Internet der Dinge – smarter Leben dank cleverer Technologien

Das Internet der Dinge (engl. Internet of Things, kurz IoT) ist ein Sammelbegrifft für alle Technologien, die es möglich machen, physische und virtuelle Objekte miteinander zu vernetzen und durch smarte Informationstechniken miteinander kommunizieren zu lassen. Einfacher gesagt: Das Internet der Dinge beschreibt ein Netzwerk von Objekten oder Geräten, die über Sensoren und Software miteinander verknüpft sind. So können sie Daten untereinander über das Internet austauschen – vollkommen selbstständig. Die Bandbreite der Gerätetypen reicht dabei von Haushaltsgeräten hin zu industriellen Werkzeugen und Maschinen. Da alle Objekte mit dem Internet oft Things sozusagen intelligent werden, ist oft auch die Rede vom „Internet der Intelligenz“.

Die Vernetzung alltäglicher Gegenstände und komplexer Systeme für Stadt und Industrie soll dazu beitragen, alle Bürger:innen in ihrem (Arbeits-)Alltag zu entlasten, Ressourcen und Zeit zu sparen und das Zusammenleben zu vereinfachen. Wenn ein Gerät beispielsweise die Temperatur und Helligkeit in einem Raum misst und analysiert, lassen sich verschiedene Vorgänge dadurch automatisieren. Dazu sendet das Gerät die Informationen an eine Cloud, die die Daten wiederum aufbereitet und für andere verknüpfte Geräte bereitstellt. Das Resultat: Die Heizung stellt die Temperatur eingeständig um und die Helligkeit passt sich der Umgebung an. Und das war nur ein simples Beispiel. Die cleveren Technologien kennen keine Grenzen und meistern auch komplexere Vorgänge wie umfangreiche Produktionen mit Bravour.

Das „Internet of Things“ existiert nicht erst seit gestern

Das erste Gerät, das mit dem Internet verbunden wurde, ist ein Getränkeautomat. Anfang der 80er Jahre haben Informatikstudenten der Carnegie Mellon University in Pittsburgh (USA) den Automaten an das Internet angeschlossen, um dessen Bestand und die Kühltemperatur aus der Ferne überprüfen zu können. Seither fanden viele weitere Forschungsprojekte in dem Bereich statt. Die Bezeichnung „Internet der Dinge“ etablierte sich dann allerdings erst ab 1999 als der britische Forscher Kevin Ashton diesen erstmals für seine Forschungsarbeit für Funkerkennung genutzt hat. 2008 waren dann schon mehr Dinge mit dem Internet verbunden, als es Menschen auf der Welt gab. Mit dem Ausbau des Breitbands hat das Thema auch in den letzten Jahren nochmal ordentlich Zugwind bekommen – so setzen immer mehr Unternehmen und Privatpersonen auf eine gute Vernetzung all ihrer Geräte.

Die Idee vom Internet der Dinge existiert schon lange, doch jüngste technische Fortschritte haben die praktische Umsetzung des cleveren Netzwerks noch einfacher gemacht – menschliches Zutun ist nur noch in geringem Maß notwendig. Zu den Technologien, die am IoT beteiligt sind, gehören die folgenden:

• Kostengünstige Sensortechnologie mit geringem Stromverbrauch: Zuverlässige Sensoren sind die Basis für IoT-Technologien. Die Verfügbarkeit solcher Sensoren ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen und öffnet Herstellern damit die Türen, um neue Innovationen ans Laufen zu bringen.

• Netzwerkprotokolle (Konnektivität): Eine Reihe von Netzwerkprotokollen macht es möglich, dass sich Sensoren mit der Cloud und anderen „Dingen“ vernetzen können – für eine effiziente Datenübertragung. APIs (Application Programming Interfaces) bilden dabei die Schnittstellen, die die Geräte mit dem Internet verbinden und schaffen einen nahtlosen Informationsaustausch.

• Cloud-Computing-Plattformen: Diese Art von Plattformen stellen nach Bedarf – meist über das Internet und geräteunabhängig – Computerressourcen als Dienstleistung (z. B. Server, Datenspeicher etc.) zur Verfügung. Mit zunehmender Verfügbarkeit liefern sie die ideale Infrastruktur für Unternehmen und Verbraucher:innen, die das Internet der Dinge für sich nutzen möchten.

• RFID (Radio Frequency Identification): Das technische System unterstützt Geräte dabei, Daten kontaktlos zu lesen und zu speichern. Die Übermittlung erfolgt ausschließlich via Funkerkennung.

• Maschinelles Lernen und Analysieren: Durch Künstliche Intelligenz (KI) ist es Geräten möglich, aus Erfahrungen zu lernen, selbstständig Entscheidungen zu treffen und verschiedene komplexe Aufgaben auszuführen. Big Data-Analysen setzen die Daten darüber hinaus in einen wirtschaftlichen Kontext. Gegebenenfalls ergeben sich Prozessoptimierungen daraus.

Fitness-Tracker, Smartphones, Smart TVs und digitale Assistenten: Für die einen sind es nur Spielereien, für die anderen sind es praktikable und clevere Alltagshelden, die einem bei der Optimierung des eigenen Lebensstils helfen oder einfach nur der Unterhaltung dienen. So vielfältig wie diese Innovationen erscheinen, so vielfältig sind auch die Einsatzgebiete aller Geräte, die im Internet der Dinge miteinander verbunden sind. In welchen Lebensbereichen das IoT besonders relevant ist? Wir verraten es Ihnen.

Das Internet der Dinge hat das Potenzial, Unternehmenswelten aufzumischen. Eine Umfrage des Digitalverbands Bitkom ergab, dass acht von zehn Industrieunternehmen mit dem Internet der Dinge arbeiten – Tendenz steigend. Beim Einzug der digital vernetzten Geräte in die Industrie ist häufig die Rede von einer vierten industriellen Revolution. Der Grundgedanke der Industrie 4.0: Menschen, Maschinen und Produkte sollen direkt in Echtzeit miteinander kommunizieren und so die Produktivität und Effizienz erhöhen.

Betriebe entwickeln dahingehend digitale Dienste, vernetzen Fertigungsstätten und Produkte oder überarbeiten ihre Prozesse, die Ressourcen (z. B. Brennstoffe, Strom und Wasser) und Zeit sparen. Produktionsschritte lassen sich damit besser aufeinander abstimmen und die Auslastung von Maschinen und Fuhrparks besser planen. So berechnen Algorithmen beispielsweise die idealen Lieferwege oder bestellen selbstständig Ware nach.

Das Smart Home ist die bekannteste Form des Internets der Dinge. Es erleichtert vielen Menschen den Alltag und begleitet sie in ihren Routinen. Dabei trägt die Vernetzung mehrerer digitaler Assistenten und Haushaltsgeräte unter anderem zu mehr Komfort und Sicherheit bei. So lassen sich beispielsweise Smart Speaker wie Amazons Alexa als Smart Hub (eine Art Schaltzentrale) nutzen, mit denen per Stimme verschiedene Geräte im Haus gesteuert werden können. Damit regeln Sie dann etwa die Beleuchtung in Ihren Räumen. Darüber hinaus gibt es Apps, mit denen Sie Ihren SmartTV bedienen und Sicherheitssysteme wie Kameras oder Toreinfahrten per Befehl steuern. Auch das Heizsystem Ihres Zuhauses können Sie bequem mit Smart Home-Technik fernsteuern und dabei viel Energie sparen. Alles in allem: Die Lösungen für ein intelligentes Smart Home kennen kaum Grenzen und arbeiten zuverlässig mit künstlicher Intelligenz auf der Basis des Nutzungsverhaltens ihrer Eigentümer:innen.

Um die Lebensqualität in der Stadt und damit den Alltag angenehmer, sicherer und energieeffizienter zu gestalten, gibt es verschiedene Konzepte, die unter den Sammelbegriff „Smart City“ fallen. Die vernetzte und intelligente Stadt der Zukunft steht für bessere Lebensqualität und geringeren Ressourcenverbrauch. Schon heute machen grundlegende IoT-Anwendungen digitales Verkehrsmanagement und intelligente Straßenbeleuchtung möglich. Auch die Energie- und Wasserversorgung sowie das städtische Datenmanagement sind Bereiche, in denen das Internet der Dinge vermehrt zum Tragen kommt. Ein Vorbote des vernetzten Alltags in der Stadt war bereits das Carsharing. Noch vor einigen Jahren gehörten gemeinschaftlich genutzte Fahrzeuge in deutschen Großstädten noch zur Seltenheit. Heute setzen dagegen die meisten Städte auf Sharing-Angebote, um den innerstädtischen Verkehr zu entlasten. Und selbst autonomes Fahren wird in einigen Pilotprojekten im ÖPNV bereits getestet.

Das Internet der Dinge ist eine neue Stufe der Digitalisierung. Dank „Smart Connectivity“ wächst alles zu einem Ökosystem der Daten zusammen. Um die Entwicklung in Deutschland noch weiter voranzubringen, gibt es inzwischen viele Anbieter von IoT-Plattformen, über die sich die Geräte verschiedenster Hersteller in ein einziges System integrieren lassen. Auch die 5G-Technologie beschleunigt die Durchsetzung vieler Anwendungen im Alltag. Forschungsinstitute wie Statista gehen aktuell von über 30 Milliarden vernetzten Geräten aus. Im Jahr 2025 sollen es laut Expert:innen schon 75 Milliarden sein.