Die neue digitale Revolution

Transkript

1 Die neue digitale Revolution und was uns in Zukunft erwartet Friedemann Mattern ETH Zürich Wolfsberg 06 / 2015

2 Schleichende digitale (R)evolution Menge, Geschwindigkeit Synergien Daten Computing Exponentielles Wachstum Netz Lange spürt man kaum etwas, aber dann geht es sehr schnell 1950 Zeit

3 Schleichende digitale (R)evolution Wirkung und Wahrnehmung Business Medien, Politik Quantität Qualität Lawineneffekt Netzwerkeffekt Zeit

4 Schleichende digitale (R)evolution 1. Exponentielle Entwicklung 2. Synergie von Technologien 3. Lawineneffekt Zeit

5 D R Schleichende digitale (R)evolution Wir stehen am Beginn einer neuen Welle der digitalen Revolution

6 Computing, Netze, Daten

7 Computing

8 Computerprozessoren Geschwindigkeit und Speicherkapazität verdoppeln sich alle Monate seit ca. 1945, Ende nicht absehbar billiger, kleiner, schneller

9 Logarithmische Skala Instruktionen / s

10 Computer im deutschen Wortschatz Relative Häufigkeit Elektronische Datenverarbeitung Büro-PC

11 Friedemann Mattern Metamorphose des Computers Relevanz Tablet PC??? Mainframe F.Ma. 30

12 Paradigmenwechsel! Ganz neue Nutzungsqualität: (1) Touch-Screen (2) Drahtlos vernetzt in den globalen Cyberspace eingebunden Apps, e-commerce, (3) Realweltkontext durch Kamera, Lokalisation und andere Sensorik Cyberspace Ich Mediator zwischen drei Sphären Dingliche Welt

13 Computing, Netze, Daten

14 Evolution Mobiltelefonie (20 Jahre)

15 Multimedia Internet Sprache Text Von: Micha Gnz krz Treffe dich um 10 Terminal A LG, -- mi 02 Jul, 19:09

16 Smartphones erst seit 10 Jahren Apps Touch display Sprachbefehle Kamera Farbdisplay Internet Sensoren WiFi zum Telefonieren

17 Kommunikation überall Eine Voraussetzung für das Internet der Dinge

18 Computing, Netze, Daten

19 5 MB Speicher 1965

20 500 GB Speicher heute Ganzes Lexikon auf einem Memory-Stick

21 500 GB TB PB EB ZB YB NSA Data Center Bluffdale, Utah

22 500 GB TB PB EB ZB YB NSA Data Center Bluffdale

23 Computing, Netze, Daten Fehlt noch etwas?

24 Drahtlose Sensorik

25 Friedemann Mattern Sensoren Immer kleiner, besser, energiegenügsamer Umwandlung physikalischer Messwerte in digitale Daten (und drahtlos versenden) Temperatur, Druck, Licht, Gase, Kraft, Beschleunigung, Anwesenheit, Schon lange verwendet zur Steuerung von Maschinen und Anlagen F.Ma. 79

26 Sinnesorgane für Computer Früher mussten Computer gefüttert werden Das war langsam, mühsam und teuer Heute bekommen sie ihr Datenfutter automatisch 1) Sensoren (GPS, Kameras, ) 2) Automatisch generierte Daten aus digitalen Prozessen (Supermaktkasse, Router, ) 3) Eingaben von Internetnutzern (Webklicks, , )

27 Sinnesorgane für Computer Früher mussten Computer gefüttert werden Das war langsam, mühsam und teuer Heute bekommen sie ihr Datenfutter automatisch 1) Sensoren (GPS, Kameras, ) Über Zustände und Prozesse der realen Welt

28 Real-World Awareness Realwelt-Daten werden billig feingranulares Monitoring bessere Entscheidungen durch detaillierte Realwelt-Daten sofortige automatische Reaktion

29 Big Data Daten Computing Big Data ist nicht einfach nur viele Daten t Es geht oft primär auch nicht um personenbezogene Daten Daten Information Wissen Wert (Gesellschaft, Business, ) Data Analytics

30 Big Data Emergenz von Erkenntnissen aus vielen Einzeldaten

31 Friedemann Mattern Die neue digitale Revolution relative Wir stehen am Anfang einer neuen Tablet Welle Bedeutung Diese könnte alle anderen in den Schatten stellen Industrie 4.0 PC Internet der Dinge Mainframe Cyber Physical System Erweiterte Realität F.Ma. 162

32 Das Internet der Dinge

33 VoInternet der Dinge zum Internet Heute verbindet das Internet der alle Energie Computer Bald werden die Dinge der Welt an das Internet angeschlossen Und wir werden mit ihnen kommunizieren Logisch nächster Schritt der Internet-Evolution (technology push, market pull)

34 Friedemann Mattern Das Internet als Netz von: Mobiler Zugang Menschen Suchmaschinen verbinden mit 00: Browser Soziale Netze Dingen 80: Computern TCP 90: Dokumenten http Menschen & Services Web 2.0 Zeit

35 Indirekte Kommunikation Mensch Ding Swissness-Indikator Political Shopping -CO 2 -Erzeugung: Produktnr. 2.7 kg Land - Energieverbrauch: CHWh Internet D F CH

36 Indirekte Kommunikation Mensch Ding Auch NFC, RFID etc. Dingliche Welt Auch Cyberbrille etc. Internet

37 Outsourcen der Intelligenz Hier Dinge identifizieren Smartes Verhalten hier realisieren

38 Kommunizierende Dinge in der Praxis

39 Produkt kommuniziert mit Display

40 Realwelt-Suche Geteiltes Velo Technik wird kleiner und billiger, ermöglicht neue Geschäftsmodelle Mit Web-Technologie ist die Einbindung anderer Web-Dienste (z.b. Kartendienste) sehr einfach

41 Meine Jalousien Meine Lampen Pictures credit: Thingsquare

42 Meine Badezimmerwaage Meine Waschmaschine

43 Meine Wetterstation Netatmo

44 Mein Thermostat

45 Meine Haustür www. lockitron.com

46 Meine Zahnbürste (und meine Zähne!)

47 Meine Fitness

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49 Ambiente Mein Licht

50 Mein Ambiente

51 Mein Ambiente

52 Meine Energie

53 Geräte präsentieren Rechnung? Waschmaschine Kühlschrank TV Licht Geschirrspüler Computer Rest

54 Friedemann Mattern Das Internet vernetzt nur Computer jetzt die Dinge der Welt vernetzen! Image based on original artwork by Esther Gons,

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56 Die nächste industrielle Revolution!

57 Karl Steinbuch, 1966 Es wird in wenigen Jahrzehnten kaum mehr Industrieprodukte geben, in welche die Computer nicht hineingewoben sind, etwa so, wie das Nervensystem in Organismen hineingewoben ist.

58 Erste industrielle Revolution Zweite industrielle Revolution Dritte industrielle Revolution Vierte industrielle Revolution 4.0? Mechanisch; Wasser- und Dampfkraft Arbeitsteilige Massenproduktion; Elektrizität Automatisierung durch Elektronik und IT-Steuerung Cyberphysikalische Systeme; Vernetzung Mechanischer Webstuhl 1784 Fliessband, z.b. H. Ford 1913 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) 1969 Zeit heute Quelle: Siemens / DFKI

59 Industrie 4.0, Anwendung des Internet der Dinge im industriellen Kontext Smart Factory, Industrial Internet Maschinen und Produkte sind smart und kommunizieren via Internet miteinander und mit Cloud-Diensten Dezentrale und dynamische Produktionssteuerung Maschinen und Produkte sind smart und kommunizieren Bildquelle: Siemens

60 Produktgedächtnis Produkte und Werkstücke haben ein Gedächtnis Wissen, wie sie gefertigt werden sollen Kennen ihren jeweiligen Status und ihren Produktionsplan Können Maschinen anweisen, sie auf bestimmte Art zu bearbeiten Steuern selbst ihren Logistikprozess flexible Produktion und geringe Losgrössen

61 Menschen interagieren mit Maschinen und Produkten Industrie 4.0: Menschen interagieren mit Maschinen und Produkten wie mit Internet-Diensten Bildquelle: W. Wahlster

62 Beispiel: Pumpensteuerung via Smartphone Bildquelle: smartfactory.dfki.uni-kl.de

63 Bildquelle: DFKI Lokalisierung und Kontexterkennung ermöglicht unmittelbare Interaktion mit in der Nähe befindlichen Dingen

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65 Erweiterte Realität ermöglicht direkte Kontrolle Erweiterte Realität ermöglicht direkte Produktionskontrolle

66 Wartungsprozess: Erweiterte Realität sowie per Video zugeschalteter menschlicher Experte ( evtl. eye swapping)

67 Plug & produce

68 Bildquelle: Fraunhofer

69 Neue Geschäftsmodelle, z.b. App-Stores für Maschinen Bildquelle: W. Wahlster Ermöglichung neuer Geschäftsmodelle, z.b. App-Stores für Maschinen

70 Kooperation und emotionale Interaktion mit Robotern Kooperation und affektive Interaktion mit Robotern

71 Kooperation und emotionale Interaktion mit Robotern

72 Cyberphysikalische Systeme (CPS) Verbund informatischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die miteinander kommunizieren Internetfähige Maschinen, Werkstücke, Produkte Ferndiagnose / Fernwartung / prädiktive Wartung Flexible Fertigung dezentrale und dynamische Produktionssteuerung Produkte via Internet mit Zusatzdiensten koppeln Sicherheit (Absicherung gegen Fehler sowie absichtliche Störungen) wird essentiell!

73 Erweiterte Realität

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76 Erweiterte Realität

77 Das Navi-System der Zukunft Kleinste Kameras fixieren Pupillen des Fahrers Nachjustierung Siemens, Univ. of Linz

78 Gesichtsvermessung Image source: Reinhard Klette (Auckland),

79 Das Navi-System der Zukunft Image source: Seeing Machines

80 Das Navi-System der Zukunft... sieht, was der Fahrer sieht! Image source: Seeing Machines

81 Video- Kamera Display Brille - Internet

82 Laser- Projektor Kamera Prisma

83 Überlagertes Bild im Prisma

84 Laser-Projektor Prisma Überlagertes Bild vom Projektor Realität

85 Neue Anwendungsbereiche Maschine kommuniziert ihre Wartungsanweisungen

86 Friedemann Mattern F.Ma. 328

87 Sinneserweiterung Hilfen für Schwerhörige Gesprochene Sprache Text Hilfe bei schwindenen Sinnen Ferndiagnose (Medizin, Geräte, ) Eye swapping Als professioneller Dienst oder als spontane Freundschaftshilfe aus dem sozialen Netzwerk Telekooperation durch Fernsinne Superman-Fähigkeiten Sehen bei Dunkelheit Tele- und Makroblick Gesichtserkennung Verstärkung menschlicher Sinne

88 Assistenz im Alltag: Übersetzung

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90 Was bewirkt erweiterte Realität? Sie macht Menschen mächtiger Erweiterung der Wahrnehmungsmöglichkeit der Umgebung Schärfen der Sinne Macht Nutzer sicherer Dies sind wichtige Triebkräfte!

91 Was bewirkt erweiterte Realität? Aber auch: Interaktion mit den Dingen der Welt

92 Fazit

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94 Friedemann Mattern Informatisierung der phys. Welt Vernetzung von Alltagsdingen Smarte, assistierende Computer erweitern unsere Sinne Infosphäre Dinge kooperieren miteinander und mit uns Neue Möglichkeiten in Wirtschaft & Industrie Gewaltige soziale, ökonomische und politische Auswirkungen Image based on original artwork by Esther Gons,

95 Friedemann Mattern Informatisierung der phys. Welt Infosphäre Image based on original artwork by Esther Gons,

96 Die neue digitale Revolution und was uns in Zukunft erwartet Friedemann Mattern ETH Zürich This is not a publication. The material is intended for one-time educational use only. Pictures should not be copied or redistributed. No violations of copyrights are intended. Friedemann Mattern Wolfsberg 06 / 2015