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Wie das Internet der Dinge die Welt verändert – und welche Hürden noch zu nehmen sind

13. Juni 2017 Alexander Braun (@almarrone)

Mitten in der heißen Phase des Wahlkampfs zwischen Hillary Clinton und Donald Trump sorgte im Oktober vergangenen Jahres ein Ausfall weiter Teile des Internets für besonders viel Aufregung und Verunsicherung in Nordamerika. Vermutungen deuteten sofort Richtung Russland und China als mögliche Urheber dieser beispiellosen Attacke, durch die in mehreren Wellen prominente Services wie Twitter, Netflix, PayPal, Spotify, Airbnb, Reddit, SoundCloud, die New York Times und viele weitere mehr nicht mehr erreichbar waren.

Internet-Ausfall in den USA

Internet-Ausfall in den USA (Quelle: Level 3)

Auch wenn mögliche Hintermänner nur schwer eindeutig auszumachen sind, deuten alle Recherchen unterdessen in eine weit weniger konspirative Richtung: Die größte Internet-Attacke aller Zeiten geht nicht auf das Konto von Geheimdiensten, sondern war das Werk sogenannter Script-Kids – Teenager ohne tatsächliche Hacking-Expertise, die offen zugängliche Werkzeuge ausnutzen, um Schaden anzurichten. Derartigen Schaden konnte diese Attacke allerdings nur dadurch entfalten, dass sie sich hunderttausender unzureichend gesicherter, mit dem Internet verbundener Geräte wie Überwachungskameras und Festplatten-Videorekorder bediente – Bestandteile des sogenannten Internet of Things (IoT).

Internet der Dinge – worum geht’s?

Im Internet der Dinge ist eine schier unvorstellbare Anzahl von Geräten mit dem Internet verbunden: vom Getränkeautomaten bis zum Car-Sharing-Fahrzeug, dem Baby-Monitor bis zur smarten Glühbirne, dem Kühlschrank bis zur Zahnbürste, der Fertigungsmaschine in der Fabrik bis zum Heizungsthermostat. Im Zentrum stehen hierbei Sensoren, die über die Anbindung an das Internet ganz neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen und anhand derer Maschinen mit anderen Maschinen kommunizieren.

Kolibree Smart Toothbrush

Intelligente Zahnbürste (Quelle: Geeky Gadgets)

Der Fantasie hinsichtlich sinnvoller oder auch sinnbefreiter Anwendungsszenarien sind hier keine Grenzen gesetzt. Daher wird die Zahl mit dem Internet verbundener Geräte auch in den kommenden Jahren exponentiell anwachsen: von derzeit 9 Milliarden bis 2020 auf etwa 30 Milliarden Geräte, die den Markt von derzeit USD 600 Milliarden auf USD 2 Billionen mehr als verdreifachen werden.

Was also sind die Potenziale, die diesen Markt treiben und dazu führen, dass schon bald jedes nur erdenkliche Gerät mit einer Internetverbindung ausgestattet sein könnte und was sind die Herausforderungen, die auf diesem Weg zu meistern sind?

Die Potenziale von IoT fallen hierbei in folgende Kategorien:

  • Steigerung der Effizienz existierender Prozesse: Indem eine Maschine ihren Gesundheitszustand live kommuniziert, kann sie rechtzeitig gewartet werden, so dass es zu keinem Ausfall kommt. Ebenso muss ein Techniker die existierenden Maschinen nicht permanent abfahren oder einen Austausch von Verschleißteilen nach festem Zeitmuster vornehmen, wenn kein Wartungsbedarf besteht.
  • Anreicherung der Daten existierender Prozesse: Indem die Anzahl der Sensoren erhöht wird, können etwa Spediteure ihren Kunden künftig nicht nur mitteilen, dass ihre Sendung angekommen ist, sondern auch, wie der Zustand der Sendung ist. Wurde sie Temperaturen oder Erschütterungen ausgesetzt, die die Qualität negativ beeinflusst haben könnte? Auf dieser Basis können bei voller Transparenz ganz neue Rahmenverträge gestaltet werden, die einen verbesserten Service in real-time ermöglichen. Physische Produkte müssen künftig hinsichtlich ihres Funktionsumfangs nach dem Kauf nicht mehr statisch bleiben, da sie dank Software-Updates via Internetverbindung stets aktualisiert werden können.
  • Ermöglichung neuer Geschäftsmodelle: Über den Einbezug einer Vielzahl an Sensordaten werden regelbasierte Modelle möglich. Ein Getränkeautomat kann etwa beim Überschreiten einer gewissen Außentemperatur die Preise der Getränke erhöhen, da die Nachfrage und die Zahlungsbereitschaft steigt. Versicherungen können ihre Prämien vom tatsächlich gemessenen Fahrverhalten und der Nutzungshäufigkeit abhängig machen (hierzu auch unsere Trend-Studie „Insurance – On-demand transparency„).

Diese Entwicklungen umspannen alle Industrien. Im Folgenden sollen diese exemplarisch kurz beleuchtet werden.

Tiefgreifende Veränderungen in allen Industrien

Energieversorger/Smart Grid

  • Um Schwankungen im Stromverbrauch und schwer planbare Zuflüsse aus Solar- und Windenergie abzufedern, werden von den Anbietern zusätzliche Kapazitäten bereitgehalten. Dies gewährleistet die Stromversorgung, verschwendet jedoch fossile Energieträger. Über die Integration von IoT-Sensoren im Netz und den Haushalten lässt sich der Verbrauch besser messen und planen, was zu einer Reduktion bereitgehaltener Kapazitäten führt. Haushalte können von Schwankungen des Strompreises im Tagesverlauf profitieren, indem Waschmaschinen dann laufen, wenn es gerade am günstigsten ist.

Smart Grid Schema

Smart Grid-Schema (Quelle: BEXARWITNESS)

Landwirtschaft

  • Über mit Sensoren versehene Kühe lässt sich nicht nur ihre Position bestimmen, sondern auch ihr Gesundheitszustand überwachen. Dies reduziert die Kosten der Betreuung und ermöglicht die Eindämmung der Verbreitung von Krankheiten.
  • Sensoren im Acker können Feuchtigkeit und den Nährstoffgehalt im Boden messen, was zu einer Reduktion des Wasserverbrauchs, des Düngereinsatzes und Vermeidung möglicher Ernteausfälle führen kann.

IoT in Landwirtschaft

Health-Tracker für Kühe (Quelle: Internet of Business)

Gesundheit

  • Über die Integration von Bewegungssensoren und Mikrofonen kann das selbstbestimmte Leben pflegebedürftiger Personen verbessert werden. Bei Unregelmäßigkeiten oder der Identifikation eines Sturzes wird automatisch ein Pfleger benachrichtigt.
  • Über die automatische Erhebung zentraler Gesundheitsdaten, die dem zuständigen Arzt via Internet zugänglich sind, können Patienten das Krankenhaus früher verlassen. Anzeichen von Krankheiten können frühzeitig erkannt werden und zu signifikanten Kostenreduktionen im Gesundheitssystem führen. Die Fernwartung von Herzschrittmachern wird ebenso möglich wie die Analyse des Gesundheitszustandes mit sogenannten Ingestibles: mit Sensoren ausgestattete Pillen, die relevante Daten im Körper des Patienten erheben und übermitteln können.

Hierzu auch unsere Trend-Studie „Humanizing healthcare through technology„.

Aggregation von Daten im Gesundheitswesen (Quelle: IBM)

Mobilität/Smart Cities

  • Durch das Messen des Verkehrsaufkommens können Ampeln und Verkehrsleitsysteme automatisch zur Optimierung des Verkehrsflusses angepasst werden, statt nur einem starren zeitlichen Raster zu folgen.
  • Indem Autos inklusive ihres Verfügbarkeitsstatus via Internet zugänglich werden, sind Services, die effizientes Car-Sharing ermöglichen (Car2Go, DriveNow, Uber, etc.) überhaupt erst denkbar. Dies ermöglicht die Nutzung bislang brachliegender Ressourcen.
  • Teslas Fahrzeuge fingen vor einigen Jahren regelmäßig Feuer. Der Grund: Das Fahrgestell war zu niedrig aufgehängt, so dass die im Fahrzeugboden befindlichen Akkus bei unebener Fahrbahn aufschlugen und in Flammen aufgingen. Die Konsequenz dank Internetanschluss: Anstatt eine umfangreiche und kostspielige Rückrufaktion zu starten, hob Tesla das Fahrgestell über ein via Internet übertragenes Software-Update einige Millimeter an – Problem gelöst.
Car2Go-Verfügbarkeit Berlin Mitte

Car2Go-Verfügbarkeit in Berlin Mitte (Quelle: Car2Go)

Maintenance/Asset-Tracking

  • Getränkeautomaten können ihren Füllstand und Schadensmeldungen übermitteln. Mitarbeiter können somit den Service-Bedarf sofort erkennen und müssen auf ihren Touren nur die Geräte mit genau den Ersatzteilen und den Nachfüllprodukten anfahren, die auch tatsächlich erforderlich sind.
  • Indem Mülleimer mit IoT-Sensoren ausgestattet werden, kann der Füllstand zu jedem Zeitpunkt überprüft und die Route der Entleerungsfahrzeuge entsprechend optimiert werden.
  • Auf Basis einer Vielzahl an Sensoren in seinen Flugzeugturbinen hat Rolls Royce sein Geschäftsmodell grundlegend umgestellt: Statt „dumme“ Turbinen an Flugzeughersteller zu verkaufen, kann Rolls Royce nun Wartungs- und Verbrauchsdaten an Fluggesellschaften liefern. Dies reduziert die Ausfälle und den Treibstoffverbrauch. Rolls Royce ist damit zu einem Service-Anbieter für das Management der Flotte geworden und kann sich auf dieser Basis von Wettbewerbern differenzieren.

Goodwill goBIN

Goodwill goBIN: Intelligenter Altkleider-Container (Quelle: Goodwill)

Versicherungen

  • Wasserschäden zählen zu den häufigsten und kostspieligsten Schäden für Versicherungen. Über Sensoren können Lecks rechtzeitig erkannt, Frostschäden an Leitungen mit via Internet steuerbaren Heizungssystemen vermieden werden. Versicherungen können die daraus resultierenden Einsparungen über günstigere Prämien an ihre Kunden weitergeben, die entsprechende Sensoren installieren.
  • Über ihr Fahrverhalten und die Häufigkeit der Nutzung des Autos haben Fahrer maßgeblichen Einfluss auf die Schadenswahrscheinlichkeit. Dies war Versicherungen jedoch bislang verborgen. Über das Erfassen dieser Daten gestalten Versicherungen wie Progressive in den USA ihre Prämien individuell und belohnen vorbildliches Verhalten.
  • Indem Wearables wie Fitnessarmbänder die Aktivität ihre Träger messen, können Krankenversicherungen wie Oscar in den USA Rückerstattungen mit gesundheitsförderndem Verhalten verknüpfen.

Hierzu auch unsere Trend-Studie „Insurance – On-demand transparency„.

Samsung Gear Fit 2

Wearable Fitness Tracker (Quelle: Netans)

Haus/Haushalt

  • Über die Integration von Sensoren können Brita-Wasserspender neue Filter automatisch nachbestellen, sobald sie erforderlich werden. Ähnlich ist das Vorgehen von Amazon mit seinen Dash-Buttons: Mit dem Klick auf einen physischen, im Haus an der Waschmaschine angebrachten Knopfes kann etwa Waschmittel nachbestellt werden, wenn dieses zur Neige geht – oder eine Vielzahl anderer Konsumprodukte mit den jeweils spezialisierten Knöpfen für diesen Bedarf. Was Amazon damit geschafft hat, ist es zum Zeitpunkt des entstehenden Bedürfnisses vor Ort zu sein und die Bestellung in die eigenen Bahnen zu leiten. Andere Händler sind damit außer vor.
  • Über die Verbindung der Heizung mit dem Internet ermöglicht etwa Google mit seinem Smart-Home-Unternehmen nest die bedarfsgerechte Steuerung und die Einsparung von Heizosten: So kann die Heizung automatisch hochgedreht werden, wenn die Eigentümerin das Büro verlässt, abhängig von der Außentemperatur auf ein dynamisch angepasstes Level.
Amazon Dash Button

Amazon Dash Button (Quelle: Networkworld)

Hindernisse auf dem Weg zum Erfolg

Die Potenziale des Internets der Dinge sind folglich über alle Industrien hinweg riesig und haben zu Recht eine branchenübergreifende Euphorie ausgelöst. Dem stehen jedoch eine Reihe schwerwiegender Hürden entgegen, die es zu überwinden gilt:

  • Privatsphäre: Da es im Kern um die Erhebung und Auswertung eines bisher beispiellosen Spektrums an Daten geht, ist die Akzeptanz bei den Nutzern von zentraler Bedeutung. Während der Akzeptanzaspekt im Kontext von Unternehmensdaten in der Regel unkritisch ist, stellt sich dies bei der Nutzung persönlicher Daten grundlegend anders dar. Möchte ich Versicherungsunternehmen Zugang zu meinen Aktivitätsdaten geben, um im Gegenzug günstigere Tarife zu erhalten? Was bedeutet dies für Risikogruppen und werde ich diesen automatisch zugerechnet, wenn ich nicht bereit sein sollte, meine Daten zu teilen, da ich ja offensichtlich etwas zu verbergen habe? Dies sind grundlegende Fragen hinsichtlich der Privatsphäre, die im gesellschaftlichen Diskurs beantwortet werden müssen, soll nicht eine verbreitete Skepsis viele positive Möglichkeiten verhindern.
  • Standards: Nur wenn die IoT-Geräte auch miteinander kommunizieren und eine gemeinsame Sprache sprechen, lassen sich auch ihre Potenziale erschließen. Diesen einheitlichen Standard gibt es derzeit noch nicht und Intel und Qualcomm kämpfen hier um die Vorherrschaft. Wie bei anderen Wettkämpfen um die Standard-Führerschaft wird sich auch dieser in absehbarer Zeit entscheiden. Bis dahin limitiert die Unsicherheit jedoch das Entwicklungspotenzial.
  • Sicherheit: Bei der Sicherheit im IoT-Umfeld handelt es sich gleich auf mehreren Ebenen um einen ganz zentralen Faktor. Wie die eingangs erwähnte Attacke auf zentrale Internet-Services unter Zuhilfenahme unzureichend gesicherter IoT-Geräte gezeigt hat, geht von dem fehlenden Sicherheitsbewusstsein bei Herstellern und Nutzern eine Gefährdung für das gesamte Internet aus. Erschwerend kommt hierbei der Umstand hinzu, dass sich die Besitzer der betroffenen Geräte häufig gar nicht bewusst sind, dass ihr Gerät an einem derartigen Angriff beteiligt war. Selbst wenn sie sich dessen jedoch bewusst sind, fehlt häufig das technische Wissen oder bei älteren Geräten sogar die Möglichkeit, die Geräte besser zu schützen. Zudem haben die Geräte häufig eine längere Lebensdauer als der gewöhnlicher Computer, so dass das Problem trotz unterdessen erfolgter Rückrufaktionen noch lange fortbestehen wird. Außerdem geht es häufig um hochsensitive Daten und die Steuerung kritischer Abläufe. Die EU-Kommission plant daher die Einführung eines Sicherheitslabels für IoT-Geräte, um den Druck auf die Hersteller zu erhöhen. Vor dem Hintergrund, dass von der Barbie-Puppe bis zur Glühbirne und der Zahnbürste zunehmend jedes Gerät über eine Internetverbindung verfügt und das Internet global ist, sicherlich ein Mammutvorhaben.
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