Wenn Informatiker Alltagsgegenstände zum Sprechen bringen

Zugegeben, es ist ein sehr intimes Beispiel, das Professor Dr. Mesut Güneş nutzt, um das Potenzial seiner Forschungsarbeit zu skizzieren: das Internet der Dinge. „Stellen Sie sich vor, Ihre Toilette im Bad ist nicht nur eine Toilette, sondern ein kleines Labor", sagt der Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Technische Informatik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Ein Labor, das in dem Fall sozusagen den Stuhl analysiert und die Ergebnisse anschließend mit Ernährungsempfehlungen an den Badspiegel überträgt. „Diese Daten sind so persönlich, dass Sie sie nicht mal mit Ihrem Partner teilen möchten, gleichzeitig aber den größten Nutzen daraus ziehen wollen."

Der Nutzen kann seiner Aussage nach darin bestehen, entweder Krankheiten zu erkennen und durch eine gesündere Lebensweise Krankheiten sogar vorzubeugen. Bislang werden solche Analysen lediglich im ärztlichen Auftrag erstellt, sind kostspielig und äußerst zeitaufwändig. Mit dem Internet der Dinge, mit der intelligenten Kommunikation und Verknüpfung zwischen Alltagsgegenständen also, könnte die Menschheit, technisch gesehen, den nächsten Schritt auf der evolutionären Stufe gehen. „Alles könnte noch effizienter werden", sagt Mesut Güneş, der seit Oktober 2016 an der Universität auf dem Gebiet der Kommunikation und vernetzten Systeme forscht und lehrt. Der 45-Jährige entwirft dafür sowohl prototypisch die notwendige Netzwerk-Architektur als auch die Sprachregelungen der Kommunikationsprotokolle sowie die Systeme, mit denen die Gegenstände ausgestattet werden sollen.

Wenn der Regenschirm den Wetterbericht anzeigt

Gegenstände, von denen die meisten Menschen aktuell wohl nicht mal erwarten würden, dass sie irgendwann einmal „sprechen" lernen sollen. Lampen können dazu gehören genau wie Brillen, Gürtel, Kochmesser oder auch Regenschirme, die auf aktuelle Wetterberichte mit unterschiedlichen Farben reagieren. Denn mit den Ernährungstipps am Badspiegel muss die Kommunikation nicht zwangsläufig beendet sein. Theoretisch vorstellbar ist auch, dass der entsprechende Wunschzettel mit Speisen und Getränken für die Ernährungsumstellung an einen Händler übertragen wird, der sogleich eine Lieferung auf den Weg schickt. Spätestens am Abend könnte der Kühlschrank dann eine Vollzugsnachricht auf das Smartphone des Nutzers versenden, sofern er die Lieferung nicht selbst schon zu Hause entgegen genommen hat.

Das Beispiel zeigt außerdem: Es ist möglich, allen Dingen, die bisher auf eine menschliche Steuerung angewiesen sind, sozusagen eine Art eigenes Leben einzuhauchen und damit den alltäglichen Gebrauchswert enorm zu steigern. „Die Möglichkeiten sind unbegrenzt", sagt der Professor, der 2004 an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen auf dem Gebiet drahtloser Netzwerke promovierte und später auch am renommierten International Computer Science Institute (ICSI) im kalifornischen Berkeley arbeitete.

Meeting des Forschungsteams (c) Harald KriegComSys-Wissenschaftler bei der Diskussion über zukünftige Forschungsthemen. Von links: Ali Nikoukar, Saleem Raza, Kai Kientopf, Manuela Kanneberg, Jürgen Lehmann, Marian Buschsieweke, Mesut Güneş, Petra Duckstein, Frank Engelhardt (Foto: Harald Krieg)

Wenn die Tätowierung ein PC ist

Um das Potenzial der Forschung zu begreifen, ist es zunächst einmal notwendig, sich von der bisherigen Vorstellung von leistungsfähigen Rechnern zu verabschieden. Rechner sind nicht mehr Computer wie Laptops. Sie sind laut Mesut Güneş mittlerweile so klein und auch fragil, dass sie problemlos sowohl im als auch am Körper getragen werden können zum Beispiel in Form von Tätowierungen, die sich nach Gebrauch oder nach wenigen Wochen wieder abwaschen lassen.

Den ersten Schritt zu dieser technisch geprägten Gesellschaft haben die Menschen längst vollzogen, wenngleich Mesut Güneş den Einzug der Technik in den Alltag noch als schwach ausgeprägt bezeichnet. Bereits jetzt können etwa Fitnessarmbänder den Puls oder den Schlaf überwachen, die zurückgelegten Schritte des Trägers zählen und die Daten zur Auswertung via Bluetooth an das Smartphone übertragen. Auch die Wirtschaft treibt die Entwicklung eifrig voran. Denn wer effizient arbeitet, kann Kosten sparen und damit den Gewinn steigern.

Mesut Güneş geht im Vergleich zu diesen Beispielen jedoch noch einen gewaltigen Schritt weiter: Die von ihm entwickelten Systeme sollen nicht in sich abgeschlossen sein wie etwa in Lager- oder Produktionshallen, sondern offen. Offen wie die Kommunikation auf einer Straße, die von ihm im Rahmen seiner Forschung ebenfalls untersucht wird, und bei der sich sozusagen unvorhersehbar die verschiedensten Geräte wie beispielsweise autonome Fahrzeuge oder Ampeln miteinander verbinden, um etwa Reisen effizienter zu gestalten oder Unfälle zu verhindern. „Eine intelligente Stadt kann die Herausforderungen der Mobilität viel besser lösen als es bislang möglich ist."

Die technischen Voraussetzungen will Mesut Güneş dabei nicht nur mit den Systemen schaffen, die die bisherigen Alltagsgegenstände erweitern, sondern auch mit drahtlosen Netzwerken, die in der Lage sind, Datenmengen zu transportieren, für die die aktuellen Internetverbindungen in vielen Fällen nicht ausgelegt sind. Denn die technische Basis der digitalen Infrastruktur stammt zu großen Teilen noch aus den 1970er Jahren. Damals, als sich amerikanische Wissenschaftler erstmals über größere Entfernungen auf einem Großrechner einloggen konnten, um Kommandozeilen einzugeben.

Mittlerweile sind die Anforderungen für Netzwerke wesentlich komplexer geworden, weil die Daten je nach Bedarf nicht nur in Echtzeit also in weniger als 100 Millisekunden transportiert werden müssen, sondern auch, weil die Kommunikation aufgrund von Videos oder Sprachnachrichten oder gar Berührungen mehrdimensional ist. „Weil so gut wie alles online erledigt werden kann", wie der Professor sagt. Selbst wenn es „nur" darum geht, verloren gegangene Dinge wiederzufinden.

Hardwareplattformen für das IoT des AG ComSys (c) Harald KriegHardwareplattformen für das IoT der AG ComSys (Foto: Harald Krieg)

Wenn die Zahnbürste mit der Krankenkasse kommuniziert

Bei der Forschungsarbeit steht die Entwicklung theoretischer Modelle im Mittelpunkt. Dabei entwickelt der Informatiker über sogenannte mathematische Modellierungen ganz unspektakulär am Computer Formeln, die Grundlage für spätere Programme sind, die auch auf verbreiteten Betriebssystemen wie Windows oder Linux funktionieren. Daneben geht es aber auch ganz praktisch zu. So nahm sich Mesut Güneş gemeinsam mit seinen Studierenden erst kürzlich eine Kaffeemaschine aus ihrer Teeküche vor, die sie so umbauten, dass das Gerät jetzt ferngesteuert über das Internet den Kaffee so zubereitet, wie es der jeweilige Nutzer möchte.

Apropos Küche: Dem Nutzer, der nach seiner Stuhlanalyse gleich mal mit den neuen Lebensmitteln kochen möchte, findet nach der Vorstellung des Professors in seinem intelligenten Haushalt neben der Toilette und dem Kühlschrank natürlich noch etliche weitere Helfer wie Messer, die dem ansonsten auch weniger begabten Koch vermitteln, wie man eine Tomate oder eine Zucchini richtig schneidet, oder Pfannen, die die richtige Temperatur auf dem Herd anzeigt, ohne dass das heiße Öl spritzt.

Mesut Güneş sagt, dank der vielen intelligenten Werkzeuge als Helfer sind Menschen demnächst in der Lage, länger in ihren eigenen vier Wänden selbstständig zu leben als bisher. Denn die Technik kann nicht nur Alltägliches organisieren, sondern künftig auch kontrollieren, ob etwa die Medikamente eingenommen wurden oder ein medizinischer Notfall vorliegt. Doch das Potenzial reicht noch viel weiter.

Laut dem Professor kann die Datenerfassung und Kommunikation beispielsweise auch Krankenkassen ermöglichen, die jeweiligen Beiträge an das Verhalten des Beitragszahlers anzupassen etwa, indem die Zahnbürste übermittelt, wie ernst man es mit dem Putzen nimmt. Möglich sei auch, bei der Berechnung der Kraftfahrzeugsteuer oder der -versicherung das Fahrverhalten des Autofahrers zu berücksichtigen.

Trotz der aus Sicht des Professors unaufhaltsamen Entwicklung sollen Menschen nun aber keine Angst haben müssen, zum Spielball von Firmen oder des Staates zu werden. Denn eine zentrale Fragestellung, die ihn bei seiner Forschungsarbeit stets begleitet: Wer darf wann und auf welche der ja zum großen Teil sehr persönlichen Daten zugreifen? Dafür entwickelt er eigens entsprechende Sicherheitsprotokolle. Zudem geht Mesut Güneş davon aus, dass die Technik nicht von einer übergeordneten Intelligenz gesteuert wird, wie sie in Hollywood-Filmen gern verwendet wird, sondern eben dezentral.

Für die morgendliche Toilette bedeutet das: Die Geräte können aufgrund ihrer hinreichend großen Speicherkapazitäten sowie ihrer Programmierung autark handeln. Es wird also nur weitergegeben, was auch wirklich notwendig ist.

Mesut Güneş über seine Arbeit als Wissenschaftler

Portrait Prof. Guenes (c) Harald Krieg

„Ich bin eher zufällig Wissenschaftler geworden. Zunächst habe ich mich für ein Informatik-Studium entschieden, weil ich als Jugendlicher gern Computerspiele programmiert habe die Königsdisziplin der Informatik. Später sagte mir die Arbeitsatmospäre als wissenschaftliche Hilfskraft zu. Die Forscherkarriere habe ich dann endgültig in meiner Zeit am International Computer Science Institute in Berkeley eingeschlagen. Das war aber alles nicht durchgeplant. Als Informatiker arbeite ich universell. Deswegen würde ich mich auch nicht zu den Naturwissenschaftlern und auch nicht zu den Ingenieuren zählen. Meine Vision von der Zukunft ist die einer technischen Gesellschaft mit intelligenten Werkzeugen als Helfer."

 

von Marko Jeschor