Vom Internet der Computer zum Internet der Dinge

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1 Vom Internet der Computer zum Internet der Dinge Friedemann Mattern ETH Zürich ETH Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Friedemann Mattern Grafenort / Engelberg Mai 2009 Technik-.fortschritt F. Mattern, ETH Zürich,

2 Mobiltelefon 1952 Mobiltelefon 1952 Einer der leichtesten und kompaktesten Funk-Sende- Empfänger, die jemals entwickelt wurden Das ganze wiegt nur 3 kg. F. Mattern, ETH Zürich,

3 Mobiltelefon 5 MB Speicher 1965 F. Mattern, ETH Zürich,

4 50 GB Speicher heute Ganzes Lexikon auf einem Memory-Stick Computer 1955 F. Mattern, ETH Zürich,

5 Computer 1975 Computer 1990 F. Mattern, ETH Zürich,

6 Computer heute Computer nächstes Jahr? F. Mattern, ETH Zürich,

7 Grösse Anzahl Computing: Ein klarer Trend Ein Computer (Mainframe) für Viele Ein Computer (PC) für jeden Viele Computer für jeden Grösse Anzahl Computing: Ein klarer Trend Ein Computer (Mainframe) für Viele Nächsten 15 Jahre? Ein Computer (PC) für jeden PC verschwindet? Internet der Dinge? Viele Computer für jeden F. Mattern, ETH Zürich,

8 Technologietrends 1. Fortschritt der xmikroelektronik Geschwindigkeit und Speicherkapazität verdoppeln sich alle 18 Monate billiger, kleiner, schneller F. Mattern, ETH Zürich,

9 2. Fortschritte bei der Breitbandkommunikation Vernetzung 1909 F. Mattern, ETH Zürich,

10 Vernetzung 2009 Wozu noch mehr Bandbreite? Für das 3-dimensionale e hochauflösende TV und holographische Computerspiele? Wohl eher zur Verlagerung von Rechenleistung, Speicher und aller Dienste in das Internet Cloud Computing F. Mattern, ETH Zürich,

11 Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz wird idbeim Provider gespeichert Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Fotos werden bei gespeichert F. Mattern, ETH Zürich,

12 Cloud-Computing Videos bei Alles ist irgendwo im Netz Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Pi Private Dokumente werden bei einem Storage Provider abgelegt Das Tagebuch wird öffentlich im Netz als Blog geführt F. Mattern, ETH Zürich,

13 Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Informieren tut t man sich im Netz Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Vernetzen tut t man sich bei social networks oder digital communities im Netz F. Mattern, ETH Zürich,

14 Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Plattformen im Netz nutzt man zum -Kaufen - Spielen - Kommunizieren - Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Vorteile für Nutzer: von überall zugreifbar keine Datensicherung keine Softwarepflege Kein PC, sondern billiges Web-Terminal, Smartphone etc. Wie Wasserleitungen einst den eigenen Brunnen überflüssig machten F. Mattern, ETH Zürich,

15 Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Voraussetzungen? Überall Breitband (fest & mobil) Netz-Verlässlichkeit (Versorgungssicherheit, Datenschutz, ) Wirtschaftlichkeit Cloud-Computing Alles ist irgendwo im Netz Auch gewöhnliche Dinge werden die Dienste in der cloud nutzen F. Mattern, ETH Zürich,

16 3. Funk-Chips RFID (Radio Frequency Identification) Kleine Funk-Chips F. Mattern, ETH Zürich,

17 Der μ-chip image source: Hitachi Funk-Chips in der Logistik B hl i Beschleunigung Minimierung von Fehlern F. Mattern, ETH Zürich,

18 Ski-Pass mit Funk-Chips E-Pass F. Mattern, ETH Zürich,

19 Einkaufsberater mit Funk-Chips 4. Kommunikation durch Berühren F. Mattern, ETH Zürich,

20 4. Kommunikation durch Berühren Near Field Communication Funkkommunikation über kurze Distanzen (< 10 cm) Funk-Chip Smartphone 4. Kommunikation durch Berühren Intuitive Interaktion Zugriff auf Information und Services durch Berühren Gehört: Heinz Lieb Gekauft am: 12 Sep 2009 F. Mattern, ETH Zürich,

21 4. Kommunikation durch Berühren Intuitive Interaktion Zugriff auf Information und Services durch Berühren Strom [7 Tage]: 5.4 kwh CO 2: 3.1 kg; Kosten: Lokalisierung aus der Ferne Technologiefortschritt kleiner, billiger, genauer POSITION N E Neue Möglichkeiten z.b. verlorene Dinge wiederfinden F. Mattern, ETH Zürich,

22 Maps of Our Live h, Berkeley Source: Ryna Aipperspach Was soll lokalisiert werden? Schlüsselanhänger, Haustiere, Koffer, Postsendungen, Container, Waffen, mautpflichtige Fahrzeuge, Mietautos, diebstahlgefährdete Objekte, umweltschädliche Stoffe, Kinder? Wer und was noch alles? F. Mattern, ETH Zürich,

23 Auf dem Weg zum Internet der Dinge Drahtlose Kommunikation Bessere Sensoren POSITION N E Kleinste Elektronik Neue Materialien Objekt- Lokalisierung Auf dem Weg zum Internet der Dinge Drahtlose Kommunikation Bessere Sensoren POSITION N E Kleinste Elektronik Neue Materialien Objekt- Lokalisierung F. Mattern, ETH Zürich,

24 Friedemann Mattern Das Internet als Netz von: Menschen verbinden mit 00: Dingen 80: Computern TCP 90: Dokumenten http Menschen & Services Web 2.0 Zeit 1. Vision: Smarte Objekte F. Mattern, ETH Zürich,

25 Kooperierende smarte Dinge Sensoren Prozessoren klein, billig, energiearm Drahtlose Kommunikation auf einem einzigen billigen Chip Kooperierende smarte Dinge Sensoren Sensoren Prozessoren klein, billig, energiearm Drahtlose Kommunikation F. Mattern, ETH Zürich,

26 Kooperierende smarte Dinge? Kooperierende smarte Dinge? Wenn die Zahnbürste mit dem Spiegel im Bad kommuniziert image source: Philips F. Mattern, ETH Zürich,

27 Beispiel Arbeitsplatzsicherheit Sauerstoffmaske dabei? Helm aufgesetzt? Ist mehr als eine Person anwesend? Haben diese gültige Trainingszertifikate? fk Source: BP Friedemann Mattern Kommunikation Mensch Ding - Herkunft: DE - Bei SuperMarko nur SFr 1,50 Ein Objekt informiert über sich selbst Click & Browse in der Realwelt Internet F.Ma. 256 F. Mattern, ETH Zürich,

28 Friedemann Mattern Allergie-Assistent F.Ma. 258 Friedemann Mattern Political Shopping? F.Ma. 261 F. Mattern, ETH Zürich,

29 2. Vision: Smarte Umgebungen Smarte Spielzeugwelt F. Mattern, ETH Zürich,

30 Friedemann Mattern Sensoren, RFID, Geräusche, Geräusche Interagierende Dinge F. Mattern, ETH Zürich,

31 Zauberflasche und Zauberstab F. Mattern, ETH Zürich,

32 Smarte Spielzeugwelt Friedemann Mattern Sensorbasiertes Monitoring von Seniorenwohnungen? Längere ezeit etein sebstbest selbstbestimmtes tesleben führen Bild: Die Zeit F.Ma. 286 F. Mattern, ETH Zürich,

33 3. Vision: Smarte Menschen Smarte Brillen Brille mit kleinem Laser und Spiegel projiziert ein Bild direkt auf die Retina F. Mattern, ETH Zürich,

34 Smarte Brillen You could wear a pair of glasses with a small amount of face recognition built-in, look at a person, and his name would pop up in a balloon above his head. You could know instantly who the person is, even if you don't immediately recognize him. I look at my tree, and a little balloon pops up saying, "Water me," I look at my dog, it says, "Take me out," or I look at my wife, it says, "Don't forget my birthday!" M. Satyanarayanan (CMU) Water Take Jimmy me me...my out Brown birthday! Brille mit kleinem Laser und Spiegel projiziert ein Bild direkt auf die Retina Erweiterte Realität Das Navi-System der Zukunft Siemens, Univ. of Linz F. Mattern, ETH Zürich,

35 Konsequenzen? Real-World Awareness Realwelt-Daten e ate werden ede billig feingranulareres Messen bessere Entscheidungen durch detaillierte Realwelt-Daten sofortige automatische Reaktion F. Mattern, ETH Zürich,

36 Physische Realität wird Teil der Internet-Welt Physische Realität einbetten in das Internet Information einbetten in die physische Realität Hybride Produkte Ding in der Realität + digitaler it Mehrwert Produkteigenschaften assoziierte Dienste image source: I. Musio F. Mattern, ETH Zürich,

37 Beispiel: Wartungsanleitung für Endkunden image source: I. Musio Mehrwert für Kunden Service schwer nachzumachen, höherwertiges Produkt Kreditkarte mit Armbanduhr befreunden? Vor erster Nutzung zusammen schütteln! Beschleunigungssensoren kommunizieren i Schüttelmuster t gleiches Muster führt zu Freundschaft F. Mattern, ETH Zürich,

38 Freundschaft schafft Sicherheit Kreditkarte funktioniert nur, wenn eine befreundete Uhr in der Nähe ist Bestimmung der Schüttelkorrelation x axis y axis z axis Sampling rate: 1000 Hz sqrt (x 2 +y 2 +y 2 ) F. Mattern, ETH Zürich,

39 Und noch viel mehr Möglichkeiten Autoreifen meldet sich, wenn der Luftdruck abnimmt Heizung weiss, ob Bewohner auf dem Heimweg sind T-Shirt ermittelt / überträgt wichtige Vitalparameter Autos kommunizieren autonom zur Gefahrenabwehr Road-Pricing dynamisch und intelligent? Was davon werden wir haben wollen? F. Mattern, ETH Zürich,

40 Fazit Friedemann Mattern Ein Internet der Dinge Alltag und Alltagsdinge werden zunehmend informatisiert Spannende Konsequenzen Enorme Herausforderungen Das Internet vernetzt nur die Computer der Welt. Jetzt aber geht es um die Informatisierung des Alltags F. Mattern, ETH Zürich,

41 Friedemann Mattern (Hrsg.): Die Informatisierung des Alltags Springer-Verlag Mit Beiträgen von 32 Autoren in 4 Teilen: - Visionen - Technologien - Wirtschaftliche Bedeutung - Gesellschaftliche Auswirkungen Vom Internet der Computer zum Internet der Dinge Friedemann Mattern ETH Zürich ETH Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Friedemann Mattern Grafenort / Engelberg Mai 2009 F. Mattern, ETH Zürich,