Dr.-Ing. Horst Henn. Vortrag bei media space 05 Stuttgart , Pervasive Computing.

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1 Dr.-Ing. Horst Henn Vortrag bei media space 05 Stuttgart ,

2 Personal/ GSM ALTAIR BASIC Apple PC Mikroprozessor

3 Pervasive Communication "People want to talk to other people - not a house, or an office, or a car. Given a choice, people will demand the freedom to communicate wherever they are, unfettered by the infamous copper wire. It is that freedom we sought to vividly demonstrate in 1973," said Martin Cooper. Leute reden (kommunizieren) mit Leuten aber zunehmend auch mit Computern, Mobiltelefonen, Autos, Geräten... Geräte und Menschen kommunizieren miteinander im Netzwerk, im Auto, im Haushalt, in Fabriken, in der Welt

4 Interaktionen mit Computern sind unverzichtbarer Teil unseres Lebens 2004 wurden 174 M PCs und 674 M Mobiltelefone gekauft (IDC, Gartner), > 1 Mrd Smartcards 66% der Deutschen Haushalte haben PC, 60% Internetanschluss (13% Breitband DSL) 59% der Erwerbstätigen benutzen PC am Arbeitsplatz90% der jährigen Jugendlichen besitzen (mindestens ein Handy) Modernes Automobil enthält > 80 vernetzte Mikrosysteme Im Haushalt benutzen Haushalts- und Elektronikgeräte meist mehrere Mikroprozessoren Beginnende Vernetzung der Geräte (auch drahtlos) Geräte werden multifunktional und immer kleiner

5 Innovation durch Chip Technologie Linienbreite 2005: 70 nm Speicher: 4 Gbit, Zelle 500 nm x 500 nm Gigabyte Memory Stick (MP3) 1 Milliarde Transistoren/Chip Immer mehr Funktionen können auf immer kleiner Fläche mit immer weniger Energiebedarf realisiert werden! Verringerung der Linienbreite etwa alle 3 Jahre um Faktor 2-4x weniger Energieverbrauch - 4x mehr Transistoren auf Chip - 2x höhere Geschwindigkeit

6 Energie/Batterien Energiequellen für Pervasive Geräte Nickel/Cadmium: 1.2 V, 0.08 Wh/g Alkaline: 1.5 V (auch wieder aufladbar), 0.15 Wh/g Nickel Metal Hybrid: 1.2 V, 0.15 Wh/g Oxyride: 1.7 V, 0.15 Wh/g Lithium Polymer: 4.2 V, 0.15 Wh/g, 0.25 Wh/cm 3 PEM Brennstoffzelle (Fraunhofer): 1.5 V, 0.5 Wh/cm 3 kleinster Prototyp zur Zeit: 3 cm 3 Licht Schall Autonome Systeme kombinieren Batterie mit Aufladung durch RF, Licht oder Schall Vision: Pervasive Dust - selbstversorgende Kleinsysteme ohne Wartung Die Leistung der Batterien hat sich in den letzten 20 Jahren nur um 20% erhöht!

7 Anzeige/Display Gewünscht für : Hoher Kontrast, hohe Auflösung, niedriger Energieverbrauch, niedrige Kosten Polymer Light Emitting Diodes Electronic Paper 600x800 Auflösung, 4 Graustufen, 25 cm Diagonale, 0,3 mm dick LCOS (Liquid Crystal on Silicon, für Video Kamera Sucher) Integrierte Datenbrille HeadUp Display Direkte Iris Projektion

8 Drahtgebunden Pervasive Communication Gigabit Ethernet (1 Gbps) Glasfaser/Laser 1000 Gbps Terabit Netze Drahtlos Persönliche Netzwerke Infrarot, DECT, Bluetooth, USB, IEEE 1394, SPDIF, WLAN, WPAN (ZigBee), RFI Tag Öffentliche Netze ISDN, GSM, UMTS, HSDPA/HSUPA, WiMAX, WiFi Vision: Nahtloser Persönlicher Raum Kommunikation benötigt Energie! - Physik bestimmt Reichweite, Antennengröße und Datenrate - Protokolle (Standards) bestimmen Ease of Use Antennen Photo: Philips

9 Benutzerschnittstellen Sprache Schalter Fernbedienung (TV) Telefon Mobiltelefon PC Tastatur und Windows Grafik Haptische Eingabehilfen Vision: Der (stumme) Diener Ease of Use - Das zentrale Problem von! Benutzerschnittstellen müssen an Benutzer, Gerät und Situation angepaßt werden

10 Pervasive Portal Anlagen nanop microp Hersteller Kommunale Systeme (SAP) Personen Anwendungen Service Lieferanten Daten Andere Portale Archiv Dokumente Pläne Langzeit Archive Kommunikation Telefon(VoIP), , Messaging, SMS, Fax Portal Internet Netzwerke Kooperation Data Sharing,, Gruppen & Rollen Chat, Foren, Web Meeting elearning Die Portalinfrastruktur verbindet Personen, Anlagen und Systeme. Portale ermöglichen Kooperationen zwischen allen Beteiligten Endgeräte

11 Das persönliche Portal Externes Angebot z.b. Arbeitsplatz Privat Der Benutzer benötigt eine Kombination externer Angebote, Arbeitsplatz und private Information und Funktionen abhängig von Gerät, persönlicher Situation, Ort usw. Gewünscht: Öffentliche/Private Architektur des Erfahrungsraumes

12 Deutschland dienen mit einem Portal Cluster Kommunen Regionen Kooperationsnetzwerk Deutschland Infrastruktur für Bund, Länder, Gemeinden Gemeinsame Sicherheitskonzepte Regionale und lokale Subportale Individuelle, verteilte Erstellung der Inhalte und Applikationen Globale und kontrollierte Nutzung der Daten und Anwendung Dienstleistungen für Unternehmen und Bürger Basierend auf offenen Standards und Vielzahl von Anbietern Nutzbar für alle Prozesse mit internen und externen Nutzern Für PC, Handy, Fernsehen, Auto, Sprache

13 Der Auto Innenraum Ergonomie des Innenraums Traditionelle Elemente Knöpfe Schalter Interaktion mit Bildschirm und Sprachein und - ausgabe Individualisierung der Marke soll Markentreue bewirken - erschwert aber häufig die Bedienung! Wollen die Kunden das? Kunde bringt lieber seine vertrauten Geräte mit Handy, ipod, Persönliches Portal Wie sieht der Innenraum der Zukunft für alle aus?

14 Vernetzung Heim-Auto-Arbeitsplatz Telefon Hausinstallation Stereo/Video Private Web Site Heim Server (Elmo s) zu Hause WLAN WLAN Access Point DSL Internet GSM/UMTS WLAN Intranet unterwegs Bluetooth am Arbeitsplatz

15 Das vernetzte Heim Verwaltung mit PC Bedienung mit PC, Handy, Schalter, Fernbedienung Handelsübliche Komponenten, eigene Systemintegration mit Portal Fernwartung, Minimaler Energieverbrauch

16 Wearable Electronics Eyetop Neuronen Prothese 599 $ Zur Zeit nur sinnvolle Nutzung in der Medizin J.J. Hughes Trinity College

17 Sicherheit Identität, Autorität Retina Scan Name Benutzer ID PIN Digitaler Ausweis (Chip RFID) Aura Passwort Biometrie Photo: Philips Vision: Vom Benutzer gesteuerte, unmerkliche Sicherheit (IdentEeze)

18 Smartcard als persönliche Brieftasche Persönliche Brieftasche (Smart Wallet) enthält Zertifikate für Digitale Signatur und alle Favoriten (URL), die für den Betrieb benötig werden Sicheren Datenbereich für UID/PW und persönliche Informationen Notizen u.a. BackUp und Recovery (ausser für private Schlüssel) Vom Benutzer selbst verwaltet

19 Geräte Liest RFID TAG Und verbindet mit Service im Internet Samsung SDG-i300: Windows-Handy mit Festplatte Nokia 5410 Handy mit RFI Leser und System Apple ipod mit Video Lego Mainstorms Roboter zum Lernen Stanley the Volkswagen Autonomes Auto Stanford University

20 Vernetzung & Systeme Samsung DSB S360G Satellitenempfänger mit Funktionssteuerung über Handy Digitales Fernsehen (Pay) Vorschau/Steuerung mit Handy Interaktion mit Zusatzangeboten des Senders via Internet/SMS Verträge mit Content Anbietern Neues System für Pay TV Unterstützung, Vorschau, Standbilder... Hersteller versuchen dominanten Standard zu etablieren!

21 Pervasive Netzwerke Selbstkonfigurierende Netzwerke In Gebäuden Maschen Netzwerk Jedes Element ist Sender und Empfänger Intelligente Gebäude mit adaptiver Gebäudetechnik Verteilte Energieerzeugung (small is beautiful)

22 Patienten Fürsorge Harvard University, Boston Medical Center et al.

23 Die vernetzte Fabrik Übergang von Automobilfertigung zu Fabrikbau und management Vernetzbare Maschinen Vernetzte Systeme aus Gebäuden, Maschinen, Menschen und Märkten Standardisierte Architektur ist Voraussetzung für Akzeptanz Wer übernimmt diese Rolle in der weltweiten Arbeitsteilung?

24 Komplettsysteme anstatt Insellösung Es genügt heute nicht mehr nur Geräte herzustellen GSM System Funktechnologie, Smartcard, Weltweite Standardisierung, Abrechnungssystem Apple ipod Gerät, Musikbörse, Verträge mit Medienindustrie RFID Tag, Leser (z.. Nokia Handy), WW Architektur für Einzelprodukte ermöglicht neue Dienstleistungen Wertschöpfung zunehmend in vernetzten Ökosystemen (Personen, Organisationen, Software) Nur wer Werte für den Endverbraucher schaffen kann ist erfolgreich! Fähigkeit zur sinnvollen Vernetzung ist Schlüssel zum Erfolg der Volkswirtschaften im globalen Wettbewerb

25 Was kaum erwähnt wird... «Je mehr Computernutzung, desto dümmer sind die Schüler, wenn sie aus vergleichbaren sozialen Verhältnissen stammen.» (Ifo Institut) Nutzung eines PCs am Arbeitsplatz hat praktisch keinen Einfluss auf das Gehalt Amerikanische Angestellte verbringen im Mittel > 1 h des Arbeitstages mit privater , Internet, Chat... Großteil der Angestellten ist fremdbestimmt und öffnet sofort nach Eingang (10sec) Technologie kann bei neuen Lösungen und alten Problemen helfen. Initiative liegt bei den Menschen!

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