Ambient Mobility. Intelligente Produkte und Umgebungen für mobile Bürger und Unternehmen

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1 Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung Ambient Mobility Intelligente Produkte und Umgebungen für mobile Bürger und Unternehmen Band 61 Hessen IT

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3 Ambient Mobility Intelligente Produkte und Umgebungen für mobile Bürger und Unternehmen Hessen-IT Band 61 Dr. Matthias Donath Olaf Jüptner Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

4 HA Hessen Agentur GmbH Hessen-IT Abraham-Lincoln-Straße Wiesbaden Telefon Telefax Internet Redaktionsteam: Dr. Matthias Donath Olaf Jüptner Wolf-Martin Ahrend Gabriele Gottschalk Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, verboten. Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung Hessen-IT c/o HA Hessen Agentur GmbH Wiesbaden 2009 Layout/Satz: WerbeAtelier Theißen, Lohfelden Druck: Werbedruck Schreckhase, Spangenberg ISBN Bibliografische Informationen der Deutschen Bibliothek: Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National - bibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

5 Ambient Mobility 1 Ambient Mobility Die Vision umgebungsintelligenter Mobilität Chancen Herausforderungen Grundlagen Das ambiente IKT-System Endgeräte Netzwerke Software Anwendungen Automotive Gebäude und Wohnen Gesundheit Kleidung Verkehr Ambient Mobility ein Leitbild für Hessen Ihre Partner in Hessen Die Aktionslinie Hessen-IT Schriftenreihe Hessen-IT

6 Liebe Leserinnen und Leser, das Internet hat unseren privaten und beruflichen Alltag tief - greifend verändert. Seine Angebote haben den Wandel von der Industrie- zur globalisierten Wissensgesellschaft vorangetrieben. Mehr als die Hälfte der Deutschen empfinden heute Internet und als Steigerung ihrer Lebensqualität, auf die sie nicht mehr verzichten möchten. Wir stehen aktuell vor der Entwicklung des Internets der Zukunft. Ambiente, d. h. auf eine Umgebung bezogene Technologien vernetzen die physische Welt, zu der auch wir selbst mit unseren Alltags gegenständen und unserem Alltagshandeln gehören. Deshalb spricht man auch vom Internet der Dinge. Durch sensitive und anpassungs fähige Elektronik nehmen Alltags - produkte und -umgebungen die Situation von Menschen und Objekten wahr und reagieren auf deren Bedürfnisse. Autos kommunizieren selbstständig Verkehrsgefahren an andere Autos und an Leitstellen, Herd und Heizung werden von unterwegs per Handy gesteuert, Pakete finden selbst den Weg ihrer Zustellung, Verpackungen von Lebensmitteln und Medikamenten melden ihr Verfallsdatum, unsere Kleidung misst unsere Gesundheitswerte und meldet sie dem Arzt, Rasensprenger bewässern automatisch je nach Trockenheit und Wetterprognose die Beispiele sind unerschöpflich, die Potenziale immens. In der Freizeit, bei der Arbeit, zu Hause, unterwegs überall werden ambiente Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) unser Leben verändern und unseren Alltag erleichtern. Der Anteil der IKT-Ausgaben am deutschen Bruttoinlandsprodukt liegt derzeit bei rund 6 Prozent. Dass Experten bis zum Jahr 2015 eine Verdoppelung erwarten, liegt maßgeblich an der Nutzung dieser ambienten Alltagstechnologien.

7 Hessen begrüßt den Anbruch dieser Ära, weil ambiente Technologien unsere Lebensqualität weiter erhöhen werden: mehr Komfort, mehr Sicherheit, mehr Effizienz, mehr Umweltschutz. Unser Leitbild Ambient Mobility (www.ambient-mobility.de) für eine umgebungsintelligente Mobilität verknüpft mit IKT und Mobilität zwei Stärken des Standortes Hessen und stellt bei der Anwendung ambienter Technologien den Menschen in den Mittelpunkt. Dieser Leitfaden möchte Ihnen aktuelle Forschungen und Entwicklungen sowie den Zukunftsmarkt intelligenter Produkte und Umgebungen vorstellen. Nehmen Sie Kontakt mit den aufgeführten Experten auf, oder wenden Sie sich einfach an das Projektteam von Hessen-IT. Hessen ist auch für Sie die richtige Umgebung! Dieter Posch, Hessischer Minister für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

8 Schriftenreihe Hessen-IT: Neuerscheinungen 2009 Ambient Mobility Intelligente Produkte und Umgebungen für mobile Bürger und Unternehmen Rating für IKT-Unternehmen (2. aktualisierte Auflage, Januar 2009) Leitfaden zur Patentierung computer implementierter Erfindungen (2. aktualisierte Auflage) Telekommunikationsanbieter in Hessen 2008 In modernen Märkten überleben Kooperationen mittel ständischer Softwareunternehmen in Hessen (2. aktualisierte Auflage) Web 2.0 Neue erfolgreiche Kommunikationsstrategien für kleine und mittlere Unternehmen Die Gamesbranche ein ernstzunehmender Wachstumsmarkt Internet-Marketing nicht nur für kleine und mittlere Unternehmen (2. aktualisierte Auflage) Anti-SPAM Ein Leitfaden über und gegen unverlangte -Werbung (2. aktualisierte Auflage) VoIP Telefonieren über das Internet (2. aktualisierte Auflage) Leitfaden Webdesign Internetpräsenzen besser planen und gestalten (6. aktualisierte Auflage) Hessen IT Die komplette Schriftenreihe finden Sie im Anhang oder im Internet unter (Bestellmöglichkeit und Download als PDF-Datei)

9 1 Ambient Mobility Mobilität im Alltag ist für Bürger und Unternehmen ein zentrales Thema unserer Zeit. Die Bewegung und die Beweglichkeit von Mensch und Gut sind nicht nur Aufgaben für die Gegenwart, sondern auch Herausforderungen für die Zukunft. Informations- und Kommunikations technologien (IKT), die intelligent mit ihrer Umgebung interagieren, schaffen schon heute mobile Alltagslösungen für die Gesellschaft und die Wirtschaft von morgen. 1.1 Die Vision umgebungsintelligenter Mobilität Der heutige Umgang mit IKT ist dadurch bestimmt, dass sich der Mensch an seine IKT-Umgebung anpasst und die Technologien ihren Eigenschaften gemäß bedient. Die Vision intelligenter Umgebungen besteht in einem Paradigmenwechsel: Hier bewegt sich der Mensch in einer IKT- Umgebung, die sich selbstständig ihm anpasst und sich assistierend oder proaktiv im Sinne seiner persönlichen Eigenschaften und Wünsche verhält. Die Einbettung winziger Sensoren, Prozessoren und Aktoren in vielfältige Alltagsprodukte meistens mit deren Vernetzung und zunehmend mit deren Anbindung an das Internet schaffen elektronische Umgebungen, die scheinbar intelligent auf die Anwesenheit von Menschen und Objekten reagieren. Auf diese Weise wird eine neue, unaufdringliche und zum Teil unmerkliche Form der Interaktion bzw. Datenübermittlung zwischen Menschen und Maschinen und diesen untereinander erzeugt. IKT- Geräte, Gegenstände und Gebäude werden quasi mit Sinnen ausgestattet und oft energieautark kabellos vernetzt. Sie agieren situationsgerecht und zum Teil selbstdiagnosefähig, um unsere Lebensqualität weiter zu erhöhen und unseren Alltag effizienter, komfortabler, sicherer und umweltgerechter zu gestalten. Entwicklungsphasen der Computernutzung Ära des Großrechners ein Computer, viele Nutzer Ära des Personalcomputers ein Nutzer, ein Computer Ära des allgegenwärtigen Computers ab 2010 ein Nutzer, viele Computer 9

10 Ambient Mobility A B Internet Internet Internet Internet D C Abbildung 1: Vier Entwicklungsstufen des Internets vom spezifischen Netzwerk für Forscher bis zur gesellschaftlichen Infrastruktur für Alltagsinformation, -interaktion und -dienste Die neue Qualität und Quantität von umgebungsintelligenter IKT verdeutlicht ein Blick auf die Entwicklungsstufen des Internets (Abbildung 1). In den 70er Jahren wurde das Internet zunächst von einzelnen Forschern und Militärs benutzt, um auf entfernte Daten zuzugreifen. Aber erst mit dem Aufkommen von in den 80er Jahren kam der Durchbruch auf über 10 Millionen Internetknoten. Das Internet wurde hier hauptsächlich als Kommunikationsmedium von Mensch zu Mensch genutzt (A). Die 90er Jahre brachten mit dem WWW eine Anwendungsform hervor, in der Menschen mit Maschinen, nämlich über Internetbrowser mit WWW- Servern, interagieren (B). Der Datenverkehr hat sich auf über 100 Millionen Knoten vervielfacht, ermöglichte die Kommerzialisierung und Popu larisierung des Internets und ist durch das drahtlose Internet um das Jahr 2008 auf rund 1 Milliarde Internetknoten angewachsen. Mit der Inter aktion von Maschine zu Maschine (C) und (D) zeichnet sich nun ein weiterer Entwicklungssprung auf möglicherweise Milliarden virtuelle Nutzer ab. Zum Teil werden Maschinen dabei als Computer in Erscheinung treten (C), zum Teil aber auch in intelligente Gegenstände eingebettet sein und aus der Wahrnehmung verschwinden (D). Beide Formen der maschinenunterstützten Interaktion (C) und (D) stellen die neue Perspektive umgebungsintelligenter Technologien dar. Weltweit werden Milliarden von intelligenten IKT-Komponenten ohne mensch liches Zutun via Internet Daten austauschen und damit den Datenverkehr wiederum erheblich erhöhen. 10

11 copyright and picture by Es kommt mir so vor, als sei das rasante Wachstum des WWW nur der Zündfunke einer viel gewalti geren Explosion gewesen. Sie wird los brechen, sobald die Dinge das Internet nutzen. Neil Gershenfeld, Media Lab, Massachussetts Institute of Technology (MIT) Der Begriff der Umgebung ist in diesem Ansatz auf einen physikalischen Raum bezogen, der Personen oder Güter umgibt und elektronisch unterstützt wird. In diesen Umgebungen vollzieht sich eine bestimmte Situation und es sind Technologien vorhanden, die auf diese Situation hin reagieren. Handelt es sich beispielsweise um eine intelligente Medikamentenschachtel, die in Gegenwart eines Menschen die Haltbarkeit der Arznei anzeigt, besteht die Umgebung aus der Medikamentenpackung, seinen technischen Komponenten und dem physikalischen Raum, in der der Sender die Präsenz des Menschen erkennt. Handelt es sich um den intelligenten Rasensprenger mit Feuchtigkeitssensoren im Boden und Wetterprognosenzugriff via Internet, schließt die Umgebung die Rasensensoren, die Funk- und die Internetverbindung sowie die Internetseite samt Wetterprognose mit ein. Von Intelligenz kann man bei umgebungsintelligenten Systemen zunächst einmal im umgangssprachlichen Sinne sprechen. Die Technologien können über Sensoren immer den Kontext und häufig ihre Position und ihren Zustand erkennen. Sie können sich ferner über Aktoren situationsangepasst verhalten und manchmal mit Menschen oder Objekten kommunizieren so dass sie sich auf Basis dieser Eigenschaften in einer gewünschten, vorteilhaften Weise einsetzen lassen. Darüber hinaus kann von Intelligenz aber auch ansatzweise im Sinne von Künstlicher Intelligenz (KI) die Rede sein. Damit sich die Technologien in einigen, komplexen Anwendungsbereichen selbst organisieren können, sollten sie auf der Basis von Erfahrung lernen und kognitive Fähigkeiten entwickeln bzw. erweitern können. Ob wir diese Eigenschaften von einzelnen umgebungsintelligenten Anwendungen in einigen Jahren noch als intelligent ansehen, ist fraglich wahrscheinlich werden wir sie irgendwann als normal betrachten. In diesem Band wird Intelligenz nicht nur auf den Menschen bezogen, sondern breit als Erkenntnisvermögen verstanden, so dass wir den Begriff im Folgenden nicht mit Anführungszeichen versehen. 11

12 Ambient Mobility Ermöglicht werden intelligente Alltagsdinge und -umgebungen durch erhebliche Leistungssteigerungen in der Informations- und Kommunikationstechnologie. In den letzten Jahrzehnten ist die Innovationsdynamik in Bereichen der Mikroelektronik, Mikrosystemtechnik und bei Kommunikationssystemen drastisch angestiegen. Mikroelektronik In der Mikroelektronik haben sich die Rechenleistung und die Speicher - kapazität der Chips in den letzten 15 Jahren um das Tausendfache erhöht. Bei gleicher Leistungsfähigkeit ist damit der Preis für mikroelektronisch hergestellte Funktionalitäten deutlich gesunken. So sind die Kosten für die Speicherung von einem Megabyte Daten in den letzten 20 Jahren von rund 100 Euro auf einige Zehntel Cent zurückgegangen und liegen nun weit unter dem Preis des Speichermediums Papier. In dem bekannten, nach ihm benannten Gesetz sagte Gordon Moore 1975 voraus, dass sich die Integrationsdichte von integrierten Schaltkreisen und damit die Miniaturisierung und Leistungsfähigkeit von Chips alle zwei Jahre verdoppelt. Ob und wie lange dieser Trend anhält, ist umstritten. Bemerkenswert ist allerdings die Genauigkeit der Prognose in den letzten Jahrzehnten. Wenn sich die Mikroelektronik weiter so entwickelt, könnte ein handelsüblicher Rechner in rund 20 Jahren ebenso viele Rechenoperationen pro Sekunde bewältigen wie das menschliche Gehirn. Die niedrigen Kosten der Chips und ihre Miniaturisierung erlauben es, viele Gegenstände mit diesen Mikrocomputern auszustatten, um intelligente Umgebungen zu erzeugen. 12

13 Mikrosystemtechnik Fortschritte in der Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie haben zu Verbesserungen etwa von Sensoren, Sensornetzen und Transpondern geführt. So können kleinste integrationsfähige Funksensoren mittlerweile die unterschiedlichsten Messparameter ohne expliziten Energieverbrauch mehrere Meter weit melden die dafür benötigte Energie beziehen sie aus der Umgebung oder aus dem Messvorgang selbst. Ohne eigene Energiequelle funktionieren einige so genannte RFID-Chips ( Radio Frequency Identification ). Hier handelt es sich um einen Transponder, der mit einem Signal bestrahlt wird, dieses decodiert und dann als Antwort ein Funksignal mit einer Reichweite von einigen Metern zurücksenden kann. Wenn also beispielsweise ein LKW in eine Lagerhalle fährt, kann automatisiert seine mit RFID-Chips bestückte Ladung angezeigt werden. Auch die Verknüpfung von Sensoren stellt längst kein Problem mehr dar. Hochgradig miniaturisierte Sensoren können sich drahtlos mit benachbarten Sensoren vernetzen, Erkenntnisse austauschen und untereinander abstimmen. Werden Sensornetze zum Beispiel in der Waldbrandbekämpfung eingesetzt, lässt sich über die Existenz eines Brandes hinaus auch seine genaue Position und seine Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit ermitteln. Kommunikationssysteme Der Datenverkehr wächst im Internet seit Jahren exponentiell. Alle sechs bis zwölf Monate verdoppelt sich die transportierte Datenmenge. Nach der Regel von Gilder verdreifacht sich die Bandbreite und damit die Leistungsfähigkeit von Netzwerken jedes Jahr. Laut DE-CIX, dem weltweit größten Internetknotenpunkt in Frankfurt, ist ein Ende des Wachstums nicht in Sicht. Vermutlich wird das weltweite Datenvolumen bis 2011 jährlich um 60 Prozent auf dann 1800 Exabyte (1,8 Billionen Gigabyte) zunehmen. Das entspricht einer Verzehnfachung gegenüber Im Mobilfunk hat die Anzahl der weltweiten Mobilfunkteilnehmer bereits die der Festnetzanschlüsse überrundet. Mit Handys der neuesten Generation können pro Sekunde etwa 50 mal mehr Daten übertragen werden als noch vor wenigen Jahren. 13

14 Ambient Mobility Ubiquitous Computing der Computer ist verschwunden, es lebe der Computer Die Konsequenzen dieser von Experten zum Teil vorhergesehenen Entwicklungen hat als erster Mark Weiser ( ) Chief Technologist im Xerox Palo Alto Research Center (PARC) im Silicon Valley erkannt. Weiser dachte über das Erscheinungsbild und den Platz des Computers im Alltag nach. In seinem visionären Artikel Der Computer für das 21. Jahrhundert (The Computer for the 21st Century) beschreibt er 1991, dass Computer künftig in nahezu jedem Gegenstand unserer Alltagswelt, also allgegenwärtig (ubiquitous) eingebettet sein werden. In dieser Ära des Ubiquitous Computing (UC) (Allgegenwärtige Datenverarbeitung) die auf die Ära des Mainframe und des Personal-Computers (PC) folge werde der Personal- Computer durch personalisierte intelligente Gegenstände ersetzt. By permission of PARC, Ubiquitous Computing stellt einen starken Wandel dar in der Art, wie wir Computer verwenden, in der Menschen in einer Umgebung wohnen, arbeiten und spielen, die nahtlos mit Computern vernetzt ist. Ubi quitous Computing postuliert eine Welt, in der Menschen umgeben sind von Computer-Endgeräten und einer Computer-Infrastruktur, die uns in allem unterstützen, was wir tun. Mark Weiser, Computer Science Lab Xerox PARC, 1991 Es ist heute leicht, in einem US-amerikanischen Mittelklasse-Haushalt 40 Mikroprozessoren zu finden. Sie sind zu finden in den Weckern, dem Mikrowellenherd, den Fernbedienungen, der Stereoanlage, dem Fernseher, dem Spielzeug der Kinder usw. Mit UC haben sie noch nichts zu tun. Aber vernetze sie und sie werden zu Schlüsseltechnologien für UC. Verknüpfe sie mit dem Internet und nun hast du in deinem Haus Millionen von Informationsquellen mit Hunderten von Informationsvermittlungssystemen verbunden. Uhren, die sich nach einem Stromausfall wieder die korrekte Zeit einstellen, Mikrowellen, die neue Rezepte herunterladen, Kinderspielzeug, das sich selbst mit neuer Software versorgt, Anstriche, die Staub reinigen und Eindringlinge melden, Wände, die selektiv Geräusche dämpfen sind nur einige Beispiele. Mark Weiser,

15 Wenn überall Computer sind, bleiben sie besser aus dem Weg. Weiser ist besonders wichtig, dass die allgegenwärtige Computerwelt den Menschen in einer unaufdringlichen und unauffälligen, ja gewissermaßen unsichtbaren Weise unterstützt. Sie soll in den Hintergrund treten und vom Menschen möglichst wenig Aufmerksamkeit beanspruchen. Idealerweise soll sie ganz aus seiner Wahrnehmung verschwinden, ihre Dienste sollen aber jederzeit und überall verfügbar sein. In dem Aufsatz Das kommende Zeitalter einer beruhigenden Technologie (The Coming Age of Calm Technology) aus dem Jahre 1996 stellt er die Aufgabe, den Menschen nicht mit Informationen zu überfrachten und ihm, im Gegenteil, ein Gefühl der Ruhe zu verleihen, als zentrale Herausforderung der nächsten 50 Jahre für die Gestaltung von intelligenten Produkten und Umgebungen heraus. Der Umgang mit den allgegenwärtigen Mikrocomputern soll sich wie derjenige mit dem Auto vollziehen: Im Normalfall ist unsere Aufmerksamkeit auf die Straße, das Radio oder die Beifahrer gerichtet und nicht auf das Geräusch des Motors, weil die Nutzung des Wagens wenig Aufmerksamkeit erfordert. Ungewöhnliche Motorgeräusche bemerken wir trotzdem sofort, was zeigt, dass wir die Geräusche des Motors vorher im Hintergrund durchaus wahrgenommen haben. Intelligente Produkte und Umgebungen sollten also so gestaltet werden, dass der Umgang mit ihnen normalerweise eine geringe Aufmerksamkeit erfordert, sie im Bedarfsfall aber auch ins Zentrum der Aufmerksamkeit rücken können. Auch wenn Weiser erklärt, UC werde die Informationstechnologie zu den kleinen quälenden Alltagsfragen führen, wie: Wo sind meine Autoschlüssel? Finde ich einen Parkplatz? Ist das Hemd, das ich letzte Woche im Laden sah, noch im Regal? Der gesellschaftlichen Tragweite von Ubiquitous Computing ist er sich durchaus bewusst das wird deutlich, wenn er dessen Bedeutung mit zwei anderen Techniken vergleicht, deren Gebrauch so selbstverständlich und allgegenwärtig geworden ist, das sie mittlerweile untrennbar zu unserer Zivilisation dazugehören: der Schrift und der Elektrizität. 15

16 Ambient Mobility Pervasive Computing und Ambient Intelligence Zwei Begriffe, die häufig mit oder in einem ähnlichen Zusammenhang wie Ubiquitous Computing genannt werden, sind Pervasive Computing (PvC) und Ambient Intelligence (AmI). Pervasive Computing (durchdringende Datenverarbeitung) bezeichnet auch die Durchdringung von Alltagsgegenständen mit Sensoren, Prozessoren und Aktoren, aber mit einer umsetzungsorientierten Ausrichtung. Der Begriff wurde von der Industrie eingeführt (und wird heute IBM zugeschrieben), um auf der Basis vorhandener Mobile-Computing-Technologien kurzfristig umweltintelligente Lösungen zu entwickeln. Als Reaktion auf die US-amerikanisch dominierten Ansätze des UC und PvC wurde in Europa von Emile Aarts von Philips Research der Begriff Ambient Intelligence (AmI) (Umgebungsintelligenz) geprägt und von der Europäischen Union über die Forschungsrahmenprogramme FRP 5, 6 und 7 verbreitet. AmI schließt auch Aspekte der Mensch-Maschine-Interaktion und der künstlichen Intelligenz mit ein. Im Jahr 1999 beschreibt die European Union s Information Society Technologies Program Advisory Group (ISTAG) der aus Hessen die Leiter von SAP Research (ISTAG-Vorsitz) und des Fraunhofer IGD angehören AmI in einer visionären Erklärung: People will be surrounded by intelligent and intuitive interfaces embedded in everyday objects around us and an environment recognizing and responding to the presence of individuals in an invisible way. In den letzten Jahren setzt sich zunehmend die pragmatische Auffassung durch, dass die Unterscheidung zwischen diesen drei Begriffen eher akademischer Natur ist. Wichtiger als die geringfügigen Unterschiede in den Konzepten herauszustellen, ist es, ihre sehr wesentlichen Gemeinsamkeiten zu fokussieren und gemeinsam nach Ansätzen zu suchen, wie sie sinnvoll umgesetzt werden können. 16

17 IKT-Merkmale für intelligente Produkte und Umgebungen Welche Anforderungen werden im Rahmen von Ubiquitous Computing, Pervasive Computing und Ambient Intelligence an die IKT gestellt, um intelligente Produkte und Umgebungen zu realisieren? In einer Studie im Auftrag der TA-SWISS von mehreren schweizerischen und deutschen Forschungsinstitutionen wurden folgende IKT-Merkmale identifiziert: Merkmale a Miniaturisierung: IKT-Komponenten werden immer kleiner, leistungsfähiger, preisgünstiger, portabler und damit mobiler einsatzfähig. a Einbettung: IKT-Komponenten werden in immer mehr Alltagsgegenstände integriert. a Vernetzung: IKT-Komponenten können miteinander immer häufiger meist drahtlos und häufig über das Internet Daten austauschen. a Kontextsensitivität: IKT-Komponenten können immer häufiger durch drahtlosen Datenaustausch und durch Sensoren Informationen über ihre Umgebung wahrnehmen. a Allgegenwart: IKT wird stärker präsent durch die Einbettung in intelligente Produkte und Umgebungen. Trend h h h h h Quelle: TA-SWISS 17

18 Ambient Mobility Vision wird Wirklichkeit Für Experten steht längst außer Frage, dass intelligente Produkte und Umgebungen unsere Gesellschaft und Wirtschaft zunehmend durchdringen werden. Die modernen IKT weisen Merkmale und Trends auf, die zur gezielten Entwicklung von umgebungsintelligenten Anwendungen ein erhebliches Potenzial darstellen. Aktuell ist unsere Gesellschaft aber noch nicht wesentlich durch intelligente Produkte und Umgebungen geprägt. Die Miniaturisierung und Einbettung von IKT-Komponenten sind zwar bereits weit fortgeschritten das zeigt die Tatsache, dass rund 98 Prozent aller programmierbaren Prozessoren bereits in Gegenständen des täglichen Lebens eingebettet sind, wie etwa Haushaltsgeräte, Fahrzeuge und Spielsachen. Aber der epochale qualitative Quantensprung und Intelligenzgewinn, der erst durch die insbesondere internetbasierte Vernetzung der IKT-Komponenten erfolgt, steht noch aus. Erst wenn sich die Dinge selbst miteinander vernetzten, kann von einer intelligenten Umgebung gesprochen werden. Von einer Allgegenwart umgebungsintelligenter Produkte und Prozesse kann deshalb derzeit noch keine Rede sein. Die Vision einer ambienten mobilen Alltagswelt ist aber trotzdem keine Utopie, sie wird Realität. Viele intelligente Produkte und automatisierte Prozesse benutzen wir seit langem z. B. ABS, Airbag, Herzschrittmacher, Mobiltelefone ohne dass wir sie als Vorreiter oder Wegbereiter einer allgegenwärtig IKT-durchdrungenen Gesellschaft ansehen. Bieten sie einen Gewinn an Lebensqualität etwa mehr Komfort, mehr Sicherheit, mehr Effizienz, mehr Umweltschutz nehmen wir ihren Nutzen gerne an. Dass uns der Entwicklungsprozess vom gelegentlichen Einsatz intelligenter Produkte hin zu einer gesellschaftlichen Prägung durch intelligente Umgebungen vielfach nicht bewusst ist, liegt zum einen an der Qualität der realisierten Anwendungen. Ganz im Sinne Weisers tritt bei ihnen die Aufmerksamkeit für die dahinter liegende (beruhigende) Hoch-Technologie zurück. Wir haben uns daran gewöhnt, dass die Gegenstände und das Geschehen um uns herum intelligenter werden ohne wahrzunehmen, dass es sich dabei um Funktionalitäten von Computern handelt. 18

19 Zum anderen ist die Entwicklung ambienter IKT-Systeme größeren Maßstabs mit einem starken Anstieg an technischer und sozialer Komplexität verbunden. Wer umfassende gesellschaftliche Anwendungsmöglichkeiten schaffen möchte, die einzelne Insel-Lösungen übersteigen, muss sinnvolle Szenarien entwickeln, diverse technologische Systeme auf einander abstimmen und allgemeine technische Standards etablieren. Die Verzögerungen bei der Einführung des Maut-Systems deuten beispielhaft auf die große Herausforderung hin, hochkomplexe ambiente IKT-Applikationen für eine sehr großflächige Umgebung das heißt hier für eine bundesweite Nutzung zu entwickeln und zu etablieren. Diese Einsicht wird auch in der Politik vertreten. Um die Forschung, Entwicklung und Marktfähigkeit ambienter IKT-Systeme zu beschleunigen werden sie auf EU-, bundes- und landespolitischer Ebene gezielt gefördert. Einen zentralen thematischen Schwerpunkt in den europäischen und bundesstaatlichen Förderaktivitäten stellt dabei aktuell das Leitbild des Ambient Assisted Living (AAL) (umgebungsunterstütztes Leben) dar. Da ambiente IKT-Systeme sehr vielfältige Alltags- und Geschäftsprozesse unterstützen können, kann ihre Förderung gezielt darauf ausgerichtet werden, Instrumente zur Lösung gesellschaftlicher Zukunftsthemen bzw. -probleme zu entwickeln. AAL fokussiert die Problematik des demografischen Wandels und soll der wachsenden Anzahl älterer Menschen länger und verstärkt ermöglichen, ein eigenständiges, mobiles Leben zu führen. Dies kann beispielsweise durch die Vermittlung ihrer körperlichen Vitalwerte an den Arzt, Pfleger bzw. Betreuer, durch Notfallmeldungen bei Stürzen oder seniorenfreundliche Wohneinrichtungen geschehen. Auf das hessische Leitbild Ambient Mobility wird in Kapitel 4 eingegangen. 19

20 Ambient Mobility 1.2 Chancen Die wachsende Durchdringung unseres Alltags mit ambienten IKT-Systemen lässt die Relevanz von Informations- und Kommunikationstechnologien noch weiter zunehmen. Mehr als die Hälfte der Industrieproduktion und mehr als 80 Prozent der Exporte hängen schon heute vom Einsatz moderner IKT ab. Auch werden in einzelnen High-Tech-Sektoren wie der Automobilindustrie, Logistik und Medizintechnik bereits heute mehr als 80 Prozent der Innovationen durch IKT getrieben. Weil IKT-basierte Intelligenz nun aber auch in die unzähligen gewöhnlichen Alltagsprodukte und -prozesse einzieht, wird das die Bedeutung von IKT natürlich nochmals beträchtlich erhöhen soviel lässt sich bereits mit Gewissheit sagen. Worin die wesentlichen gesellschaftlichen Chancen, die die neuen Technologien bieten, in der Lebens- und Arbeitswelt aber konkret bestehen, ist in dieser frühen Phase ihrer Entwicklung und Implementierung in einem umfassenden Maße nur sehr vage abschätzbar. Betrachten wir im Folgenden einige Kerndimensionen, in denen der Nutzen in Breite und Tiefe in Erscheinung treten wird. Im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung sind bei der Chancenbetrachtung ökologische, wirtschaftliche und soziale Aspekte in den Blick zu nehmen. 20

21 Ökologische Chancen Ambiente Technologien können ökologische Problemlagen aufgreifen und gezielt zur Schonung von nicht-regenerierbaren Ressourcen und zur Erhöhung von Energie- und Materialeffizienz eingesetzt werden. Vor allem Sekundäreffekte wie beispielsweise ökologische Formen des intermodalen Verkehrs, des koordinierten Gebäudemanagements und der energetischen Gerätevernetzung hier sollen etwa die Abwärme eines Kühlschranks das Wasser im Geschirrspüler vorheizen und der Backofen seine überschüssige Wärme an die Waschmaschine abgeben können wirkungsvolle Beiträge leisten. Kurzgefasst a Vermeidung von motorisiertem Verkehr durch Telekommunikation a Optimierung von Verkehrs- und Logistikprozessen a Erhöhung der Energie- und Ressourcenproduktivität a Optimierung von Wertschöpfungsprozessen a Dematerialisierung (Verringerung der Material- und Energieumwandlungen bei gleichem Nutzen) a Ökologisierung der Märkte und Unterstützung einer umweltgerechten Produktpolitik a Höhere Transparenz ökologischer Produkteigenschaften 21

22 Ambient Mobility Wirtschaftliche Chancen Das breite Anwendungsspektrum macht Ambient Mobility zu einem enormen Wachstumsmarkt. Gerade in Hessen sind viele Institutionen und Unternehmen ansässig, die im Bereich Ambient Mobility der absoluten Weltspitze angehören. Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner, Fraunhofer IGD Ambiente IKT-Systeme werden zur Zeit ihrer Durchdringung die Wirtschaft revolutionieren. Über die Stärkung des IKT-Sektors als Schlüsselbranche für Innovationen hinaus, bergen sie auch für alle anderen Wirtschaftsbranchen erhebliche Potenziale. Die multimediale Verarbeitung und Echtzeit-Kommunikation von Daten, Informationen und Wissen sowie deren allgegenwärtige Vernetzung wird die Bedeutung der klassischen Produktionsfaktoren Arbeit, Kapital und Rohstoffe weiter zurückdrängen. Die Erfassung, Bündelung und Kontrolle von Informationen in Echtzeit ermöglicht ein hocheffizientes Management von Geschäftsprozessen, das alle Prozesse der Wertschöpfungskette (Planen, Entwickeln, Beschaffen, Herstellen, Liefern, Warten, Entsorgen) unterstützt. Die Erfassung der Situation, in der sich ein Kunde befindet, ermöglicht individuell angepasste Produkte und Dienste, die Erfassung seiner tatsächlichen Nutzung der Produkte und Dienste ermöglicht verbrauchsbezogene, dynamische Geschäftsmodelle. Experten rechnen damit, dass 2013 bereits für eine Milliarde Menschen ein Billion elektronisch aufgerüstete, vernetzte Gegenstände zur Verfügung stehen. Kurzgefasst a Stärkung der IKT-Branche (Netze, Endgeräte, Anwendungen) a Vorrangstellung des Produktionsfaktors Wissen a Transformation zu Real-Time-Enterprises (RTE) durch Echtzeit-Management a Optimierung von Wertschöpfungsprozessen a Entwicklung kundenorientierter Produkte und Dienste a Entwicklung nutzungsbezogener Geschäfts- und Preismodelle 22

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