Prozessen auf dynamische, anpassbare Systeme verringert Food Waste und erhöht die Prozesseffizienz. Fleischalternativen gewinnen in der modernen Ernährung immer mehr an Bedeutung. Während der traditionelle Fleischkonsum ökologische Bedenken aufwirft, bieten pflanzliche Proteine wie Linsen, Kichererbsen und Tofu sowie innovative Fleischalternativen aus Pilzen, Algen oder Insekten nachhaltigere und im ausgewogenen Ernährungsplan gesündere Optionen. Ziel ist hier, die aus den Pflanzen extrahierten Proteinpulver durch die Verwendung komplexer, wenig prozessierter Rohstoffe aus möglichst ganzen Pflanzenteilen zu ersetzen und so den teilweise hohen Verarbeitungsgrad zu vermindern. Moderne Lösungen sind oft robuster und können, wenn richtig implementiert, zu einer beständigeren Versorgungskette führen. Die Schlüsselidee ist Redundanz und Diversität in den Systemen bereits bei der Planung (by design) und beim Bau (build in), sodass ein einzelner technologischer Ausfall nicht das gesamte System lahmlegt. Ansonsten würde das Ernährungssystem noch verwundbarer, als es heute schon ist. Die Kombination von Urban Farming und Exponential Food Technology zeichnet ein Bild von einer Zukunft, in der Lebensmittelproduktion dezentralisiert, effizient und regenerativ ist. Wir sprechen von einem resilienten Ernährungssystem, bei dem sich alles um Pflanzen, Prozesse und Produkte dreht – optimiert durch die Pixel, die Daten als Grundlage intelligenter Systeme. So ist die notwendige «ökologische Wende» vielleicht zu schaffen. Die Vision ist klar: eine Welt, in der die Lebensmittelproduktion sich an die sich ständig ändernden Anforderungen anpasst, dem Klimawandel entgegentritt und gleichzeitig sicherstellt, dass möglichst niemand hungrig und die Biodiversität erhalten bleibt. In diesem Zukunftsbild ist Bildung der Schlüssel. Eine informierte Bevölkerung, die ihr Ernährungsverhalten anpasst, die Technologie versteht und ihr Potenzial ausschöpft, gepaart mit globaler Zusammenarbeit, wird sicherstellen, dass diese Vision Wirklichkeit wird. Es ist eine revolutionäre Reise, und sie hat bereits begonnen. Gisela und Tilo Hühn

Unterstützung von Entscheidungen: Wo Modelle an Grenzen stossen

Was wäre, wenn …? Diese Frage stellte sich während der Corona-Pandemie fast täglich. Was wäre, wenn eine Maskenpflicht angeordnet würde? Und später: Wenn der Bundesrat die Schliessung der Restaurants aufheben würde? Die Folgen solcher Entscheidungen sind kaum zu überblicken. Das liegt an der Eigendynamik des Systems: Dreht man an einer Stellschraube, entsteht an einem anderen Ort ein Rückkoppelungseffekt – oft zeitversetzt. So führt ein Öffnungsschritt Wochen später womöglich zu einer Überlastung der Intensivstationen in den Spitälern. Mit den Mitteln der Statistik lassen sich solche Fragen nicht beantworten. Es braucht bei derart komplexen Fragestellungen ein Modell, das in der Lage ist, mit Simulationsrechnungen die Erkenntnisse und Zahlen zu liefern, welche für den Entscheid wichtig sind. Als Physiker am ZHAW Institut für Angewandte Mathematik und Physik ist Professor Rudolf Füchslin genau darauf spezialisiert: komplexe Systeme in Modellen abzubilden. Das tat er schon für unterschiedliche Anwendungsgebiete. So entwickelte er zum Beispiel mal ein Modell zur Optimierung bestimmter Maschinentypen im Strassenbau. Ein anderes hatte zum Ziel, mit neuen Erkenntnissen der Systembiologie medizinisches Krafttraining zu verbessern. Und da war auch ein zusammen mit der ETH Zürich entwickeltes Modell, das untersuchte, wie im Fall einer Influenza-Pandemie eine begrenzte Anzahl von Impfdosen fair verteilt werden könnte. Das sei 2017 gewesen, sagt Füchslin, «eine Schubladenstudie». Sie trug den Titel «Prioritätenliste und Kontingentberechnung – Pandemievorbereitung in der Schweiz». «Das geschah im Hintergrund, quasi im Sinne einer Zweitmeinung zu den Einschätzungen der wissenschaftlichen Taskforce.» Rudolf Füchslin, Institut für Angewandte Mathematik und Physik Gut zwei Jahre später verbreitete sich aus China ein neuartiges Coronavirus – und Füchslin war mittendrin im Strudel der Covid-19-Pandemie und der Prognosen, Horrorszenarien und Beschwichtigungen. Das Bundesamt für Gesundheit benötigte dringend ein quantitatives Modell, um mit Simulationen die unterschiedlichen Interventionsmöglichkeiten und ihre Folgen auf die Ausbreitung des Coronavirus abzubilden. Es sollte neben epidemiologischen Faktoren auch soziale Kriterien berücksichtigen. Das Modell hatte zunächst die Aufgabe, die Eidgenössische Kommission für Impffragen beim Entscheid zu unterstützen, wer in welcher Reihenfolge Zugang zur Impfung erhalten soll. Später zeigte es dem Bund die Auswirkungen von neuen Virus-Varianten oder Auffrischungsimpfungen auf und lieferte schliesslich Entscheidungskriterien für die Aufhebung von Massnahmen. Das geschah im Hintergrund, quasi im Sinne einer Zweitmeinung zu den Einschätzungen der wissenschaftlichen Taskforce, deren Mitglieder im Scheinwerferlicht der Öffentlichkeit standen und sich zum Teil meinungsstark in den Medien äusserten. Schon zehn Tage nach Verhängung des Lockdowns im März 2020 hatten Füchslin und sein Team von der ZHAW grünes Licht erhalten, das Transdisciplinarity Lab der ETH sowie die Firma IQVIA beteiligten sich wiederum am Projekt. Vorgabe bei der Influenza-Studie von 2017 war die «optimale Wirkung unter Berücksichtigung von Fairnessaspekten» der Impfstrategie gewesen – kein leicht fassbares Kriterium. «Heisst das möglichst wenig Tote? Oder geht es um möglichst wenig Produktivitätseinbussen durch Krankheitstage in der Wirtschaft?», verdeutlicht der Professor das Spannungsfeld. Und wenn man davon ausgeht, dass die Schwächsten zuerst geschützt werden sollen: Wie geschieht das am besten? Eine Variante ist es, die Gruppe der Betagten und chronisch Kranken mit geschwächtem Immunsystem zuerst zu impfen. Allerdings wirkt bei ihnen die Impfung weniger gut. Oder man impft zuerst die «Verteiler» des Virus, also die aktive mittlere Generation. Damit lässt sich die Ausbreitungsdynamik wirksam brechen, was die Schwächsten gut schützt, aber nur indirekt. Ethisch problematisch daran ist, dass zuerst Menschen eine Impfung erhalten, die selbst kaum gefährdet sind. Welche Lösung ist die richtige? Die Studie von 2018 verzichtete interessanterweise darauf, eine Vorgehensweise zu favorisieren. Vielmehr zeigte sie sieben Impfstrategien und ihre Auswirkungen auf. «Es geht um einen zentralen Grundsatz: Give options, not advice!» Rudolf Füchslin, Institut für Angewandte Mathematik und Physik Das neue Corona-Modell fiel selbstredend komplexer aus. Hinzu kamen bislang unvorstellbare Massnahmen wie eine Maskenpflicht oder Lockdowns und ständig aufdatierte Erkenntnisse über das neuartige Virus oder seine Subtypen sowie über die Ansichten in der Bevölkerung, die mittels Befragungen erhoben wurden. Auch die Möglichkeit, dass eine Person das Virus schon tagelang weitergibt, bevor sie selbst Symptome hat, kam erschwerend hinzu. Als Resultat gab es auch diesmal keine Empfehlung für die Impfkommission, sondern eine Darstellung verschiedener Varianten mit den jeweils erwarteten Folgen. Warum so zaghaft? Erlaubte die «Interventionsmodellierung Plus», wie das Projekt hiess, keine klarere Aussage? Rudolf Füchslin lacht. Der Grund sei ein anderer, sagt er: «Es geht um einen zentralen Grundsatz: Give options, not advice!» Die Wissenschaft befasse sich mit Sachfragen und zeige Handlungsmöglichkeiten auf. Sie gebe keine Ratschläge, schon gar nicht würde sie entscheiden, was zu tun ist, und sie könne nicht die definitive Lösung liefern. Für Wertefragen und die politische Entscheidung seien in der Folge demokratisch legitimierte Institutionen zuständig. Seiner Meinung nach sollten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht vorsortieren: «Wir tragen ja die Verantwortung nicht, und eine klare Arbeitsteilung gibt uns auch die Freiheit, ohne Scheuklappen mögliche Lösungswege zu suchen.» Füchslin betont zugleich, dass der intensive Austausch mit den Verantwortlichen des Bundesamts viel zu einem allseitigen Erkenntnisprozess beigetragen hat. Die Impfkommission entschied sich schliesslich dazu, die Covid-19-Impfung zuerst in Pflegeheimen zu ermöglichen und anschliessend prioritär Betagten und anderen Risikogruppen zur Verfügung zu stellen. Diese Strategie schnitt im Modell dann am besten ab, wenn man die Vermeidung von Todesfällen als höchstes Ziel definierte. Es sei im Übrigen wichtig, die Möglichkeiten von Modellen realistisch einzuschätzen, gibt der Physiker zu bedenken. Oft werde eine Vorhersage wie bei der Wetterprognose erwartet: Regen am Donnerstag um 19 Uhr. Angesichts der grossen Mengen von – zum Teil widersprüchlichen – Daten mit unterschiedlicher Qualität und Auflösung seien solche Prognosen nicht möglich, sagt Füchslin. Hingegen können Modelle sehr gut mit Simulationen die Dynamik des Geschehens sichtbar machen und Handlungsmöglichkeiten aufzeigen. Man schaut: Was passiert bei den einzelnen Parametern? Dann beginnt man überhaupt erst zu verstehen, wie eine Pandemie eigentlich abläuft. Dieses Verständnis sei wichtiger als die einzelnen Prognosen oder der Worst Case. Natürlich könne man ein Coronavirus simulieren, das so ansteckend wie Masern und tödlicher als Ebola wäre. Das befriedige vielleicht einen gewissen Hang zum Desaster, ergebe aber keinen Sinn. «Corona hat gezeigt, dass es in der modellbasierten Entscheidungsunterstützung wichtig ist, die Erwartungshaltung von Politik, Medien und Wissenschaft zu reflektieren», resümiert Füchslin. Dazu gehöre auch die Frage, wie man im transdisziplinären Kontext kommuniziert und Narrative entwickelt, um auch komplizierte Sachverhalte zu vermitteln. Jedes Modell erzählt eine Geschichte. Sie hängt nicht zuletzt von den Daten ab, die zur Verfügung stehen. Nach Alter aufgelöste Daten erlauben Aussagen, ob Corona eher Ältere oder Jüngere trifft, sozioökonomische Daten werden eine andere Geschichte erzählen. Entscheidend ist deshalb, die Datenquellen vorsichtig auszuwählen. Bei der Konzeption eines Modells besteht die Kunst paradoxerweise nicht darin, die Realität möglichst komplett abzubilden. Weniger ist mehr. «Es geht darum, das Modell auf jene Inputdaten auszurichten, die mit vertretbarem Aufwand und in genügender Genauigkeit erhoben werden können», erläutert Professor Füchslin. Ein knappes Modell, das auf einer guten Datenlage aufbaut, liefert zuverlässige Aussagen. Ein allumfassendes Modell ist anfällig für Verzerrungen. Der Grund: Es basiert auf Schätzungen, wo keine Daten verfügbar sind. Auch auf Künstlicher Intelligenz basierende Modelle gewisser Exponenten scheiterten. Warum? KI funktioniere nur, wenn man grosse Mengen an Daten habe, sagt Füchslin, «und das neuartige Coronavirus zeichnete sich ja gerade durch die vielen Unbekannten und eine lückenhafte Datenlage aus». Dass sich die Konzeption der «Interventionsmodellierung Plus» bewährte, zeigen die im Mai 2021 beschlossenen Öffnungsschritte. Der Bundesrat stützte sich dabei in seinem Bericht massgeblich auf die Berechnungen des Teams um Rudolf Füchslin, seiner Kollegen der ETH und von IQVIA. Die wissenschaftliche Taskforce hingegen schätzte damals die Situation deutlich pessimistischer ein. Ihren Unkenrufen zum Trotz brach das Gesundheitssystem nicht zusammen. In der Schweiz gelang der Ausstieg aus den belastenden Corona-Massnahmen recht gut – und deutlich früher als in den umliegenden Ländern. Zum Abschlussbericht Thomas Müller

Ethische Verantwortung und Risiko des Missbrauchs

Die akademische Freiheit ist ein Grundrecht und in der schweizerischen Bundesverfassung verankert. Im Artikel 20 steht: «Die Freiheit der wissenschaftlichen Lehre und Forschung ist gewährleistet.» Was die Verfassung kurz und bündig feststellt, kann Forschende im Alltag allerdings vor Herausforderungen stellen. Das gilt insbesondere, wenn Projekte ganz oder teilweise von externen Partnern finanziert werden. Die ZHAW kooperiert mit öffentlichen Institutionen, Stiftungen oder mit Unternehmen. Denn ihr Auftrag lautet, praxisnah zu forschen. Kooperationsprojekte machen daher je nach Departement 60 bis 90 Prozent des Forschungsvolumens aus. Das Volumen kann von Jahr zu Jahr schwanken. Forschende müssen dabei jeden einzelnen Fall abwägen, ob eine Kooperation wissenschaftlichen und ethischen Standards entspricht. Hochschulinterne Richtlinien und Institutionen wie der Ethikausschuss oder die Rechtsabteilung sowie der schweizerischen Verhaltenskodex für wissenschaftliche Integrität geben dabei Orientierungshilfe (siehe Seite 46). «Wir können frei forschen, auch wenn das Geld von aussen kommt». Carmen Koch, Koordinatorin Forschung & Entwicklung am IAM Carmen Koch , Projektleiterin und Koordinatorin Forschung & Entwicklung (F&E) am IAM Institut für Angewandte Medienwissenschaft der ZHAW macht die Erfahrung, dass «wir frei forschen können, auch wenn das Geld von aussen kommt». Das gelte insbesondere, wenn die Projekte über öffentliche Stellen finanziert werden. Hier sei es selten, dass Partner ausserhalb der Hochschule eine mit-steuernde oder co-leitende Funktion einnehmen. Meist liege die Projektobhut bei der ZHAW oder anderen Universitäten, mit denen die ZHAW zusammenarbeite. «Aktuell haben wir zum Beispiel ein Projekt zur Kommunikation von Schulen mit fremdsprachigen Eltern. Hier steuern wir das Projekt, sagen, welche Erhebungen wir machen möchten und wie wir konkret vorgehen», erklärt Koch. Die beiden Partnerschulen des Projekts vermitteln Interviewpartner und -partnerinnen, stellen Räume und geben Hinweise, welche Herausforderungen sich in der Kommunikation stellen. Bei Kooperationen mit Stiftungen könne es sein, dass die Stiftung zusätzliche Aspekte in die Forschung aufnehmen wolle. «Das hat mit der Ausrichtung der Stiftung zu tun und beeinflusst nicht die Unabhängigkeit der Forschung», sagt Koch. In ihrem Institut gebe es kaum Projekte, die ethische Fragen aufwerfen, berichtet die Forschungskoordinatorin. Sie erinnert sich an ein Projekt, bei dem Tagebücher von Jugendlichen ausgewertet wurden. Damals habe der Ethikausschuss der ZHAW noch nicht existiert. Deshalb habe die Partner-Universität, die an dem Projekt beteiligt war, die ethischen Aspekte abgeklärt. «Eine Zusammenarbeit beginnt mit der Abklärung der Erwartungen aller Partner.» Adriano Nasciuti, Leiter der Abteilung Maschinenbau, Energietechnik und Aviatik Der Grossteil der F&E-Projekte an der ZHAW sind Kooperationen, bei denen die Hochschule und ein Anwendungspartner gemeinsam Drittmittel beantragen und selbst einen Teil zum Budget beitragen. Vor allem bei den Projekten die durch Innosuisse , der Innovationsförderagentur des Bundes, unterstützt werden, ist diese Partnerschaft zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ein Muss. Gemeinsam wird nach Lösungen für konkrete Fragen des Umsetzungspartners gesucht und am Ende haben beide Parteien ein Anrecht auf die Forschungsresultate: Der Partner kann sie für wirtschaftliche Zwecke nutzen, die ZHAW, um weiter auf dem Gebiet zu forschen und die Erkenntnisse in die Lehre zu übertragen. «Eine Zusammenarbeit beginnt mit der Abklärung der Erwartungen aller Partner», erklärt Adriano Nasciuti , Leiter der Abteilung Maschinenbau, Energietechnik und Aviatik. Kompetenzen, Kapazitäten und Erwartungen müssten überprüft und eine Risikoabschätzung getätigt werden, da umsetzbare Ergebnisse in der Forschung nicht garantiert werden könnten. «Wenn das nicht in Einklang gebracht werden kann, gehen wir lieber nicht auf die Zusammenarbeit ein», sagt Nasciuti, der auch Mitglied im Ethikausschuss der ZHAW ist. Ein Weg, die Forschungsfreiheit zu wahren sei, dass die ZHAW die Ergebnisse normalerweise in Forschung und Lehre nutzen könne, auch wenn kommerzielle Rechte an einen Wirtschaftspartner gingen, erklärt Andreas Binkert , Leiter Forschungs- und Entwicklungs-Support an der ZHAW School of Engineering . Allerdings müssten die Interessen der Forschungspartner berücksichtigt werden, indem zum Beispiel Ergebnisse erst veröffentlicht werden, nachdem ein Patent angemeldet wurde. «Seit einigen Jahren findet eine Sensibilisierung für ethische Fragestellungen statt» Andreas Binkert, Mitglied des Ethikausschusses der ZHAW Dass Forschungsergebnisse von Unternehmen in einem anderen Zusammenhang auch für gesellschaftlich schädliche Zwecke missbraucht werden könnten, könne man nicht immer ausschliessen, so Binkert, der auch Mitglied im Ethikausschuss der ZHAW ist. Ein Verbot einer Zusammenarbeit mit einer Firma oder einer Branche hält er für eine öffentliche Institution wie die ZHAW jedoch nicht für angemessen. Aufgrund des Mandats zur Förderung wissenschaftlicher Innovationen in heimischen Unternehmen wäre eine Verweigerung der wissenschaftlichen Zusammenarbeit mit einem Unternehmen, das sich an die schweizerischen Gesetze hält, nur sehr schwer zu rechtfertigen. So forscht die Abteilung Maschinenbau, Energietechnik und Aviatik zum Beispiel auch mit dem Flugzeughersteller Pilatus und dem Luft-, Raumfahrt- und Rüstungskonzern RUAG.«Seit einigen Jahren findet eine Sensibilisierung für ethische Fragestellungen statt», erklärt der Forschungssupportleiter. Forschende müssen beispielsweise bei Finanzierungsanträgen der Europäischen Union und des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) angeben, ob das Projekt Dual-Use-Potential hat, das heisst, ob also ein Risiko besteht, dass die Ergebnisse in einem anderen Zusammenhang missbräuchlich eingesetzt werden könnten. Tendenziell nimmt die Zahl der Projekte, die einer ethischen Abklärung bedürfen, nach Beobachtung Binkerts zu. Solche Abklärungen betreffen in erster Linie nicht die Zielsetzung, sondern vielmehr die angewendete Methode. Dieser Aspekt ist besonders in der Human- und Tierforschung kritisch und deshalb auch durch klare gesetzliche Vorschriften geregelt. Binkert verdeutlicht das an einem Beispiel, bei dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen neuen Sensor entwickeln, der auf der Haut Veränderungen im Schweiss misst. Tritt ein wissenschaftlicher Mitarbeiter auf einem Ergometer in die Pedale und wertet die Signale aus, müsse man die kantonale Ethikkommission einbeziehen, sobald Daten systematisch gesammelt werden. Dann gilt der Versuch als genehmigungspflichtige Humanforschung. Doch ab welchem Zeitpunkt ist das Daten-Sammeln «systematisch»? Schon nach ein paar Minuten Treten, um erste Signale zu testen? Oder erst später, wenn man sich sicher ist, den Versuch fortzuführen und öfter auf dem Ergometer strampelt? Manchmal stehen die Forschenden auch vor Gesetzeshürden wie in einem Fall, bei dem Sensoren für ein Fitnesshalsband für Hunde entwickelt werden sollten. Dazu musste abgeklärt werden, ob die Bewegung des Tieres genügend elektrische Energie erzeugen kann, um die Elektronik zu versorgen. «Plötzlich stellte sich die Frage, ob das ein Tierversuch ist», erinnert sich Binkert. Ethische Probleme sah bei dem Projekt zwar niemand, aber es fehlte das Wissen zur Gesetzeslage. Und so liessen die Forschenden die Finger vom Projekt zur Hundefitness. Die Beispiele zeigen, dass die Forschungsfreiheit doch die ein oder andere Grenze hat. Judith Raupp

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