Die Ausgabe August 2022 von IEEE Spectrum ist da!IEEE-Websites platzieren Cookies auf Ihrem Gerät, um Ihnen die beste Benutzererfahrung zu bieten.Durch die Nutzung unserer Websites stimmen Sie der Platzierung dieser Cookies zu.Um mehr zu erfahren, lesen Sie unsere Datenschutzrichtlinie.Vor mehr als einem Jahrhundert war die Elektrotechnik so viel einfacher.Im Grunde bezog es sich auf das technische Ende der Telegrafie, der Straßenbahnen oder der elektrischen Energie.Nichtsdestotrotz bereiteten hier und da Mitglieder dieses noch jungen Berufszweigs stillschweigend die Voraussetzungen für eine Ära in der Industriegeschichte vor, die an Innovation, Wachstum und Komplexität ihresgleichen sucht.Diese jahrzehntelange Geschichte wurde schon früh durch Funkenstreckenradios, Röhren und Verstärker unterbrochen.Mit dem Zweiten Weltkrieg kamen Radar, Sonar und der Annäherungszünder, gefolgt von elektronischer Berechnung.Dann kamen Solid-State-Transistoren und integrierte Schaltkreise: ursprünglich mit wenigen Transistoren, neuerdings mit Hundertmillionen.Ölgefüllte Leistungsschalter in der Größe einer Hütte wichen schließlich faustgroßen Halbleiterschaltern.Von Programmen auf Lochkarten haben sich Informatiker zu Programmen entwickelt, die Programme schreiben, die Programme schreiben, die alle auf Magnetplatten gespeichert sind, deren Kapazität sich in den letzten 20 Jahren alle 15 Monate verdoppelt hat [siehe „Durch ein Glas“].In zwei oder drei Generationen haben uns Ingenieure vom Schreien in eine handgekurbelte Box, die an einer Wand befestigt ist, dazu gebracht, Videoclips über ein Gerät auszutauschen, das in eine Hemdtasche passt.Heute verschmilzt die Elektrotechnik an ihren Rändern mit der Biologie, um Disziplinen wie die Biomedizintechnik, die Bioinformatik und sogar seltsame, namenlose Bereiche zu etablieren, in denen Forscher beispielsweise das menschliche Nervensystem mit elektronischen Systemen verbinden oder versuchen, Bakterien dafür zu verwenden elektronische Geräte herstellen.An einer anderen Grenze – einer von vielen – schließen sich EEs mit Quantenphysikern und Materialwissenschaftlern zusammen, um völlig neue Zweige der Elektronik zu etablieren, die auf der quantenmechanischen Eigenschaft des Spins und nicht auf der elektromagnetischen Eigenschaft der Ladung basieren.Was EEs erreicht haben, ist in jeder Hinsicht erstaunlich.„Elektroingenieure regieren die Welt!“erklärt David Liddle, Partner bei US Venture Partners, einer Risikokapitalgesellschaft in Menlo Park, Kalifornien. „Wer war wichtiger?Wer hat mehr bewirkt?“Aber riskiert die gesamte Disziplin mit der Erweiterung des Wirkungskreises der Elektrotechnik eine Art Auslöschung durch Diffusion, wie ein Foto, das so stark vergrößert wurde, dass sein Gegenstand nicht mehr erkennbar ist?Für Berufstätige und diejenigen an Universitäten, die ihre zukünftigen Praktiker unterrichten, ist dies keine abstrakte Frage.Es stellt das Wesen dessen in Frage, was es bedeutet, ein EE zu sein.Through a Glass: Die Elektrotechnik ist komplexer geworden, aber auch abstrakter.Heutzutage arbeiten Schaltungsdesigner normalerweise eher an Darstellungen ihrer Designs als an der physischen Realisierung dieser Designs.1969 (oben) überprüfte ein RCA-Ingenieur ein Muster für eine Schicht einer integrierten Schaltung, zu einer Zeit, als ICs nur Tausende von Transistoren hatten.1984 (unten) betrachtete ein Mitarbeiter von Bell-Northern Research das Layout für eine Leiterplatte auf einem Computer. Fotos: Oben: Henry Groskinsky/Time Life Pictures/Getty Images;Unten: Roger Ressmeyer/Corbis„Ich erinnere mich, dass ich vor 20 Jahren die gleichen Worte gehört habe“, sagt Fawwaz T. Ulaby, Professor für Elektrotechnik und Informatik und Vizepräsident für Forschung an der University of Michigan in Ann Arbor.Tatsächlich veröffentlichte IEEE Spectrum vor zwei Jahrzehnten in seiner Ausgabe zum 20-jährigen Jubiläum einen Artikel, in dem beschrieben wurde, wie das Streben nach Abstraktion und Computersimulation die Elektrotechnik umgestaltete [siehe „The Engineer's Job: It Moves Toward Abstraction“, Spectrum, Juni 1984].Steckbretter und Lötkolben waren aus;Computersimulationen und andere Abstraktionen waren in.Wenn überhaupt, hat die Vielfalt der Dinge, die EEs tun, seitdem sogar noch zugenommen.Wenn Sie ein EE sind, können Sie Verteilerstationen für einen Energieversorger entwerfen oder mobile Kommunikationssysteme für einen Paketzusteller beschaffen oder die Aufrüstung weitläufiger Computerinfrastrukturen für eine Regierungsbehörde planen.Sie könnten ein Projektmanager sein, der die Arbeit anderer leitet.Sie können Patente für eine Firma für geistiges Eigentum überprüfen oder Signalstärkemuster in den Abdeckungsgebieten eines Mobiltelefonunternehmens analysieren.Sie können als CEO einem Unternehmen vorstehen, Studenten an einer Universität unterrichten oder in einer Risikokapital- oder Patentanwaltskanzlei arbeiten.Vielleicht arbeiten Sie in Indien an Auftragssoftware, in Japan an grünen Laserdioden oder in Russland an Trägheitsleitsystemen.Vielleicht, nur vielleicht, entwerfen Sie digitale oder – immer unwahrscheinlicher – analoge Schaltungen, um Ihren Lebensunterhalt zu verdienen.Dann gibt es noch die Ableger: Field Engineering, Sales Engineering, Test Engineering.Viele Leute in diesen Bereichen betrachten sich auch als EEs.Und warum nicht?Wie William A. Wulf, Präsident der National Academy of Engineering (NAE) in Washington, DC, feststellt, sind die Grenzen zwischen Disziplinen eine Frage der menschlichen Bequemlichkeit, nicht des Naturgesetzes.Wenn es Ihr Ziel ist, die Essenz des Elektrotechnikerberufs zu definieren, fragen Sie sich vielleicht, was all diese Menschen gemeinsam haben.Was sie vielleicht verbindet, ist die – wenn auch indirekte – Verbindung zwischen ihrer Lebensgrundlage und der Bewegung von Elektronen (oder Photonen).Aber ist eine solche Verbindung für die Definition einer EE unbedingt erforderlich?Nicht zu Ulaby.„Ingenieure sind in der Regel adaptive Maschinen“, sagt er.Auch wenn die Details dessen, was er in der Schule gelernt hat, und der Arbeit, die er jetzt macht, wenig Ähnlichkeit haben, hat Ulaby, der auch Herausgeber der Proceedings of the IEEE ist, keinen Zweifel daran, dass er selbst ein EE ist.David A. Mindell vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge sagt, dass die Wahrnehmung, dass das Feld auf die Unkenntlichkeit zusteuert, eine Konstante ist.(Dieser außerordentliche Professor für Ingenieurs- und Fertigungsgeschichte entwirft auch elektronische Subsysteme für Unterwasserfahrzeuge.) Die vielleicht größte Veränderung auf dem Gebiet der Elektrotechnik vollzog sich 1963, als Ingenieure, die mit Generatoren und Übertragungsleitungen arbeiteten, und Ingenieure, die mit Röhren und Transistoren arbeiteten waren sich schließlich einig, dass sie alle Teil derselben Disziplin waren.Das war das Jahr, in dem das American Institute of Electrical Engineers (AIEE), dessen Mitglieder größtenteils aus Energietechnikern bestanden, zustimmte, sich mit dem Institute of Radio Engineers (IRE) zu fusionieren, um das IEEE zu gründen.Schon in den 1980er Jahren schlugen Witzbolde vor, das IEEE zum Institute of Electrical Engineers and Everyone Else zu machen.Damals wie heute befürchteten viele Beobachter, dass so wichtige Berufsfelder wie Energietechnik und analoger Schaltungsentwurf stagnierten, während all die interessanten Fortschritte an den Grenzen zwischen Elektrotechnik und anderen Bereichen stattfanden.Viele Technologen, die gezwungen sind, sich für eine Kernaktivität der Elektrotechnik zu entscheiden, würden sich wahrscheinlich für das Schaltungsdesign in all seinen verschiedenen Erscheinungsformen entscheiden.Es wäre natürlich keine einstimmige Entscheidung, aber es wäre genauso sinnvoll, wie zum Beispiel die Chirurgie als den Archetyp des Arztberufs oder den Rechtsstreit als das Herzstück der Arbeit von Anwälten zu bezeichnen.Schaltungsdesign ist schließlich das, was Nicht-EEs mit Elektrotechnik in Verbindung bringen, wenn auch nur vage.Und wenn die Verbindung zu bewegten Elektronen ein grundlegendes Merkmal des Berufs eines EE ist, dann müssen Schaltungsdesigner zur Elite gezählt werden.Nach diesem Standard ist Tom Riordan der EE eines EE.Heute ist Riordan Vice President und General Manager der Mikroprozessorabteilung beim Chipkonglomerat PMC-Sierra Inc. in Santa Clara, Kalifornien, und begann seine Karriere Ende der 1970er Jahre, als das Schaltungsdesign König war und er seinen eigenen Mikroprozessor entwarf, sagt er: „war das A und O“ einer Karriere als Elektrotechniker.Riordan half bei der Entwicklung eines Ein-Chip-Signalprozessors bei der Intel Corp. und schuf arithmetische Einheiten für spezielle Zwecke bei der Weitek Corp. Anschließend spielte er eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des Designs für die zentrale Verarbeitungseinheit des Ein-Chip-Computers mit reduziertem Befehlssatz (RISC). ), die die damalige MIPS Computer Systems Inc. Anfang der 1990er Jahre zu einem kommerziellen Erfolg machte.Diese Art von zutiefst technischer 14- bis 16-stündiger Arbeit am Tag, bei der intimes Wissen über architektonische Prinzipien mit den Feinheiten des Halbleiterlayouts vermischt wird, die erforderlich sind, um einen Chip schnell zum Laufen zu bringen, ist das, was Riordan immer noch als Ingenieur bezeichnet.Er entwarf eine Gleitkommaeinheit für MIPS und beaufsichtigte die Architektur einiger weiterer Generationen von CPUs, bevor er sein eigenes Unternehmen Quantum Effect Devices Inc. gründete, wo er etwa ein Dutzend Ingenieure über die Hürden bei der Entwicklung von MIPS-kompatiblen kundenspezifischen Prozessoren führte .Nebenbei verhandelte er mit Kunden und verhandelte mit Investoren und Investmentbankern.Nachdem PMC-Sierra Quantum im Jahr 2000 gekauft hatte, ließ Riordan einen Großteil seiner Tätigkeit als CEO fallen.Diese Schicht, sagt er, gibt ihm ungefähr einen Tag pro Woche das, was er „echte Technik“ nennt – er hilft dabei, komplexe Kompromisse in der CPU-Architektur einzugehen oder die Feinheiten einer weiteren Reduzierung der Größe eines Chip-Features zu überprüfen.Er geht vielleicht nicht mehr bei jedem Projekt auf den gleichen technischen Detaillierungsgrad wie früher, aber er behauptet, dass es immer noch Teil seiner Arbeit ist, die Besonderheiten des Schaltungsdesigns im Nanometerbereich zu kennen.Natürlich hat sich die Definition von Hands-on in den letzten 20 oder 30 Jahren drastisch verändert.In den 1970er und 1980er Jahren bauten Designer noch Prototypen aus Teilen, die sie mit bloßem Auge sehen konnten.Und wenn diese Prototypen nicht funktionierten, brachten sie Oszilloskopsonden an verdächtigen Punkten an, bis sie die Ursache des Problems fanden.Diese Tage werden schnell zu einer schönen Erinnerung.Zumindest in den letzten 10 oder 15 Jahren „konnte man ein System nicht so debuggen, dass es funktioniert“, sagt John Mashey, ehemaliger Chefwissenschaftler bei Silicon Graphics Inc. in Mountain View, Kalifornien. Wenn man auf Silizium baut , der erste Chip aus der Produktion muss „mehr oder weniger funktionieren“, fügt er hinzu, vielleicht nicht mit der vollen Geschwindigkeit oder mit allen vorgesehenen Funktionen.Aber wenn der Chip nicht das meiste von dem tut, wofür er entwickelt wurde, verliert ein Projekt Monate, bis es auf den Markt kommt, während es auf einen neuen Fertigungszyklus wartet.Design bedeutet also jetzt endlose Simulations- und Modellierungsrunden.Und Konstrukteure werden effektiv zu Programmierern, wenn sie den „Quellcode“, der ihre Schaltungen darstellt, in die Tools eingeben, die letztendlich ein Layout erzeugen.Wo Designer einst bauten, steckten, stocherten und prüften, simulieren sie jetzt.Und fast die gesamte Modellierung, Analyse und Synthese, die Designer durchführen, wäre ohne die fast zwei Größenordnungen, um die die Rechenleistung in den letzten zehn Jahren gestiegen ist, undenkbar, betont Riordan.Während das Mooresche Gesetz seinen unerbittlichen Fortschritt fortsetzt, scheinen Ingenieure, die Systeme bauen – ob Chips oder Platinen – immer weniger Schaltungen zu entwerfen und immer mehr vorgefertigte Komponenten zusammenzubauen.Schaltungsdesigner arbeiten mit immer größeren Funktionsblöcken, bauen sie mit immer leistungsfähigeren Werkzeugen zusammen und entfernen sich sowohl von der Unordnung als auch von den einfachen Befriedigungen der Arbeit in der realen Welt.Cold Warrior: 1960 analysierte ein Elektroingenieur bei einer Sendestation von Radio Free Europe in München, Deutschland, Rundfunksignale.Die Arbeit war Teil des ständigen Kampfes dieser Stationen, sich über die Störbemühungen des Sowjetblocks Gehör zu verschaffen, die schätzungsweise 35 Millionen US-Dollar kosteten – etwa das Doppelte der Kosten für den Betrieb der Stationen. Bild: Bettmann/CorbisMashey weist darauf hin, dass Designer für ein System auf einem Chip oder SOC nicht einmal Schaltungsblöcke entwerfen.Stattdessen fügen sie CPU-Blöcke, Netzwerk- und Videoschnittstellen, Cache-Speicher und andere Teile des geistigen Eigentums von mehreren Anbietern zusammen – jeweils mit Softwareanweisungen, die die detaillierten Verbindungen handhaben –, um einen benutzerdefinierten Chip für eine Set-Top-Box, ein Spielzeug, oder ein intelligenter Kühlschrank.Designer können komplexe Systeme mit Milliarden von Transistoren zusammenstellen, ohne jemals einen physischen Schaltkreis zu sehen;Für den Designer ist der Chip oder die bestückte Leiterplatte lediglich eine Sammlung von Dateien, die auf einem Desktop-Computer gespeichert sind.Obwohl solch eine abstrakte, projektmanagementähnliche Sicht auf das Engineering die Zukunft sein mag, könnte sie die heutigen Generationen von Ingenieuren hinter sich lassen.Einige Technologen haben sich schon immer für das Management entschieden;andere (wie Riordan) haben nur zögerlich Managementaufgaben übernommen.Wenn Management zu dem wird, was Ingenieure tun, könnte dann eine ganz andere Art von Person den Großteil der Ingenieure ausmachen?Wulf von der NAE glaubt das nicht: Er schimpft höflich mit seinem Interviewer, weil er das alte Klischee von Ingenieuren als Einzelgänger mit Fokus auf Gizmo nachplappert.Solange es beim Ingenieurwesen um den Einsatz von Technologie geht, um neue Dinge zu schaffen, argumentiert er, werden Ingenieure das tun, selbst wenn es sich um eine Arbeit handelt, die wie eine Kombination aus Anthropologie, Marketing und Projektmanagement aussieht.Einige Ingenieurschulen und Fachbereiche beugen sich diesen Trends seit Jahren.Rosalind H. Williams, Direktorin des MIT-Programms für Wissenschaft, Technologie und Gesellschaft, war in der zweiten Hälfte der 1990er Jahre an der Beaufsichtigung der Umstrukturierung des Lehrplans der Institution beteiligt.Sie schlägt vor, dass das Zusammenfügen von Teilen aus unterschiedlichen Quellen und das Zusammenschustern von Abstraktionen das Engineering eher dem Projektmanagement als dem Design ähneln.Einige der Änderungen im MIT-Lehrplan wurden entwickelt, um Ingenieurstudenten auf Karrieren im Managementbereich vorzubereiten.Andere, wie die Aufnahme von Biologie in den Kernlehrplan, reagieren auf Veränderungen in der Welt, in der die Schüler leben und arbeiten werden.Sie sagt, dass viele der etwa ein Drittel der MIT-Studenten mit den Hauptfächern Elektrotechnik und Informatik (EECS) es bereits als eine Art technischen Abschluss der freien Künste betrachten, der sie auf eine breite Palette technischer und nichttechnischer Berufe vorbereitet.Tatsächlich gehen etwa ein Viertel der MIT-Studenten nach ihrem Bachelor-Abschluss direkt in Jobs im Finanzwesen oder in der Unternehmensberatung.Ein entscheidendes Problem, sagt Ulaby aus Michigan, besteht darin, den Schülern ein Gefühl für die potenzielle Breite ihres Fachgebiets zu vermitteln, ohne eine solide Ausbildung in den Grundlagen zu opfern.Die Schüler brauchen Zeit, um die mit dem Stoff verbundene mathematische Strenge aufzunehmen, sagt er.Angesichts der Nachfrage sowohl nach einer breiten Perspektive als auch nach einer strengen Grundausbildung in einer ständig wachsenden Reihe von Kernfächern ist es nicht verwunderlich, dass das vierjährige Ingenieurstudium unter Druck steht, wie es seit Jahrzehnten der Fall ist.Wulf beispielsweise stellt rundheraus fest, dass das vierjährige Ingenieurstudium als erster Berufsabschluss nicht ausreichen sollte.A. Richard Newton, Dekan des College of Engineering an der University of California, Berkeley, schlägt vor, dass die Studenten ein fünftes Jahr lang reale Probleme weit weg von zu Hause angehen, um ihr praktisches und kulturelles Verständnis der Rolle ihres Fachs in der Gesellschaft zu verbessern.Auch wenn einige Schulen und Ingenieure den Status eines Generalisten annehmen, müssen sich andere spezialisieren.Wieso den?Ganz einfach: Wer erstellt diese fein säuberlich verpackten Abstraktionen, die Projektmanager per Mausklick zu fertigen Systemen zusammenbauen?Andere EEs arbeiten natürlich als Moduldesigner und Programmierer.Diese Ingenieure müssen sich auf die Details einer bestimmten Unterdisziplin konzentrieren – sagen wir, die Timing-Eigenschaften einer bestimmten Familie von CMOS-Chip-Fertigungsprozessen oder das Design einer speziellen Klasse von Datenbanken.Dann kommt der schwierige Teil: Ihr Wissen in eine Form zu packen, die Laien verwenden können, ohne sich um alle Details kümmern zu müssen.Ironischerweise wird ihre analoge Grundlage immer offensichtlicher, da das sichtbare Gesicht von Schaltkreisen immer digitaler wird.Da die Schaltungsmerkmale auf unter 100 Nanometer schrumpfen, gelten die kuriosen Abstraktionen der Designregeln, die es den Ingenieuren zum größten Teil ermöglichten, Leckströme, parasitäre Kapazitäten und andere unangenehme Probleme der realen Welt außer Acht zu lassen, nicht mehr, sagt Riordan.Wer in diesem Nanobereich Systeme entwirft, die mit hoher Geschwindigkeit und geringer Leistung arbeiten, muss sich mit Quantenfeldtheorie und Festkörperphysik sowie Algorithmen auskennen.Und Modulbauer müssen härter arbeiten, um das digitale Verhalten aufrechtzuerhalten.Solche Schwierigkeiten weisen auf die Kehrseite der tief verwurzelten Abhängigkeit von Paketen, gekapseltem Fachwissen und Abstraktion hin.Viele Beobachter haben begonnen, sich Sorgen zu machen, dass EEs, die auf Abstraktion und auf Computersimulationen aufgewachsen sind, die einfach abstrakte Modelle nachahmen, den Bezug zum Verhalten realer Geräte verlieren könnten.Fred G. Martin, ein langjähriger Forscher des MIT Media Laboratory, der jetzt Assistenzprofessor an der University of Massachusetts-Lowell ist, erzählt eine Geschichte darüber, wie brüchig abstraktes Wissen sein kann.Einer seiner Studenten beschwerte sich über Martins Vorlesung über Transistoren, fixiert auf eine Regel, die er in einem früheren Kurs gelernt hatte, nämlich dass der Kollektorstrom gleich dem Basisstrom multipliziert mit der Verstärkung ist.Wie viele EEs festgestellt haben, wird diese Regel irgendwann vom Ohmschen Gesetz übertroffen, das angibt, wie viel Strom durch einen Stromkreis mit einem bestimmten Widerstand und einer bestimmten Eingangsspannung fließt.Aber der Student, der noch nie eine wirklich funktionierende Schaltung gebaut hatte, war bereit zu glauben, dass Martins Erörterung des Ohmschen Gesetzes falsch war, weil sie im Widerspruch zu der Kurzschriftregel stand, die ihm über idealisierte Transistoren beigebracht worden war.Ein funktionierender EE würde niemals einen so einfachen Fehler machen.Bert Sutherland, der im Jahr 2000 als Direktor des Sun Microsystems Laboratory in den Ruhestand ging, nachdem er in seiner Karriere auch als Leiter von Forschern am Xerox Palo Alto Research Center tätig gewesen war, äußert eine weitere Besorgnis darüber, wohin die zunehmende Abhängigkeit von Modellierung und Simulation Ingenieure führen könnte.Sicher, sagt Sutherland, die wachsende Computerleistung mache es einfacher, Phänomene zu modellieren, die bereits einfach zu modellieren sind, aber „Dinge, die schwer zu modellieren sind, bleiben schwierig.“Da die Tools selbst immer komplexer werden, kann die Versuchung zunehmen, Ansätze zu vermeiden, die für vorhandene Software nicht geeignet sind.Techniken wie asynchrone Logik oder adiabatische Taktverteilung (bei der Resonanzkreise einen Großteil der Energie zurückgewinnen, die normalerweise beim Senden von Taktimpulsen über einen Chip verloren geht) bieten beispielsweise erhebliche Verbesserungen bei der Leistung oder dem Stromverbrauch, aber die Chips sind viel schwieriger zu analysieren als solche, bei denen die Gates synchronisiert sind und die gesamte Energie eines Taktnetzwerks an Masse abgeführt wird.Die gleichen Fortschritte, die EEs dazu veranlassten, komplexere Systeme zu bauen, ermöglichen auch kleineren Teams – vielleicht sogar einem einzelnen Ingenieur – Projekte zu bewältigen, die in früheren Jahrzehnten einen Hangar voller Männer mit Rechenschiebern, Taschenschonern und schmalen Krawatten erfordert hätten.Diese Produktivitätssteigerung wirft ein Rätsel auf, sagt Sutherland: Sie müssen hoffen, dass die Anzahl der Projekte, die nach Ingenieurtalenten verlangen, die Geschwindigkeit übersteigt, mit der EEs ihr Wissen verkapseln und standardisieren, sodass weniger davon für ein bestimmtes Projekt erforderlich sind.Williams vom MIT weist auf den langfristigen Rückgang der US-Studenten hin, die sich für Ingenieurwissenschaften entscheiden, als Zeichen dafür, dass junge Menschen darin keine sichere, komfortable Karriere sehen [siehe Seitenleiste, „Bleiben Sie auf dem Laufenden, bleiben Sie glücklich, bleiben Sie beschäftigt“].Zwischen 1987 und 2001, so berichtet das US-Bildungsministerium, ist die Zahl der Bachelor-Abschlüsse in Elektrotechnik in den Vereinigten Staaten um mehr als 45 Prozent zurückgegangen.Da sich die EE-Einschreibung, die Beschäftigung und der Unterrichtsstoff im Umbruch befinden, müssen Unternehmen und Bildungseinrichtungen erhebliche Anpassungen vornehmen.Einige von ihnen mögen über die Erwartungen hinaus gedeihen;andere werden nicht überleben.Wulf ist optimistisch: Er weist auf die rasche Überarbeitung der Lehrpläne kurz nach dem Zweiten Weltkrieg hin, als EEs ein wissenschaftsbasiertes Bildungssystem aufbauten, das ihr Fachgebiet effektiv von den Physikern zurückeroberte, die während des Krieges so viele wichtige technologische Fortschritte gemacht hatten.Wulf ist auch der Meinung, dass Kenntnisse in Elektrotechnik auch Menschen anderer Disziplinen zugute kommen können.Zum Beispiel, sagt er, sollte ein Bauingenieur genug über digitales Design wissen, um spezifizieren zu können, wie eine Eimerladung hochfrequenzfähiger Dehnungsmessstreifen in einer Brücke installiert werden kann, damit die Struktur sich selbst diagnostizieren kann.Für die EEs, die mit dem Innovationstempo Schritt halten, wird die Fahrt nach vorn spannend sein.Quantenbasierte kryptografische Geräte erreichen bereits den Markt, und ihre Rechennachkommen – die theoretisch alle möglichen Antworten auf einige Fragen gleichzeitig berechnen könnten – werden in Labors auf der ganzen Welt langsam ins Leben gerufen.Auf der biologischen Seite wenden EEs wie Tom Knight, leitender Forschungswissenschaftler am MIT-Labor für künstliche Intelligenz, Prinzipien an, die für Chip-Designregeln und die VLSI-Revolution (Very Large Scale Integration) funktioniert haben, um abgespeckte Mikroorganismen zu schaffen, die es sein könnten gezüchtet, um Muster für ultrakleine Schaltkreise aus Silizium oder was auch immer als nächstes kommt, niederzulegen.Tatsächlich wird die Biologie die Elektrotechnik auf eine Weise verändern, die wir uns nicht vorstellen können.Neuronale Netze, genetische Programmierung, Computerviren – all dies wurde von biologischen Phänomenen inspiriert, betont Kenneth R. Foster, Professor für Bioingenieurwesen an der University of Pennsylvania in Philadelphia.„Während meiner eigenen Karriere ist aus der Elektrotechnik und anderen klassischen Ingenieurbereichen eine neue Disziplin, die Biotechnik, hervorgegangen und hat sich in Richtung Gewebezüchtung, Genetik, Proteomik und Neurowissenschaften entwickelt“, sagt er.Was Foster als „die spektakuläre Wissenschaft auf diesen Gebieten“ bezeichnet, wird die Art und Weise, wie Elektrotechnik praktiziert wird, neu gestalten.Beispielsweise leihen sich EEs Techniken aus der Welt der Molekularbiologie, um Strukturen zusammenzubauen, die als Displays oder Schalter verwendet werden können, und um Neuronen zu simulieren.„Wir verwenden VLSI-Chips, um die Wirkung von Neuronen und anderen biologischen Zellen zu simulieren“, erklärt Fosters Kollegin Kwabena Boahen, außerordentliche Professorin an der Bioengineering-Abteilung von Penn.Boahen weist darauf hin, dass ein einfaches analoges Schaltungsdesign-Modellierungsprogramm wie Spice Neuronen „einfach gut“ simulieren kann.Immer mehr EEs beschäftigen sich mit Neurobiologie, bemerkt Boahen, und Biologen arbeiten gerne mit ihnen zusammen.„Die Biologen bestimmen, wie das Innenleben eines Neurons aussieht“, erklärt er.„Sie sagen, was die Teile sind, und ich entwerfe eine Schaltung, um nachzuahmen, wie diese Teile zusammenarbeiten.“Boahen selbst ist ein Paradebeispiel für einen EE, der zur Biologie abgewandert ist.Er hat einen Bachelor- und einen Master-Abschluss in Elektro- und Computertechnik und einen Doktortitel in Berechnung und neuronalen Systemen.Wie werden wir also in einer so komplexen neuen Industrie- und Bildungsökologie EEs erkennen?Von ihrer Haltung sagt Riordan: Füße fest auf festem Boden, aber mit einem Blick auf den Horizont.Als er darüber nachdenkt, warum er ein EE wurde, räumt er fröhlich ein, dass er sich nicht nach rein intellektueller Erforschung sehnte, wie es die besten Wissenschaftler tun.Er hatte auch nicht den Verstand, den es braucht, um Kunst zu machen.Was er damals hatte und heute hat, ist „die besondere Fähigkeit, mit der realen Welt, wie sie existiert, umzugehen und Dinge daraus zu erschaffen“.Andere mit ähnlichen Talenten werden in der Elektrotechnik einen berauschenden lebenslangen Anreiz finden.Riordan fasst zusammen: „Ich kann mir keinen glücklicheren Weg vorstellen als den, dem ich gefolgt bin.“PAUL WALLICH ist Wissenschaftsautor und lebt in Montpelier, Vt.Zwei Geschichten der Elektrotechnik wurden 1984 von der IEEE Press veröffentlicht. Eines der Bücher, Engineers & Electrons, von John D. Ryder und Donald G. Fink, war ein kurzer Überblick für eine breite Leserschaft.Das andere, The Making of a Profession: A Century of Electrical Engineering in America, war ein eher wissenschaftlicher Band, der von A. Michal McMahon geschrieben wurde.Rosalind H. Williams vom Massachusetts Institute of Technology hat persönliche Erinnerungen und Familiengeschichten in ihr Buch Retooling: A Historian Confronts Technological Change (MIT Press, 2002) aufgenommen.Ihre wöchentliche Auswahl an fantastischen RobotervideosVideo Friday ist Ihre wöchentliche Auswahl an fantastischen Robotikvideos, die von Ihren Freunden bei IEEE Spectrum Robotics gesammelt wurden.Wir veröffentlichen auch einen wöchentlichen Kalender mit bevorstehenden Robotik-Veranstaltungen für die nächsten Monate.Bitte senden Sie uns Ihre Veranstaltungen zur Aufnahme.Ich glaube, wir haben schon einmal ein ähnliches Video gepostet, aber es ist so beruhigend und wunderschön aufgenommen und dieses Mal ist es völlig autonom.Sehen Sie bis zum Ende für einen sehr beeindruckenden Fang!Zenta stellt einige der besten Roboter mit Beinen her, darunter MorphHex, das immer noch stark zu sein scheint.Und jetzt eine entspannte Fahrt mit MXPhoenix :Die neueste Robotik des DLR, wie sie von Bram Vanderborght geteilt wird.Die Welt des Weltraumzeitalters bestand aus fliegenden Autos, Lebensmittelreplikatoren und einer 9-Stunden-WocheAllison Marsh ist Professorin an der University of South Carolina und Co-Direktorin des Ann Johnson Institute for Science, Technology & Society der Universität.Sie kombiniert ihre Interessen an Technik, Geschichte und Museumsobjekten, um die Kolumne „Past Forward“ zu schreiben, die die Geschichte der Technologie anhand historischer Artefakte erzählt.Diese Erinnerungs-Lunchbox feierte den Techno-Optimismus der animierten TV-Show „The Jetsons“ von 1962–63.„The Jetsons“ wurde am 23. September 1962 auf ABC uraufgeführt. Die animierte Comedy-Serie spielt 100 Jahre in der Zukunft und folgte der Familie Jetson – George und Jane und ihren Kindern Judy und Elroy – bei ihrem futuristischen und doch überraschend nachvollziehbaren Leben Orbit City, in einem techbeladenen Haus auf verstellbaren Säulen, die mit fliegenden Autos pendeln und über Rollsteige gleiten, sogar in ihrem eigenen Zuhause.Obwohl die Serie nur eine Staffel lief, sind die Jetsons und ihre verrückte Welt des Weltraumzeitalters dank der nahezu kontinuierlichen Syndizierung, zwei späteren Staffeln in den 1980er Jahren und mehreren TV-Specials und Filmen seitdem Prüfsteine ​​der Popkultur geblieben.Und natürlich Waren.Ein Jahr nach der Premiere von „The Jetsons“ stellte Aladdin Industries die oben abgebildete Lunchbox aus Stahl her.Schlichte Lunchboxen im Kuppelstil wurden lange Zeit von Fabrikarbeitern verwendet, aber diese hier, geschmückt mit der Familie Jetson, dem Hund Astro und dem Robotermädchen Rosey, war für das Set der Grundschule gedacht.Lebensmitteltechnologie ist ein wiederkehrendes Thema in der Show.In Episode 1 funktioniert das Foodarackacycle, ein Essensspender auf Knopfdruck, schlecht, was zur Einstellung von Rosey führt, dem Robotermädchen mit Brooklyn-Akzent und einem Herz aus Gold.In einer späteren Folge nutzt Jane Jetson das (rotierende) Dial-a-Meal, um ein komplettes Frühstück, einschließlich verbranntem Toast, in Pillenform zu bestellen – doch Kaffee bleibt eine Flüssigkeit, die in einer Tasse serviert wird.Und im Vorspann saust Elroy in einer Raumkapsel zur Schule, aber mit einer soliden Lunchbox aus dem 20. Jahrhundert.Wenn die Lebensmitteltechnologie der Jetsons ein Knopfdruck zu weit war, sind viele der anderen Geräte, die sie verwendeten, heute alltäglich: Videoanrufe, E-Reader und Tablets, Smart Watches.Ich warte immer noch auf mein Jetpack und mein fliegendes Auto.Für einen tiefen Einblick in die Kultur und Technologie von „The Jetsons“ besuchen Sie Matt Novaks Paleofuture-Blog.Bereits 2012, zum 50-jährigen Jubiläum der Serie, sezierte er alle 24 Folgen der Originalserie.Nicht alle Episodenaufschlüsselungen sind noch verfügbar, aber sein Diskurs zu Episode 1 ist es wert, gelesen zu werden.„The Jetsons“ war das erste Programm, das auf ABC in Farbe ausgestrahlt wurde.Leider konnten nur Zuschauer in einigen ausgewählten Märkten – Chicago, Detroit, Los Angeles, New York und San Francisco – die Show tatsächlich in Farbe sehen.An anderer Stelle wurde es schwarz auf weiß ausgestrahlt.Das Netzwerk war nur langsam auf den Zug des Farbfernsehens aufgesprungen, nicht ganz überzeugt, dass die Technologie hier bleiben würde.Schließlich hatte RCA im Vorjahr gerade erst begonnen, mit Farbfernsehern Gewinne zu erzielen, und nur 3 Prozent der Amerikaner besaßen damals einen Farbfernseher.Die Serie lief nur eine Saison, und doch sind die Jetsons und ihre verrückte Welt des Weltraumzeitalters seitdem Prüfsteine ​​der Popkultur geblieben.Als Kulturhistoriker mit Ausbildung zum Elektroingenieur bin ich beeindruckt, wie weit „The Jetsons“ in die Gesellschaft eingedrungen ist.Bei der Recherche zu diesem Artikel stieß ich auf einen akademischen Artikel, der die Show in einem Scheingerichtsverfahren verwendete, einen anderen, der sich auf George Jetson und die Tragödie der Allmende berief, um das Problem der Abfallwirtschaft zu analysieren, und auf unzählige Nachrichtenartikel, in denen der Name überprüft wurde Jetsons in ihren Schlagzeilen, um auf neue Erfindungen aufmerksam zu machen.2007 führte Forbes eine Rangliste der 25 besten fiktiven Unternehmen durch;Spacely Space Sprockets, wo George Jetson arbeitete, landete mit einem geschätzten Jahresumsatz von 1,3 Milliarden US-Dollar auf dem letzten Platz.Die oben abgebildete Lunchbox befindet sich in der Sammlung des Smithsonian's National Museum of American History.„The Jetsons“ hat eindeutig einen langen Atem.Ich führe einen Großteil seiner anhaltenden Popularität auf die Tatsache zurück, dass es jahrzehntelang als Teil der Zeichentrickserie am Samstagmorgen fast ununterbrochen syndiziert wurde.Dort sah ich die Show zum ersten Mal, immer und immer wieder, bis 1985 eine zweite Staffel mit 41 Folgen hinzugefügt wurde. Zehn weitere Folgen kamen 1987 heraus, gefolgt von ein paar Filmen, TV-Specials und Direct-to-Video oder -DVD-Veröffentlichungen.So viele Kinder sind von den 1960er bis in die 1980er Jahre mit „The Jetsons“ aufgewachsen, dass die Show zu einer praktischen Abkürzung geworden ist, um über futuristische Technologie zu sprechen.Und in der Welt der Jetsons mag diese futuristische Technologie gelegentlich nach hinten losgehen, aber sie ist niemals bedrohlich oder bedrohlich.Die Automatisierung hat endlich ihr arbeitssparendes Versprechen eingelöst, und George arbeitet nur 3 Stunden am Tag, 3 Tage die Woche.Jeder lebt sein bestes Leben.Was gibt es nicht zu lieben?Und nun zum Anstoß für die Kolumne dieses Monats: Laut begeisterten „Jetsons“-Fans und Internetdetektiven wurde George Jetson ungefähr genau jetzt geboren – wie im Juli oder August 2022. Es ist ein wenig schwierig, das genaue Geburtsdatum eines fiktiven Cartoons zu bestimmen Figur der Zukunft, die vor fast 60 Jahren vorgestellt wurde, aber erst in ein paar Jahrzehnten das Erwachsenenalter erreichen wird.Aber hier ist, was wir wissen.Dieses Brettspiel erschien 1985 mit der zweiten Staffel von „The Jetsons“ und mehr als zwei Jahrzehnte nach der Ausstrahlung der Originalserie. The Strong, Rochester, NYSpekulationen über Georges Geburtstag nahmen im vergangenen November zu, wobei verschiedene Wikis und Memes darauf hindeuteten, dass er entweder auf den 31. Juli oder den 27. August 2022 fällt. Obwohl George in keiner Folge seinen Geburtstag feiert, durchkämmten die Fans den Hanna-Barbera-Kanon, um das Datum zu ermitteln , auch wenn es bedeutete, mathematische Gymnastik zu machen, um dorthin zu gelangen.So viele Kinder sind mit „The Jetsons“ aufgewachsen, dass die Show zu einer praktischen Abkürzung geworden ist, um über futuristische Technologie zu sprechen.Laut verschiedenen Internetquellen beschrieb das ursprüngliche Werbematerial für „The Jetsons“ seinen Schauplatz genau 100 Jahre in der Zukunft – mit anderen Worten September 2062.Aus dem Vorspann erfahren wir, dass George ein glücklich verheirateter, zweifacher Vater mittleren Alters ist.Sein Sohn Elroy geht in die Grundschule, während seine Tochter Judy die Orbit High besucht.Georges Alter wird in der Folge „Test Pilot“ offenbart, in der Georges Chef ihn zur jährlichen Untersuchung zum Arzt schickt.(George braucht diese körperliche Untersuchung für den Versicherungsschutz; selbst in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts haben die Menschen keine allgemeine Gesundheitsversorgung.) Aufgrund einer Verwechslung im Labor glaubt George, dass sein Tod unmittelbar bevorsteht, also stimmt er zu sich auf riskantes Verhalten einlassen – nämlich die Überlebensfähigkeit der Spacely-Rettungsweste, einem angeblich unzerstörbaren Kleidungsstück, zu testen.Georges Arzt deckt schließlich die Verwechslung auf und sagt George, dass er 150 Jahre alt werden wird. George, der die Schwimmweste trägt und kurz davor ist, von Raketen beschossen zu werden, schreit: „Ich habe 110 gute Jahre vor mir!“Rechnen Sie nach: Er muss 40 Jahre alt sein.Alles Gute zum Geburtstag, Mr. Jetson.Das bedeutet auch, dass die von den Jetsons bewohnte Hightech-Welt nur noch 40 Jahre entfernt ist.Werden bis dahin Lebensmittelreplikatoren unsere Mahlzeiten zubereiten?Vielleicht.Lassen sich unsere fliegenden Autos zu Aktentaschen zusammenfalten?Vielleicht nicht.Teil einer fortlaufenden Serie, die sich mit Fotografien historischer Artefakte befasst, die das grenzenlose Potenzial der Technologie ausschöpfen.Eine gekürzte Version dieses Artikels erscheint in der Printausgabe vom August 2022 als „Lunchbox der Zukunft“.Laden Sie den Bericht herunter, um zu erfahren, welche beruflichen Fähigkeiten Studenten benötigen, um wachstumsstarke Karrieren aufzubauenErhalten Sie basierend auf den Daten von 3,8 Millionen registrierten Lernenden auf Coursera umfassende Einblicke in die Entwicklung von Hochschulbildungskompetenzen und lernen Sie klare Schritte kennen, die Sie unternehmen können, um sicherzustellen, dass der Lehrplan für Ingenieurwissenschaften Ihrer Institution an den Anforderungen des aktuellen und zukünftigen Arbeitsmarktes ausgerichtet ist.Laden Sie den Bericht jetzt herunter!