Digitale Nachhaltigkeit

Ringvorlesung Nachhaltigkeit in Design und Kunst
Digitale Nachhaltigkeit
6. November 2019
Dr. Matthias Stürmer
Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeit
Institut für Informatik
Universität Bern

Ringvorlesung Nachhaltigkeit in Design und Kunst: Digitale Nachhaltigkeit
26. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeit
Matthias Stürmer
> Seit 2013 Leiter der Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeit am Institut für Informatik
der Universität Bern, dazu Dozentur für Digitale Transformation am Institut für Informatik
und Dozentur für Digitale Nachhaltigkeit am Institut für Wirtschaftsinformatik
> 2010 bis 2013 bei EY (Ernst & Young) als Senior Consultant bzw. Manager im IT Advisory:
Beratung zu Open Source Software, Open Government Data und Social Media
> 2009 bis 2010 Business Development und Projektleiter bei Liip AG
> 2006 bis 2009 Assistent an der ETH Zürich bei Prof. Georg von Krogh
am Lehrstuhl für Strategisches Management und Innovation (D-MTEC)
> 2000 bis 2005 Studium Betriebswirtschaft und Informatik an der
Universität Bern, Lizenziatsarbeit zu Open Source Community Building
> Seit 2017 Mitglied Arbeitsgruppe Smart Capital Region der Hauptstadtregion Schweiz
> Seit 2016 Präsident Verein Digital Impact Network
> Seit 2012 Vorstandsmitglied und Mitgründer Verein Opendata.ch
> Seit 2011 Stadtrat von Bern
> Seit 2009 Geschäftsleiter Parlamentarische Gruppe Digitale Nachhaltigkeit
> Seit 2006 Vorstandsmitglied Verein CH Open
Dr. Matthias Stürmer
Leiter Forschungsstelle
Digitale Nachhaltigkeit
Universität Bern
Institut für Informatik
Schützenmattstrasse 14
CH-3012 Bern
Telefon direkt: +41 31 631 38 09
Mobile: +41 76 368 81 65
Tel: +41 31 631 38 79 (Sekretariat)
Twitter: @maemst
matthias.stuermer@inf.unibe.ch
www.digitale-nachhaltigkeit.unibe.ch

> Forschungsstelle am Institut für Informatik, Team von über 20 Mitarbeitenden
> Forschung (u.a. laufendes SNF-Projekt) zu digitaler Nachhaltigkeit, Open
Source Software, Blockchain und Smart Contracts, Open Data und Linked
Data, Open Government und Smart City, öffentliche Beschaffungen
> Vorlesungen und Übung zu Open Data (siehe https://opendata.iwi.unibe.ch),
Requirements Engineering, Betreuung von über 100 abgeschlossener
Bachelor- und Masterarbeiten, Dozent in zahlreichen CAS und MAS
> Praxis-Angebote zu öffentlichen Beschaffungen: CAS ICT-Beschaffungen,
IT-Beschaffungskonferenz, Weiterbildungstage, Roundtables,
Plattformen www.beschaffungsstatistik.ch und www.intelliprocure.ch
> Dienstleistungen (Beratung, Gutachten, Studien, Prototyping) für
Hochschulen, Bundesverwaltung, Kantone, Städte, Firmen und Verbände
> Zusammenarbeit mit Hauptstadtregion Schweiz (Smart Capital Region),
Parldigi, Digital Impact Network, CH Open, Opendata.ch etc.
www.digitale-nachhaltigkeit.unibe.ch

Konzept der digitalen Nachhaltigkeit
1. Status Quo der Digitalisierung
2. Nachhaltigkeit und Digitalisierung
3. Voraussetzungen der digitale Nachhaltigkeit

86. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale NachhaltigkeitAPA/AFP/MARK RALSTON
2019

Problematiken der Digitalisierung
> Verlust von oder kein Zugang zu Informationen
> Informationsüberflutung
> Fake News, Falschinformationen
> Gefährdung des Datenschutz
> Hacker-Angriffe
> Abhängigkeit von
IT-Konzernen

Link: https://finanzmarktwelt.de/facebook-apple-amazon-microsoft-und-google-sind-mehr-wert-als-das-bip-deutschlands-92179/

Links: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_GDP_(nominal)
https://www.msn.com/en-us/money/
13. Oktober 2019

196. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale NachhaltigkeitQuelle: Der Bund, 9. Oktober 2019 https://www.derbund.ch/digital/adobe-zieht-venezuela-den-software-stecker/story/24687557

A) Konzept der digitalen Nachhaltigkeit

Nachhaltige Entwicklung
> Ursprüngliche Idee: Nur so viele Bäume
fällen wie nachwachsen können.
(Hans Carl von Carlowitz, 1713)
> Definition im Brundtland Bericht, 1987:
„Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die
die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne
zu riskieren, dass künftige Generationen ihre
eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können.“

Volkswirtschaft
Menschen
Schützenswerte Ressourcen
Umwelt
Wissen

Zwei Seiten von Digitalisierung und Nachhaltigkeit
1. Nachhaltige Digitalisierung: Digitalisierung als
Mittel zum Zweck für die nachhaltige Entwicklung
a) Potential der Digitalisierung nutzen um Ressourcen zu sparen:
bspw. Video-Konferenzen um Flugreisen zu vermeiden
b) Negative Konsequenzen der Digitalisierung minimieren:
bspw. Green IT um Strom in Rechenzentren zu sparen,
faire Arbeitsbedingungen bei Herstellung von Smartphones

Heutiger Stromverbrauch der Digitalisierung
> Energieeffizienz nimmt ständig zu, aber
Rechenleistung auch  beide Effekte
neutralisieren sich nahezu
> Anzahl Computer wächst gewaltig,
pro Jahr ca. 1 Milliarde Geräte mehr
> Endgeräte, Rechenzentren und
Kommunikationsnetze brauchen jährlich
rund 1230 TWh inkl. Energie für
Herstellung  rund 5% des weltweiten
Stromverbrauchs
Quelle: https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/03/wieviel-strom-braucht-das-internet.html

Künftiger Stromverbrauch der Digitalisierung
> Wachsende Datenmengen
> Wachsende Online-Nutzung
> Viele neue Rechenzentren
> Verbrauch von Elektrizität
könnte bis 7 TWh in 2025
steigen
> Wachsender CO2-Ausstoss
durch Kohlekraftwerke
Quellen:
Andrae 2019 https://www.researchgate.net/publication/332111132_Prediction_Studies_of_Electricity_Use_of_Global_Computing_in_2030
Shift 2019 https://theshiftproject.org/wp-content/uploads/2019/03/Lean-ICT-Report_The-Shift-Project_2019.pdf

Weitere Probleme der Digitalisierung
> Rohstoffe
> Fabrikarbeit
> Electronic Waste
Quellen:
Die Welt 2016 https://www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article151650363/Nach-diesem-Handyrohstoff-buddeln-Kinder-metertief.html
BBC 2014 https://www.bbc.com/news/business-30532463 - Wired 2014 https://www.wired.com/2014/12/product-design-and-recycling/

316. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeithttps://www.faircustomer.ch/circle-the-sustainable-shop/de/buero-green-it/13747-batterie-fairphone-3.html

Zwei Seiten von Digitalisierung und Nachhaltigkeit
1. Nachhaltige Digitalisierung: Digitalisierung als
Mittel zum Zweck für die nachhaltige Entwicklung
a) Potential der Digitalisierung nutzen um Ressourcen zu sparen:
bspw. Video-Konferenzen um Flugreisen zu vermeiden
b) Negative Konsequenzen der Digitalisierung minimieren:
bspw. Green IT um Strom in Rechenzentren zu sparen,
faire Arbeitsbedingungen bei Herstellung von Smartphones
2. Digitale Nachhaltigkeit: Digitalisierung als
Gegenstand (Zweck) der nachhaltigen Entwicklung
a) Potential der Digitalisierung nutzen um freies Wissen zu verbreiten: bspw. Open Content
wie Wikipedia, OpenStreetMap etc. ist für alle Menschen zugänglich
b) Negative Konsequenzen der Digitalisierung minimieren: bspw. Open Source Software
nutzen um Abhängigkeiten von IT-Herstellern zu reduzieren

Paradigmen-Wechsel nötig
Ziel der digitalen Nachhaltigkeit:
Den Nutzen der Digitalisierung
für die gesamte Menschheit von
heute und morgen maximieren
(intragenerationelle und
intergenerationelle Gerechtigkeit)

Historisches Beispiel
> «Golden Record» (Schallplatte)
auf den 1977 gestarteten
Raumsonden Voyager 1 und 2
> 116 Bilder, dazu Töne, Musik etc.
> Heute ca. 20 Mrd. km weit weg
> Platte hat Lebensdauer von ca.
500 Millionen Jahren

Beispiel Atomsemiotik
Link: https://www.spektrum.de/news/ein-warnschild-ohne-halbwertszeit/1160215

Verlust von Wissen ist eine Realität
Link: https://www.oecd-nea.org/rwm/docs/2014/rwm-r2014-3.pdf

A) Konzept der digitalen Nachhaltigkeit

10 Voraussetzungen für digitale Nachhaltigkeit
Quelle:
Stuermer, M., Abu-Tayeh, G. and Myrach, T.
(2017). Digital sustainability: basic conditions
for sustainable digital artifacts and their
ecosystems, Sustainability Science 12:
247-262. doi:10.1007/s11625-016-0412-2
A
B
C

1. Ausgereiftheit
> Ausgereiftheit umfasst
Verständlichkeit, Vollständigkeit,
Korrektheit, Modularität, Integrität,
Präzision, Sicherheit etc. von
digitalen Gütern
> Hohe Qualität von digitalen Gütern
schafft direkten Nutzen von deren
Anwendern und erleichert künftige
Verbesserungen
A

25. Oktober 2019
Anzahl registrierte Beitragende:
5’772’526
Anzahl Strassen:
615’492’498
Anzahl GPS Punkte:
7’548’135’577
Quelle: OpenStreetMap
http://www.openstreetmap.org/stats/data_stats.html
Beispiel OpenStreetMap

Google MapsOpenStreetMap
Hohe Qualität von OpenStreetMap (und freie Anzeige…)
Link: http://tools.geofabrik.de/mc/#18/46.9483/7.4390&num=2&mt0=mapnik&mt1=google-map

2. Transparente Strukturen
> Technische Offenheit des digitalen Guts:
— Detaillierte Spezifikation der
Datenstrukturen und Formate
— Offen zugänglicher Software-Quellcode
— Offen zugängliche Informations-
Architektur und Dokumentation
> Transparenz ermöglicht Kontrolle und
Verbesserungen durch die Öffentlichkeit
was zu mehr Vertrauen und weniger
Fehler führt
A

3. Semantische Daten
> Semantische Informationen (Meta-Daten,
Ontologien) sind maschinenlesbare
und/oder für Menschen verständliche
Angaben über ein digitales Gut
> Mit semantischen Informationen
kann Wissen besser absorbiert,
weiterverarbeitet, interpretiert und
weiterentwickelt werden
A

5 Star Open Data
Quelle: http://5stardata.info
make your stuff available on the Web
(whatever format) under an open license
make it available as structured data
(e.g., Excel instead of image scan of a table)
use non-proprietary formats
(e.g., CSV instead of Excel)
use URIs to denote things,
so that people can point at your stuff
link your data to other
data to provide context

Linked Data Format RDF

Linked Open Data

4. Verteilte Standorte
> Digitale Güter sind bspw. als
redundate Server oder Peer-to-Peer
mehrfach an physisch
unterschiedlichen Orten gespeichert
> Abhängigkeit von einem einzigen
Standort wird reduziert
> Langfristige Verfügbarkeit der
digitalen Güter verbessert
A

Blockchain / Distributed Ledger Technology

Link: https://ipfs.io

5. Freie Lizenz
> Allen ist erlaubt, digitales Gut zu nutzen und
zu verändern
> Bereits erschaffenes Wissen kann beliebig
wiederverwendet werden  «Standing on
the shoulders of giants»
> Gesellschaft profitiert durch freie
Zugänglichkeit des digitalen Wissens und
Vermeidung von «Rad neu erfinden»
> Offene Frage: mit oder ohne Copyleft?
B

Open Source Software Lizenz
Ein Software-Produkt wird als Open Source Software
bezeichnet, wenn es unter einer der rund 70 Lizenzen
veröffentlicht ist, welche durch die Open Source Initiative
(OSI, www.opensource.org) abgesegnet sind.
Alle Open Source Lizenzen geben vor:
1. Software darf beliebig eingesetzt werden
2. Quellcode der Software ist zugänglich
3. Software darf beliebig kopiert und verbreitet werden
4. Software darf verändert und der veränderter Form
weitergegeben werden
Quelle: http://www.opensource.ch/oss-knowhow/details/kbarticle/open-source-software-im-geschaeftskritischen-einsatz/
Anwender
Anbieter
Open
Source
Lizenz
Anwender
Anwender
Open Source
Software mit
Quellcode

https://commons.wikimedia.org

6. Geteiltes Wissen
> Know-How, Kenntnisse und Erfahrungen
über digitale Güter (tacit knowledge) sind
verteilt auf viele Personen aus
unterschiedlichen Organisationen
> «Wissens-Abhängigkeit» von wenigen
Personen, Firmen und anderen
Organisationen wird reduziert
> Beiträge von vielen zu digitalen Gütern
werden ermöglicht
B

Explizites Wissen vs. tazites Wissen
Explizites Wissen (explicit knowledge)
> Quellcode, Dokumentation etc.
> Handbücher, Anleitungen etc.
> Daten, Berichte, Grafiken etc.
Implizites Wissen (tacit knowledge)
> Erfahrung, Fähigkeiten, Skills etc.
> Ansichten, Verständnis, Modelle etc.
> Intuition, Ideen, Emotionen etc. Quelle: Michael Polanyi, 1966 «The logic of tacit inference»

7. Partizipations-Kultur
> Alle kompetenten Leute mit
konstruktiven Beiträgen können an
Weiterentwicklung des digitalen
Guts partizipieren (Community)
> Peer-review Prozesse stellen
Qualität sicher
> Ökosystem um digitales Gut stellt
Partizipations-Kultur sicher
B

Beispiel Linux Entwicklung
Letzte 12 Monate
29. April 2018 – 29. April 2019
Beitragende: 4009 Personen
Verbesserungen: 134’553 Commits
Grösse: 35,505,858 lines of code
Quelle: OpenHub
https://www.openhub.net/p/linux

Zusammenarbeit in Open Source Projekten

8. Faire Führungsstrukturen
> Kontrolle über digitales Gut liegt nicht bei
einer Person oder Organisation sondern
ist dezentral organisiert
> Faire Governance-Prozesse (Wahlen
etc.) regeln Verantwortlichkeiten
> Offene Frage: Je grösser der Beitrag,
umso grösser die Kontrolle (Meritokratie)
oder «alle haben eine Stimme»
(Demokratie)?
B

Meritokratie in Open Source Projekten

9. Breit abgestützte Finanzierung
> Finanzierung der technischen
Infrastruktur, Personal etc. erfolgt
durch verschiedene Akteure
> Breit abgestützte Finanzierung
schafft Unabhängigkeit von einer
einzelnen Organisation und
reduziert Interessenskonflikte
B

Beispiel Wikipedia und Wikimedia Foundation
Quellen: https://wikimediafoundation.org/about/financial-reports/ https://meta.wikimedia.org/wiki/Fundraising/2017-18_Report
Financial Statements
Jährliche Einnahmen von Wikimedia:
Fundraising Report
Durchschnittliche Spendengrösse:

10. Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung
> Digitales Gut und dessen Ökosystem leisten
Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung
> Schaffen und Nutzen von digitalen Gütern
verbraucht natürliche und soziale
Ressourcen. Sind diese nachhaltig?
(bspw. erneuerbare Energiequellen)
> Herausforderung: Anwendung von digitalen
Gütern kann nachhaltige Entwicklung
fördern oder beeinträchtigen
C

696. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale NachhaltigkeitLink: https://iatistandard.org

706. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale NachhaltigkeitLink: https://opensourceseeds.org/die-open-source-lizenz

716. November 2019 – Dr. Matthias Stürmer, Forschungsstelle Digitale NachhaltigkeitLink: http://www.opensourcepharma.net

Parlamentarische Gruppe Digitale Nachhaltigkeit
www.parldigi.ch

6 politische Schwerpunkte von Parldigi
Open
Source
Software
Open
Standards
Open
Government
Data
Open
Access
Open
Content
Open
Internet

Digitale Nachhaltigkeit

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