Roboter als Ordner, Kameras mit künstlicher Intelligenz und das Laser-System der Kampfrichter beim Bodenturnen. Bei den Olympischen Spielen in Tokio präsentierte Japan bahnbrechende Technologien

Die Olympischen Sommerspiele sind ein Ereignis von gewaltigen Dimensionen. Vertreter (fast) aller Staaten der Welt wetteifern in Dutzenden von Sportdisziplinen um Ruhm, Rekorde und Medaillen, bei einer Veranstaltung, in die Unsummen investiert werden und die für Milliarden von Zuschauern übertragen wird. Die Technologie muss den gewaltigen Herausforderungen gerecht werden, vor die sie ein Ereignis dieser Größenordnung stellt.

Bei den vorigen Olympischen Sommerspielen, die Japan ausgerichtet hatte, den Spielen in Tokio 1964, wurden viele sportliche Rekorde gebrochen, doch die technologischen Rekorde waren für die Welt nicht weniger verblüffend. Erstmals in der Geschichte wurden Live-Fernsehbilder transkontinental ausgestrahlt, vom Rand Asiens bis an die entferntesten Orte in Amerika, Europa und Australien. Ermöglicht wurde das durch den ersten geostationären Kommunikationssatelliten, also einen Satelliten, dessen Umlaufgeschwindigkeit um die Erde gleich der Geschwindigkeit der Erddrehung ist, sodass er über einem festen Punkt schwebt und eine kontinuierliche Kommunikation mit Sendestationen auf dem Boden ermöglicht. Bis dahin mussten Aufnahmen von den Spielen physisch mit Fahrzeugen oder Flugzeugen versandt werden, um an ihre Ziele zu kommen, und wenn sie die Zuschauer erreichten, wusste man schon, wer gewonnen hatte. Die Satellitenübertragungen fesselten die Zuschauer an ihre Bildschirme und ermöglichten es ihnen, in Echtzeit mitzuerleben, wie Rekorde aufgestellt wurden.

Moderner experimenteller Kommunikationssatellit aus der Reihe Syncom | Foto: NASA, gemeinfrei
Die Übertragungen der Olympischen Spiele kamen ohne Verzögerung auf die Bildschirme. Moderner experimenteller Kommunikationssatellit aus der Reihe Syncom | Foto: NASA, gemeinfrei

Im Vorfeld der Spiele stellten die Japaner auch den berühmten „Gewehrkugelzug“ (Tōkaidō Shinkansen) fertig, der als erster kommerzieller Hochgeschwindigkeitszug der Welt gilt. Er überschritt mithilfe elektrischer Motoren die 200-km/h-Marke und verband die großen Städte Japans durch moderne Geleise mit minimaler Reibung. Zu diesen Neuerungen kamen Fernsehübertragungen in Farbe, eine fortgeschrittene Foto-Finish-Technologie zur Feststellung des Siegers bei knappen Rennen, automatische Stoppuhren und eine gewaltige Verbesserung der Infrastrukturen hinzu. Das Vermächtnis der Olympischen Spiele etablierte Japan als friedliebendes Land und als technologische Großmacht, wiederauferstanden nach dem 19 Jahre zuvor im Zweiten Weltkrieg erlittenen Debakel.

Jetzt brannten die Japaner darauf, die Welt ein zweites Mal zu beeindrucken und uns zu zeigen, wie futuristische Technologie dazu beitragen kann, die Zukunft der Welt zu sichern.

Eine Wolke von Übertragungen

Das „technologische Wunder“ von 1964 reichte nur für 30 Stunden an Fernseh-Direktübertragungen. Nunmehr, bei den Spielen 2021, konnten wir mehr als 9000 Stunden an Inhalten konsumieren, zum Teil von ganz neuer Art, und zur Gänze mit 4K-HDR-Technologie produziert. Das bedeutet einen Anstieg von fast einem Drittel beim Umfang der übertragenen Inhalte im Vergleich mit den Olympischen Spielen in Rio 2016. Trotzdem versichern die Organisatoren, dass der CO2-Fußabdruck des Sendesystems, also die Menge des in die Atmosphäre ausgestoßenen Treibhausgases Kohlenstoffdioxid, die zur Erzeugung der für die Übertragungen notwendigen Energie erforderlich war, umgekehrt um fast 30 Prozent reduziert wurde. All das geschah unter den komplizierten Auflagen des Kampfes gegen die Corona-Pandemie. Nach den Worten von Yiannis Exarchos, Generaldirektor der Olympic Broadcasting Services, „war das nur dank der breiten Nutzung von Internet-Diensten möglich, insbesondere von Cloud-Diensten“.

Die Olympic Broadcasting Services benutzten eine cloudbasierte Plattform, die es Fernsehkanälen in aller Welt erlaubten, Inhalte in Echtzeit zu empfangen und sie sogar aus der Entfernung zu verarbeiten und zu produzieren, mittels zahlreicher leistungsfähiger Datenzentren. Diese Vorgangsweise sollte die Aktivitäten des internationalen Sendezentrums in Tokio im Vergleich mit dem Sendezentrum bei den Spielen in Rio 2016 um fast ein Viertel reduzieren, und damit auch die Zahl der Kommentatoren und Techniker. „Wir wollen es vermeiden, in Tokio Server einzusetzen und umfangreiche Ausrüstung aufzubauen, für Dinge, die man aus der Entfernung machen kann“, sagte Exarchos.

Ähnlich wie bei Video-Cloud-Diensten, wie etwa Netflix, waren die zahlreichen Inhalte, die während der Olympischen Spiele produziert wurden, nach Bedarf abrufbar, auf einer Reihe von digitalen Plattformen. So konnte jeder Zuschauer und jede Fernsehstation selbständig Sportprogrammpakete zusammenstellen, die ihren Interessengebieten und Sendeerfordernissen entsprachen, und alles in Echtzeit.

​Mehr abrufbare Inhalte und weniger Schaden für die Umwelt durch Übertragungen dank Einsatz der Cloud-Technologie | Illustration: Blackboard, Shutterstock
Mehr abrufbare Inhalte und weniger Schaden für die Umwelt durch Übertragungen dank Einsatz der Cloud-Technologie | Illustration: Blackboard, Shutterstock

Die Abbildung der Realität übertrifft die Fantasie

Zusätzlich zu den Übertragungsmethoden werden auch die Aufnahmesysteme immer raffinierter und umfassen eine Vielzahl neuer Technologien. Virtual-Reality-Aufnahmen im Winkel von 360 Grad dokumentieren das Geschehen aus allen Richtungen, und ein Computer verbindet die Videoteile ähnlich wie bei einer Panoramafotografie. So können die Zuschauer die Richtung wählen, in die sie blicken, und alles so erleben, als befänden sie sich an dem strategischen Punkt, an dem die Kamera platziert wurde. Die Virtual-Reality-Aufnahmen sind in den letzten Jahren perfektioniert worden und ausgereift, und in diesem Jahr sehen wir eine Steigerung ihres Umfangs und ihrer Qualität. Man kann diese Videos auf Smartphones mit speziellen Adaptern abspielen oder sie mithilfe von Brillen und angepassten Bildschirmen ansehen.

Fortgeschrittene Rechnersysteme werden auch bei anderen Aufnahmen eingebunden. Künstliche Intelligenz und vier mobile Kameras analysieren die komplexen Bewegungen der Sportler und ermöglichen es den Zuschauern, den Trainerteams und den Sportlern selbst, neue Erkenntnisse über die Abläufe zu gewinnen, schon in der Phase der Wiederholung. Die Technologie ähnelt den Entwicklungen, die in den letzten Jahren Eingang in einen Teil der Ballsportarten gefunden haben, und wird wohl auch bei der Beobachtung von Sprintbewerben in den Leichtathletikstadien gebräuchlich werden.

Doch selbst diese Technologie ist den Kampfrichtern bei Gymnastik-Bewerben nicht gut genug. Sie müssen nicht nur aufpassen, um während der Verfolgung der komplexen und raschen Bewegung der Turnerinnen und Turner nicht die Übersicht zu verlieren, sondern gleichzeitig auch sorgfältig verschiedene Variablen im Auge behalten, sich die Übungsreihen merken und die Leistungen der Athleten in Echtzeit bewerten.

Sprinterin mit Virtual Reality-Brillen | Foto: sutadimages, Shutterstock
Der Einsatz von Virtual Reality und künstlicher Intelligenz verbreitet sich im Leistungssport. Sprinterin mit Virtual Reality-Brillen | Foto: sutadimages, Shutterstock

Experimentelle Entwicklungen, die in den letzten Jahren getestet wurden, erreichten eine zufriedenstellende Genauigkeit bei der Erfassung dieser Bewegungen anhand von Klebestreifen und Sensoren, die am Körper der Turner befestigt wurden, aber sie beim Ausführen der Übungen störten. Deshalb wurde ein dreidimensionales Laser-System entwickelt, das in jeder Sekunde die Position von rund zwei Millionen Punkten am Körper des Athleten analysiert. Künstliche Intelligenz liefert eine präzise Analyse der Übung und ermöglicht so eine genauere Bewertung und verbesserte Trainingstechniken.

Künstliche Intelligenz ist sogar in das Fanerlebnis eingedrungen, obwohl dieses Jahr wegen der Corona-Pandemie bei den Olympischen Spielen kein Publikum zugelassen war. Mithilfe von künstlicher Intelligenz wurde der offizielle Soundtrack der Olympischen Spiele in Tokio produziert. Er basiert auf mehr als tausend Klängen, die Elemente von Sport, Natur, japanischem Alltag und lokaler Kultur repräsentieren.

Darüber hinaus schufen die Organisatoren der Olympischen Spiele eine volle Darstellung der Stadien und anderer Sportanlagen, um es den Sportlern, den Sendungsproduzenten und dem Publikum zu ermöglichen, sich besser auf die Spiele vorzubereiten und sich im Labyrinth der Korridore zurechtzufinden. Ein zellulares Netz der fünften Generation (5G) übertrug spektakuläre Hologramme von den Vorgängen an den Sportstätten. Zum Teil hatte die Bildauflösung der Sportübertragungen den Standard 8K, der manchmal das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges übersteigt.

Roboterfreundschaft

Das Netz der fünften Generation half Japan auch, einen der technologischen Bereiche hervorzuheben, in denen es weltweit führend ist – die Robotik. Die für die Olympischen Spiele entwickelten Roboter wurden mit dem Ziel designt, die Organisation des gewaltigen Sportereignisses zu erleichtern und Arbeitskräfte einzusparen. So halfen Roboter bei der Rückführung der im Leichtathletikstadion geworfenen Hämmer und Speere. Andere wurden für die Unterhaltung geplant, sodass etwa Zuschauer in aller Welt sich so fühlten, als wären sie selbst im Stadion, und mit den Sportlern plaudern konnten.

Die Roboter waren eines von mehreren Mitteln der „virtuellen Anfeuerung“, wie etwa das Abspielen von Applaus-Videos in den Stadien und die Schaffung einer Welt-„Jubelkarte“. Zudem wurden Ordner-Roboter entwickelt, deren Dienste dann aber fast nicht benötigt wurden, weil die Spiele für Publikum nicht zugänglich waren. Diese Roboter können Auskunft geben, Essen servieren, Zuschauer zu ihren Plätzen führen und sogar Behinderten bei der Fortbewegung mit dem Rollstuhl helfen.  

Schließlich gibt es auch eine Robotik-Entwicklung, wie sie bisher nur der Science Fiction vorbehalten war: Ein Exoskelett-Anzug stärkt die Verbindung zwischen Mensch und Maschine und half den japanischen Trägern, schwere Lasten zu heben und insbesondere bei den Gewichtheberbewerben die Gewichtscheiben zu laden.

So beschrieb der Leiter des Robotik-Projekts der Olympischen Spiele, Hirohisa Hirukawa, seine Robotik-Vision: „Ich möchte den Menschen zeigen, dass Roboter wirklich helfen. Sie sind nicht nur zur Unterhaltung da. Ich strebe danach, dass die Menschen in der Zukunft sagen, ‚den Robotern, die wir bei den Olympischen und Paralympischen Spielen gesehen haben, begegnen wir jetzt überall im Alltagsleben‘“.

Ein System von elektrischen autonomen Fahrzeugen verband die Sportanlagen und diente den Besuchern des Olympischen Dorfs. Die Mitarbeiter der Olympischen Spiele bewegten sich mit 500 Elektroautos von Ort zu Ort, welche mit Wasserstoffzellen angetrieben wurden, die Strom erzeugen, ohne Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid oder andere Schadstoffe auszustoßen.

Die Japaner benutzten das Medienecho der Spiele auch dazu, um der Welt eine neue Magnetschwebebahn (Maglev) zu präsentieren, die alle Landgeschwindigkeitsrekorde brach, wenn sie auch erst in sechs Jahren kommerziell eingesetzt werden wird. Die Bahn verringert die Reibung mit den Schienen mithilfe einer Schwebetechnologie, die Supraleiter verwendet, und erreicht eine Geschwindigkeit von 600 km/h.

Alle diese Anlagen und Geräte verband das Internet der Dinge, das auf dem Mobilfunk der fünften Generation basiert, neben Sensoren und fortgeschrittenen Datenanalysesystemen. Das System war auch für die Integration in das Sicherheitsnetzwerk der Sportanlagen angelegt, mit intelligenten Kameras zur Erkennung der 300.000 Angehörigen der Arbeitsteams und Sportlerdelegationen. Uns, den Zuschauern, blieb nur noch, die Olympischen Spiele und die modernen Entwicklungen zu genießen und uns zu fragen, was die „intelligenten Olympischen Spiele“ uns über die Welt der Zukunft gelehrt haben.