Internet of Things: Nützlich für Blutdruck, Nashörner und Mülltonnen

Es ist schon jetzt ein Trend und wird in den nächsten Jahren zum Megatrend: Beim Internet der Dinge können Geräte eigenständig miteinander kommunizieren. Was in der Industrie bereits in vielen Anwendungen zum Einsatz kommt, erobert nun auch unser tägliches Leben.

Internet of Things: Nützlich für Blutdruck, Nashörner und Mülltonnen

Maschinen, die eigenständig miteinander kommunizieren und selbst Entscheidungen treffen – das klingt nach Science Fiction. Doch es ist längst Realität: Geräte brauchen keine Menschen, um sich untereinander zu verständigen; in naher Zukunft wird diese Vernetzung noch viel weiter gehen.

Das Zauberwort dafür lautet Internet of Things, also Internet der Dinge. Gemeint ist damit, dass sich Geräte untereinander selbstständig vernetzen. Sie sind über das Internet (IP-Netz) verbunden und senden laufend Daten, die gesammelt und ausgewertet werden; jedes einzelne von ihnen verfügt über eine eigene Internetadresse, genau wie wir das von unseren Computern kennen.

Und so wie wir als Menschen über das Internet Daten senden und empfangen – beispielsweise wenn wir Nachrichten verschicken oder Videos auf YouTube ansehen und kommentieren – , so nutzen auch Geräte unterschiedlicher Art das Netz. Sie machen das auf eigene Faust, um bestimmte, definierte Aufgaben zu erfüllen. Das kann eine riesige Maschine in einer Fabrik sein, die Autoteile zusammenschweißt, aber auch ein kleines Haushaltsgerät in der Küche, das uns vor einem drohenden Ausfall wegen fehlerhafter Teile warnt.

Schnittstelle zwischen virtueller und realer Welt

Das Internet of Things ist damit die Schnittstelle zwischen der virtuellen Welt der Daten und unserer realen Welt. Es basiert auf einer Reihe von Technologien, die im Prinzip gar nicht neu sind: Da ist einmal das Internet als Grundlage dieser Vernetzung, genauer gesagt Breitbandinternet. Außerdem braucht es leistungsfähige und kostengünstige Sensoren – über diese werden die nötigen Daten erfasst.

Cloud Computing macht es möglich, dass diese Daten in weiterer Folge verwaltet werden und die Skalierbarkeit sichergestellt ist. Machine Learning und Künstliche Intelligenz wiederum sind dazu da, damit die richtigen Schlüsse gezogen werden und die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine einfacher abläuft – denken wir nur an die Sprachsteuerung bei Anwendungen wie Alexa oder Siri. Die Maschinen sollen damit selbst lernen, wie sie schneller und besser reagieren, wenn das nötig ist.

Im Prinzip unterscheidet man heute noch zwischen der industriellen Anwendung und jener für Verbraucher, wobei die Grenzen verschwinden. In der Industrie ist das Internet of Things die Basis für die sogenannte vierte industrielle Revolution, auch als Industrie 4.0 bezeichnet. Aus beiden Anwendungsgebieten gibt es jedenfalls etliche Beispiele für die konkrete Umsetzung in der Praxis:

  • Am weitesten vorangeschritten ist der Einsatz naturgemäß in der Industrie: Maschinen können durch die Vernetzung ständig kontrolliert werden, indem sie laufend Daten zur Analyse senden. Bei Abweichungen kann eine Wartung oder Reparatur eingeleitet werden. Maschinen fordern außerdem benötigte Rohstoffe selbst an, wenn sie für die Herstellung benötigt werden. Und die Qualität der produzierten Waren kann dank dem Internet der Dinge genauer überwacht werden
  • Im Gesundheitssektor können die Gesundheitsdaten von Patienten laufend überwacht und ausgewertet werden. Dabei werden etwa Blutzucker- oder Blutdruckwerte erfasst und analysiert – bei Überschreiten von Grenzwerten wird ein Alarm ausgelöst. Das erleichtert die Arbeit von Ärzten und Krankenhäusern; die Menschen können außerdem in ihrer gewohnten Umgebung bleiben. Die (anonymisierte) Erfassung enormer Datenmengen im Gesundheitsbereich bringt außerdem große Fortschritte für die Erforschung und Bekämpfung von Krankheiten
  • Im Verkehr können Umwege vermieden werden, indem Fahrzeuge ständig Daten senden und empfangen – sie werden bei Bedarf umgeleitet, Leerfahrten in der Logistik werden vermieden, die Emissionen sinken.
  • Ausgefallene Beispiele sind Mülltonnen in Irland, die sich von selbst melden, sobald sie bis zum Rand gefüllt sind, oder geschützte Nashörner in Afrika, deren Bewegungsdaten via Satelliten erfasst und von einem System laufend ausgewertet werden.

In Zukunft werden eine Reihe neuer Anwendungen möglich sein, die sowohl die Wirtschaft als auch das tägliche Leben betreffen. Autonom fahrende Fahrzeuge, Smart-Home-Systeme oder dezentrale, saubere Energieversorgung (Stichwort Smart Meter) bauen darauf auf.

Milliarden unterschiedlicher Geräte in aller Welt werden über das Internet verbunden sein, wobei das neue 5G-Netz den Datenaustausch in Echtzeit möglich macht. Die Zahlen sprechen für sich: Derzeit sind weltweit rund 10 Milliarden Geräte an das Internet angebunden, bis zum Jahr 2025 sollen es schon rund 22 Milliarden sein.

Und wo bleibt der Mensch?

Nicht vergessen darf man indes die Schattenseiten der Vernetzung und Automatisierung: Einerseits sind ethische Fragen noch nicht restlos geklärt: Welchen Einfluss muss der Mensch auf laufende Prozesse haben? Zwar sind die zugrundeliegenden Algorithmen stets von Menschen programmiert, doch beispielsweise im Gesundheitsbereich kann nicht alles erlaubt sein, was technisch machbar ist.

Die Gefahr von Cyberattacken auf eigenständig agierende Maschinen wird bei der Euphorie über die Vorteile des Internet of Things außerdem oftmals ausgeblendet: Der unbefugte Zugriff von außen muss auch aus Gründen des Datenschutzes verhindert werden. Schätzungen von Cisco zufolge sind mehr als 80 Prozent der IoT-Geräte in dieser Hinsicht nicht ausreichend geschützt.

Forschung in Linz

Selbst wenn es schon viele konkrete Anwendungen gibt, bleibt die Forschung beim Internet der Dinge unverzichtbar. So beschäftigt sich das Linz Center of Mechatronics unter anderem mit den Vorteilen der Smart Factory – das ist die Herstellung individueller Waren zu den Kosten der Massenproduktion. Wichtig ist aber auch die Umsetzung für bereits bestehende Maschinen: Dazu wurde eine Technologie entwickelt, mit der die Wartung von Wälzlagern erleichtert wird.

Daten wie Temperatur und Drehzahl werden über drahtlose Kommunikation erfasst und ausgewertet, wodurch der Zustand laufend überwacht wird. Der Vorteil: Alle Industriemaschinen können damit nachgerüstet werden.

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