Quelle: dataMatters

Dr. Daniel Trauth setzt sich für die digitale Souveränität europäischer Kommunen bei der Entwicklung von Smart Cities ein und warnt vor einer Abhängigkeit von US- und chinesischen Digitalkonzernen, indem er mit urbanOS ein vollständig in Deutschland entwickeltes Betriebssystem und europäische Sensoren verwendet. Die erfassten Daten werden ausschließlich anonymisiert und DSGVO-konform verarbeitet, wobei moderne Technologien wie Federated AI und Edge Computing zum Einsatz kommen, sodass keine personenbezogenen Informationen übertragen werden. Durch den gezielten Einsatz von KI können Städte nachhaltiger und effizienter gestaltet werden, was sowohl Klima und Umwelt als auch die kommunalen Haushalte entlastet und innovative Lösungen wie intelligente Müllbehälter oder KI-gestützte Bewässerung von Stadtgrün ermöglicht.

Startup der RWTH Aachen legt Konzept für »Smart Cities unter europäischer Souveränität« vor.

Firmengründer Dr. Daniel Trauth will »digitale Souveränität der Kommunen« schützen.

Dr. Daniel Trauth, Geschäftsführer dataMatters GmbH / Quelle:dataMatters GmbH

»Die Kommunen dürfen sich bei der Entwicklung in Richtung Smart City nicht von US-Digitalkonzernen abhängig machen, wie es in der Öffentlichen Verwaltung im Bürobereich bereits weitgehend der Fall ist«, warnt der Smart-City-Experte Dr. Daniel Trauth. Sein Unternehmen dataMatters, eine Ausgründung der RWTH Aachen, hat ein »europäisches Konzept für die Smartisierung von Städten und Landkreisen« entwickelt. Er ordnet ein: »Die digitale Souveränität Europas gehört zu den wichtigsten geopolitischen Zielen unserer Zeit. Daher ist es von immenser Bedeutung, dass die Transformation der Kommunen zu Smart Cities nicht zu einer neuen Abhängigkeit von den USA oder von China führt.«

Der Chef des RWTH-Startups begründet seine Befürchtung beispielhaft anhand des neuen »Project Prometheus« des US-Milliardärs Jeff Bezos. Erklärtes Projektziel: »die Verbindung zwischen KI und physischer Welt neu definieren«. Dabei übernimmt Bezos nach seinem Rückzug als Amazon-Chef 2021 erstmals wieder als Co-CEO eine operative Führungsrolle, was Dr. Daniel Trauth als Indiz für die Bedeutung von Prometheus wertet. Er erklärt die Hintergründe: »Real-world AI, von Nvidia-CEO Jensen Huang auch als ›Physical AI‹ bezeichnet, ist die nächste Mega-Entwicklung nach GenAI. Was generative KI im Büro ist, wird Real-world AI im realen Leben werden – und dazu gehören Smart Cities.«

Heute das Fundament für souveräne Smart Cities legen

Bei der städtischen »Smartisierung« wird das urbane Leben über Sensoren überall in einer City erfasst, an ein Datenzentrum übermittelt und dort mittels künstlicher Intelligenz ausgewertet; die Ergebnisse werden den kommunalen Entscheidungsträgern fortlaufend zur Verfügung gestellt. Langfristig könnten anhand der Ergebnisse über Entscheidungsgrundlagen hinausgehend möglicherweise auch autonome Fahrzeuge etwa zur Straßenreinigung oder – noch längerfristig – städtische Roboter gesteuert werden. »Was heute noch wie Science Fiction klingt, wird in den nächsten Jahren und Jahrzehnten allmählich Realität werden«, blickt Dr. Daniel Trauth in die Zukunft, »in Asien kann man schon die ersten Anfänge auf den Straßen sehen.« Er mahnt: »Jetzt in der Anfangsphase werden die Wurzeln gelegt für eine europäische Souveränität auch auf kommunaler Ebene, um nicht in die nächste Abhängigkeitsfalle zu geraten.«

Vor diesem Hintergrund hat das RWTH-Startup ein Betriebssystem für Smart Cities namens urbanOS entwickelt – »zu hundert Prozent in Deutschland programmiert«, wie Dr. Daniel Trauth versichert. Die von dataMatters eingesetzten Sensoren kommen nach seinen Angaben ebenfalls aus Europa. »Sensoren von außerhalb der EU wären etwas preiswerter, aber dafür sehr viel gefährlicher«, sagt er und führt aus: »Die Sensoren in einer Smart City erfassen letztlich das gesamte urbane Leben, und das wollen die Kommunen sicherlich nicht nach China oder in die USA übermitteln.«

Keine personenbezogenen Daten erfasst

So können im Rahmen von Smart-City-Projekten beispielsweise Fußgängerbewegungen und Verkehrsströme erfasst, der Öffentliche Personennahverkehr bis auf Sitzplatzebene in Bussen und Bahnen analysiert oder die Parkraumbewirtschaftung durch Kameras optimiert werden. »Das sind sensible Informationen, die nicht in chinesische oder US-amerikanische Hände gehören«, stellt Dr. Daniel Trauth klar. Er erläutert: »Beim dataMatters-Konzept werden die erfassten Daten ausschließlich anonymisiert ausgewertet. In den eingesetzten Kameras verwandelt eine lokale KI-Software die Aufnahmen sofort in anonyme Zähldaten, so dass keinerlei Bild- oder Videodaten übertragen, geschweige denn, gespeichert werden. Es werden lediglich sogenannte Objektklassen wie Fußgänger, Radfahrer, Straßenbahnen, Pkw oder Lkw erfasst, ohne Gesichter, Kennzeichen oder andere personenbezogene Merkmale.«

Für technisch Interessierte: dataMatters setzt dabei auf eine Kombination aus »Federated AI« und »Edge Computing«. »Föderierte künstliche Intelligenz« bezeichnet KI-Modelle, die Daten auf den Geräten, mit denen sie erfasst werden, gleich verarbeiten, statt alles zentral zu sammeln. Dadurch lassen sich vortrainierte KI-Modelle ohne zentralen Datenaustausch in den Endgeräten, also beispielsweise Sensoren, zu Ende trainieren. Die Verteilung der Verarbeitungsleistung heißt »Edge Computing«. Für viele Anwendungsfälle einer Smart City ist ohnehin kein Kameraeinsatz notwendig. So erfolgt beispielsweise die Fußgängerzählung nicht durch Kameras, sondern mittels Bluetooth-Sensoren, die erkennen, wenn Smartphones oder Smartwatches vorbeikommen, ohne die Geräte auszulesen.

»Eine Smart City auf Basis von urbanOS ist hundertprozentig DSGVO-kompatibel«, erklärt Dr. Daniel Trauth, »was bei einer Lösung mit chinesischen oder US-amerikanischen Komponenten wohl niemals der Fall sein dürfte.« Dabei spielt nicht nur das in Deutschland entwickelte Betriebssystem eine Schlüsselrolle, sondern auch, dass die Verarbeitung durchweg in deutschen Rechenzentren erfolgt«, betont der RWTH-Sprössling. »Die Daten verlassen Deutschland nicht«, garantiert Dr. Daniel Trauth beim Aufbau von Smart Cities mit urbanOS, »und das stellt ein für die Kommunen in Deutschland angemessenes Sicherheitsniveau in technischer wie auch in rechtlicher Hinsicht dar.«

»Ein zweites Microsoft-Phänomen vermeiden«

Laut einer Schätzung des Zentrums für Digitale Souveränität aus dem Jahr 2025 arbeiten 96 Prozent aller Verwaltungsbeschäftigten in Deutschland täglich mit Microsoft-Produkten. Seit Jahren gibt es in der Öffentlichen Verwaltung immer wieder Versuche, auf Open-Source-Arbeitsplätze umzustellen. Doch sie scheitern überwiegend, weil zentrale Funktionen nicht stabil genug laufen und die Akzeptanz fehlt. Zudem verhindern Fachverfahren, Schnittstellen und proprietäre Spezialsoftware häufig eine Ablösung von Microsoft. In Kommunen scheitern immer wieder Pilotversuche daran, dass Open-Source-Lösungen nicht nahtlos mit bestehenden Verwaltungsprozessen und Bund-Länder-Infrastrukturen kompatibel sind, sodass die Verwaltungen am Ende gezwungen sind, zu Microsoft zurückzukehren.

Dr. Daniel Trauth blickt zurück: »Diese Abhängigkeit nahm in den 1990er Jahren ihren Lauf mit der breiten Einführung von Windows-PCs und Microsoft Office als Standardpaket für Textverarbeitung, Tabellenkalkulation und E-Mail in Bund, Ländern und Kommunen. Über 30 Jahre später kämpfen wir immer noch vergeblich gegen diese Abhängigkeit an.« Schätzungen zufolge bewegen sich die jährlichen Lizenzzahlungen deutscher Kommunen an Microsoft im deutlich dreistelligen Millionenbereich. Größere Städte geben pro Jahr zwischen 2 und 8 Millionen Euro für Microsoft-Lizenzen aus, mittelgroße Kommunen kommen immerhin noch auf Hunderttausende von Euro.

Mit Blick in die Zukunft sagt Dr. Daniel Trauth: »Deshalb ist es so wichtig, bei der anstehenden Smart-City-Entwicklung nicht den gleichen Fehler zu wiederholen, sondern von Anfang an auf ein europäisches Fundament zu setzen. Das Projekt Prometheus und vergleichbare Ansätze für Real-world AI werden ebenso wie damals Microsoft alles daransetzen, sich in das urbane Leben Deutschlands einzuschleichen. Aber heute wissen wir es besser und können uns frühzeitig dagegen wehren. Es liegt nun an den kommunalen Entscheidungsträgern, die Weichen in ihrem Verantwortungsbereich auf digitale Souveränität zu stellen. Wir müssen ein zweites Microsoft-Phänomen vermeiden.«

Kommunen sollten KI für Klima und Umwelt nutzen

These: Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit vertragen sich gut, wenn man es richtig macht.

Smart-City-Experte Dr. Daniel Trauth: »Richtig eingesetzt, lässt sich durch KI-Optimierung die Nachhaltigkeitsbilanz etwa im kommunalen Bereich im großen Stil verbessern. Das schont nicht nur die natürlichen Ressourcen vor Ort, sondern auch die Haushalte der Kommunen.«

Künstliche Intelligenz (KI) hat viele Facetten, darunter auch den Ruf als Ressourcenfresser. »Richtig eingesetzt, lässt sich durch KI-Optimierung die Nachhaltigkeitsbilanz im großen Stil verbessern«, hält Dr. Daniel Trauth dagegen. Er ist Gründer und Geschäftsführer des Kölner Startups dataMatters, einer Ausgründung aus der RWTH Aachen, das KI großflächig für die »Smartisierung« von Städten nutzt.

»Eine Smart City optimiert Verkehrsflüsse, reduziert Emissionen, steuert Stromnetze effizienter und hilft gegen Energieverschwendung«, nennt der Experte direktes Schonungspotenzial für Klima und Umwelt durch künstliche Intelligenz. Hinzu kämen Sekundäreffekte: So motiviere beispielsweise ein am Bedarf optimierter Öffentlicher Personennahverkehr mehr Autofahrer auf Bus, Tram, S- oder U-Bahn umzusteigen. Er verweist auf Schätzungen, wonach bis zu 30 Prozent des innenstädtischen Autoverkehrs auf die Parkplatzsuche entfalle. In Großstädten wie Frankfurt oder Berlin verbrächten Autofahrer im Durchschnitt mehr als eine Woche im Jahr mit der Suche nach einem Parkplatz. Mit intelligenter Verkehrslenkung unter Einbeziehung des ÖPNV lasse sich dieses umweltschädliche Phänomen weitgehend aus der Welt schaffen. So könne die Auslastung von Bussen und Bahnen bis auf Sitz-/Stehplatzebene oder die Parkraumbewirtschaftung durch KI-Systeme in Echtzeit analysiert werden,

Viele neue Wege für nachhaltiges Handeln

»KI öffnet sehr viele neue Wege für nachhaltiges Handeln, gerade auf kommunaler Ebene«, weiß Dr. Daniel Trauth aus zahlreichen Smart-City-Projekten, die sein Unternehmen bereits realisiert hat. Wichtig für die Praxis: Die Optimierung schont nicht nur Klima und Umwelt, sondern führt auch zu einer deutlichen Entlastung der kommunalen Haushalte, wie die Projekterfahrungen gezeigt hätten.

Als »ein Beispiel unter sehr vielen« nennt er »intelligente« öffentliche Abfallbehälter, die ihren Füllstand messen und nur dann zur Leerung angefahren werden, wenn sie mindestens zur Hälfte gefüllt sind. Durch die KI-Optimierung beim Einsatz der Müllfahrzeuge könnten 20 Prozent Kosten gespart und die CO₂-Emmissionen um etwa 30 Prozent verringert werden, verweist der Smart-City-Experte auf konkrete Praxiserfahrungen.

Für die Kommunen stellt die Optimierung des Personaleinsatzes einen wesentlichen Entlastungsfaktor dar, weiß Dr. Daniel Trauth aus Gesprächen mit vielen kommunalen Entscheidungsträgern. Angesichts des demografischen Wandels, des Fachkräftemangels und der angespannten Finanzsituation vieler Kommunen sei die Personaloptimierung häufig ein ausschlaggebender Faktor bei der Entscheidung für eine Smart City.

Geringe Anfangsinvestitionen, die sich zügig auszahlen

Die dazu notwendigen Anfangsinvestitionen seien vergleichsweise gering und spielten bereits binnen kurzer Zeit einen Return on Invest ein. »Es geht nicht darum, eine Kommune von heute auf morgen mit viel Aufwand in eine Smart City zu verwandeln«, stellt Dr. Daniel Trauth klar, »sondern um eine schrittweise Einführung entlang einzelner Projekte, die jedes für sich genommen bereits Optimierungs-, Nachhaltigkeits- und Einsparpotenziale mit sich bringen.« Sein Unternehmen dataMatters hat hierzu ein »Out-of-the-Box-Konzept zur maximalen Vereinfachung« entwickelt. »Wir entwerfen nicht nur die Konzepte und liefern die gesamte Technik für die Smartisierung von Städten und Landkreisen, sondern wir kümmern uns auch um die damit verbundene Bürokratie, finden die passenden Partner vor Ort und bringen die Handwerker-Crew mit, die alles installiert und in Betrieb nimmt«, erläutert Dr. Daniel Trauth. Im Rahmen von Pilotprojekten stellt das Kölner Startup den Kommunen sogar die Ausrüstung leihweise und die Dienstleistungen kostenfrei zur Verfügung, so dass kein Budget benötigt wird.

Schmetterlings-Effekt macht Kommunen lebenswerter und nachhaltiger

Der RWTH-Gründer hat in Gesprächen mit kommunalen Entscheidungsträgern häufig einen Schmetterlings-Effekt ausgemacht: Aus einem Ansatz entstehen neue Ideen, die eine Stadt lebenswerter, nachhaltiger und im ursprünglichen Sinne des Wortes »grüner« machen. Beispiel Stadtgrün: Bei mehreren dataMatters-Projekten werden städtische Bäume mit Sensoren versehen, die ihnen eine »KI-Persönlichkeit« verschaffen. Bei Wassermangel im heißen Sommer melden sich die »KI-Bäume« per Funk und »verlangen« für sich und alle Bäume mit ähnlicher Charakteristik nach kühlem Nass. Dadurch erhält die Kommune einen stets aktuellen Überblick über die tatsächlichen Anforderungen des Stadtgrüns und kann Bewässerungen gezielt vornehmen, wenn es notwendig ist. Interessanter KI-Effekt: Neben den aktuellen Messwerten der Bäume wird auch der Wetterbericht berücksichtigt. Wenn bald Regen angesagt ist, braucht schließlich nicht kurz zuvor gewässert werden. »Das schont die Umwelt und die Personalressourcen gleichermaßen«, heißt es bei dataMatters.

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