1.  EINLEITUNG.  3

2.  DIE ALLGEGENWÄRTIGE RECHNERTECHNIK.  4

2.1  ENTWICKLUNGEN HIN ZU EINER SMARTEN UMWELT.  6

2.2  DIE PRINZIPIEN DES UBIQUITOUS COMPUTING.  11

3.  DIE HAUPTAUFGABE DES UBICOMPS - IDENTIFIKATION  16

3.1  SMART CARD  16

3.2  SMART LABEL.  17

4.  ANWENDUNGEN IN INDUSTRIE, MEDIZIN UND ALLTAG.  19

5.  AUSBLICK  25

7.  QUELLEN  26

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1. Einleitung

Es ist erstaunlich in welch vergleichsweise kurzer Zeit die Computertechnik in unser Leben eingedrungen ist, sei es der PC, das Mobiltelefon, das Faxgerät oder der PDA. Dabei scheint die Weiterentwicklung zu einer Rechnertechnik, die weit über diese Medien hinaus geht eine fast logische Weiterentwicklung. Diese Entwicklung ist das Ubiquitous Computing eine Rechnertechnik, die zum allgegenwärtigen Medium wird.

Schon heute lassen sich zwei Trends in Richtung Allgegenwart feststellen. Zum einen löst sich die Rechnertechnik immer mehr von den PCs und dringt zunehmend in Gegenstände des Alltags ein und zum anderen entwickelt sich die Forschung im Bereich Maschine-Maschine-Kommunikation immer rasanter. ¹ Damit entsteht das, was wir unter UbiComp verstehen, eine allgegenwärtige, untereinander vernetzte Rechnertechnik, die nicht nur in Gegenstände des Alltags, sondern vielleicht auch irgendwann in uns eindringen wird. Visionäre Beispiele für die Anwendung gibt es zu Hauf, so z.B. der Kühlschrank, der seine Bestände eigenhändig auffüllt.

Was sich letztendlich etablieren wird lässt sich mit Bestimmtheit schwer sagen, daher wird sich die Arbeit im Folgenden vor allem auf die Definition des Begriffes UbiComp beziehen und einige Errungenschaften des Selbigen vorstellen. Hierbei wird absichtlich auf utopische oder visionäre Darstellung von Anwendungen und Möglichkeiten verzichtet, um deutlich zu machen, dass Ubiquitous Computing bereits beginnt in unseren Alltag einzudringen und sich dort zu etablieren.

Zuerst soll demnach geklärt werden, was genau Ubiquitous Computing ist und wie man es zu verwandten Begriffen abgrenzt. Daraufhin werden zwei Basisverwendungen von Ubiquitous Computing näher erläutert, um dann im dritten Teil auf konkrete Beispiele einzugehen.

¹ Vgl. Weber (2003)

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2. Die allgegenwärtige Rechnertechnik

Jane befindet sich am Gate 23 im Flughafen Pittsburgh und wartet auf ihren Anschlussflug. Sie hat viele große Dokumente ausgesetzt und möchte diese nun über eine kabellose Verbindung via Email versenden. Leider ist die Bandweite miserabel, da am 22 und 23 sehr viele Passagiere surfen.

Aura 2 überwacht die Bandweite und stellt fest das Jane mit der momentanen Kapazität nicht in der Lage sein wird ihre Daten zu versenden, bevor ihr Anschlussflug geht. Aura verbindet sich mit dem Flughafen Netzwerk für den Wetter Service und den Flugplan Service und entdeckt dabei das an Gate 15 die Bandweite hervorragend ist und es an dieser Stelle für die nächsten anderthalb Stunden keine Ankünfte oder Abflüge geben wird.

Ein Dialogfenster öffnet sich auf Jane’s Bildschirm mit dem Hinweis sie möge sich zu Gate 15 bewegen, welcher nur circa 3 Minuten entfernt ist. Des Weiteren weist Aura sie an ihre Emails nach Priorität zu ordnen, damit die wichtigsten Daten zuerst übermittelt werden. Jane akzeptiert Auras Vorschlag und geht zu Gate 15. Dort schaut sie CNN im Fernsehen bis Aura sie darauf hinweist, dass in Kürze alle Emails verschickt sein werden und sie beginnen kann zu Gate 23 zurückzukehren. Die letzte Nachrichte wurde auf dem Weg übermittelt und Jane ist pünktlich zum einchecken zurück. 3

Dieses Szenario zeigt, dass man unter Ubiquitous Computing keine allgemeine Weiterentwicklung der Rechnertechnik versteht, sondern viel mehr eine Einbettung eben dieser in die natürliche Umwelt. Letztendlich ermöglicht die Einbettung der Rechnertechnik von jeder Stelle aus, zu jeder Zeit einen Zugriff auf Daten durch mobile Geräte, die mit der smarten Umwelt kommunizieren. Ubiquitous Computing (i.F. UbiComp) bedeutet aus dem Englischen übersetzt allgegenwärtige Rechnertechnik und lässt sich im eben skizzierten Beispiel wiederfinden. Synonym mit dem Begriff Ubiquitous Computing wird häufig der Begriff Pervasive Computing verwand. Pervasive Computing meint wieder rum,

² aura.research.microsoft.com

³ Vgl. Quelle

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das Eindringen von Rechnertechnik in die Umwelt. Damit beschreibt dieser Begriff eher den Vorgang des Eindringens und UbiComp eher die Situation der Allgegenwart, dennoch sind beide Begriffe ähnlich, was ihre synonyme Verwendung durchaus rechtfertigt.

Im Zusammenhang mit der Allgegenwart spricht man von dem Einläuten des PostPC-Zeitalter ⁴ , welches besagt, dass die Rechnertechnik nicht mehr an den Schreibtisch gebunden ist und folglich der Nutzer ebenfalls nicht mehr an seinen Schreibtisch, sondern sowohl die Rechnertechnik, als auch der Nutzer werden mobil. Ein anderer Aspekt des PostPC-Zeitalters ist nicht nur die Mobilität, sondern vor allem auch die Einbettung der Rechnertechnik in Alltagsgegenstände. Damit wird ein Computer nicht mehr als solcher wahrgenommen, man nutzt seine Technik, doch die Technik verhält sich so natürlich, dass die Technik als solche in den Hintergrund tritt und nur seine Aufgabe bewusst wird. Die Technik tritt somit hinter Aufgabe und Gegenstand zurück, wird damit unbewusst und dadurch wiederum allgegenwärtig.

Wie bereits erwähnt wird der Begriff UbiComp synonym mit Pervasive Computing benutzt, dass dies durchaus seine Berechtigung hat, wurde bereits erläutert. Im Folgenden soll dennoch eine kleine Differenzierung vorgenommen werde, ganz besonders in Abgrenzung zum Begriff des Mobile Computing ⁵ . Unter Mobile Computing versteht man IT-Dienste, die physikalisch mit dem Besitzer und dessen Endgerät herumgetragen werden. Kennzeichnend dafür ist, dass kein automatischer Austausch zwischen Umwelt und Endgerät stattfindet. Zu dieser Kategorie zählen beispielsweise Handy und PDA. Diese ermöglichen zwar einen mobilen Datenaustausch, aber nur, wenn vom Besitzer bestimmte Schritte ausgeführt werden.

Beim Pervasive Computing kann sich das rechnergestützte Endgerät nahtlos an die übermittelte Umwelt anpassen. Allerdings besteht hier eine Abhängigkeit von Gerät und Umwelt, d.h. die smarte Umwelt muss das Gerät erkennen, um es mit Informationen zu versorgen und umgedreht ist das Gerät auf die Informationen angewiesen, um sich an die Umwelt anzupassen.

⁴ Vgl. Mattern [http://library.fes.de/fulltext/stabsabteilung/01183.htm#E9E3] (30.06.05)

⁵ Vgl. Müller et. al. (2003)

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Beim Ubiquitous Computing steht vor allem die Frage der Mobilität im Vordergrund. Das bedeutet wiederum, dass es einen konstanten Austausch zwischen Gerät und Umwelt gibt, der sich selbstständig injiziert. Anhand dieser kurzen Gegenüberstellung lässt sich noch einmal die Nähe der beiden Begriffe Pervasive- und Ubiquitous Computing feststellen. Daher soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass in der Fachliteratur beide Begriffe das Phänomen des Eindringens von Rechnertechnik in die Umwelt beschreiben, trotz dass nicht immer eine Hundertprozentige Übereinstimmung der beiden Begriffe besteht. Im Folgenden soll daher weiterhin der Begriff des UbiComp verwendet werden

Im nun folgenden Kapitel soll darauf eingegangen werden, welche Entwicklungen notwendig waren und sind um unsere Umwelt smarter werden zu lassen.

2.1 Entwicklungen hin zu einer smarten Umwelt

Drei Trends sind Vorraussetzung für eine Entwicklung des UbiComps gewesen. ⁶ Zum einen, dass die Mikroprozessoren immer kleiner wurden (der kleinste ist gerade so groß wie ein Staubkorn) und zum anderen, dass ebenfalls Sensoren in der Herstellung immer kleiner und billiger wurden. Sensoren die auf funkbasierten Technologien beruhen sind z.B. Bluetooth oder optische Kommunikation, wie Infrarot. Diese ermöglichen spontane Vernetzungen von Geräten im Funkbereich zum Zweck wechselseitiger Kommunikation. In diesen adhoc Netzwerken können die Geräte in Zukunft unter Umständen sogar selbstständig handeln.

Wie bereits angesprochen, sprechen diese Technologien für die Erreichung des PostPC-Zeitalters. Auch Mattern ⁷ spricht sich dafür aus, merkt aber gleichzeitig an, dass wir uns durchaus bereits auf dem Weg befinden, die Ära des PostPC-Zeitalters aber noch nicht erreicht haben, obwohl die Entwicklung sich rasant in diese Richtung bewegt. Dafür, dass wir uns in einer Übergangsphase und somit noch im Personal Computing Alter befinden, sprechen allein schon die

⁶ Vgl. Müller, Eymann, Kreutzer (2002)

⁷ Vgl. Mattern (2003)

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Betrachtung unseres Alltags, die zwar Spuren von UbiComp aufweist, aber dennoch von Personal Computing dominiert ist.

Mattern weist daraufhin welch wichtige Vorreiterrolle die Entwicklung des Internets in Bezug auf die Mobilisierung der Rechnertechnik spielt und begründet den zentralen Stellenwert des Internets wie folgt: „War anfangs die Vernetzung allerdings noch eher ein Mittel, um durch die Nutzung gemeinsamer Ressourcen und den Austausch von Dateien die klassische Zweckbestimmung des PCs aufzuwerten, so ist es heute meist umgekehrt - es ist nicht mehr der PC, der im Mittelpunkt steht und an den man die Netzperipherie anschließt, sondern das Netz als solches hat eine unabhängige, dauerhafte Existenz angenommen und spielt die dominante Rolle: PC werden heute oft deswegen angeschafft, weil es das Internet gibt und durch sie der Zugang zum WWW mit seinen vielfältigen Informationsressourcen überhaupt erst möglich wird!“ ⁸ An diesem Punkt soll noch einmal auf den Begriff des Mobil Internet verwiesen werden, der seinerseits einen weiteren wichtiger Schritt hin zur Mobilisierung und Loslösung vom Personal Computer darstellt.

Technologien des Mobile Internet findet sich vor allem in Handytechniken, wie UMTS, WAP oder dem japanischem Standart I-Mode. ⁹ Das ermöglich somit eine mobile Mensch-Mensch Kommunikation, z.B. via E-Mails, aber auch eine mobile Mensch-Maschine-Kommunikation, in Form von z.B. WAP-Seiten.

UbiComp hingegen wird vorrangig von einer Maschine-Maschine-Kommunikation oder einer Maschine-Umweltkommunikation bestimmt sein und lässt sich dadurch als Weiterentwicklung des Mobilen Internet verstehen. Dabei spielt vor allem der Faktor des Verschwindens, der im Verlauf schon öfter angesprochen wurde, eine wichtige Rolle. Die Rechnertechnik wird eben nicht nur mobil, sondern unsichtbar, d.h. sie wird in Gegenstände des Alltags eingebettet und somit unbewusst und allgegenwärtig. Nach Weiser ¹⁰ soll die Technologie ganz unaufdringlich um uns herum existieren: „As technology becomes more imbedded and invisible, it clams our lives by removing the

⁸ Vgl. Mattern (2003), S. 2

⁹ Vgl. Mattern (2003)

¹⁰ Mark Weiser († 1991) war leitender Wissenschaftler am Forschungszentrum XEROX in Palo Alto und

prägte schon 1990 den Begriff Ubiquitous Computing.

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