Embedding und Tagging
Embedded Systems
(weitere Bezeichnungen sind Smart Objects oder auch Digital Artefacts)
Embedded Computers (Einbaucomputer) sind Systeme, die oft sämtliche Komponenten in einem einzigen Chip integriert haben. Sie sind hoch spezialisiert und steuern und überwachen ausgewählte Geräte.
Ein typisches Beispiel für die Anwendung von Embedded Systems ist die Bremssteuerung in einem Anti-Blockiersystem (ABS) (Rautenstrauch & Schulze, 2003, S. 22).
Ausführliche Informationen zu diesem Thema finden sich in dem Artikel „Wenn der Chip auf die Bremse tritt“ von Hans-Christian Dirscherl in der PC Welt vom 05.05.2005 (http://www.pcwelt.de/defaults/drucken.cfm?pid=22&pk=110695)
Smart Objects sind alltägliche Objekte wie Tassen, Stühle oder Betten, deren Fähigkeiten durch eingebettete Computer erweitert werden. Die zwei wichtigsten Eigenschaften digitaler Artefakte sind Kommunikation von Information und die Fähigkeit, die Umwelt in irgendeiner Art und Weise zu erfassen (Beigl u.a., 2001). Dadurch können sie kontextsensitiv reagieren und beispielsweise selbständig auf das Verhalten von Anwendern adäquat reagieren.
 (Quelle: http://www.fraunhofer.de/fhg/bigimg/2005/02intelligenteprodukteg.jsp) |
Die nächste Welle der Miniaturisierung macht Elektronik »anziehbar«. Die »intelligente« Kleidung zeigt dem Fahrradkurier,
wo er seine Fracht abliefern muss. |
Tagged Objects
Tags (also Anhänger, Aufkleber oder auch Etiketten) heften Informationen an Dinge aller Art. Auch in diesem Bereich hat Computerhardware Einzug gehalten. Alltagsgegenstände werden mit maschinell auslesbaren Etiketten bestückt und erhalten dadurch ein Interface, über welches sie von Computern referenziert werden können. Im Unterschied zu anderen Embedded Systems haben Tagged Objects allerdings keine eigene Rechenleistung (Beigl u.a., 2001).
Durch so genannte "Radio Frequency Identification Tags" (RFID-Tags) ist es möglich, Objekte über Entfernungen hinweg berührungslos identifizieren zu können. Die Reichweite ist jedoch relativ stark eingeschränkt. Die überbrückbare Distanz liegt in der Regel im Zentimeter- oder Meterbereich.
Ein RFID-System besteht immer aus folgenden zwei Komponenten: Einem Erfassungsgerät (oder Lesegerät) und einem Transponder. Der Transponder, oft auch als "Tag" bezeichnet, dient als Datenträger. Er kann vom Lesegerät kontaktlos ausgelesen werden. Der Tag selbst braucht keine eigene Energieversorgung. Die durch das Lesegerät ausgestrahlte und wiederum von der Antenne des Tags aufgenommene Energie reicht für den Kommunikationsvorgang aus. Auf den Tags, die auf die Objekte angebracht werden, lässt sich für jedes Objekt individuell Informationen speichern. Damit kann dieses mit einem Lesegerät eindeutig identifiziert werden (Hilty u.a., 2004). Darin liegt auch der grosse Vorteil gegenüber beispielsweise den momentan im Handel üblichen Strichcodes, die nicht das einzelne Produkt, sondern nur Produkttypen kennzeichnen können.
[Weitere] Vorteile von RFID-Systemen gegenüber anderen Erkennungssystemen, insbesondere Strichcodes, sind:
- Kleine, robuste Datenträger (unempfindlich gegen Verschmutzung und extreme Temperaturen) mit langer Lebensdauer, teilweise wieder verwendbar
- Hohe Erkennungsgenauigkeit
- Grosse Reichweite und schnelle Datenübertragung (bis zu 3 KB/s)
- Automatische Datenerfassung auch im laufenden Prozess
- Datenerfassung durch nichtleitende Materialien ohne Sichtkontakt möglich
Die Nachteile von RFID-Systemen gegenüber Strichode-Systemen sind:
- Höhere Kosten der Datenträger sowie der Lesegeräte und Schreib-/Lesegeräte
- Vielfalt von nicht oder nur teilweise kompatiblen Datenträgern und Lese beziehungsweise Schreib-/Lesegeräten (auch in Marktsegmenten, wie beispielsweise der elektronischen Artikelüberwachung) - einen Marktstandard wie das EAN-Systemen gibt es nicht.
(Hansen & Neumann, 2001, S. 806)
Abb. 9: Foto eines RFID-Tags (Quelle: http://www.barcode-solutions.com/)Den Einsatz der RFID-Technologie in der Logistik erforschen mehrere IT-Unternehmen wie SAP, Intel, IBM oder T-Systems in Zusammenarbeit mit der Metro Group im sogenannten Future Store
Wearables / Implants
Wearables und Implants sind ebenfalls eine Form von eingebetteten Systemen. Sie unterscheiden sich jedoch von Tags und anderen Embedded Systems in dem Sinne, dass sie sich stets bei einer Person befinden (im Extremfall sogar in ihrem Körper).
Sehr aktiv und medienwirksam auf diesem Gebiet ist dabei Professor Kevin Warwick von der University of Reading in England. Er hat sich im Selbstversuch mehrfach Elektroden in seinen Körper implantieren lassen.
Multimodale Interfaces
Wenn Personen miteinander kommunizieren, verwenden sie weit mehr Kommunikationskanäle als nur die gesprochene Sprache. Mit den Händen wird auf Dinge gedeutet oder die Augen geben Hinweise auf Emotionen. Daraus entsteht eine komplexe Verknüpfung von offensichtlichen und teilweise unterschwelligen Signalen, die nur in ihrer Kombination korrekt gedeutet werden. Mit so genannten multimodalen Interfaces wird nun versucht, Computern vergleichbare Fähigkeiten zu verleihen. Dabei wird sowohl auf der Seite der Dateneingabe (z.B. durch verschiedene Sensoren oder Bild- und Spracherkennung), aber auch auf der Datenausgabe (z.B. durch akustische Signale) das Spektrum der Kommunikationskanäle erweitert. Das Ziel ist es, die Kommunikation zwischen Menschen und Computern weiter zu vereinfachen und intuitiver zu gestalten.