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machine:talk – das Internet der Dinge

Vorweg eine Empfehlung: In dem lesenswerten Blog Geekculture.com und dem dazu gehörenden Online-Comic „The Joy of Tech“ beobachten die Kanadier Nitrozac (Twitter: @Nitrozac) und Snaggy (Twitter: @Snaggy) High-Tech-Trends mit kritischen Augen.

In einem ihrer aktuellen Strips („Smart Appliances„) streitet ein Paar in der Küche. Besorgt beobachten der Kühlschrank und die Kaffeemaschine die Auseinandersetzung und beratschlagen dann, was sie tun könnten, um den Haussegen wieder herzustellen.

Fiktion? Nur zum Teil. Seit etwa 15 Jahren gibt es die Idee des intelligenten Kühlschranks. Eine Idee, die theoretisch durchaus Charme hat. Smart Tags – Klebeetiketten mit integrierten Funk-Chips auf den Produkten – könnten dann beim Einräumen automatisch eine Art Lagerliste aller Produkte inklusive Ablaufdatum erstellen. An einem Display könnte man dann sehen, was man bald verbrauchen sollte. Über eine Internetverbindung könnte der Kühlschrank in Online-Rezeptdatenbanken nachschlagen und vorschlagen, was man mit dem Inhalt kochen kann und wenn etwas fehlt könnte der Kühlschrank sogar selbst in Online-Shops Bestellungen aufgeben. So ein Gerät kann man bereits kaufen. Zumindest in den USA, wo Samsung einen solchen Eiskasten um 2699 Dollar anbietet.

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 Immer Online: Samsungs Smart-Fridge

Das klingt super-praktisch, hat aber wenig Aussichten auf Erfolg. Nicht, weil es nicht funktionieren könnte. Online-Shops, die Lebensmittel bis vor die Haustür liefern gibt es genug, auch wenn deren Service bisher fast nur in Großstädten funktioniert. Die eigentliche Frage ist jedoch: Wer will ein Küchengerät bestimmen lassen, welches Gemüse, welchen Käse, welche Wurst oder welchen Wein man essen und trinken sollte? Die Entscheidung, was man einkaufen und essen will ist eine sehr persönliche Angelegenheit, die oft sehr spontan getroffen wird. Man könnte auch ein paar Tage oder vielleicht sogar Wochen nicht zuhause sein. Da ist es dann gleich gar nicht mehr so praktisch, wenn der Kühlschrank einkauft und die von ihm bestellte Milch vor der Haustür vergammelt.

Der smarte Kühlschrank ist also eher kein optimales Beispiel dafür wie Gegenstände die wir täglich benutzen an Internet angeschlossen und so zu intelligenten Objekten werden. Aber er ist ja auch nicht das einzige Ding seiner Art. Überall auf der Welt wird an neuen Produkten und Lösungen gearbeitet, die mit dem Internet verbunden sind, Daten austauschen und untereinander kommunizieren können. Selbst wenn es noch eine Weile dauern wird, bis die auch tatsächlich alltagstauglich sind – die sprechenden Maschinen sind bereits unter uns, und es werden täglich mehr. Das Internet der Dinge beginnt wie ein Spinnennetz den gesamten Erdball zu überziehen.

Für das Wirtschaftsmagazin trend habe ich mich auf die Suche nach solchen Produkten und Lösungen gemacht und dabei einige erstaunliche Objekte gefunden. Einige davon sind vielleicht mehr Spielerei, andere heute noch zu teuer, doch sie sind die Prototypen einer neuen Generation von Geräten, die wir in einigen Jahren genauso selbstverständlich verwenden werden wie heute unsere Smartphones.

Hier ist meine Story aus dem trend; Ausgabe Juli 2013

Pflanzen lernen sprechen, Autos werden zu mobilen Hotspots und Smartphones zu universellen Fernbedienungen. Das Internet der Dinge wird weltweit Realität. Von den Großstädten bis in den Regenwald Brasiliens.

Sonnenlicht, Wärme, Wasser und hin und wieder einen Schuss Dünger – theoretisch brauchen Pflanzen nicht mehr, um kräftig zu wachsen und zu gedeihen. Ganz so einfach ist es mit dem Grünzeug aber doch nicht. Zu wenig Wasser ist genauso schlecht wie zu viel und von der Sonne können Pflanzen einen Sonnenbrand bekommen. Wird es zu warm, dann welken sie und wenn es zu kalt ist, dann frieren sie und braune, abgefressene Sprossen werden auch dann nicht mehr gesund, wenn man Dünger hochkonzentriert in die Erde gießt. Doch jetzt gibt es Unterstützung bei der Pflege der grünen Schützlinge: Den WiFi Pflanzensensor des Schweizer Start-ups Koubachi, dessen Form an einen Golfschläger erinnert. Er ist so etwas wie die Schweizer Garde für Pflanzen. Mit Hilfe von Sensoren misst er den Feuchtigkeits- und Nährstoffgehalt im Boden sowie die Umgebungstemperatur. Stimmt einer der Parameter nicht, schlägt er via WLAN und einer App am Smartphone Alarm. Der Pflanzensensor gibt Pflanzen damit eine Stimme und gehört so zu der Gruppe der neuen, intelligenten Gegenstände, die über das Internet mit den Menschen sprechen.

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 Koubachi gibt Pflanzen eine Stimme

 Bis vor kurzem fand man solche kommunizierenden Objekte fast ausschließlich in teuren, komplexen Speziallösungen. Die NASA steuert damit Raketen, in der Formel 1 ermöglichen sie die Live-Analyse von Rennwägen aus der Boxenstraße und in Unternehmen werden damit vollautomatisierte High-Tech-Produktionsanlagen gesteuert. Jetzt aber erobern diese Gegenstände den Alltag. Sie sind immer online, tauschen untereinander Daten aus, die sie mit ihren Fühlern – den Sensoren – sammeln und bilden so ein neues Netz – das Internet der Dinge.

Vernetzte Welt. Drei Faktoren sprechen dafür, dass es sehr bald viele vernetzte Dinge wie den Koubachi-Wächter geben wird: Zum einen hat die Sensortechnik in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht. Die heute verfügbaren Sensoren sind um ein vielfaches kleiner, leistungsfähiger und günstiger als vor einem Jahrzehnt. Der nächste Punkt sind die mittlerweile zahllosen WLAN-Hotspots und das über große Gebiete flächendeckend verfügbare mobile Internet. Dadurch wird der Einsatz der Objekte an nahezu jedem Ort möglich, ebenso ihre Steuerung über mobile Geräte. Nicht zuletzt hat die Zahl der verwendeten Smartphones und Tablet PCs eine kritische Größe erreicht. Mit den auf diesen Geräten installierten Apps werden diese zu handlichen Steuergeräten für alle mit dem Internet verbundenen Objekte, zu universellen Fernbedienungen im Internet der Dinge.

Eines der österreichischen Unternehmen, das sich intensiv mit dem Internet der Dinge und seinen Möglichkeiten beschäftigt, ist Kapsch. Im Mai des vergangenen Jahres wurde der Wiener Wolfgang Leindecker mit der weltweiten Koordination aller Aktivitäten des Unternehmens in diesem Bereich betraut. Passend für den Schritt der vernetzten Objekte aus der Raketenwissenschaft zur Alltagstechnologie ist Leindecker studierter Astrophysiker. „Zur Entwicklung des Internets der Dinge gibt es enorme Erwartungen. Manche sprechen von 50 Milliarden vernetzter Objekte im Jahr 2020. Wie viele Geräte es dann auch sein werden – es ist eine spannende Zeit. Die Technologie ist gerade dabei, in der Realität anzukommen“, stellt Leindecker fest. Am dafür maßgeblichsten sieht er die dramatisch sinkenden Kosten: „Für die Masse werden Innovationen aber erst interessant, wenn sie günstig umsetzbar sind. Dann fallen die Einstiegshürden und das löst weitere technische Innovationen aus. Einige davon sehen wir schon heute.“

Alltags-Revolution. Die bereits verfügbaren Lösungen zeigen, wie sich das Internet der Dinge im Alltag breit macht und alle Lebensbereiche erfasst. Den Privatbereich ebenso wie den öffentlichen Raum, das Gesundheitswesen, die Wirtschaft die Umwelt. Telekom Austria CEO Hannes Ametsreiter propagiert das Internet der Dinge. Er ist überzeugt, dass die Entwicklung unumkehrbar ist: „Die Vernetzung der Geräte und die damit verbundenen digitalen Services werden den Alltag durchdringen. Wir stehen am Beginn einer Ära.“

Die Vernetzung und das Erwachen der Maschinen muss niemand fürchten. Tatsache ist, dass es bereits heute von der breiten Öffentlichkeit akzeptierte und bereitwillig genutzte Lösungen gibt, bei denen niemand darüber nachdenkt, dass sie nur funktionieren, weil dahinter Dinge miteinander kommunizieren. Dazu gehört das Leihauto-Modell des Daimler-Tochterunternehmens car2go. In den weiß-blauen Fahrzeugen, die es in mittlerweile in 21 Städten gibt – darunter Wien, Berlin, Amsterdam, Miami, Washington DC oder Seattle – stecken SIM-Karten von T-Mobile. Damit sind sie mit dem mobilen Internet verbunden, können ihren über GPS bestimmten Standort an die Zentrale schicken und von den Kunden bequem über eine App am Smartphone geortet und ausgeliehen werden.

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 car2go: Autos mit dem Smartphone orten und ausleihen

Eine ähnliche Lösung beginnen derzeit die Mietwagen- und Wohnmobilverleihe der USA auszurollen, die damit auch den Schwund ihrer Fahrzeuge eindämmen wollen. Theoretisch wäre das bereits vor einigen Jahren möglich gewesen, damals waren die dafür notwendigen Technologien aber noch so teuer, dass sich ihr Einsatz nicht lohnte. Kapsch-Mann Leindecker: „Letztlich geht es immer um die Kosten-Nutzen-Rechnung. SIM-Karten und die Anbindung an das Internet sind wichtig, aber längst nicht alles.“ Einen wesentlichen Schlüssel zur weiteren Verbreitung des Internets der Dinge sieht er daher in der Entwicklung von Plattformen und Lösungen zur einfachen Integration von Anwendungen in Datencenter-Umgebungen. Noch gibt es dafür keine Standards und jede Integration in eine bestehende Unternehmenslösung ist eine Herausforderung für sich. Plattformen und Standards ermöglichen es hingegen, neue Geschäftsmodelle schnell und kostengünstig umzusetzen, ohne das Rad wieder neu erfinden zu müssen. Leindecker: „An diesem Punkt sind wir heute. Wir können nun Projekte in Kleinserien umsetzen und damit beweisen, dass sie funktionieren, einen Nutzen haben und Geld sparen. Das Internet der Dinge beginnt jetzt.“

Vernetztes Zuhause – Wie das Internet der Dinge den Haushalt revolutioniert.

Internetanschluss und die Vernetzung von Heim-Computern über WLAN und das mobile Internet waren erst der Anfang. Jetzt beginnen auch Pflanzen, Thermostate, LED-Lampen, Steckdosen und Alarmanlagen mit ihren Besitzern zu kommunizieren.

Der mit dem internationalen Red Dot Design Award ausgezeichnete Pflanzensensor des Schweizer Start-ups Koubachi, den man ab 89 Euro im Koubachi Online Store (store.koubachi.com) kaufen kann, ist nur ein Beispiel für die erste Welle der mit dem Internet verbundenen Dinge, die in den nächsten Jahren in den Haushalten Einzug halten werden. Der nächste Schritt ist, dass die gesamte Haussteuerung und Elektrik vernetzt wird und über Smartphones und Tablet PCs gesteuert werden kann. Schon jetzt ist das zum Beispiel mit der WeMo Serie von Belkin möglich.

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 Belkin macht mit WeMo Smartphones zu Universal-Fernbedienungen im Haushalt

Nest, der vom iPod-Erfinder Tony Fadell entwickelte lernende Thermostat, ist ein weiterer solcher Prototyp. In den USA wird der Temperaturregler, der schon rein äußerlich herzlich wenig  mit den weit verbreiteten weißen Steuerkästchen gemein hat, um 249 Dollar verkauft (store.nest.com). Das Besondere an dem Regler ist, dass er über WLAN mit dem Internet verbunden ist und von den Bewohnern des Hauses oder der Wohnung bequem über eine App vom Smartphone bedient werden kann. Das Gerät speichert außerdem bei jeder Bedienung den Zeitpunkt und die Aktion, lernt so seine Benutzer und deren Lebensgewohnheiten im Lauf der Zeit kennen und programmiert sich danach selbst.

FadellYouTube: Interview mit Nest und iPod Erfinder Tony Fadell,
Dezember 2012

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Nest – der lernende Thermostat des iPod-Erfinders Tony Fadell

Auch die Alarmanlage Ninja Blocks (Basis-Version um 199 Dollar unter shop.ninjablocks.com) bleibt über WLAN, das mobile Internet und Smartphone-App mit ihren Besitzern in Kontakt. Über die App kann die Anlage auf Wunsch auch das Licht einschalten oder von installierten Überwachungskameras aus Fotos aufnehmen.

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 NinjaBlocks schützt Haus und Hof

Leider noch sehr teuer sind die von Philips entwickelten LEDs Hue (meethue.com). Das Basispaket der vernetzten Leuchten wird etwa im Apple-Store (store.Apple.com) um 199 Euro angeboten. Darin sind jedoch bloß drei Lampen und das Steuergerät enthalten, jede zusätzliche Lampe – bis zu 50 können vernetzt werden – kostet weitere 60 Euro. Dafür verbrauchen die Lampen nur 8,5 Watt Strom und bieten eine Menge Komfort. Ihr Licht kann über WLAN und eine Smartphone-App nach Belieben verändert werden. Sie leuchten in sämtlichen Farben, lassen sich nach Wunsch dimmen und individuell programmieren.

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Ein exklusives Vergnügen: Philips Hue
LEDs mit WLAN- und Smartphone-Steuerung

Auch bei den von Plugwise (plugwise.com) entwickelten Steckdosen-Adaptern, die den Energieverbrauch der an sie angeschlossenen Geräte protokollieren und es ermöglichen, Stromfressern via Smartphone den Saft abzudrehen, heißt es zunächst einmal investieren. Das Basispaket mit neun Adaptern kostet 369 Euro. Da dauert es wohl eine Weile, bis sich die Investition bei den in Aussicht gestellten fünf bis 20 Prozent Stromersparnis rentiert.

Eine Hilfe für all jene, die ihre Schlüssel, ihr iPhone oder andere Gegenstände immer wieder verlegen bietet schließlich das Tagging-System Bikn (bikn.com, Starter-Kit mit iPhone Case und zwei Tags um 129 Dollar).

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 An der Leine: bikn.com kann Vergesslichen manche Tage retten 

Umweltschützer – Die grüne Seite des Internets der Dinge.

Wie das Internet der Dinge der Umwelt und der Wirtschaft zu Gute kommt: Sensoren, die zur Steigerung der Energieeffizient beitragen, die Luft verbessern und sogar den brasilianischen Regenwald vor der Abholzung schützen.

In Linz beginnt’s ist das Motto der oberösterreichischen Landeshauptstadt. Dazu passt das neue Pilotprojekt, das Kapsch gemeinsam mit Bombardier entwickelt hat und in diesen Wochen gemeinsam mit den Linzer Verkehrsbetrieben, der Linz AG, startet. Für das Projekt wurden die Linzer Straßenbahnen mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die das Fahrverhalten und den Energieverbrauch der Züge analysieren. Die dabei ermittelten Daten werden via Internet an die Leitstelle geschickt und können dort genutzt werden, um etwa die Heizung oder die Klimaanlage zu regeln. Rund zehn Prozent des gesamten Energieverbrauchs will die Linz AG auf diesem Weg einsparen. In einem nächsten Schritt sollen auch die Fahrgäste eingebunden und über eine Smartphone-App informiert werden, wann die nächste Straßenbahn eintreffen wird. Das System hat aber noch einen weiteren Nutzen: Anhand der laufend ermittelten Daten können sich anbahnende Schäden und notwendige Wartungen an den Straßenbahnen und an den Schienen früher erkannt und somit Reparaturkosten reduziert werden.

Die Luft der Welt zu verbessern ist das Anliegen der Erfinder des Air Quality Eggs, einem eiförmigen Gerät, das mit Sensoren zur Messung der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, des Stickoxid- und des Kohlenmonoxid-Gehalts der Luft ausgestattet ist. Die Besitzer der Geräte bilden ein weltweites Netzwerk privater Messstationen der Luftqualität. Die gesammelten Messdaten können auf der Internet-Plattform airqualityegg.com beobachtet werden.

Wie man bei der öffentlichen Beleuchtung Energie sparen kann zeigt das neue, von der Klima-Initiative der Clinton Foundation unterstützte, intelligente Smart Street Lighing in Oslo. Der Stadt ist es mit dem vom Energie-Management-Spezialisten Echelon entwickelten System aus LEDs und intelligenten Steuersystemen gelungen, den Energieverbrauch der stätischen Beleuchtung um 62 Prozent zu reduzieren.

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 Oslo hat eine intelligente Straßenbeleuchtung

Am anderen Ende der Welt, in Brasilien, leisten Sensoren indessen ihren Beitrag zum Umweltschutz, indem sie die Baumriesen des Amazonas-Regenwalds bewachen. Die vom GPS-Spezialisten Gemalto entwickelten Sensoren werden auf großen Bäumen angebracht, die in von der illegalen Rodung bedrohten Gebieten wachsen. Wird einer der Bäume gefällt und abtransportiert, so wird der jeweilige Sensor aktiv und zeichnet seine Bewegung und die anschließende Fahrtroute auf. Sobald der Stamm in den Empfangsbereich eines WLANS oder eines mobilen Internets kommt werden die Daten übermittelt.

Gesundheit – Intelligente Technologien, die sogar Leben retten können

Das Internet der Dinge als Retter vor dem plötzlichen Kindstod, als Hilfe für Herzrisiko-Patienten und als Diagnose-Tool in Tablettenform zur Bestimmung der körpereigenen Risikofaktoren.

Für Eltern gibt es wohl kaum eine schlimmere Vorstellung, als dass ein kerngesundes Baby einschläft und am nächsten Morgen nicht mehr aufwacht. Warum der durch Atemstillstand verursachte plötzliche Kindstod auftritt ist für Mediziner bis heute unerklärlich. Das US-Unternehmen Rest Devices (restdevices.com) hat mit dem Peeko Monitor ein Produkt entwickelt, das dem Phänomen seinen Schrecken nehmen könnte. In einem Body integrierte Sensoren überwachen dabei die Atmung des Babys, seine Bewegungen, die Körpertemperatur und die Geräusche. Stimmt etwas nicht, so schlägt das in dem Kleidungsstück integrierte Warnsystem über WLAN und die Smartphones der Eltern Alarm. Auch für Erwachsene, die fürchten, vom Atemstillstand betroffen sein zu können, hat das Unternehmen ein Produkt entwickelt. Das Sleep Shirt zeichnet die Atmung und die Bewegungen im Schlaf auf.

peekoRest Devices lässt mit dem Peeko Monitor Eltern und Babys ruhig schlafen

Eine Revolution in der medizinischen Diagnostik könnte der von Proteus Digital Health entwickelte, einnehmbare Sensor auslösen. Der im Juli 2012 von der US-Gesundheitsbehörde FDA als erster seiner Art für medizinische Diagnosen zugelassene Sensor wird geschluckt und wandert dann durch den Körper. Während er sich im Körper befindet ermittelt der Sensor Werte wie den Herzschlag, die Aktivitäten, Schlaf- und Ruhezeiten und sendet die Daten zur Diagnose ab. Die dafür notwendige Energie wird vom Körper selbst erzeugt. In nächsten Schritten will Proteus den Sensor zur Diagnose diverser Werte in Körperflüssigkeiten und Organen weiterentwickeln.

Eine Erleichterung für Herzrisiko-Patienten ist der von Preventice (preventice.com) entwickelte Body Guardian. Der Körperwächter wird mit Hilfe von Pflastern an die Brust geklebt und misst laufend die Herztätigkeit. Über das Internet werden die Messdaten an eine Klinik oder einen Arzt und an das Smartphone des Benutzers geschickt. Den Patienten bleiben dadurch stationäre Krankenhaus-Aufenthalte erspart. Im Notfall können die Ärzte dennoch sofort reagieren.

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 Leibwächter: Der Body Guardian von Preventice

Smart City – Das Internet der Dinge in der Großstadt

Weltweit wachsen Städte zu Metropolen. In wenigen Jahrzehnten werden 70 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben. Das Internet der Dinge kann helfen, das Leben in den Städten zu vereinfachen. der Abholzung schützen.

Rein äußerlich unterscheidet den Smart Belly Mülleimer des US-Unternehmens Big Belly kaum etwas von den Mülleimern, die es in vielen Städten der USA gibt. Mit der in den Behältern integrierten Technologie werden diese aber zu intelligenten Objekten: Sensoren überwachen den Füllstand und geben der Müllabfuhr bekannt, wann sie entleert werden müssen. Solarpanels liefern die dafür notwendige Energie.

Das Leihwagen-Modell car2go und die von BMW gestartete Connected Drive Initiative zeigen zwei Trends im Individualverkehr: Autos werden von mehreren Personen geteilt. Über das Internet geben die Fahrzeuge bekannt, wo sie sich befinden und wo man in sie einsteigen kann. Die Reservierung, die Buchung und das Bezahlen der Leihgebühr erfolgen über eine App am Smartphone. Und Autos werden zu mobilen Hotspots, die den Insassen Zugang zum Internet geben. Gleichzeitig überwachen Sensoren das Auto, seine Elektronik, den Motor und das Getriebe. Wenn sich ein Problem abzeichnet können die Autos den Fahrer darauf hinweisen und ihn direkt zur nächstgelegenen Werkstatt lotsen.

Auch bei der Bewältigung der Spitzenlasten in den Stromnetzen spielt das Internet der Dinge eine wichtige Rolle. Smart Grid-Lösungen wie von Siemens optimieren die Stromausbeute in den sich durch die neuen, alternativen Energiequellen Stromnetzen und selbst beim Spülen nach dem WC-Besuch beginnen die Sensoren des Internets der Dinge mitzureden, etwa bei der zum Schutz des Hudson Rivers gestarteten Don’t Flush-Initiative in New York City: Wenn das Kanalnetz etwa durch starke Regenfälle ausgelastet ist werden die Stadtbewohner informiert, die Spülung besser nicht zu betätigen, da das Abwasser sonst im Flussbett oder im Hafen landen würde