Messung & Vernetzung

So will Intel Häuser und Städte smarter machen

(Bild: EPA)

Programme, die den optimalen Ladezeitpunkt des Elektroautos bestimmen. Nutzer, die via Smartphone Bilder eines Stadtviertels erfassen und damit helfen, den Informationsbedarf der Stadtverwaltung zu stillen. Und intelligente Katzentüren, die nur dem eigenen Pelzknäuel Einlass gewähren. Das sind Projektbeispiele für smartere Städte und Häuser, die der US-Chiphersteller Intel im Rahmen der European Research & Innovation Conference im südfranzösischen Nizza präsentierte.

Die Projekte spannten einen weiten Bogen - von unterstützender Lernsoftware, über eine Smart-City-Plattform bis hin zu Systemen, die einen effizienteren Einsatz von Energie im einzelnen Haushalt ermöglichen sollen. Martin Curley, der Direktor der Intel Labs Europa, stellte das Konzept der Vierfach-Helix-Innovation vor. Dieser Zugang sieht die verstärkte Zusammenarbeit von Regierungen, Hochschulen, Industrie und Bürgern vor.

Diese Art der neuen Zusammenarbeit soll helfen, Herausforderungen der Zukunft zu meistern, eine neue Dynamik zu erzeugen und Ergebnisse ermöglichen, die einzelne Bereiche alleine nicht bewerkstelligen könnten. Städte stellen bei diesem Prozess, der auch unter "Open Innovation 2.0" firmiert, einen Schwerpunkt dar.

"Internet der Dinge" soll CO2-Ausstoß verringern
Diese verstärkte Art der gruppenübergreifenden Zusammenarbeit soll auch dazu beitragen, Probleme wie den steigenden Kohlendioxidausstoß zu bewältigen, indem nicht nur Ideen und Information untereinander ausgetauscht werden, sondern auch mehr Daten verfügbar gemacht werden sollen. Zu diesem Part soll das "Internet der Dinge" maßgeblich beitragen.

Dabei geht es nicht nur um neue, zusätzliche Verbindungen, Sensoren und Messgeräte, sondern insbesondere auch darum, bestehende Funktionen auf andere Art und Weise zu nutzen. So wird beispielsweise die verbreitete Funktion, mittels Handy und Smartphone gemachte Fotos sofort via Internet einer Website zur Verfügung zu stellen, in einem Projekt in Irland eingesetzt.

Bürger und Sensoren sollen Daten über Städte sammeln
In der irischen Hauptstadt Dublin testet Intel verschiedene Ansätze, um die "Smart City" Realität werden zu lassen. Ein wichtiges Ziel ist das Erfassen von Informationen, die üblicherweise verloren gehen oder nicht für die Stellen verfügbar sind, die sie benötigen oder sinnvoll einsetzen könnten. Als Quellen dienen fixe Sensoren, frei verfügbare Daten und Bürger, die sich beispielsweise via Smartphone beteiligen, beschreibt die Forscherin Jessica McCarthy vom Intel Energy and Sustainability Lab den Ansatz dahinter.

So kann ein Bürger beispielsweise ein mit GPS-Koordinaten versehenes Foto mit "positiven" oder "negativen" Inhalten hochladen. Sollten sich so zum Beispiel Fotos eines übervollen Mistkübels an einem Standort häufen, könnte die Stadtverwaltung mit der Errichtung eines zweiten Behälters reagieren.

Ein anderes Beispiel: Registrieren die Wettersensoren der Stadt größere Regenmengen und die Sensoren im Kanalnetz einen kritischen Pegel, der auf eine Verstopfung hinweisen könnte, werden diese Informationen auf einer Karte der Stadt angezeigt. Ein Smartphonebesitzer, der sich in der Nähe aufhält, kann sich direkt vor Ort ein Bild der Lage machen und ein Foto davon hochladen. Die Stadtverwaltung kann sich aufgrund der Daten und des Fotos entscheiden, welche Maßnahmen zu setzen sind. So könnte bei einem verstopften Kanalabfluss der Verkehr umgeleitet und ein Team von städtischen Kanalräumern entsandt werden.

Häuser sollen sich auf Bewohner einstellen
Auf der Ebene der Haushalte soll die Auswertung von Daten, die von einer Vielzahl im Haus verteilter Sensoren (siehe Infobox) gesammelt wurden, Verhaltensanalysen der Bewohner ermöglichen. Mit deren Hilfe könnten Vorhersagen darüber erstellt werden, welche Räume von wem und wann verwendet werden.

Die von Intel Labs entwickelte Software-Plattform namens "enLive" soll in Kombination mit gängigen Heizkörperregulierungsventilen die Radiatoren für jeden Raum aufgrund der prognostizierten Belegung verwalten können. Thermische Eigenschaften des Raumes werden aus den Daten und Temperaturpräferenzen aus der Beobachtung der Bewohner abgeleitet. Dies könnte zu nachhaltigeren Häusern, niedrigeren Energiekosten und mehr Komfort für die Bewohner führen, hofft Intel.

Auch Stromverteilung lässt sich smart regeln
Auch in puncto elektrischer Energie will Intel die Nachfrage für jedes Haus in einer Nachbarschaft durch den Einsatz von Verhaltensanalysen vorhersagen. Durch den flächendeckenden Einsatz in einem Wohngebiet sollen Optimierungspotenziale nutzbar werden, die bei isolierter Betrachtung eines einzelnen Hauses nicht möglich wären.

Gibt es beispielsweise in der betreffenden Gegend Elektrofahrzeuge, werden diese vorwiegend während der Nacht aufgeladen, um am Tag zur Verfügung zu stehen. Gibt es allerdings mehrere E-Fahrzeuge, könnte das gleichzeitige nächtliche Aufladen das Stromnetz über Gebühr beanspruchen. Sind die einzelnen Häuser allerdings vernetzt, können die Fahrzeuge abwechselnd in Intervallen aufgeladen und Spitzenlasten somit vermieden werden.

Automatisierung bis hin zur Katzenklappe
Doch Intel setzt bei seinen Anstrengungen, unser Leben smarter zu machen, nicht nur auf eigene Projekte. Mit der Bereitstellung von vergleichsweise kostengünstigen Chips sollen Bastler und Interessierte animiert werden, eigene Anwendungen zu kreieren. Ein Beispiel für eine solche Eigenproduktion ist eine intelligente Katzenklappe.

Vom Erfinder wird das Projekt folgendermaßen beschrieben: "Wenn ein Haustier versucht, durch die Katzenklappe zu gehen, liest ein RFID-Lesegerät kontaktlos den RFID-Chip, den das Haustier am Halsband trägt, aus. Ist der Tag berechtigt, wird die Haustiertür geöffnet, ein Bild des Tieres aufgenommen und auf Twitter hochgeladen."

Obwohl dieses Produkt wohl nicht den Massenmarkt stürmen werde, sei es doch ein gutes Beispiel für Innovation abseits von großen Institutionen, meinte Philip Moynagh, Director Low Power Embedded Processors bei Intel. Um solche Projekte umsetzen zu können, sei ein leichter, kostengünstiger Zugang zu Mikrocomputern notwendig, da sie eine Voraussetzung für die Umsetzung von intelligenten Lösungen seien, die etwas messen, steuern oder regeln sollen.

Günstige Mikrocomputer befeuern Innovation
Die Vorstellung des hauseigenen "Galileo" Mikrocontroller-Boards bezeichnete Moynagh in diesem Zusammenhang als einen wichtigen Schritt in dem Bemühen, die Eintrittsschwelle in den Innovationsprozess zu senken. Dementsprechend attestiert er der in Bastlerkreisen beliebten und verbreiteten Elektronik-Plattform Arduino, mit der das Galileo-Board kompatibel ist, einen ähnlichen Effekt zu haben, wie die Verbreitung des World Wide Web. Durch die HTML-Standards sei es für Einzelpersonen erheblich leichter geworden, das World Wide Web zu nutzen, um beispielsweise Webshops, Blogs oder andere Websites selbst zu gestalten.

Ähnliches sei dann mit der Verbreitung von Smartphones und der Möglichkeit, dafür Apps zu entwickeln, passiert. Diese Öffnung für Interessierte gepaart mit einer möglichst niedrigen Eintrittsschwelle sieht Moynagh als Hauptgründe für viele innovative Entwicklungen: "Wenn ich zehn Jahre zurückdenke, hätte ich mir niemals die Apps vorstellen können, die ich heute als essenziell betrachte". Einen ähnlichen Trend sieht Moynagh nun bei der Verbreitung der Mikrocontroller.