Googles IoT-Vision basiert auf dem Open-Source-Gedanken
14.01.2016 von Heinrich Vaske
Auf seinem Ubiquity IoT Developer Summit hat Google präsentiert, wie der Suchmaschinenprimus den Internet-of-Things-(IoT-)Markt prägen will. Außerdem will der Konzern im Bereich Virtual Reality Gas geben.
Open-Source-Lösungen und Designs, die Entwicklern beim Erstellen von ersten Prototypen und in Pilotprojekten weiterhelfen sollen, begründen die IoT-Strategie von Google. Das Unternehmen hat seine Vorstellungen von IoT-Standards und Open-Source-Frameworks präsentiert und dabei ausgeführt, dass Googles Investitionen in diesem Markt vor allem in die Bereiche Machine Learning, Cloud und Geo-Location-Technologien fließen sollen.
Projekt Tensorflow
Wenn ein intelligentes Thermostat im vernetzten Heim dessen Besitzer automatisch auf dem Smartphone alarmiert, dass die Temperatur im Haus einen bestimmten Grenzwert unter- oder überschritten hat, dann steckt meistens eine "If-This-Then-That"-(ITTT-)Regel dahinter. Für einfache IoT-Lösungen funktionieren solche ITTT-Regeln recht gut, doch geht es um große, komplexe Systeme, stoßen sie schnell an ihre Grenzen. Google hat deshalb das Open-Source-Projekt "Tensorflow" ins Leben gerufen, in dessen Mittelpunkt eine Machine Learning Library steht. Entwickler sollen hier Tools erhalten, mit denen sie große, intelligente Netze aus Gegenständen bauen können - zum Beispiel Verkehrsflusssysteme für Großstädte.
Seit mehr als zehn Jahren investiert Google bereits in Outdoor-Geolocation-Techniken. Entwickler erhalten APIs, um ihre Apps mit Lokalisierungs- und Navigationsfunktionen anreichern zu können. Mit "Eddystone" bringt Google diese Lokalisierungstechnologien nun auch in die Innenräume. Diese lassen sich exakt vermessen, Gegenstände können zentimetergenau lokalisiert werden. Im Mittelpunkt steht dabei eine quelloffene Beacon-Technik, die - vergleichbar mit iBeacon von Apple - den Bluetooth-Low-Energy-(LE-)Standard nutzt. Bislang kann Google 20 Unternehmen nennen, die Eddystone-Beacons herstellen.
Was ist was im Internet der Dinge?
Das ABC des Internets der Dinge Das "Next big thing" der letzten Jahre schlechthin ist nicht nur selbst eines der derzeit am häufigsten strapazierten Buzzwords. Rund um das Internet der Dinge tummeln sich Begriffe, die oft genauso wenig oder kaum verstanden werden wie der Oberbegriff. Zeit also dass wir mit Mythen, Buzzwords und Wissenslücken rund um IoT aufräumen.
API "Ohne API Management wäre das Internet der Dinge nur ein großes Ding", <a href="http://www.wired.com/2013/07/without-api-management-the-internet-of-things-is-just-a-big-thing/" target="_blank">hieß es mal bei Wired</a> und es stimmt. API (Application Programming Interfaces) sind eine extrem wichtige Zutat des Internets der Dinge: Sie machen den Datenaustausch zwischen Apps und Geräten möglich. Mit offenen APIs kann die smarte Wetterstation eines Herstellers seine Daten an die smarte Markise eines anderen Herstellers weitergeben und bei starkem Wind Markisen einfahren und Rolladen schließen. Mulesoft hat die 10 wichtigsten APIs im IoT in einer Infografik illustriert, darunter zum Beispiel Fitbit API oder das <a href="https://www.mulesoft.com/infographics/api/internet-things#sthash.9hXXH871.dpuf" target="_blank">Nest Learning Thermostat API</a>.
BLE (Bluetooth Low Energie / Bluetooth 4.0) Bluetooth Low Energy (kurz BLE oder Bluetooth 4.0) ist eine spezielle Version des bekannten Drahtlos-Standards und eine wichtige Technologie für smarte Devices: Mit BLE ausgerüstete Gadgets können sich permanent drahtlos mit der Umgebung unterhalten, schonen aber den Akku und müssen nicht bei jedem Aufeinandertreffen erneut gepaired werden.
Cloud-based Application Klar, die Cloud kennt heute jeder, was gibt es da zu erklären? Im Internet der Dinge spielt sie aber eine besondere Rolle: Apps und Dienste werden im IoT oft im Internet gehostet, statt neue Infrastruktur, Personal oder Software zu verlangen. Zweitens landen oft die von Sensoren, Geräten und Apps gesammelten Daten in der Cloud und können so leicht zwischen Apps und Diensten ausgetauscht werden.
Embedded Intelligence Computer sind heute als Alleskönner bekannt. Embedded Intelligence oder Embedded Computing beschreibt Systeme, die nur ein bestimmtes Ziel verfolgen, nur ein paar bestimmte Aufgaben erledigen. So kann bei Embedded Computing an Hard- und Software gespart werden. Das ergibt schlanke Systeme, die dann im Zusammenspiel mit anderen Geräten ihre volle Funktionalität entfalten.
iBeacon Der Markenname iBeacon wurde 2013 von Apple als proprietärer Standard für Navigation in geschlossenen Räumen eingeführt. Die kleinen, in der Anschaffung bewusst günstigen Geräte senden Sensordaten über ein BLE-Signal. Mit einer Knopfzelle können iBeacons rund ein Jahr laufen. Mit mehreren iBeacons können Positionen sehr exakt bestimmt werden und zum Beispiel in einem Ladengeschäft zu jedem Regal passende Angebote aufs Smartphone geschickt werden.
Industrie 4.0 So wie Smart Home das Internet der Dinge im Heimbereich beschreibt, steht der Begriff "Industrie 4.0" smarte, vernetzte Fabriken. "4.0" spielt dabei auf die vierte industrielle Revolution an. In smarten Fabriken könnten sich ganze Produktionsanlagen mit M2M-Kommunikation permanent unterhalten, über Sensoren gesammelte Informationen auswerten und so Prozesse schnell, effizient und kostengünstig halten. So können Werkstoffe, die in eine Produktionsanlage geliefert werden, zum Beispiel per RFID-Chips der Anlage sagen in welcher Maschine sie verarbeitet werden sollen.
Interoperability Ein wichtiger Faktor für den Erfolg des Internets der Dinge ist der Austausch von Informationen und Services mit einem anderen System, der als Interoperability bezeichnet wird. Geräte können im Idealfall nahtlos und effektiv zusammenarbeiten. Tatsächlich herrscht in vielen Bereichen wie Smart Home noch ein Chaos aus Geräten von verschiedenen Herstellern die nur begrenzt miteinander vernetzbar sind.
Location Technologies Technologien wie GPS, die Positionsbestimmung per WLAN oder BLE machen es im Internet der Dinge möglich den Ort eines Geräts, wie eines Smartphones, an Sensoren zu melden. Aus ortsbasierten Informationen zu Geräten ergeben sich enorm viele Möglichkeiten, vom simplen Angebot des nächsten Ladens aufs Smartphone bis zu selbstfahrenden Autos.
M2M Dank M2M (Machine-to-Machine Communication / Technology) sollen sich Geräte automatisch, ganz ohne Zutun des Menschen unterhalten. Zum Beispiel könnte ein Containerschiff vollautomatisch in einem Hafen entladen werden oder ein Auto ferngesteuert die freie Lücke im Parkhaus finden und dort einparken. Notwendig sind für M2M-Systeme oft Sensoren, die permanent Daten untereinander austauschen und damit eine zentrale Steuerung möglich machen.
RFID Tags Radio Frequency IDentification Tags können im IoT für Tracking-Zwecke wertvolle Daten liefern: Zum Beispiel können sie Warenbestände oder Personendaten erfassen und verwalten. Die kleinen Tags können zum Beispiel leicht in einem Container oder Kleidung untergebracht werden und dann beim Passieren eines Lesegeräts registriert werden – ohne Sichtkontakt. Im Gegensatz zu Barcodes können Geräte hunderte von RFID-Tags gleichzeitig lesen – und sie funktionieren in Metallteilen, aufgedruckt oder sogar unter der Haut. Der <a href="http://www.inotec.de" target="_blank">RFID-Hersteller Inotec</a> zeigt die Vorteile der RFID-Technologie im Detail.
Sensor Sensoren kennt heute jeder aus dem Smartphone, das beim Kippen die Benutzeroberfläche von vertikal nach horizontal umschaltet. Sensoren schlagen die Brücke zwischen der echten und digitalen Welt, indem sie wie in dem Beispiel Bewegungen übersetzen. Sensoren können noch viele andere Daten wie den Ort eines Gerätes, Bewegungen, Temperatur oder Helligkeit messen.
Smart Home Smart Home ist der Sammelbegriff für das Internet der Dinge im Heimbereich. Haushaltsgeräte von der Küche über Wohnzimmer bis Garten werden durch Zusatztechnik zentral, zum Beispiel über Smartphone-Apps steuerbar. Smart Home kann in vielen Bereichen den Wohnkomfort enorm verbessern, etwa durch Jalousien, die auf das Wetter reagieren. Zudem winken Zusatznutzen wie weniger Stromverbrauch durch automatisch abgeschaltetes Licht und Geräte, sobald man den Raum verlässt oder verbesserten Schutz gegen Einbrecher durch smarte Überwachungskameras, die bei Bewegung Push-Nachrichten aufs Smartphone senden.
Ubiquitous Computing Beim Internet der Dinge werden winzige Computer in Alltagsgegenstände eingebaut. Damit sie vernetzt funktionieren, müssen sie oft immer angeschaltet sein – im Gegensatz zum Desktop-PC der nach Benutzung wieder ausgeschaltet wird. "Ubiquitous Computing" bedeutet also Computersysteme, die immer eingeschaltet und allgegenwärtig sind.
Wearables Das Internet der Dinge hat in den letzten Jahren besonders viele smarte Geräte zum Anziehen, die so genannten Wearables, hervorgebracht. Sportarmbänder, Smart Watches, Fitnesskopfhörer mit Trainingsanleitungen, Bewegungs-Tracker in verschiedenen Formen sind nur einige Beispiele für aktuelle Wearables. Neben Fitness und Gesundheitsgeräten gehören auch neue Formen von Computern wie Datenbrillen zu den Wearables.
Die Beacons sind kleine Sensoren, die ausschließlich senden können und in einem bestimmten Frequenzbereich in festzulegenden Intervallen kleine Datenpakete (Frames) verschicken. Diese sind mit Erkennungsmerkmalen wie IDs oder Internet-Adressen ausgestattet und werden von Mobilgeräten mit entsprechender App empfangen und identifiziert. Durch die Ortung der Signale kann das mobile Endgerät räumliche Orientierung herstellen, so dass in geschlossenen Räumen - auch in Kaufhäusern, Konzerthallen oder Fußballstadien - eine genaue Navigation möglich wird.
Google will die auf Eddystone-Beacons gespeicherten Informationen für App-Entwickler in einem gigantischen zentralen Cloud-basierten Verzeichnis ablegen. Geräte mit Android- oder iOS-Betriebssystem können mit dieser Registry Bedeutung, Kontext oder Lokalität von Beacons erkennen. So lassen sich beispielsweise Projekte umsetzen, wie es die Stadt Portland realisiert hat: Dort wurden Haltestellen des öffentlichen Nahverkehrssystems mit Beacons ausgestattet. Fahrgäste mit einem Android-Phone erhalten an jeder der insgesamt 87 Haltestellen eine Push-Mitteilung auf ihr Smartphone, mit dem Hinweis, wo sie sich gerade befinden und wann exakt die nächsten Züge eintreffen.
Brillo und Weaver als IoT-Basis
Schon im Mai 2015 hatte Google das Android-basierte Embedded-OS "Brillo" vorgestellt. Zusammen mit dem Kommunikationsprotokoll "Weave" stellt das IoT-Betriebsystem das Herzstück von Googles IoT-Architektur dar. Brillo unterstützt verschiedene Hardwarearchitekturen, hat bereits eine Vielzahl von Android-Entwicklern um sich geschart und bietet unter anderem ein Sicherheits-Framework, um Apps vor Exploits zu schützen und sichere Betriebssystem und App-Updates zu garantieren.
Vinton Cerf, bekannt als einer der Väter des Internet und heute "Chief Internet Evangelist" bei Google, warnt davor, dass Mängel bezüglich Kompatibilität, Sicherheit und Privacy die größte Bedrohung für das Internet of Things seien. Zudem seien Standards zwingend erforderlich: Das Internet der Dinge könne nicht entstehen, wenn Millionen von Drehkreuzen gebraucht würden, um inkompatible Inseln oder Sensorknoten zu verbinden. Zudem seien sichere Updates von Apps und Betriebssysteme unerlässlich.
Sensordaten in der Cloud
Cerf betont die Wichtigkeit Sensordaten zentral vorzuhalten - so wie es Google mit seinem Cloud-Verzeichnis anstrebt. Das IoT sei noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, in der Industrie sei das Thema noch kaum angekommen. Auf der Basis der Open-Source-Lösungen von Google könnten Entwickler nun beginnen, Produkte zu bauen - auch wenn sie dabei eine Lernkurve durchlaufen müssten und manche Technologie noch nicht ausgereift sei.
Virtual Reality wird bei Google ein Schwerpunkt
Google hat nicht nur seinen Fahrplan in Sachen Internet of Things vorgestellt, sondern auch deutlich gemacht, dass man künftig auf Techniken rund um Virtual Reality (VR) einen Entwicklungsschwerpunkt legen möchte. Deshalb wurde der bisherige Chef des Product Management Teams, Clay Bavor, zum Vice President of Virtual Reality ernannt. Bavor hatte zuvor einigen der populärsten Google-Produkte zu großer Popularität verholfen, darunter Gmail, Google Docs und Google Drive.
Clay Bavor ist der neue Vice President Virtual Reality bei Google.
Wie "Re/Code" berichtet, wird Diane Greene Bavors Nachfolgerin als Product -Management-Chefin. Sie sitzt im Verwaltungsrat von Google und hat zuletzt das Cloud-Business des Konzerns mitverantwortet. Greene war mit der Übernahme des Cloud-Software-Unternehmens Bebob Technologies zu Google gekommen. Die Google-Mutter Alphabet hatte dafür 380 Millionen Dollar in Aktien bezahlt. Zum Übernahmezeitpunkt gab es Spekulationen, dass Google nicht nur Bebob übernehmen, sondern vor allem dessen Gründerin für eine Topposition im Konzern anheuern wollte.
Googles Engagement rund um Virtual Reality sehen Marktbeobachter als Versuch, Wettbewerber wie Facebook nicht davonziehen zu lassen. Mit der VR-Konsole Oculus Rift, die in Kürze in den Verkauf gehen soll, hatte dessen CEO Mark Zuckerberg die Latte in diesem jungen Markt hoch gelegt. Doch auch Google war nicht untätig: Im vergangenen Herbst kündigte das Unternehmen an, Youtube werde künftig auch VR-Vidoes bringen, die Nutzer mit einem Smartphone und Googles "Cardboard-Viewer" konsumieren könnten.
Gartner-Analyst Brian Blau traut Google im VR-Markt Einiges zu. "Man kann sagen, Google hat einen Vorsprung, der auf die frühen Erfahrungen mit Google Glass und den Erfolgen mit Cardboard zurückzuführen ist." Der Markt befinde sich noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium. (hv)