Die Chancen und Risiken des Internet of Things

Der Preis der Vernetzung

Daniel Greitens

© Shutterstock / Beatriz Gascon J

„Internet of Things“ ist das neue Hypethema in Medien und Kongresslandschaften. Ausnahmsweise könnte sich diese neue durchs Dorf getriebene Kuh dieses Mal allerdings als reinrassiges Sportpferd entpuppen, denn das Thema scheint konkreter als manch anderes Kürzel aus der Buzzword-App und bekam unter dem Schlachtruf „Industrie 4.0“ sogar Rückendeckung von der Bundesregierung. Grund genug, sich das Thema von der historischen Wurzel bis hin zu den zu erwartenden Chancen und Risiken anzusehen.

Das McKinsey Global Institute beziffert das wirtschaftliche Potenzial des Internet of Things, kurz IoT, im Jahr 2025 in einer Studie mit dem Titel „Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy“ auf gigantische 2,7 Billionen Dollar pro Jahr (Download). GSMA und Machina Research spricht in einer Studie mit dem Titel „The Connected Life: A USD 4.5 trillion global impact in 2020“ sogar von 4,5 Billionen Umsatz im Jahre 2020. Die Zuverlässigkeit solcher Blicke in Glaskugeln darf zu Recht bezweifelt werden. Die gesamte Branche ist sich allerdings grundsätzlich einig: Das Potenzial von IoT ist gigantisch.

Die Geschichte des Internet of Things

IoT tritt in den letzten Wochen und Monaten massiv auf die Medienbühne. Damit erweckt es den Eindruck, ein ähnliches akutes Hypethema wie Mobile, Cloud und HTML5 zu sein. Tatsächlich aber liegen die Wurzeln in diesem Fall tiefer. Seit Erfindung des Internets wird die Vernetzung von Geräten vorangetrieben. Ein Meilenstein nach dem anderen hat die Entwicklung langsam, aber sicher bis zur nun erreichten Einsatzreife gebracht.

Erstaunliche Parallelen lassen sich in der Entwicklung des Stromnetzes entdecken. Es wurden zunächst Haushalte mit Strom versorgt, um die alten Gasleuchten durch effizientere elektrische Lampen zu ersetzen. Schnell wurde klar, dass sich mit Strom noch mehr anfangen lässt, und die Steckdose wurde erfunden. Eine elektrische Erfindung nach der anderen ersetzte die Geräte in Haushalt und Betrieben. Dampfturbinen machten in Fabriken den Elektromotoren Platz, Waschmaschinen ersetzen schwere Handarbeit, Herde hörten auf zu rußen und boten auf Knopfdruck Hitze.

Der Vergleich zur Vernetzung aller Geräte geht auf: Das Telefonkabel bot zunächst den Internetanschluss für die Innovation PC. WLANs, LTE und Co. bieten nun steckdosenähnlich den Zugang für nahezu jedes Endgerät. Es fehlen nun nur noch die Endgeräte, die sich in das Netz einklinken und von ihm Gebrauch machen.

Die Entwicklung von vernetzten Geräten ist ebenfalls bereits seit Jahrzehnten im Gange. In den frühen 1990ern wurde im Xerox Palo Alto Research Center das „PARCTAB System“ entwickelt (Abb. 1). Es handelte sich um ein kleines Gerät mit Touchscreen, das permanent mit einem Server verbunden war und seine Position übermittelte. Mitarbeiter trugen diese Geräte bei sich, und Anwendungen reagierten auf die aktuelle Position.

Im Jahr 2002 wurde der Begriff „Internet of Things“ erstmalig formuliert. Und zwar von Chana Schoenberger and Bruce Upbin in ihrer Veröffentlichung „The Internet of Things“ auf der Plattform Forbes. Zentrales Zitat: „Wir brauchen ein Internet für Dinge, einen standardisierten Weg für Computer, um die Welt verstehen.“

Ein weiterer Meilenstein folgte 2005 mit der Entwicklung des Arduino Boards (Abb. 2). Dieser Minicomputer verfügte über genug Funktionalitäten, um vernetzte Lösungen auf kleinstem Raum unterzubringen. Der geringe Preis und der Einsatz in Hochschulen sorgten schnell für eine große Fangemeinde unter Tüftlern. Nun stand einer breiten Entwicklung von vernetzten Geräten außerhalb der Forschungslabore nichts mehr im Wege.

Abb. 2: Das Arduino Serial Board (Quelle: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardSerial)

Abb. 2: Das Arduino Serial Board (Quelle: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardSerial)

Es folgten zahlreiche ähnliche Produkte, zum Beispiel der ab 25 US-Dollar erhältliche Raspberry Pi. Der phänomenale Start des Onlineverkaufs am 29. Februar 2012 überlastete die Server derart, dass sie tagelang nur eingeschränkt erreichbar waren.

Seit Kurzem sind die Segel endgültig gehisst, denn die großen Softwaretechnologieanbieter springen auf den Zug auf und stellen Werkzeuge und Basisstrukturen für die Entwicklung von IoT-Anwendungen zur Verfügung. Zum Beispiel: Microsoft mit dem „Windows 10 IoT Core“. Es handelt sich dabei um ein speziell für Miniaturcomputer (aktuell Raspberry Pi 2 und MinnowBoard MAX) angepasstes Betriebssystem. Den Meilenstein stellt die Integration in die weit verbreitete Entwicklungsumgebung Visual Studio dar (Abb. 3). Die Entwicklung inklusive Fehlerbehebung findet in gewohnter Umgebung statt, der Transfer auf das Raspberry Pi erfolgt mit einem Klick. Dabei werden Abhängigkeiten automatisch erkannt und automatisch aufgelöst.

Abb. 3: Übersichtsbildschirm von Windows 10 IoT auf dem Raspberry Pi 2 (Quelle: Microsoft)

Abb. 3: Übersichtsbildschirm von Windows 10 IoT auf dem Raspberry Pi 2 (Quelle: Microsoft)

Wir stehen nun also an einem Punkt in der IT-Geschichte, an dem theoretisch jedes Gerät in Fabrik, Büro und zu Hause online sein und Daten bereitstellen sowie konsumieren kann. Und es steht auch mit leicht zugänglichen Werkzeugen und günstigen Komponenten die notwendige Infrastruktur zur Verfügung, um die breite Masse an Unternehmen und Programmierern zu befähigen, Lösungen zu entwickeln.

Auf Los geht’s los: Die ersten IoT-Lösungen

Die Vernetzung aller Komponenten in Industrieanlagen aller Branchen verspricht optimierte Supply Chains, effizienzsteigernde Automatisierungen und Echtzeitstatus ganzer Produktionsketten. Da lassen bereits heute hohe Investitionssummen nicht lange auf sich warten. Aber auch der private Sektor kann sich die neuen Möglichkeiten zu Nutze machen. Erste konkrete Ideen lassen die Unendlichkeit der Chancen erahnen:

GlowCap des amerikanischen Unternehmens Vitality ist eine Tablettendose, die den Patienten an die Einnahme per Blinksignal und Smartphone erinnert und den Arzt informiert, falls die Einnahme nicht erfolgte. Ein Kopfdruck auf der Dose informiert die nächste Apotheke über den Bedarf an Nachschub (Abb. 4).

Abb. 4: Die Tablettendose, die kommunizieren kann: GlowCap. (http://www.glowcaps.com/product/)

Abb. 4: Die Tablettendose, die kommunizieren kann: GlowCap. (http://www.glowcaps.com/product/)

Die EU hat unter dem Namen „eCall“ ein umfangreiches System zur Optimierung von Reaktionszeiten im Falle eines Autounfalls geplant. Sobald ein Auto kollidiert, wird automatisch ein Notruf abgesetzt und sogar eine Audioverbindung hergestellt, damit ein Agent des Notrufzentrums Rücksprache mit dem Fahrer halten kann – sofern er dazu noch in der Lage ist. Der Einbau dieses System soll ab 2018 für alle neuen Fahrzeuge verpflichtend werden.

Abb. 5: Das eCall-System der EU (Quelle: http://ec.europa.eu/transport/themes/its/news/ecall-deal_en.htm)

Abb. 5: Das eCall-System der EU (Quelle: http://ec.europa.eu/transport/themes/its/news/ecall-deal_en.htm)

Samsung hat bereits 2013 auf der Konferenz CES in Las Vegas einen Kühlschrank vorgestellt, der seinen Inhalt verwalten kann. Er meldet abgelaufene Produkte und den Bedarf an neuen Lebensmitteln (Abb. 6).

Abb. 6: Der intelligente Kühlschrank von Samsung (Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=-1I_iBv3Ueg)

Abb. 6: Der intelligente Kühlschrank von Samsung (Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=-1I_iBv3Ueg)

Dieses Beispiel lässt sich ohne viel Phantasie weiterspinnen: Eine App auf dem Smartphone könnte ermöglichen, dass man während des Einkaufs noch mal schnell nachsieht, was zu Hause im heimischen Kühlschrank noch lagert. Sobald sich die Salami irgendwann dem Ende zuneigt, könnte sich der Kühlschrank mit dem Kalender der Hausbewohner absprechen und einplanen, per mobilem Endgerät Bescheid zu geben, wenn jemand in der Nähe des Metzgers des Vertrauens vorbeifährt.

Kassen könnten bald obsolet sein, zum Beispiel mit dem Schuhkonzept von WeSC Karmatech. Der Schuh übermittelt per RFID automatisch die Identität des Trägers, um auf Facebook oder Twitter die aktuelle Position zu posten – oder, theoretisch, um das gemeinsame Verlassen eines Geschäfts von Produkten und Person zu erkennen und automatisch einen Bezahlvorgang einzuleiten (Abb. 7).

Abb. 7: Schuhe lernen zu kommunizieren

Abb. 7: Schuhe lernen zu kommunizieren

Wenn Sie sichergehen möchten, dass sie bei Regen nicht nass werden, dann finden Sie hier und heute eine Anleitung, wie Sie mit ein paar günstigen Komponenten und herunterladbaren Code sich selbst in acht Schritten einen Regenschirm bauen können, der per LED die Wetterprognose signalisiert und den Besitzer damit auffordert, dass es eine gute Idee wäre, ihn mitzunehmen.

Noch einfacherer wäre es natürlich, wenn Sie das Haus für den Einkauf gar nicht mehr verlassen müssten, und ein Kühlschrank oder die Klopapierhalterung einfach selbst eine Onlinebestellung auslöste, und zwar zum idealen Zeitpunkt unter genauer Beobachtung der Sonderangebote. Supermärkte wären in der Lage, anstehenden Bedarf früher als der Käufer zu erkennen, die Lagerhaltung anzupassen und mit den gesammelten Regelkäufen die Absatzprognosen zu optimieren – und uns natürlich passgenaue Empfehlungen, untermauert mit Bewertungen à la Amazon zu geben. Nutzen über Nutzen! Die Chancen sind immens. Aber jedem Leser wird klar geworden sein: Es gibt mehr als eine Kehrseite.

Die wenig diskutierten Nachteile und Risiken

Das Thema Datenschutz ist der Dreh und Angelpunkt für die kommenden Entwicklungen von IoT. Industriespionage ist ein Thema in den Werken, denn schaut man sich die dünnen Sicherheitsvorkehrungen aktuell unvernetzter Produktionsstraßen an, wird der Bedarf an neuen weiterreichenden Konzepten zum Schutz und zur Sicherheit deutlich. Der private Sektor ist ebenfalls vom Datenschutz massiv betroffen: Vernetzte Geräte konsumieren, kommunizieren und speichern gegebenenfalls Daten. Wer stellt sicher, welche Daten wann wem zugänglich sind? Versicherer planen bereits Tarife, in denen nur abgerechnet wird, wenn das Fahrzeug bewegt wird. Wer stellt sicher, dass dabei nicht auch hinter vorgehaltener Hand überprüft wird, wie schnell der Halter fährt und ob sich daraus ein erhöhtes Schadensrisiko ergibt? Malen wir noch schwärzer: Es kursiert ein Gerücht, dass in den USA gerade eine Toilette entwickelt wird, die Urin automatisch auswertet. So könnte ein Arbeitgeber von einer Schwangerschaft erfahren, bevor es die werdende Mutter tut. Und gegebenenfalls vor Beanspruchung eines Mutterschutzes darauf reagieren …

Die Digitalisierung nimmt uns die Möglichkeit der Einflussnahme. Funktioniert ein konservativer Lichtschalter nicht, so kann man ihn aufschrauben, nachsehen und Ersatzteile beschaffen und einbauen. Funktioniert ein Lichtschalter einer Smart-Home-Anlage nicht mehr, hilft Aufschrauben nicht. Man findet Platinen und vielleicht einen kleinen Knopf zum Anlernen der Komponente. Tüftler können sich zumindest in die Steuerungssoftware einarbeiten und soweit Einfluss nehmen, wie es der Anbieter des Systems erlaubt. Die breite Bevölkerung wird dazu wohl kaum in der Lage sein.

Wir verlernen! Eine Fachzeitschrift äußerte 2012 in einem Beitrag, dass eine Reihe von Flugzeugabstürzen darauf zurückzuführen seien, dass Piloten aufgrund übermäßigen Einsatzes des Autopiloten verlernt haben, manuell zu fliegen, und somit nicht in der Lage waren, auf unvorhersehbare Situationen adäquat zu reagieren. Dieser Aspekt wird uns künftig sicher an vielen Stellen begegnen: Wir kennen uns in einem Ort nicht mehr aus, weil uns permanent ein Navi führt. Wir verlernen zu kochen, weil wir nur noch die Anweisungen eines Thermomixes Schritt für Schritt befolgen. Und vielleicht verlernen wir auch ein Gefühl für unseren Körper zu haben, weil uns Wearables immer sagen, wie wir uns laut Daten eigentlich fühlen sollten.

Informationsverlust ist eine grundsätzliche unvermeidbare Konsequenz digitaler Kommunikation. Denn menschliche Kommunikation erfolgt per Gestik, Mimik, Stimmklang und vielen anderen Kanälen. Digitale Systeme hingegen verfälschen den Informationsfluss, da sie weder über ebenbürtige Mitteilungsmöglichkeiten noch Sensoren verfügen. Algorithmen verarbeiten streng binär, wohingegen wir Menschen anhand unendlich vieler Parameter abwägen. Der Optiker des Vertrauens kennt den Geschmack des Kunden und kann eine Empfehlung für eine neue Brille abgeben. Der Kunde kann aber im persönlichen Dialog anhand der Wortwahl und des Gesichtsausdrucks seine Empfehlung erheblich tiefgründiger bewerten. Diese Tiefe an Informationen bietet keine Amazon-Bewertung.

Die Geräte werden uns also im kommenden Zeitalter von Internet of Things Empfehlungen aussprechen und damit Entscheidungen für uns binär treffen, uns nahelegen oder sogar ganz abnehmen. Das Problem daran: Der Datenhaushalt, auf dessen Basis diese Entscheidungen getroffen werden, wird immer eine andere Perspektive als unsere eigene sein. Denn in den nächsten vielen Jahrzehnten werden die Sensoren niemals vollständig die Realität abbilden können, sondern nur eine Interpretation der Daten. Ein bereits jetzt erlebbares Beispiel sind die Sportarmbänder, die unsere Bewegung aufzeichnen. Trägt man zum Test zwei Sensoren unterschiedlicher Marken parallel, ist schnell festzustellen, dass beide eine unterschiedliche Vorstellung von der Anzahl der gelaufenen Kilometer oder verbrauchten Kalorien haben. Beide Datenhaushalte werden uns aber auf dem Dashboard der entsprechenden App souverän als Wahrheit verkauft.

Die Bedienung wird aufgrund steigender Komplexität der Systeme immer schwieriger. Vernetzte Geräte bietet ein schier unendliches Maß an Möglichkeiten zu deren Steuerung. Ein analoges System ist hingegen erheblich einfacher zu verstehen: Von einem Lichtschalter führt ein Kabel zur Lampe. Wird der Lichtschalter betätigt, schaltet die Lampe. Der Zusammenhang ist klar, und das so genannte „mentale Modell“ im Kopf des Benutzers ist schlüssig, sodass es ohne Nachzudenken auch beim Nachbarn möglich ist, für Erleuchtung zu sorgen. Man stelle sich nun aber vor, jeder Haushalt wäre mit umfangreichen Smart-Home-Funktionalitäten ausgestattet. Ein Lichtschalter im Wohnzimmer mag nicht wie erwartet das Licht im gleichen Raum schalten, sondern den „Guten Morgen“-Modus aktivieren und damit die Rollläden hochfahren, die Kaffeemaschine aktivieren und die Garage öffnen. Wir können uns darauf gefasst machen, künftig vor dem Betreten eines Hotelzimmers die Bedienungsanleitung des Zimmers lesen zu müssen.

IoT-Systeme sind anfälliger als unvernetzte Lösungen. Betrachten wir das gesamte System eines Lichtschalters einer Smart-Home-Anlage, so wird klar, dass es schon in so einfachen Bespielen erheblich mehr mögliche Fehlerquellen gibt: Der vernetzte Lichtschalter ist mit einem Netzwerk verbunden, das über einen Router den Zugang zum System ermöglicht. Die Steuerungssoftware auf einer Hardwarekomponente interpretiert die eintrudelnden Daten von Sensoren, um je nach programmierter Logik die entsprechenden Befehle an beliebig viele Aktoren zu senden. Jeder dieser Bausteine ist eine potenzielle Fehlerquelle, umso mehr als sie in jedem Einsatzszenario anders genutzt werden könnten. Die eine Smart-Home-Installation hat das eine Set an Komponenten, die andere Installation ganz andere. Der Router stammt von Hersteller X, die einen Aktoren sind von Hersteller Y und andere Sensoren von Hersteller Z, und vielleicht in diversen Version. Die Hersteller müssen also eine unendliche Matrix an möglichen Komponentenkonstellationen bei der Entwicklung der Hardware und der Software berücksichtigen. Ein weiterer Faktor für die absehbare Anfälligkeit von IoT-Lösungen ist deren mögliche fehlende Persistenz. Ein Kabel ist einmal verlegt, ein Schalter und eine Lampe selten wegen Aufwand und Kosten ausgetauscht. Die Software auf vernetzten Geräten lässt sich allerdings schnell austauschen, sodass sich eine Volatilität ergibt, die eine sich entwickelnde Stabilität eines Systems unterbindet. Der Anbieter eines Activity Trackers gab letztens ein Update heraus, was zum Totalausfall des Geräts führte. Die meisten Geräte hatten zum Zeitpunkt des Zurückruderns bereits automatisch das Update installiert.

Der einzige Weg zu erfolgreicher IoT-Lösung

Natürlich bringt eine Entwicklung immer eine Veränderung mit und oftmals auch eine gestiegene Komplexität hinter den Kulissen. IoT wird aber auch Komplexität und Unsicherheit vor den Kulissen provozieren. Und damit wird die Akzeptanz durch die Benutzer das Zünglein an der Waage. Es geht also nicht um Technik. Es geht nicht um Windows 10 auf Embedded-Systemen und eine begeisternde Toolchain mit Visual Studio und Co., die es immer noch bequemer macht, Lösungen im Handumdrehen lauffähig zu bekommen. Es geht um wirklichen nutzbaren Mehrwert für den Menschen. Unternehmen und Entwickler, die eine IoT Lösung entwickeln, müssen sich genauer denn je den Menschen der Zielgruppe ansehen, seine Gewohnheiten fokussieren, seine Motivation, seine Aversionen und seine Probleme adressieren.

Fazit

IoT bietet unglaubliche Chancen, die Probleme des Alltags zu lösen und uns mit ungeahntem Nutzen zu begeistern. Aber das wird kein einfacher Weg. Der Erfolg der ersten großflächig vermarkteten Produkte scheint sich in Grenzen zu halten. Gerüchten zufolge verkauft sich die Apple Watch nicht so gut wie gedacht. Das könnte auch daran liegen, dass kein neuer Nutzen für den Menschen fokussiert wird. Nur die Benachrichtigungen, die sich penetrant am Arm bemerkbar machen, mögen nicht ausreichen, um die Massen zu begeistern. Und wurde vergessen, die Uhr über Nacht aufzuladen, hat man nicht einmal mehr die Uhrzeit parat, also klare Nachteile gegenüber einer analogen Uhr, die monatelang zuverlässig ohne Wenn und Aber unter und über Wasser die Uhrzeit anzeigt.

Seien wir ehrlich: Mit der Benutzerperspektive weg von technologischer Innovation stand die IT-Branche schon immer ein wenig auf Kriegsfuß. Unkomfortable und vor Funktionen überlaufende Unternehmensanwendungen sind Zeugen dafür, dass es der Entwicklergemeinschaft oftmals mehr darum geht, das Funktionsspektrum einer Anwendung immer weiter zu erweitern, und weniger darum, bestehende Funktionen einfacherer und effizienter zugänglich zu machen.

Aber nur, wem dieser Perspektivwechsel gelingt, der wird auch erfolgreiche Lösungen zu dieser neuen sagenhaften und spannenden Entwicklung beisteuern können. Ich fürchte, wir werden uns auch auf eine Menge Lösungen gefasst machen müssen, die mehr Unmut als Bereicherungen bringen. Hoffen wir das Beste!

Aufmacherbild: Cute Internet of things concept via Shutterstock / Urheberrecht: Beatriz Gascon J

Geschrieben von
Daniel Greitens
Daniel Greitens
Daniel Greitens ist Gründer und Geschäftsführer des Softwareunternehmens Maximago in Lünen, Sprecher auf Konferenzen und Autor von zahlreichen Artikeln und Büchern zum Thema Innovation und Software.
Kommentare
  1. Daniel Greitens zum Thema IoT: „Der Preis der Vernetzung“ – Daniel Greitens2016-03-10 15:56:23

    […] Der Artikel ist seit Anfang 2016 unter https://jaxenter.de/der-preis-der-vernetzung-32033 online […]

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