Smart Cities, Smart Homes, autonome Autos – im Internet der Dinge sprechen alle Geräte miteinander. Doch es ist nicht anders als beim Menschen: ohne Kontext, fehlt ihnen die Orientierung.
Lieber ein Verzicht auf Fernsehen, Alkohol oder Süßigkeiten, aber bloß nicht offline – laut einer DAK-Umfrage schätzen sich so die meisten Deutschen zumindest selbst ein. Gefühlt wird das Internet für immer mehr zum Grundbedürfnis. Doch wie fing alles an und wohin entwickelt sich die Technologie?
Vor etwa 50 Jahren begannen die Planungen zur Realisierung des ARPANET: Das war der militärische Vorläufer des Netzwerks, das später Internet heißen sollte.
Zum Ende der 1960er-Jahre existierten vier Netzknoten, mit denen einzelne Rechenzentren verbunden waren. Zehn Jahre später waren es 200, weitere zehn Jahre später 300.000 und zur Jahrtausendwende etwa 200 Millionen.
Heute verbindet das Internet weltweit mehr als 3,4 Milliarden Menschen und geschätzte 25 Milliarden elektronische Systeme.
Einer der wichtigsten aktuellen Trends ist das Internet der Dinge (IoT), auch „Cyber- Physische Systeme“ (CPS) genannt. Das bedeutet, dass Objekte der physischen Welt und ihre Repräsentation in der Welt der Daten zu neuen Hybridsystemen verschmelzen.
Zu diesem Zweck erhalten die physischen Dinge eine eindeutige Adresse, die sie im Internet ansprechbar machen. Darüber hinaus können sie über weitere Fähigkeiten wie das Merken und Erinnern verfügen, sodass sie Informationen aufnehmen, speichern und abrufen können.
Eine nächste Stufe ist erreicht, wenn diese Informationen auch verarbeitet und kontextabhängig interpretiert werden können. Schließlich sind manche der Dinge auch in der Lage, über sensorische und motorische Fähigkeiten mit ihrer physikalischen Umwelt zu interagieren und sich an neue Umweltbedingungen anzupassen.
Städte, die kommunizieren
In den Visionen zur Entwicklung von Smart Cities nehmen CPS eine herausragende Stellung ein. So überwachen die Komponenten intelligenter Stromnetze (Smart Grids) beispielsweise die Erzeugung, die Speicherung, die Verteilung und den Verbrauch elektrischer Energie und stellen die effiziente Stromversorgung sicher.
Intelligente Gebäude kontrollieren das Gebäudeklima, kommunizieren mit den Nutzern und steuern die Einflussfaktoren unter Berücksichtigung von Wohnkomfort, Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit. Kraftfahrzeuge sollen in der Lage sein, ihre Umwelt wahrzunehmen, sich autonom im Straßenverkehr zu bewegen und sich gegenseitig auf Gefahrensituationen aufmerksam zu machen.
Industrie 4.0 geht nur vernetzt
Auch die Industrie sieht in der Entwicklung von CPS enorme Potenziale und spricht von der vierten Stufe der Industriellen Revolution (Industrie 4.0). Aus der Vernetzung intelligenter Systeme mit Planungs- und Steuerungsprozessen werden wesentliche Effekte für die Flexibilisierung der Produktion erwartet.
Ziele sind die Herstellung individualisierter Produkte und die intensivere Verknüpfung von Produkten und Dienstleistungen. Beispiele aus der Automobilindustrie sind die Herstellung von Fahrzeugen „on Demand“ und die Bereitstellung von Mehrwertdiensten, bei denen die Sensordaten der Fahrzeuge gesammelt und für Anwendungen der Verkehrstelematik aufbereitet werden. CPS machen dies möglich.
Kein Internet der Dinge ohne Kontext
All diese Anwendungen haben eine wichtige Voraussetzung: Der Raum- und Zeitbezug muss klar sein. Die Orientierung und Koordination der beteiligten Objekte sind essenziell für die Wahrung der Integrität des jeweiligen Gesamtsystems.
Es ist demnach absehbar, dass die Anforderungen an die Verfügbarkeit und Qualität von Geodaten deutlich steigen werden. Gleichzeitig stellen CPS selbst eine Quelle für Geoinformationen dar.
Der Trend zu Cyber-Physischen Systemen bietet also gerade aus dem Blickwinkel der Geoinformation und den dazugehörigen Technologien spannende Herausforderungen und Möglichkeiten. Esri und das Esri Partner-Netzwerk sind bereits seit vielen Jahren Teil dieser Entwicklung. So ermöglicht die Technologie von Esri die effiziente Implementierung verteilter ereignisgesteuerter Systeme und die Bereitstellung von Cloud-Services für hoch skalierbare CPS-Anwendungen.
Diese Technologien werden genutzt, um in Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung innovative und nachhaltige Lösungen zu entwickeln, die den Bedürfnissen der Menschen entsprechen.
