TOWARDS INDUSTRY 4.0 - AND BEYOND - Innovati onen, Impulse und Best Practi ces zum Management des digitalen Wandels in Deutschland und China - XU ...
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DR. CHRISTOPHER JAHNS
TOWARDS INDUSTRY 4.0
– AND BEYOND
Innovationen, Impulse und Best Practices
zum Management des digitalen Wandels
in Deutschland und China
3
INHALTSVERZEICHNIS
TOWARDS INDUSTRY 4.0 – AND BEYOND
Innovationen, Impulse und Best Practices zum Management des digitalen
Wandels in Deutschland und China MEILENSTEINE
1. Meilensteine des Wandels – Charting the Future of Industry 4.0
2. Kerntechnologien der Industrie 4.0
2.1 Iron Man at Home – Robotik
2.2 Friendly Things – IoT
2.3 Deus Ex Machina – KI
DES WANDELS
2.4 Creating the World – AR/VR CHARTING THE FUTURE OF INDUSTRY 4.0
3. Konkurrenz und Kooperation – Chinas und Deutschlands gemeinsamer Weg
Es gibt viele Theorien und Metaphern, um die tiven, Chancen und Stabilität schaffen wollen,
Welt, in der wir heute leben, zu beschreiben. und diejenigen, die wie ein Wirbelsturm aus
In politischen Kategorien gedacht, treten wir Tod, Hass und Fanatismus über alles hinwegfe-
zunehmend in ein multipolares Zeitalter. Un- gen wollen. Wir erkennen auch, dass die Welt
sere geopolitische Struktur ist heute sehr weit wahrscheinlich nie so einfach war, wie sie uns
davon entfernt, das einfache Blocksystem der über Jahrzehnte erschien, dass das Weiße nie
Nachkriegszeit zu sein, das geprägt war von ganz weiß, das Schwarze nie ganz schwarz war.
zwei großen Ordnungsmächten. Wir sind weit Und wir sind zunehmend bereit, Koalitionen
davon entfernt, klare ideologische Systeme der Vernünftigen zu initiieren. Und dafür müs-
zu haben, die die Welt in eine Schwarz-weiß- sen wir quer über alle kulturellen, politischen,
Zeichnung verwandeln, mit eindeutigen Zu- wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Gren-
schreibungen von „Gut“ und „Böse“. Heute zen hinweg die Kunst der Verbindung üben, die
erkennen wir immer deutlicher, dass die Welt Kunst des Dialogs, des nicht-hierarchischen,
sich vor allem in diejenigen aufteilt, die für die pluralistischen Miteinanders.
Menschen ein glückliches Leben mit Perspek-
1. Meilensteine des Wandels – Charting the Future of Industry 4.0 5
DIE GALAXIE
PHILOSOPHIEN DER DIFFERENZ DER VERBINDUNGEN
Eine ähnliche Entwicklung sehen wir auch in sind und gerade auch in der deutschen wissen- Die Kunst der nicht-hierarchischen Verbindung ist auch das zen-
der Philosophie. „Wir haben die Sehnsucht schaftlichen und kulturellen Tradition eine her- trale Paradigma der Digitalisierung und des Internets. In seinem
nach dem Ganzen und dem einen teuer be- ausragende Bedeutung haben: „Dass ich erken- Kern ist es ein Netz, dessen enorme Mächtigkeit, Komplexität und
zahlt“, schrieb vor 35 Jahren mit Blick auf die ne, was die Welt im Innersten zusammenhält.“ Informationsgehalt nicht aus seinen Elementen erklärt werden
Exzesse des zwanzigsten Jahrhunderts Jean- können, sondern nur aus dem immer schneller wachsenden Mit-
François Lyotard, einer der Begründer des mo- Die große, vielleicht historisch einmalige Chan- einander von Knoten und Kanten. Seine Besonderheit liegt darin,
dernen westlichen Denkens. Aber auch abseits ce liegt nun darin, nach vielen Jahrzehnten, dass ungeachtet der Struktur und der Komplexität der Knoten ihr
des Politischen erkennen wir, dass der klassi- vielleicht sogar Jahrhunderten, langsamer Einphasen ins Netzwerk niedrige Anforderungen an Technologie
sche westliche Denkansatz, der auf der Kons- kontinuierlicher Annäherung endlich eine und Prozesse stellt und dass die Einzigartigkeit der Knoten erhalten
truktion großer, abstrakter, in sich homogener Synthese der Denktraditionen des Ostens und bleiben kann: Jeder von uns kann als Kunde einer Onlineplattform,
und monolithischer Weltmodelle beruht, allein des Westens zu schaffen – ein respektvolles als Anbieter einer Wohnung bei Airbnb oder als Kleinstproduzent
nicht mehr ausreicht, um die Komplexität und und gleichberechtigtes Miteinander sehr un- bei etsy zu einem Knoten des Netzwerks werden.
Dynamik unseres Weltgeschehens zu erfassen. terschiedlicher Denkweisen zu ermöglichen,
Die Organisation und das Management der Dif- ohne die jeweils andere philosophische Tradi- Die wichtigste, die absolut zentrale Frage eines jeden internet-
ferenz, die Regulation und die Verbindung der tion so zu verbiegen, dass sie in den eigenen basierten Geschäftsmodells ist deshalb die Frage nach den Ver-
Dinge sowie die Herstellung lokaler Harmoni- Rahmen passt. Das Denken der Differenz erfor- bindungen: Wie kann ich möglichst einfach mehrere Knoten so
en, die für die asiatische Kultur kennzeichnend dert einen veränderten, undogmatischen Blick. verbinden und zu einer intensiven Kommunikation anregen, dass
sind, prägen und ergänzen auch das westliche Für uns in Deutschland heißt es, schon mal ein maximaler Wert entsteht? Dieses Prinzip bildet – ungeachtet
Denken und seine im Kern seit der Antike be- einen „Umweg über China“ zu gehen und ei- aller Unterschiede – den Kern der Geschäftsmodelle von Google
stehende Struktur. nen „Ortswechsel des Denkens“ vorzunehmen, und Alibaba, Airbnb und WeChat, Amazon und Alipay. Das Revo-
wie der Philosoph François Jullien empfiehlt. lutionäre am Internet war genau das – seine Fähigkeit zu einem
Gleichzeitig entstehen natürlich auch in China Und ebenso bedeutet das für China, sowohl unbegrenzten Aufbau von Verbindungen, das Ermöglichen von
neue Denkrichtungen. Gerade im Hinblick auf die Unterschiedlichkeit westlicher Tradition bei Kommunikationen und Interaktionen. Erstmals in der Geschichte
Innovationen stellt sich hier immer stärker die der Welterschließung zu erkennen als auch zu ist es möglich, mit relativ geringem Technologie- und Kostenauf-
Frage, was die Bedingungen waren und sind, verstehen, dass diese spezifische Denkweise wand eine Many-to-many-Kommunikation aufzubauen und immer
unter denen der Westen eine so enorme Inno- die Voraussetzung gerade für die methodische reicher und dichter zu machen. Anders formuliert: eine nicht-hier-
vationsstärke entwickeln konnte, die Fähigkeit Exzellenz bietet. Diese Differenz selbst, beson- archische, nicht-lokale, nicht-homogene Organisation zu schaffen,
zur Kreativität und zum Aufbau komplexer Sys- ders aber der offene Umgang mit ihr schafft die ein Wissens- und Kommunikationsnetz gigantischen Ausmaßes.
teme. Es wächst das Interesse an Modellen und notwendige Spannung, um neue, überraschen-
Methoden, die typisch für das westliche Denken de Erkenntnisse zu gewinnen.
1. Meilensteine des Wandels – Charting the Future of Industry 4.0 7
INDUSTRIE 4.0 NAVIGATOR
Mindset Open Collaboration
Strategy Goal & Strategy
Change & Culture & Networking
Robotics AI IOT
Core
DAS VERSCHMELZEN DER WELTEN IM Technologies
INTERNET DER DINGE VR/AR Cloud Computing Autonoumous Driving
Dieses Netz der Kommunikationen und Trans- gen sind Vorgänge, wie wir sie im Kern seit Core Products Smart Smart Smart Smart Smart
aktionen hat sich in den vergangenen zwanzig Hunderten von Jahren kennen. Diese Situati- & Services Manufacturing Home Cities Logistics Health Care
Jahren über die klassische Ökonomie, Politik on verändert sich nun mit dem Aufkommen
und Kultur wie eine virtuelle Schicht gelegt. des Internets der Dinge, der Industrie 4.0, ra- Innovation Journeys
Die Web Economy nutzte die physische Welt dikal. Heute erleben wir, dass die reale Welt
Enabler
bislang als eine Ressource für ihre eigenen der physischen Wirtschaft und die virtuelle
Design Design Lean
Operationen – doch sie durchdrang diese Welt der digitalen Kommunikation miteinan- MVP‘s Canvas Scrum
Sprints Thinking Startup
nicht. Ein auf Kaufempfehlungen der Peerg- der verschmelzen. Es sind nun nicht mehr nur
roup basierter Kauf- und Bestellvorgang bei Menschen und Rechner, die zu Knoten dieses
Amazon oder Alibaba ist eine Operation der Netzes werden und sich mit den anderen Kno- Central Force Digital Leadership
digitalen Welt. Produktion, Konfektionierung ten verbinden können – die Dinge selbst ha-
und Auslieferung der gekauften Güter dage- ben Einzug ins Internet gehalten.
1. Meilensteine des Wandels – Charting the Future of Industry 4.0 9
DAS LANGSAME DIE BESCHLEUNIGUNG
DER GROSSE SPRUNG ERWACHEN DES WANDELS
Was bedeutet vor diesem Hintergrund Indust- und Möglichkeiten für eine effiziente, umwelt- Vor diesem Hintergrund scheint es erstaunlich, Wollen wir so lange warten, bis die Industrie
rie 4.0? Dieser Dachbegriff steht insbesondere freundliche und hochqualitative Produktion. dass sich die Produktivitätseffekte der Indus- 4.0 ihre Früchte trägt? Natürlich nicht. Was wir
für das Zusammenwachsen von Informations-, trie 4.0 bislang nicht wirklich spürbar in den aus den vergangenen Innovationszyklen lernen
Automatisierungs- und Produktionstechnolo- In der Industrie 4.0 kommen die großen Trends volkswirtschaftlichen Bilanzen wiederfinden. können, ist, dass Bildung der Schlüssel zur Be-
gien. Die dabei entstehenden Strukturen er- unserer Zeit zusammen: Das neue philoso- Doch das sollte uns nicht dazu verleiten, die schleunigung des Wandels ist. Geschichte muss
möglichen neue Szenarien in der Integration phische und politische Denken, das bereit ist, Industrie 4.0 als einen Hype zu sehen. Es dau- sich nicht wiederholen: Mittlerweile verfügen
und Vernetzung von Anlagen, Maschinen und Multipolarität und Differenzen nicht nur zu ert Jahrzehnte, bis fundamentale Innovationen wir über Methoden und Modelle, um Lern- und
Werkstücken, die nun „intelligent“ werden. akzeptieren, sondern aus den Spannungen In- ihre transformative Wirkung entfalten: Obwohl Adaptionsprozesse dramatisch zu beschleuni-
Das ist der Hebel zu einer massiven Effizienz- novation und Energie zu schöpfen. Die neuen Thomas Edison bereits 1882 ein kommerzielles gen. Diese Methoden gilt es, zu verbinden mit
steigerung der Produktions- und Logistiksyste- Ansätze der Ökonomie, die um die unglaubli- Elektrizitätswerk eröffnete, dauerte es weitere einer klaren Sicht auf Strategie und Leadership,
me sowie der Mensch-Maschine-Interaktion. che Macht von Vernetzung, Kommunikation, fünfzig Jahre, bis Elektrizität einen messbaren einem tiefen Verständnis der zentralen Indus-
Vor allem aber bildet die Digitalisierung ganzer Sharing und Crowd Knowledge wissen. Und Effekt auf die Wirtschaft hatte. Bevor der Pro- trie-4.0-Technologien und der wichtigsten An-
Wertschöpfungsketten die Basis für den Auf- schließlich neue Technologien, die etablierte duktivitätshebel der Elektrizität greifen konnte, wendungsszenarien. Gemeinsam ergeben die-
bau innovativer, branchenübergreifender Smart Produktions- und Koordinationsmethoden ver- mussten gewaltige Veränderungen stattfinden. se Prinzipien einen Industrie-4.0-Navigator, um
Services und Prozesse sowie für die Neu- und ändern und die Relevanz von Skaleneffekten So galt es, Fabriken neu zu designen und sogar die Transformation exponenziell zu beschleuni-
Weiterentwicklung von Geschäftsmodellen. und billiger Arbeitskraft drastisch reduzieren. die Arbeit selbst neu zu denken. Haushaltsgerä- gen und ihre Ergebnisse nachhaltig zu machen
te wie Waschmaschinen, Radios, Gefriertruhen – für uns alle. Der berühmte Science-Ficti-
Damit wird Industrie 4.0 in den kommenden Industrie 4.0 ist deshalb – erstmals in der Ge- und Kühlschränke mussten entwickelt und von on-Schriftsteller William Gibson hat einst ge-
Jahren zum zentralen Hebel für Wachstum und schichte der Menschheit – keine lokale Ent- den Verbrauchern verstanden werden. Die Ver- schrieben, dass die Zukunft bereits da sei – nur
Wertsteigerung. Die Verlagerung der Intelli- wicklung, sondern ein globales Phänomen, das breitung der neuen „Devices“, die auch die Ab- sei sie eben nicht gleichmäßig verteilt („The
genz in die physischen Elemente des Internets die unterschiedlichsten Sichtweisen, Denkar- läufe des täglichen Lebens tiefgreifend verän- future is already here – it’s just not very evenly
der Dinge, das Paradigma der Selbstorganisati- ten und Technologien vereinen kann: ein Me- derten, musste eine kritische Masse erreichen. distributed.). Ein Satz, der millionenfach zitiert
on und der Autonomie der Teilsysteme sowie tatrend, der das Potenzial hat, den Lebens- Doch danach war die Welt nicht mehr die glei- wurde. Doch Gibson irrte sich. Eine Zukunft, die
die Integration neuer Produktions- und Steu- standard der Menschen im gleichen Maße zu che wie zuvor. Viele Jahre später wiederholte nicht gleich verteilt ist, ist keine Zukunft. Eine
erungstechnologien in unsere Fabriken und verändern, wie die Entdeckung der Elektrizität sich die Geschichte mit Computern, deren Pro- Zukunft, die wir nicht bereit sind zu teilen, ist es
Infrastrukturen eröffnen völlig neue Chancen und die Erfindung der Dampfmaschine. duktivitätsbeitrag sich erst dreißig Jahre nach nicht wert, erkämpft zu werden. Die Industrie
der Einführung der ersten Modelle messen ließ 4.0 birgt ein großartiges Versprechen. Nun gilt
– in den späten neunziger Jahren! es, dieses Versprechen für alle einzulösen.
2.1 Iron Man at Home – Robotik 11 IRON MAN AT HOME – ROBOTIK
2.1 Iron Man at Home – Robotik 13
„
IRON MAN
AT HOME
Whether we are based on carbon or on silicon makes no fundamental diffe-
“
rence; we should each be treated with appropriate respect.
Arthur C. Clarke, 2010: Odyssey Two
Vor wenigen Jahren noch Science Fiction – es schon Roboter, die z.B. singen oder Violine
heute bereits Realität: Roboter und Menschen spielen. Service-Roboter empfangen Besucher
arbeiten Hand in Hand. Mit der „Maschine“ im Foyer von Hotels, Firmen und Behörden,
Roboter ist eine enge Interaktion möglich, er überwachen Gebäude bzw. Gelände, rollen mit
kann berührt werden. Kollaborierende Roboter dem Staubsauger durch Gänge oder wischen
erlauben eine völlig neue Beziehung zwischen Fußböden. Kommt der Kunde in ein Geschäft,
Mensch und Roboter, die unmittelbare und begrüßt ihn der Roboter am Eingang und führt
sichere Zusammenarbeit ohne jegliche Schut- ihn zu den Produkten. Zugleich macht er Vor-
zeinhausung. Und wo kein Zaun Spielräume ei- schläge zum Einkauf. In Kantinen und Heimen
nengt, da ist der Weg frei für neue, höchst effi- schneiden Roboter Gemüse, garnieren Gerich-
ziente und weit flexiblere Aufgabenstellungen. te, servieren Essen und füttern Pflegebedürfti-
ge mit dem Löffel. Sie können gehbehinderte
Roboter werden den Alltag in Zukunft auf viel- Menschen transportieren und Patienten nach
fältige Weise prägen. Sei es als Work Assistant Operationen bei der Rehabilitation helfen.
in der Industrie, als Serviceroboter im öffent- Viele Krankenhäuser setzen Roboter bei Ope-
lichen Raum, als Pflegeroboter in klinischen rationen ein – knapp zwei Fünftel der amerika-
Umgebungen, als Helfer zu Hause und in vielen nischen Hospitäler werben auf ihren Websites
anderen Bereichen. Roboter werden sensiti- dafür.
ver, autonomer, mobiler und einfacher zu be-
dienen. Bald, so prognostizieren es Experten, Auch in Fabrikhallen leisten die maschinellen
könnten sie intelligent genug sein, um unsere Kollegen bereits jetzt wertvolle Unterstützung:
Sprache und Gesten zu verstehen. Weil ein Roboter bestimmte Dinge wie Präzi-
sion oder Geschwindigkeit besser kann, ist er
In den Fabriken von morgen werden immer eine ideale Ergänzung für seinen menschlichen
mehr Arbeitsgänge von Robotern übernom- Kollegen. So sind „Autonomous Mobile Robots“
men. Es werden Roboter für die Internationale (AMR) vollgepackt mit Sensoren, Kameras und
Weltraumstation, sechsbeinige Roboter für zu- Onboard-Computern, die ihnen helfen, ihre
künftige Einsätze auf dem Mond, Unterwasser- betriebliche Umgebung zu erfassen und sich
roboter für die Erkundung der Tiefsee und die sicher darin zu bewegen. Sie kommen selbst
Arbeit in trüben Hafenbecken sowie landwirt- in nicht strukturierten Umfeldern zurecht. Zu-
schaftliche Roboter für das Melken von Kühen dem verfügen sie über eine programmierte
oder das Ernten von Früchten gebaut. künstliche Intelligenz, navigieren anhand von
eingebauten Kartenmaterialien und Sensoren,
Bereits heute reinigen Roboter unsere Woh- umkurven Menschen, Gegenstände oder ande-
nungen, mähen den Rasen und sorgen am re Fahrzeuge und optimieren ihre Routen dabei
Abend für musikalische Unterhaltung. So gibt selbstständig.
2.1 Iron Man at Home – Robotik 15
ROBOTIK ALS SCHLÜSSEL-
ELEMENT DER INDUSTRIE 4.0
Die Entwicklung der Robotik wird die Welt ähnlich nachhaltig
verändern wie das Internet und die IT. Heute ist die Robotik im
Rahmen der Industrie 4.0 ein Schlüsselelement, um mit neuen
Produktionsmethoden Antworten auf die großen Fragen unserer
Zeit zu geben: Ressourcenverknappung und Klimawandel, Bevöl- Wo auch immer die Reise hingeht – intelligente Roboter werden
kerungsalterung und die Notwendigkeit, kontinuierliche Effizi- auch in Zukunft das stabile Rückgrat der industriellen Produktion
enzgewinne zu erreichen. bilden. Nicht nur in Zellen gefangen, wie wir sie aus der Vergan-
genheit kennen, sondern mit neuer Intelligenz, einfach imple-
Es ist abzusehen, dass Roboter kleiner und mobiler, vernetzt und mentierbaren Apps, die ihnen per Klick neue Fähigkeiten verlei-
kognitiv sein werden. Sie entwickeln sich zum alltäglichen Be- hen, oder mit Cloud-basierten Funktionen, die sie zum aktiven
gleiter des Menschen weiter. Zukünftige Generationen – Robotic Player in der flexiblen, autonom agierenden und robotisierten
Natives – werden Roboter und deren Fähigkeiten als Dienstleis- Smart Factory machen. Im Vergleich zu Isaac Asimovs Visionen ist
tungen wahrnehmen, die via Internet anforderbar sind und sich dies keine Science Fiction, sondern gelebte, progressive Realität.
per Mausklick anpassen.
Je weiter sich künstliche Intelligenz entwickelt, desto klüger wer-
den auch die Roboter: Hans Peter Moravec von der Carnegie Mel-
lon University in Pittsburgh geht davon aus, dass sie bis 2020 die
„ Hochentwickelte Roboter werden die vierte industrielle
Revolution entscheidend mitbestimmen“, prophezeit
Intelligenz von Säugetieren, bis 2030 diejenige von Primaten und Johan Van Der Biest von der Candriam Investors Group,
bis 2040 diejenige von Menschen erreichen. Sie werden zuneh-
die gerade einen neuen Robotik-Fonds konzipiert hat.
mend lernfähig sein (durch Nachahmung, Reflexion, Vorausden-
ken etc.) und dank unterschiedlicher Konstruktionsformen auch „Da die Entwicklung im Bereich Robotics erst zu 20 bis 30
Aufgaben übernehmen, die Menschen nicht erledigen können. Prozent abgeschlossen ist, bietet diese Technologierevo-
lution großes Potenzial für vorausschauende Investoren.
Kollaborative Roboter („Cobots“) übernehmen als flexible, ein- Bereits in absehbarer Zeit werden uns die intelligenten
“
fach zu programmierende Roboter, die mit Menschen intera- Maschinen auch im Alltag unterstützen.
gieren, in smarten Fertigungsanlagen eine wichtige Rolle. Die
Vision: Cobots sollen auf natürliche Weise die Arbeit der Men-
schen ergänzen, vergleichbar mit dem intelligenten Assistenten
J.A.R.V.I.S., der in den Iron-Man-Filmen mit Tony Stark zusam-
menarbeitet.
2.1 Iron Man at Home – Robotik 17
GLOBALES WACHSTUM
Mit Blick auf die Fortschritte bei KI, 5G, Sensoren, Edge Compu-
ting, Akkulaufzeiten und Geräteformaten wird dem weltweiten
Markt für Roboter ein rasantes Wachstum prognostiziert: Bis
2022 könnten laut einer Tractica-Analyse die Einnahmen aus
dem Absatz von industriellen und nicht-industriellen Robotern
von 31 Milliarden US-Dollar (Stand 2016) auf 237,3 Milliarden
US-Dollar steigen. Die auf den Bereich Market Intelligence spe-
zialisierten Marktforscher gehen davon aus, dass der Großteil
dieses Wachstums von nicht-industriellen Robotern angetrieben
wird. Aber auch in den Bereichen Logistik und Supply Chain Ma-
nagement zieht nach Ansicht von Tractica die Robotik-Nachfrage
deutlich an: Wurden 2016 noch weltweit rund 40.000 Logistik-
robotersysteme verkauft, ist für 2021 ein Absatz von 620.000
Systemen möglich. Der größte Wachstumsmarkt für die Robotik bleibt indes China.
Im Reich der Mitte sollen 2019 rund 40 Prozent des weltweiten
Doch wo befinden sich heute die Hot Spots der Robotik? Der von Marktvolumens an Industrierobotern verkauft werden. IFR-Prä-
der International Federation of Robotics (IFR) herausgegebene sident Joe Gemma betont, dass China der am schnellsten wach-
Welt-Roboter-Report sieht aktuell die Staaten der Europäischen sende Markt weltweit sei: „Es gab bisher in keinem anderen
Union in Sachen Automation besonders weit vorangeschritten. Markt einen so dynamischen Anstieg in so kurzer Zeit.“ Bis 2020
Gemessen an der Roboterdichte pro 10.000 Arbeitnehmer, ist soll die Roboterdichte in China von heute 49 auf 150 Einheiten
der Automatisierungsgrad im produzierenden Gewerbe in West- steigen. Das Know-how, über das gerade Deutschland im Bereich
europa sehr hoch. Traditionell sind natürlich auch Japan und vor der übergreifenden Prozessautomatisierung verfügt, kann dabei
allem Südkorea mit 305 bzw. 531 Robotereinheiten je 10.000 Ar- eine wertvolle Hilfestellung leisten – eine Win-win-Situation für
beitnehmer extrem stark automatisiert. beide Volkswirtschaften.
2.1 Iron Man at Home – Robotik 19
Aktuelle Untersuchen renommierter Beratungsunternehmen sprechen von einer
ZAHLEN & „Roboter-Revolution“, die die globale Wirtschaft in den nächsten 20 Jahren
FAKTEN
grundlegend verändern wird. Neben den weltweit eingesetzten Industrierobotern “The job market of the future will consist of those
wird eine neue Generation von intelligenten Assistenzrobotern den Service- jobs that robots cannot perform. Our blue-collar
markt revolutionieren und hier Kosten für Geschäftsprozesse erheblich senken. work is pattern recognition, making sense of what
you see. Gardeners will still have jobs because every
garden is different. The same goes for construction
workers. The losers are white-collar workers,
low-level accountants, brokers, and agents.” “The rise of robots could lead to
Michio Kaku
ROBOTIK 1 unemployment to rise by over
50 percent.”
Zentrale Einsatzbereiche und Handlungsfelder
Moshe Vardi
INTELLIGENTE SENSOREN
& AUTONOME ROBOTER AUSGABEN FÜR ROBOTER 2
Sensoren
Weltweit 2016: $91.5 Milliarden
Neurowissenschaften
Informationstechnologie 2020: $188.0 Milliarden
MASCHINEN KOOPERATION Internationale Sicherheit Amerika $12.9 Milliarden
& KOORDINATION Asien/Pazifik $60.0 Milliarden
- Elektronik & Sensoren
- Informationstechnologie EMEA $14.7 Milliarden
- Zukunft der digitalen Wirtschaft
und Gesellschaft
- Unterstützung der Arbeitskräfte
40 % des weltweiten
Roboterangebotes
werden aus China
ETHIK & WERTE kommen.
- Internationale Sicherheit ROBOTER IM EINSATZ
- Global Governance - Luft- und Raumfahrt
- Risiko- und Resilienz - Humanitäre Hilfe
- Aus- & Weiterbildung - Bergbau- und Metallunternehmen
& Qualifikation - Zukunft der Unternehmenspolitik
SCHLÜSSELBEREICHE FÜR ROBOTIK 2
24 % Montage/Schweißen
20 % Fertigungsindustrie
HUMAN ENHANCEMENT UND ASSISTENZSYSTEME 5 % Kommissionierung und Verpackung
Gesundheitsversorgung
Alternde Bevölkerung 7 % Endverbraucher
Chemie & Biotechnologie
6 % Automatisierte Fertigung/ Bergbau
Virtual Reality
Einzelhandel & Konsumgüter 38 % Weitere Einsatzbereiche
(Verteidigung, Landwirtschaft, Ernährung, Gesundheit, Einzelhandel)
Source: XU Corporate Education GmbH, 2017 (1) |International Data Corporation, 2017 (2)2.1 Iron Man at Home – Robotik 21
FRIENDLY SMART GOBLINS „Zukünftig werden Roboter nicht mehr nur ein eigenes Werkzeug
sein, das den Menschen bei ihren Tätigkeiten zur Hand geht, son-
dern ein fortgeschrittener, intelligenter Assistent der Menschen,
der einer neuen Ära der intelligenten Transformation den Weg
weist“, formulierte es Chinas Vize-Ministerpräsidentin Liu Yan-
Süß sehen sie aus. Ganz weiß und mit großen Kulleraugen. Sie ver- dong auf der Eröffnungsveranstaltung zur Weltroboterkonferenz
stehen fast jedes Wort, schauen treuherzig in die Welt und wol- in Beijing im August dieses Jahres.
len sich nützlich machen. Das Reiseunternehmen TUI hat schon
einen, ebenso die Wirtschaftsprüfgesellschaft PwC oder die Elek- Inzwischen bannen sich die Roboter auch den Weg in unsere
tronik-Fachmarktkette Saturn. Sie heißen Paul, Lisa, Pepper, Relay, Wohnungen und Häuser. So hat auf der IFA 2017 in Berlin die
King Kong oder Sanbot Elf und sind Serviceroboter. QIHAN Technology Company den „Sanbot Nano“ vorgestellt, der
speziell für den Heimgebrauch konzipiert wurde. Er ist der erste
In China und Japan sind Serviceroboter schon länger in Pflege- Hausroboter, der das KI-System Alexa von Amazon übernimmt
heimen, Banken, Einzelhandelsgeschäften und Restaurants im und somit über eine hervorragende Sprachinteraktion verfügt.
Einsatz, jetzt tauchen sie auch vermehrt in Europa auf. Im TUI-Rei- Der Cloud-fähige Roboter verfügt zudem über intelligente Haus-
sebüro in Berlin hat der kulleräugige, 1,20 Meter große „Pepper“ steuerungs- und Fernsteuerungsoptionen und ermöglicht so
seinen Dienst angetreten und empfiehlt hier sogar Reiseziele. Er eine effektive Verwaltung für Haushalte auf der ganzen Welt.
kann Hotelbuchungen vornehmen, Flugbuchungen ändern oder Sanbot Nano, ausgestattet mit mehr als 50 Sensoren, dürfte
Tickets reservieren. Roboterkollege „Paul“ hilft den Kunden bei damit ein besonders schlauer häuslicher Mitbewohner sein. Er
Saturn bei der Produktsuche. Während „Lisa“ noch die Schulbank kann Hindernissen aus dem Weg gehen, Stimmen erkennen und
drückt, ist „Sanbot Elf“ bereits voll im Einsatz. Ob als Lobby-Mana- weiß, wann jemand das Zimmer betritt. Er kann Pizza bestellen,
ger bei der Bank of China, als Assistent im Shenzhen Bao’an Inter- ein Auto anfordern, Fitnessstatistiken prüfen, den Fernseher be-
national Airport, als Lehrer oder als Helfer beim Zoll im Gongbei dienen oder Musik von Streaming-Plattformen abspielen. Der
Port of Entry, wo er Auskunft über Hotels und Übernachtungsmög- unermüdliche Butler lässt sich mit intelligenten Heimgeräten für
lichkeiten gibt: Der Serviceroboter der QIHAN Technology Compa- den vernetzten Haushalt koppeln und ist auf dem besten Weg,
ny, in Zusammenarbeit mit IBM Watson entwickelt, ist gefragt und der gute Geist des Hauses zu werden.
vielseitig einsetzbar.
Das Disruptive dieser Entwicklung ist dennoch nicht in den hab-
Die neuen smarten Serviceroboter können auf unterschiedlichste ituellen Veränderungen beim Management unserer Alltagspro-
digitale Dienste zugreifen, sind sprachgesteuert und setzen fast zesse zu suchen, sondern in einem komplexen, vielschichtigen
immer auf Machine-Learning-Technologien, um immer besser zu und natürlich auch von Paradoxien geprägten Verhältnis, das wir
werden. Sowohl Pepper als auch Paul können Empathie simulie- zu den Androiden entwickeln werden. Oder um es mit den Wor-
ren. Pepper erkennt mithilfe von Kameras, Sensoren und Mikro- ten der Roboter-Forscherin Julie Carpenter zu sagen: „Wenn wir
fonen Freude, Wut, Trauer und Überraschung und erzählt Witze, einem Roboter die Funktion zuschreiben, menschliche Bedürf-
sobald ein Kunde lacht. Und Paul kann Kunden mit Smalltalk bei nisse zu erfüllen, dann ist es ganz leicht, für den Roboter auch
Laune halten. Sanbot Elf verfügt zusätzlich über eine Gesichtser- Gefühle zu entwickeln. Denn im Sozialgefüge haben wir ihm die
kennung und kann Kunden oder Gäste mit ihren Namen begrüßen. Rolle eines anderen Menschen gegeben.“2.1 Iron Man at Home – Robotik 23
PROFESSOR SANKAIS Tatsächlich ist Hal, dieses so futuristisch wirkende Gerät, bereits
im Einsatz. Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung hat Hal
MECHANISCHE HOSE in ihr Rehabilitationsprogramm aufgenommen: als erste Maschi-
ne ihrer Art, die nicht mehr von Physiotherapeuten von außen
per Fernbedienung bewegt, sondern durch die Nervenimpulse
des Trägers selbst gesteuert wird. „Aufgrund dieser intrinsischen
Bewegungsweise ist die Rehabilitation effektiver“, sagt Thomas
Schildhauer, Medizinprofessor an der Universität Bochum. Er
testet Hal gerade im Berufsgenossenschaftlichen Universitätskli-
nikum Bergmannsheil. „Durch die Stimulierung des neuronalen
Systems kann der Patient nach einer Lähmung das eigenständige
Yoshiyuki Sankai, ein großer Science Fiction Fan, beschloss nach Laufen wieder erlernen. Diese Wirkung ist bisher bei keiner an-
der Lektüre von Isaac Asimovs „I, Robot“, sein Leben der Ent- deren Technologie nachgewiesen.“ Je nach Art ihrer Berufsver-
wicklung von Robotern zu widmen. Er erfand Cybernics, eine letzung können Versicherte in Deutschland bis zu 60-mal andert-
Cyborg-Roboter-Fusion aus Mensch, Maschine und Informa- halb Stunden in dem mechanischen Trainingsanzug laufen, mehr
tionssystemen. Seine Firma heißt Cyberdyne – wie das fiktive als 100 Patienten wurden schon behandelt. Es waren vor allem
Unternehmen, das den ersten „Terminator“ aus der Kult-Filmrei- Menschen, die nach einem Unfall oder als Folge schwerer Arbeit
he herstellt. Das Exoskelett nennt sich „HAL“, wie die künstliche nicht mehr aus eigener Kraft gehen konnten. Etwa für jeden vier-
Intelligenz in Stanley Kubricks „2001 – Odyssee im Weltraum“. ten querschnittgelähmten Patienten eigne sich für das Training
Doch Hal ist kein Roboter, der sich von allein bewegen könnte. Es mit dieser Technik, schätzt Klinikdirektor Schildhauer.
handelt sich um eine äußere Unterstützung für das menschliche
Skelett und die Muskeln, die es bewegen. Solange es trägerlos So beeindruckend HAL ist, ist er doch nur Vorbote eines tiefgrei-
auf seinem Gestell hängt, wirkt es einfach wie eine mechanische fenden Wandels. Exoskelette werden nach Ansicht von Yoshiyuki
Hose. Erst wenn ein Mensch es trägt, erwacht es zum Leben. Sankai künftig klüger und kleiner. Sie werden unter der Kleidung
getragen oder sogar mit Kleidung kombiniert. Außerdem erfas-
Das hüfthohe Gestell mit Ober- und Unterschenkeln aus weißem sen Exoskelette Daten über den Körperzustand eines Menschen
Plastik, deren Glanz an die Uniformen imperialer Stormtrooper und machen diese für die medizinische Überwachung verfügbar.
aus „Star Wars“ erinnert, soll erkrankten Menschen wieder zur Hal und seine Nachfolger werden damit nicht nur schwerkranken
Mobilität verhelfen und Schwerstarbeitern die Last erleichtern. Menschen neue Hoffnung geben, sondern auch dazu beitragen,
Die Elektronik des batteriebetriebenen Geräts soll erkennen, die Herausforderungen einer alternden Gesellschaft zu meistern.
welche Muskeln schwächeln, und diese trainieren. Auf die Haut
geklebte Elektroden erkennen jene bioelektrischen Signale des Welches Verhältnis werden wir aber auf lange Sicht zu unseren
Nervensystems, die bei körperlich eingeschränkten Menschen Exoskeletten entwickeln? Werden sie uns alle zu gütigen Super-
nicht mehr ohne Weiteres zur gewünschten Muskelreaktion füh- helden machen und durch die subjektiv wahrgenommene Un-
ren. Hal hilft diesen Signalen per Elektromotor nach. Der Träger verletzlichkeit unseren Charakter verändern? Diese Fragen gehö-
steuert die Bewegungen des Exoskeletts mit seinem Gehirn. ren auch heute noch ins Reich der Science Fiction.2.1 Iron Man at Home – Robotik 25
DIE PHANTASTISCHE REISE DER
NANO-ROBOTER auf elektrische Felder außerhalb des Körpers reagiert. In Experi-
menten mit Nachbildungen einer menschlichen Speiseröhre und
eines Magens haben Wissenschaftler die Funktionsweise des Ori-
gami-Roboters bereits erfolgreich demonstriert. Bei der jüngsten
Präsentation zeigten sie, wie er sich in einem Schweinemagen
fortbewegt und dort einen Fremdkörper, in diesem Fall eine
Knopfzellenbatterie, aus der Schleimhaut löst, sodass sie ausge-
schieden werden kann. Laut MIT-Angaben werden allein in den
USA jedes Jahr etwa 3.500 solcher Batterien verschluckt, meist
Im 1966 erschienenen Film „Die phantastische Reise“ wird ein von Kleinkindern. Durch die Magensäure können die Batterien
U-Boot samt Personal so stark verkleinert, dass es sich durch ei- aufplatzen, was schwere Verätzungen an der Magenwand verur-
nen menschlichen Körper bewegen kann. Die Besatzung steuert sachen kann. Die Miniatur-Roboter könnten also gezielt genutzt
das Mini-U-Boot zielstrebig in das Gehirn des Protagonisten, um werden, um solche Fremdkörper ohne aufwendige Operation zu
dort mit einer Operation ein Blutgerinnsel aufzulösen. Das ist entfernen oder entsprechende Wunden zu versorgen. Nach ge-
und bleibt Science Fiction, denn der Transport eines OP-Teams taner Arbeit sollen sich die kleinen Helfer einfach auflösen.
mithilfe eines solchen Vehikels widerspricht den fundamentalen
Gesetzen der Physik. Doch winzige Fahrzeuge, die sich im Körper Die Nano-Roboter eröffnen eine völlig neue Welt. Ihr Durchmes-
und durch den Körper steuern lassen, sind bereits Realität. ser beträgt ein paar Hundert Nanometer, also nicht einmal einen
Mikrometer (0,001 Millimeter). Zum Vergleich: Ein menschliches
So haben MIT-Forscher bereits einen Miniatur-Roboter entwi- Haar ist etwa 70 Mikrometer dick. In dieser Dimension erschei-
ckelt, der sich in Pillenform bringen lässt – und zwar mithilfe von nen die Flüssigkeiten im menschlichen Auge wie ein Ozean und
Origami. Mit Falttechnik und chemischen Verfahren kann er, auf die Magenschleimhaut mit ihren großen Molekülen wie dichtes
eine Größe von wenigen Millimetern geschrumpft, zu seinem Gestrüpp, das den Weg blockiert für alle nur geringfügig größe-
Bestimmungsort gebracht werden und sich dort wieder ausei- ren Objekte. Durch diese ungeheurere Landschaft kann sich der
nanderfalten. So kann der Roboter im Magen oder an anderen Roboter des deutschen Forschungsteams „Mikro-, Nano- und
Stellen des Verdauungstraktes Fremdkörper beseitigen oder Molekulare Systeme“ am Max-Planck-Institut für Intelligente
Verletzungen versorgen. Der in einer Art Eisschicht verpackte Systeme bewegen. Das Team um Professor Peer Fischer ist bei
Winzling wird vom Patienten geschluckt und entfaltet sich im der Expedition in die Winzigkeit weltweit führend. Ihre Mikroro-
Magen. Hier kommt der Origami-Trick zum Tragen: Der Roboter boter sind sogar um ein Vielfaches kleiner als eine menschliche
ist aus drei Schichten aufgebaut. Die mittlere Schicht reagiert auf Körperzelle mit 25 Mikrometern Durchmesser. Die Forschungser-
Körperwärme. Erwärmt sich das kleine Gerät also im Magen, so gebnisse könnten die Medizin in einigen Bereichen revolutionie-
schrumpft diese Schicht. Die beiden äußeren Schichten entfalten ren. Zum Beispiel ließen sich Arzneistoffe gezielt zum Wirkungs-
sich dann anhand eines Musters von kleinen Fugen in die ge- ort transportieren – etwa zu einem Tumor, theoretisch sogar in
wünschte Form. Einmal aufgefaltet, kann der Mini-Roboter von dessen einzelne Zellen – und dort in hohen Dosen anwenden. In
außen an der Magenwand mithilfe von magnetischen Feldern einigen Jahren, so hoffen die Experten, könnten die ersten Mi-
entlanggesteuert werden. Damit das klappt, haben die Forscher ni-Roboter ihre Arbeit im menschlichen Körper aufnehmen und
an der Vorderseite des Roboters einen Magneten eingebaut, der die phantastische Reise in neue Welten starten.2.2 Friendly Things – IOT 27 FRIENDLY THINGS – IOT
2.2 Friendly Things – IOT 29
FRIENDLY THINGS
Es ist so eine Sache mit dem Internet der Dinge. Darüber ist, um ein bekanntes Bon-
mot zu bemühen, schon alles gesagt – nur noch nicht von jedem. Und da ist schon
was dran. Denn das Internet der Dinge entzieht sich einer einfachen, umfassenden
und widerspruchsfreien Definition.
ZAHLEN DAS HERZ ALLER DINGE
Versucht man sich dem Internet der Dinge (Inter- Einen anderen Weg bietet der strukturelle An-
net of Things, IoT) über Fakten zu nähern, stößt satz: Man nehme Sensoren zur Erfassung von
man auf ein mehr als reiches Zahlenmaterial: Im Umwelt-, Positions-, Prozess- und Zustandsdaten.
Jahr 2020 werden, je nach Forschungsinstitut, 30 Man verbinde die Sensoren mit sendefähigen
bis 50 Milliarden Devices – Dinge – an das Internet Modulen und Prozessoren und sorge für Kon-
angeschlossen sein. Das globale Datenvolumen, nektivität. Was nicht unmittelbar am Datenerfas-
das durch das IoT produziert wird, könnte im Jahr sungspunkt verarbeitet wird, schicke man über
2020 den für ein menschliches Gehirn nicht mehr spezifische Kommunikationsprotokolle an ein
begreifbaren Wert von 44 Zettabyte erreichen – zentrales System, in dem diese Daten (Big Data)
4,4 Billionen Gigabyte, wobei der Anteil der mit analysiert und interpretiert werden. Und dann
einer Cloud verbundenen Daten sich bis zum Jahr treffe man auf dieser Basis Entscheidungen, oder
2020 laut EMC auf 40 Prozent verdoppeln könn- – noch besser – sorge dafür, dass das System die-
te. Doch auch das wird nur ein Zwischenschritt se Entscheidungen automatisch trifft und den an-
sein, denn die in diesem Netzwerk zirkulierenden geschlossenen Devices an der Peripherie Befehle
Informationen wird man nicht mehr allein durch gibt. Damit hat man das basale Geschäftsmodell
Clouds bewältigen können – sondern nur durch beschrieben, das mit dem IoT assoziiert wird und
eine noch stärker disseminierte Struktur, einen im Kern fast aller Anwendungen steckt, die im
feinen Nebel. Was wiederum bedeutet, dass die Kontext der Digitalisierung diskutiert werden: sei
Intelligenz an die Peripherie wandern wird, hin zu es autonomes Fahren, Predictive Maintenance in
den Endgeräten. Fog oder Edge Computing wird einem Maschinenpark oder das Fleet Manage-
„ It is the framework which changes with
each new technology and not just the
die Cloud-Modelle schon bald so antiquiert er-
scheinen lassen, wie die Cloud-Modelle heute die
Software-Boxen mit CDs und Handbüchern. Ja, es
ment eines globalen Fuhrparks; seien es smarte
Straßenlaternen und Mülleimer oder der „intel-
ligente“ Kühlschrank; sei es ein Netz aus 3-DFa-
picture within the frame.
“
Marshall McLuhan, Philosoph und Medientheoretiker
sind beeindruckende Zahlen und Szenarien. Aber
sie bringen dem Verständnis des Phänomens
„IoT“ nicht wesentlich näher.
briken oder Smart Solar Plants; sei es ein Digital
Twin, der präzise und in Echtzeit einen physischen
Gegenstand abbildet. Damit weiß man nun eini-
ges über neue Geschäftsmodelle – aber immer
noch recht wenig über die Natur des IoT.2.2 Friendly Things – IOT 31
UBIQUITOUS WER HAT DAS PRAGMATISMUS
INTELLIGENCE DIE KONTROLLE? FREMDE NETZ ALS METHODE
Schon deutlich näher kommt man dem Ver- Doch genau an diesem Punkt ergreift uns ein gewis- Das andere Problem ist, dass wir Schwierigkei- Wir können mit dieser neuen, schwindelerre-
ständnis des Themas, wenn man sich an die ses Unbehagen. Denn zum einen fragen wir uns, was ten damit haben, unsere eigene Rolle im Inter- genden Topologie der Welt nur effizient und
vielleicht früheste und eindringlichste Be- wir eigentlich in der Hand haben, wenn wir nichts net der Dinge zu erkennen. Es gibt uns, es gibt effektiv umgehen, wenn wir am Boden bleiben.
schreibung des IoT erinnert, die wir heute mehr in der Hand haben – zumindest nicht die Zügel die Dinge und es gibt das Internet. Wir nutzen Und so wie man die Seekrankheit nur auf See
kennen, an Mark Weisers legendär gewor- oder den einen Knopf, mit dem wir Dinge ein- und die Dinge und das Internet. Das ist ein Bild, mit kurieren kann, müssen wir uns das Internet
denen Aufsatz „The Computer for the 21st ausschalten können. „Wenn wir die Dinge nicht kon- dem wir halbwegs zurechtkommen. Dieses Bild der Dinge in gezielt veränderten Routinen, be-
Century“. Vor einem Vierteljahrhundert trollieren – wer kontrolliert sie dann?“, fragt sich der stürzt jedoch in sich zusammen, wenn plötzlich wusst gesammelten Erfahrungen und schnell
veröffentlicht, beschreibt Weiser eine er- Mensch – und kann nicht anders, denn seine gesam- die Dinge erstens auch das Internet nutzen und ausprobierten Ideen erschließen und vertraut
staunlich zutreffende Vision: te Zivilisation ist auf dem Bedürfnis nach Kontrolle zweitens selbst das Internet sind. Alle Kategori- machen. Diese Haltung führt zu pragmatischen
aufgebaut. Dieses Prinzip ist in unserem Gehirn fest en geraten in Unordnung, unser intellektuelles Fragen: Wie können wir neue Szenarien schaf-
„Ubiquitous computing does not verankert; es schwindelt uns, wenn die Kontrolle zu System taumelt, wie der Gleichgewichtssinn fen für die Art, wie wir einkaufen und Getreide
just mean computers that can be einem geschlossenen, sich selbst tragenden Zyklus auf einem heftig schaukelnden Boot, wenn wir anbauen, die individuelle Gesundheitsvorsor-
carried to the beach, jungle or wird: „Das Internet der Dinge wird alles verändern … nicht mehr wissen, was sich in welche Richtung ge managen und Sport treiben, lernen und
airport. Even the most powerful Es wird nicht nur eine Welt smarter physischer und bewegt. Bitte festhalten: Auch wir selbst sind forschen, unsere Häuser schützen, Fabriken
virtueller Objekte erschaffen, sondern auch eine neue Teil dieses Internets der Dinge, angeschlossen betreiben und die Versorgung der Megacities
notebook computer, with access
Art der Interaktion zwischen menschlicher und ma- über Smartphones, Wearables und zuneh- organisieren? Welche Prozesse und Organisa-
to a worldwide information net- schineller Intelligenz“, schreiben Peter Friess und Xi- mend auch Insideables – Implantate, die in den tionsformen müssen wir dafür ändern? Wie
work, still focuses attention on a aohui Yu in einem gemeinsamen Positionspapier der Körper eingesetzt werden, oder künstliche Or- können wir Sicherheitsmechanismen aufbau-
single box. By analogy to writing, Europäischen Kommission und der China Academy of gane, die direkt an Nervenbahnen agieren. en, die gefährliche Dominoeffekte in einer hy-
carrying a super-laptop is like Information and Communication Technology. Aus der pervernetzten Welt verhindern? Welche Kom-
owning just one very important Angst, die aus dieser Zeitenwende resultiert, erwach- petenzen müssen wir entwickeln? Diese Fragen
sen seit Jahren die düsteren Science-Fiction-Szenari- offenbaren einen immensen Lernbedarf, dem
book. Customizing this book, even
en einer emergenten Superintelligenz aus dem Netz, wir aktiv begegnen müssen. Die gute Nachricht
writing millions of other books, die die Kontrolle übernimmt und damit die Macht. ist, dass Menschen über erstaunlich effektive
does not begin to capture the real Mechanismen verfügen, um mit Abstraktheit
power of literacy.“ Das Prinzip der Selbstorganisation, der verteilten und Komplexität umzugehen. Unser Gehirn hat
Entscheidungs- und Kontrollstrukturen – es ist uns seit Millionen von Jahren daran gearbeitet, die
Weiser sah eine Welt voraus, in der sich paradoxerweise so fremd wie allgegenwärtig. Hier dafür notwendigen Tricks, Abkürzungen und
der Computer in den Dingen auflöst: liegt die Gefahr, denn unsere Organisationen – von Heuristiken zu entwickeln. Und nicht zuletzt
Familie und Schule über Forschungseinrichtungen stehen uns heute hocheffiziente Methoden zur
„The most profound technologies und Unternehmen bis hin zu Altersheimen – sind im Verfügung, um diese Adaptionsprozesse zu be-
are those that disappear.“ Kern immer noch so, wie sie vor hundert Jahren wa- schleunigen. Die souveräne Aneignung des IoT
ren. Und das Gleiche gilt auch für die meisten unserer sollte uns als Gesellschaft auch von der Angst
Managementsysteme und Produktionsprozesse, In- vor einem Zeitalter der Maschinen kurieren, in
novationsmanagementstrukturen und HR-Strategien der die Menschen nur eine Nebenrolle spielen.
– sie sind es, die uns daran hindern, das volle Potenzi- Mark Weiser wusste das genau: In seiner Vision
al des Internets der Dinge zu erkennen und zu nutzen. gingen die Computer in unserer Welt auf – und
nicht wir in ihrer.2.2 Friendly Things – IOT 33
ZAHLEN & Das Internet der Dinge (IoT) ist der am stärksten expandierende Technologiebereich.
Milliarden sogenannter „Smart Devices” werden zukünftig Menschen und Daten
FAKTEN weltweit miteinander verbinden – im Beruf und Privatleben. Im IoT vernetzte
Mikrochips, Autos oder Maschinenparks sind bereits heute Realität: Waren 2006
noch 2 Mrd. Dinge miteinander verbunden, sollen es laut Expertenschätzungen bis
EINE „SMART“
VERNETZTE WELT 1
2020 weltweit 200 Mrd. sein. 2020 – 200 Milliarden Geräte
2015 – 15 Milliarden Geräte
2006 – 2 Milliarden Geräte
“Security by design is a mandatory prerequisite to securing
the IoT macrocosm, the Dyn attack was just a practice run.”
Das sind rund 26 „Smart Devices” für
James Scott
„SMART OBJECTS” jeden Menschen auf der Erde
IM EINSATZ 1
40.2% NEUE IOT-ENTWICKLUNGEN 1
30.3% 8.3% 7.7% 4.1%
BUSINESS /INDUSTRIE GESUNDHEITSWESEN EINZELHANDEL SICHERHEIT TRANSPORTWESEN
Echtzeitanalyse der Supply Tragbare Geräte zur Bestandsmanagement, Biometrie und Selbstparkende Autos, GPS MENSCH UND MASCHINE
Chains und Ausrüstung, Überwachung des Einkaufen per Smartphone, Gesichtserkennung, Ortung, Leistungsmessung
Robotereinsatz Gesundheitszustandes anonyme Erfassung und Sicherheitsschlösser, – MIND CONTROL
Auswertung des Fernsteuerung IoT Devices können schon heute Daten über den mensch-
Consumer-Verhaltens lichen Körper sammeln. Wissenschaftler erproben nun,
wie sich Maschinen nur per Gedanken steuern lassen.
FAKTEN “[T]he Internet will
ZUM CHINESISCHEN disappear. There will VERNETZTE ROBOTER
IOT MARKT be so many IP addres-
ses, so many devices,
Roboter lernen von Robotern dank neuer Entwicklungen
im Feld der KI (Künstliche Intelligenz). Dies kann Industrie-
- Bereits heute gibt es über 50
sensors, things that prozesse dramatisch verändern.
Millionen M2M Verbindungen
1.95 BILLIONEN USD 990 MILLIONEN - Mehr als 200 Städte entwickeln you are wearing, things
… an Gesamtwert können Mobilverbindungen im that you are interacting
Services für das „Smart City” Konzept
durch „Smarte Fabriken” „Connected Car” Markt with, that you won't
- Experten schätzen, dass allein im M2M
erwirtschaftet werden bis 2025 even sense it. It will be
Markt im Zeitraum 2011 bis 2020 über
600 Mrd. USD investiert werden part of your presence
675 MRD. USD 10 MILLIONEN - Es gibt 1 Mrd. Smartphone Nutzer all the time.“ FACEBOOK DER DINGE
Kosteneinsparungen dank Selbstfahrende Autos Eric Schmidt Software-Plattformen, auf denen zukünftig alle vertikalen
- „Activity Tracking” ist eine der
effizienterer Prozesse möglich, bis 2020 Prozesse ablaufen, sind ein weiterer wichtiger Entwick-
beliebtesten Anwendungen für
z.B. über Automatisierung lungsschritt des IoT. Diese könnten zum “Facebook der
Smartwatches
Dinge” werden.
Source: VisionCritical , 2017 (1)2.2 Friendly Things – IOT 35
CONNECTED SPORTS / DER KLÜGSTE
FUSSBALL DER WELT
Es gibt historische Zeugnisse darüber, dass im Mittelalter unter Das Revolutionäre an dem System ist die Rolle des Balls, der kein
anderem Tierköpfe als Fußbälle benutzt wurden. Die ersten Fuß- totes Objekt mehr ist, sondern ein ganzes Team. Der Ball wird
bälle, die den Namen verdienten, wurden aus Blasen von Tieren zum Personal Coach, der die Fähigkeiten des Spielers perfekti-
hergestellt. Ab dem 18. Jahrhundert begann man Schutzhül- oniert. Er wird zum Analysten, der die Performance-Daten im
len aus Leder und Kork zu verwenden. Einen wichtigen Durch- Spiel mit anderen Faktoren wie klimatische Bedingungen, Uhr-
bruch stellte dann Mitte des 19. Jahrhunderts die Erfindung der zeiten, Nahrungsmittelaufnahme und Mannschaftsaufstellung
Kautschukblase da, womit man endlich annähernd runde Bälle kombiniert. Er wird zum Arzt, der potenzielle Auffälligkeiten
herstellen konnte. Es dauerte danach fast hundert Jahre, bis erkennt und den Spieler prophylaktisch aus dem Spiel nehmen
bei der Weltmeisterschaft in Mexiko 1986 erstmals mit einem oder durch Wasser und Mineralstoffe unterstützen kann. Er wird
vollsynthetischen Ball gespielt wurde. Nun stehen wir rund 30 zum Talent Scout, der die Daten von Tausenden von Spielern
Jahre später vor der nächsten gewaltigen Zeitenwende. Denn aggregieren und vergleichen kann, um die Stars von morgen zu
die neuen Bälle zeichnen sich nicht nur durch ihre Materialei- erkennen. Und natürlich wird der Ball auch zu einem eminent
genschaften aus, sondern durch ihre Intelligenz. Das Internet der wichtigen Knoten im Netzwerk, der sich mit anderen smarten
Dinge ist seit einigen Jahren dabei, den Sport zu revolutionieren. Objekten, etwa den Fußballschuhen, dem Fußballtrikot, me-
Sichtbar wird dieser Trend, der sich durch so ziemlich alle Sport- dizinischen Datenbanken oder den Insideables des Spielers,
arten zieht, am Beispiel des InsideCoach – eines smarten Fuß- verbinden kann. Aber dies sind nur einige der Szenarien, die
balls, der nichts weniger als den Anspruch hat, die Spieler besser möglich erscheinen.
zu machen. InsideCoach trägt unter seiner Außenschicht meh-
rere Bewegungsdetektoren und Sensoren, die in Echtzeit unter- In Summe bedeutet der Einzug des Internets der Dinge in den
schiedlichste Werte messen. Dazu zählen beispielsweise der auf Sport- und Freizeitbereich nichts weniger als einen Paradigmen-
den Ball ausgeübte Kraftaufwand, Ballkontaktpunkte, die Berech- wechsel gewaltigen Ausmaßes. Heute, wo sowohl die Potenziale
nung der Flugbahn, Distanzen, die Anzahl der gespielten Pässe der menschlichen Physis als auch der physischen Optimierung
und vieles mehr. Die gemessenen Werte werden permanent auf von Sportgeräten beinahe ausgeschöpft sind, eröffnen sich
ein Smartphone übertragen und in der zugehörigen App ausgele- völlig neue Möglichkeiten zur Leistungssteigerung. Eines sollte
sen und analysiert. Aufgeladen wird der Ball nach immerhin erst man bei alledem jedoch nicht vergessen: Selbst der smartes-
vier Stunden mit der Qi-Technologie, wobei er lediglich auf eine te Fußball der Galaxie macht aus einem Freizeitkicker keinen
spezielle runde Fläche gelegt werden muss und die Energie per Cristiano Ronaldo.
Induktion übertragen wird.2.2 Friendly Things – IOT 37
SMART CITY / DAS NETZ DER
DENKENDEN BÄUME
Vom Internet of Things zu sprechen ist irreführend, denn tat-
sächlich ist das, was gerade entsteht, ein Internet of Everything.
Das bedeutet nichts weniger, als dass auch die Natur – Tiere,
Pflanzen, landschaftliche Formationen und natürlich auch wir
Menschen – Teil davon ist. Und warum sollte es auch nicht so
sein? Seit Jahrzehnten markieren wir zum Beispiel gefährdete
Tiere mit Sendern, um ihren Standort beobachten zu können,
und überwachen mit Sensoren das Wachstum von Bäumen und
Getreide. Was liegt es näher, als die Chancen der digitalen Tech-
nologie zu nutzen und die Flora und Fauna des Planeten in ein
intelligentes Netz zu integrieren?
Wie das funktioniert, zeigt ein Projekt aus Berlin, das von dem
jungen Unternehmen Green City Solutions initiiert wurde. Nach
Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO atmen 90
Prozent aller Stadtbewohner täglich verschmutzte Luft ein. Viele Energie für den Betrieb des CityTree, die in Bat- Ära der Städteplanung und vielleicht sogar eines
der globalen Megacities steuern auf einen ökologischen Kollaps terien gespeichert wird. Die Module bestehen neuen Urbanistik-Denkens. Ihre Fähigkeit zum
zu. Eine Entwicklung, die die Zukunft der gesamten Menschheit aus einem hohen Anteil recycelbarer Materi- „Einklinken“ in das globale Internet der Dinge
gefährdet. Die Green-Tech-Spezialisten verfolgen deshalb die alien und haben eine lange Haltbarkeit. Den und ihre organische Substanz verbinden zwei
Vision einer Welt, in der Menschen in Städten gesund leben und Clou des Systems bildet aber die integrierte entscheidende Entwicklungen. Dabei handelt es
saubere Luft atmen können. Dazu verbinden sie die natürlichen IoT-Technologie, die Daten rund um den Status sich einerseits um die Rückeroberung der Stadt
Eigenschaften von Pflanzen mit IoT-Technologie. Ihre Arbeit zeigt und die Umweltleistung des CityTree sammelt, durch die Natur dank kleiner, lokaler Initiativen
sich auf eine besonders greifbare Weise im CityTree-Projekt, das analysiert und visualisiert. WiFi, iBeacon, NFC wie Vertical Gardening und Urban Farming – In-
in Berlin pilotiert wurde. und digitale Screens kommen dabei zum Ein- itiativen, die kritisch dafür sind, das ökologische
satz. Der CityTree ist das Ergebnis von mehr als Gleichgewicht der Megacities und selbst ihre
Ein CityTree ist ein semibiologisches Modul, das sich durch meh- zehn Jahren kollaborativer Forschung mehrerer Versorgungssicherheit langfristig zu gewährleis-
rere erstaunliche Eigenschaften auszeichnet, vor allem durch sei- deutscher und englischer Universitäten. Heute ten. Andererseits geht es um die Fähigkeit zu
ne Effizienz bei der Bindung von schädlichem Feinstaub, Sticko- stehen CityTrees bereits in Hong Kong, Oslo, einer wirklich ganzheitlichen, integrierten Stadt-
xiden und Kohlendioxid sowie bei der Produktion von Sauerstoff. Paris, Skopje, Dresden und Hannover, ein Pilot planung, die Makro- und Mikroebene in Einklang
Damit erbringt ein CityTree-Modul die enorme Umweltleistung in Modena ist in Planung. bringt und in der Lage ist, die Vielzahl komplexer
von bis zu 275 urbanen Bäumen. Es ist ein ganzer Wald auf 3,5 Interdependenzen zu berücksichtigen. Die be-
Quadratmetern Standfläche. Die ausgeklügelte Konstruktion Die Vision der Gründer von Green City Solutions scheidenen CityTrees könnten Vorposten eines
besteht aus durch Deckpflanzen geschütztem Moos und einem ist ohne Frage ehrenvoll. Doch die tiefere Bedeu- disruptiven Smart City Managements sein, eines
vollautomatisierten System zur Bewässerung und Nährstoff- tung des Projekts geht weit über diese Vision hi- Ansatzes, der dafür sorgt, dass unsere Städte
versorgung mittels eingebauten Tanks. Solarpaneele erzeugen naus. Die CityTrees sind Vorboten einer neuen auch weiterhin Lebensräume bleiben.Sie können auch lesen
