Spracherkennung im privaten Haushalt in Vernetzung mit Smart-Home-Systemen. Chancen und Risiken am Beispiel von Amazons Echo Dots

Agenda

Agenda

Abkurzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Einfuhrung in die Thematik
1.2 Ziel und Gang der Untersuchung

2 Theoretische Fundierung des Studienumfeldes
2.1 Der Sprachassistent als neues Kommunikationsmodell
2.1.1 TechnischeMoglichkeiten
2.1.2 SmartHome Vernetzung
2.2 Aktuelle Marktsituation
2.3 Kundenbedurfnisse

3 Chancen und Risiken
3.1 Risikofaktoren bei der Nutzung von Alexa
3.1.1 Unbefugter Zugang durch Dritte
3.1.2 Datenverarbeitung und Datenschutz
3.1.3 Unsicherheit in der Vernetzung von Smart Home Systemen
3.2 Erfolgspotenziale in der Vernetzung mit Smart Home
3.2.1 Hausliche Sicherheit
3.2.2 Personlicher Komfort
3.2.3 Energieeffizienz
3.3 Abwagung der Risikofaktoren

4 Ausblick und Handlungsempfehlung

Literaturverzeichnis

Abkurzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Funktionsweise von Sprachassistenten

Abbildung 2: Bekanntheit und Nutzung digitaler Sprachassistenten

Abbildung 3: Umsatzprognose intelligenter Lautsprecher bis 2022

Abbildung 4: Grunde fur die Nichtnutzung von Sprachassistenten

1 Einleitung

1.1 Einfuhrung in die Thematik

Im Zuge der voranschreitenden Digitalisierung werden Unternehmen vor eine Viel- zahl an Herausforderungen gestellt, den Entwicklungen Schrittzu halten. Die Digita­lisierung betrifft bereits heute alle Branchen quer uber die Wertschopfungskette zahlreicher Unternehmen und verandert diese zunehmend nachhaltig. Es ist fur die Unternehmen unumganglich sich dem Wandel anzupassen und deren Fokus auf Wettbewerbsvorteile und Konsumentennutzen zu richten. Nurweres schafft, hierbei einen Mehrwert zu erreichen, wird im verstarkten Konkurrenzkampf bestehen und eine langfristige Existenzerhaltung sicherstellen konnen.

Bei der Begrifflichkeit Jnternet der Dinge“ (urspr. Jnternet of things") handelt es sich um die nachste gro&e industrielle Revolution, der Industrie 4.0. Hierbei wird eine Vision formuliert, welche als vierte technische Revolution beschrieben wird und die Produktion intelligenter Produkte, Verfahren und Prozesse umfasst. Der Fokus liegt dabei auf langfristigen Entwicklungen. Die intelligente Fabrik (urspr. „smartfactory“) stellt dabei ein wichtiges Element der Industrie 4.0 dar. Dabei kommunizieren Men- schen, Maschinen und Ressourcen so selbstverstandlich miteinander, wie in einem sozialen Netzwerk.¹ Es wird davon ausgegangen, dass intelligente Maschinen und Werkstucke Informationen in Echtzeit austauschen und sich auf lange Sicht weitge- hend selbststandig steuern. Aus technischer Sichtweise besteht das Internet der Dinge aus einer zunehmenden Anzahl von Sensoren, welche Daten sammeln und weitergeben. Weitergehend wird es auf Normen und Ereignissen bestimmt, welche auf diese Daten angewendet werden, um schlussfolgernd Anpassungen an Systeme und in Unternehmen durchzufuhren. Eine der Komponenten der Industrie 4.0 spie- gelt sich in intelligenten Geraten wieder.

Smart Devices wie Sprachassistenten weisen vor allem in Zeiten des demographi- schen Wandels ein gropes Potential auf und eignen sich nicht nur fur technikaffine Personen Oder junge Generationen, sondern finden gleicherma^en Anwendung im Alltag von Konsumenten eines hoheren Alters. Die Technologieunternehmen Micro­soft, Apple und Google sind neben dem Onlineversandhandler Amazon derzeit die wichtigsten Anbieter von digitalen Sprachassistenten. Das verbreiteste Beispiel hier- fur ist der Amazon Echo Dot mit der kunstlichen Intelligenz Alexa. Hierbei werden bis heute lediglich uber den Echo direkte Spracheinkaufe realisiert, welche anschlie- ftend im Onlinehandel abgewickelt werden.

Der Computer, das Tablet oder das Smartphone sind heute unverzichtbare Gegen- stande. Durch die Digitalisierung ist nahezu jeder online unterwegs und vernetzt. Durch Giganten wie Amazon und Co. soil der Tagesablauf angenehmer gestaltet werden und jegliche Aufgaben per Sprachbefehl erledigt werden.²

Die kunstliche Intelligenz hat zahlreiche Auswirkungen auf unsere Gesellschaft. Seit dem Bestehen erwecktsie in den Menschen sowohl Hoffnung und Befurwortung, als auch Angst und Skepsis.

1.2 Ziel und Gang der Untersuchung

Die Thesis der Arbeit konzentriert sich darauf, die Akzeptanz der Sprachassistenten am Beispiel des Amazon Echos zur Steuerung vernetzter Gerate im Smart Home anhand der Analyse von Chancen und Risikofaktoren zu untersuchen.

Um die Zielsetzung der Arbeit zu erreichen werden im ersten Schritt, dem 2. Kapitel, die Termini Sprachassistent und Smart Home definiert und die aktuelle Marktsitua- tion niedergelegt. Zusatzlich werden die Kundenbedurfnisse dargestellt, welche als Grundvoraussetzung fur die Anschaffung solcher Technologien gelten.

In Kapitel 3 werden auf Grundlage der Theorie die Chancen und Risiken zur Nutzung von Sprachassistenten und Smart Home Systemen beleuchtet und anhand von ak- tuellen Erkenntnissen und Auspragungen einander gegenubergestellt und abgewo- gen.

Unter Kapitel 4 wird eine aus der Analyse resultierende Handlungsempfehlung mit kritischer Wurdigung aufgezeigt und ein Ausblick gegeben.

2 Theoretische Fundierung des Studienumfeldes

Das folgende Kapitel beinhaltet die theoretischen Grundlagen der Arbeit, welche sich mit den Gesichtspunkten der Sprachassistenten im Bereich Smart Home auseinanderset- zen. Darunter fallen zum Einen die definitorische Grundlage der Schlusselbegriffe und technischen Moglichkeiten, zum Anderen die aktuelle Marksituation, welche den Termi­nus Kundenbedurfnisse inkludiert.

2.1 Der Sprachassistent als neues Kommunikationsmodell

Ein intelligenter personlicher Assistent (IPA), auch Sprachassistent, ist eine Software, welche auf Zurufe Befehle ausfuhrt und Fragen beantworten kann.³ Sie ist auf vielen Smartphones oder Endgeraten installiert. Beide Aden arbeiten in ahnlicher Weise. Sie verarbeiten Sprachbefehle und bedienen sich hierfur im Hintergrund an Apps und Onli- nediensten. In kurzester Zeit gibt der Sprachassistent eine Antwort aus oder setzt die gewunschten Befehle urn. Durch wiederholte Begrifflichkeiten und thematische Assozi- ationen ist es dem IPA moglich, auf Basis der Informationsbedurfnisse fortlaufend dazu- zulernen.⁴ Das Vorreiterprodukt Siri, aufgekauft von Apple, kam im Oktober 2011 mit der Produktvorstellung des IPhone 4s als neues Feature auf den Markt, wobei die Entwick­lung des Sprachassistenten bis zur Marktreife acht Jahre betrug. Zunachst nurfur aus- gewahlte Nutzer in Hinblick aufdas Fine Tuning erhaltlich, stellte Amazon daraufhin im September 2014 in den USA den Smart Speaker Amazon Echo vor. Im Oktober 2016 war das Produkt auf dem deutschen Markt erhaltlich. In dem Echo arbeitet die kunstliche Intelligenz, welche auf den Namen Alexa hort. Hierbei ist der Echo in zwei verschiedenen Formaten erhaltlich, die sich auf unterschiedliche Preisklassen aufteilen. Sie besitzen eine Spracherkennung, welche auf eine Entfernung von mehreren Metern funktioniert.⁵

2.1.1 TechnischeMoglichkeiten

Sobaid der Nutzer den Sprachassistent mit einer der Aktivierungsworter anspricht, weckt er die Software, welche anschlieftend zur Ausfuhrung von Befehlen oder zur Beantwor- tung von Fragen zur Verfugung steht und mit dem Nutzer kommuniziert. Mit der Hilfe der und durch den Input des Nutzers kann das Gerat mit der Zeit dazulernen und sich den Bedurfnissen des Nutzers anpassen.

Hierbei beruht die Optimierung auf dem Grundprinzip, je mehr desto besser - je mehr Menschen den IPA nutzen, desto schlauer wird er.⁶ Das Gesprochene wird uber das Echo-Gerat an die Alexa-Plattform gesendet und mit Hilfe von Natural-Language-Pro- cessiong (NLP) in Text umgewandelt, sodass die enthaltenen Informationen analysiert werden konnen und uber ein sog. Interaction Model ausgewertet werden konnen. An- schlieftend werden die Informationen in Textformat an die hinterlegten Serveradressen gesendet, welche im genannten Model hinterlegt sind. Durch Amazon-Web-Services kann die Logik auf schnellem Wege fur einen eigenen Skill entwickelt und bereitgestellt werden. Hier werden die ausgewerteten Daten der Spracheingabe verarbeitet und im Anschluss ebenfalls in Textform zuruck an die Alexa-Plattform gesendet, welche den Text zuruck in Audio umwandelt und das Device dazu veranlasst, eine Antwort uber den Lautsprecher auszugeben.⁷ Dieses Vorgehen wird durch die folgende Abbildung veran- schaulicht:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Funktionsweise von Sprachassistenten (Quelle: eigene Darstellung)

Damit der Echo die Aufgaben der verschiedenen Bereiche umsetzen kann, mussen dem Gerat wie bereits kurz angeschnitten sog. Skills angeeignet werden. Drittanbieter wie Zalando Oder Serviceleistungen der DHL ermoglichen dies durch die Programmierung solcher Funktionen, welche dann erneut vom Sprachassistenten auf Befehl abgerufen werden konnen.⁸ Somit haben sie die Moglichkeit, den Server, die Software und Sprach- erkennung zu nutzen, sodass diese ihren Kunden z.B. als App angeboten werden kon- nen.⁹ Sofern der Echo in Formen wie „Alexa, frage [...]“ angesprochen wird, bedeutet dies gleichermaften, dass der Nutzer mit der Voice-App von Drittanbietern kommunizie- ren mochte. Hierbei verarbeitet der Smart Speaker die Anfrage, leitet diese anschlieftend jedoch zur wesentlichen, inhaltlichen Bearbeitung weiter und erhalt sodann von der betroffenen Voice-App eine Antwort, urn diese zuruck zur Ausgabe auf dem Gerat zu uber­liefern. Auf welche Art die Antwort ermittelt und editiert wird ist unternehmensspezi- fisch.¹⁰

Ebenso erfolgt diese Vorgehensweise bei einer Implementierung von Smart Home Pro- dukten. Im Zwischenschritt des Interaction Models (siehe Abb.1) werden Intent, Ut­terance und Slots von Anfragen analysiert. Der Begriff Intent stellt die Intention des Nutzers dar, sofern dieser beispielsweise die Helligkeit oder Anderung der Farbe einer Lampe verlangt. Als Utterance werden die Formulierung oder Ausdrucksweise bezeich- net, welche der Nutzerfurdie Anfrage wahlt. Slots beinhalten die Parameter der Anfrage, welche spezifiziert werden, z.B. in Hinblick auf die Anderung einer bestimmte Farbe des Lichtes oder die Aufforderung an einen bestimmten Gegenstand, auf welche der Nutzer durch den Befehl abzielt. Es liegt hierbei in der Aufgabe der Entwickler, diese zu analy- sierenden Dimensionen zu hinterlegen.¹¹

2.1.2 Smart Home Vernetzung

Mit dem Begriff Smart Home (auch „intelligentes Wohnen") ist die Implementierung von Informationstechnologien gemeint, welche die Vernetzung und intelligente Funktions- weise von Systemen und technischen Verfahren im Eigenheim darstellt. Hierbei wird dem Anwender beispielsweise ermoglicht, Haushaltsgerate, Internet- und Kommunikati- onsgerate oder Audioplayer, sowie die eingebaute Haustechnik von einer zentralen Stelle oder aus einer gewissen Entfernung zu steuern.¹² Bei einem Smart Home werden die Bedurfnisse der Bewohner durch eine zugeordnete Technik uber Schnittstellen er- fasst und die gewonnenen Daten von weiteren vernetzten Systemen erganzt und aus- gewertet. Daraufhin werden dann die gewunschten Aktionen ausgefuhrt.¹³ Durch die untereinander vernetzten Gegenstande werden dem Bewohner neue Assistenzfunktio- nen und Dienste bereitgestellt, sodass ein Mehrwert generiert werden kann, welcher uber den einzelnen Nutzen der Anwendungen, welche im Haus vorhanden sind, hinaus- geht.¹⁴

Steuern lasst sich ein vernetztes Gerat beispielsweise uber einen Sprachassistenten. Man spricht seinen Wunsch oder Befehl aus, sodass das Smart Home dank Sprachsteu- erung entsprechend reagiert.

Ziel einer Smart Home Vernetzung sind sowohl okonomische, als auch okologische Fak- toren, wie das Streben nach einer Erhohung der Lebens-und Wohnqualitat, einer ver- besserten Energieeffizienz oder die Betriebs-und Einbruchssicherheit.¹⁵

Den Ausgangspunkt fur das Smart Home bildet die Hausautomatisierung, welche eine Vielzahl von Teilsystemen umfasst, wie:

- Heizung: z.B. Heizungsanlage, Temperaturregelung
- Luftung/ Klima: z.B. Zu- und Abluftregelung, Ventilation
- Sanitar: z.B. Trink-, Brauch-, Abwasser; Armaturen
- Elektrik: z.B. Verteilung, Installation
- Energiemanagement: z.B. Lastverteilung und -prognose
- Licht: z.B. Beleuchtung, Lichtmangement, Rollos
- Zutritt: z.B. Zutrittskontrolle, Klingelanlage, Schlosser, Bewegungserfassung
- Uberwachung: z.B. Technische Alarme, Video
- Notfall: z.B. Sprinkleranlage, Fluchtwegsystem
- Metering: z.B. Verbraucherzahler fur Strom, Gas, Wasser, Warmer
- Umfeld: z.B. Grunflachen-/ Gartenberegnung, -dungung

Neben den genannten Teilsystemen existieren die direkt auf die Hausbewohner bezo- genen Produkte und Dienste, wie:

- Kommunikation: z.B. Mobil- und Festnetztelefon
- Konsumelektronik: z.B. TV, Video, Audio, Internet
- Hausgerate: z.B. Kuhlschrank, Waschmaschine, Staubsauger
- Gesundheit/ Pflege: z.B. medizinische Vorsorge, Kranken-/ Alten-/ Behinderten- betreuung
- Heimlogistik: z.B. Einkaufs- und Speiseplanung, hausliche Dienste, Lieferservice
- Hobby: z.B. (elektrische) Spiele, Haustierversorgung
- Mobilitat: z.B. PKW mit telemedizinischer Uberwachung, Navigationssystem

Hierbei zeichnet sich das Smart Home dadurch aus, dass diese Teilsysteme verbunden und intelligent ausgestattet sind.¹⁶

Die Kommunikation der Systeme ist uber Funk- oder Kabellosungen moglich. Innovati- vere Systeme bestehen aus Schaltern und Sensoren, welche den aktuellen Zustand im Haus messen. Die Endgerate umfassen z.B. Heizkorper oder Lichtschalter, welche mit dem Zentralmodul verknupft sind. Dieses sog. „Gateway“ wird uber die Benutzeroberfla- che gesteuert, die wiederum anhand von verschiedenen Geraten vom Nutzer bedienbar ist.¹⁷

2.2 Aktuelle Marktsituation

Smart Speaker erobern den Markt zunehmend, wobei die Marketers bereits uberzeugt sind, dass die Sprachassistenten bereits als ein wichtiger Bestandteil des Marketingka- nals anzusehen sind, da sie sich nachhaltig als innovativer Kommunikationskanal ein- setzen lassen. 90% der Nutzer loben den Sprachsteuerungen in einer Studie der Absatzwirtschaft an, dass der Alltag sich einfacher und bequemergestalten lasst.¹⁸

Eine Erhebung des Zeitraums vom 16. Januar bis 21. Januar 2019 in der Region Deutschland von Splendid Research zur Bekanntheit bzw. Nutzung digitaler Sprachas­sistenten zeigt, dass 78% der insgesamt 1.006 Befragten mit dem Amazon Echo Dot vertraut sind und nochmals 14% der Befragten den Echo in Benutzung haben. Mit 3% uberstieg die Nutzung bis zu diesem Zeitpunkt beim Google Assistent. Die groftte Be­kanntheit lasst sich jedoch dem Onlineriesen Amazon zuschreiben, weshalb dieser hier als fuhrender Smart Speaker Hersteller anzusehen ist:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Sowohl die Verbreitung von Sprachassistenten, als auch der weltweit erzielte Umsatz mit digitalen Assistenten ist erfolgsversprechend. Die folgende Statistik bildet eine Prog­nose zum weltweiten Umsatz mit dem Verkauf intelligenter Lautsprecher ab (Stand Juni 2018). Im Jahr 2022 sollen sich die Umsatze auf rund 27,9 Millionen US-Dollar belaufen. Von einem rasanten Anstieg mit aufweisendem Marktpotenzial ist demnach auszuge- hen. Der weltweite Absatz von Smart Speakern hat sich in den Jahren 2017 zu 2018 nahezu verdreifacht. Die Prognose geht davon aus, dass der Anstieg drastisch steigt. In dieserGrafik kann demnach unterstrichen werden, welchen Einfluss die Smart Speaker bereits in naherZukunft erreichen werden:¹⁹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Umsatzprognose intelligenter Lautsprecher bis 2022 (Quelle: Statista²⁰ )

Um dies einmal in Relation zu betrachten, weist der Smart Home Markt in Deutschland im Jahr 2020 einen Umsatz von etwas 4.272 Mio. Euro auf.^{21 22}

[...]

¹ Vgl. Acatech- Deutsche Akademie der Wissenschaften (Hrsg.): Deutschlands Zukunft als Produktions standort sichern. Umsetzungsempfehlungen fur das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, 2013, Frankfurt am Main, S. 23ff.

² Vgl. Kuhn, T.: Kunstliche Intelligenz; in Wirtschaftswoche 44: Bitte ein Bot, 2016, S.51f.

³ Vgl. Heinemann, Mirko: Heimvernetzung; in Inpact: Wohnen der Zukunft, 03/2017, S.8.

⁴ Vgl. Kuhn,T., 2016, S.52.

⁵ Vgl. Ibid.

⁶ Vgl. Heuzeroth, T.: Krieg der Sprachassistenten, in Die Welt; [https://www.welt.de/print/die_welt/wirt schaft/article162439418/Krieg-der-Sprachassistenten.html], ( Erstelldatum: 28.02.2017, Verfugbarkeitda turn: 07.02.2020).

⁷ Vgl. T3N: User-Interfaces fur Sprachassistenten: Die Magie von Alexa erklart, [https://t3n.de/news/userin terfaces-fuer-sprachassistenten-831249/], (Erstelldatum: 25.06.2017, Verfugbarkeitsdatum: 10.02.2020).

⁸ Vgl. Nagel, T.S.: Vernetzte Boxen; in: Ostsee Zeitung, 17/18.06.2017, S.9.

⁹ Vgl. Kuhl,E.: Alexa kriegt sie alle; in die Zeit; [https://www.zeit.de/digital/internet/2017-01/amazon-alexa- ces-2017-smart-home], (Erstelldatum: 06.01.2017, Verfugbarkeitsdatum: 11.02.2020).

¹⁰ Vgl. Horner, T.: Marketing mit Sprachassistenten, 2019, Bamberg, Springer Gabler, S.16.

¹¹ Vgl. T3N: User-Interfaces fur Sprachassistenten: Die Magie von Alexa erklart; [https://t3n.de/news/user- interfaces-fuer-sprachassistenten-831249/], (Erstelldatum: 25.06.2017, Verfugbarkeitsdatum: 10.02.2020).

¹² Vgl. Verbraucherzentrale: Smart Home- Das „intelligente“ Zuhause; [https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/umwelt-haushalt/wohnen/smart-home-das-intelligente-zuhause-6882], (Erstelldatum: 17.01.2020, Verfugbarkeitsdatum: 02.02.2020).

¹³ Vgl. VDE - Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik e.V: Smart Home + Buil ding, 2013, S.12.

¹⁴ Vgl. Strese, H./ Seidel, U./ Knape, T./ Botthof,A.: Smart Home in Deutschland, 2010, Berlin, Institutfur Innovation und Technik, S.8.

¹⁵ Vgl. Bendel, O.: 300 Keywords Informationsethik, 2016, Wiesbaden, Springer Gabler, S.201.

¹⁶ Vgl. Strese, H./ Seidel, U./ Knape, T./ Botthof, A; S. 8f.

¹⁷ Vgl. SmartHome Partner GmbH 2015: Smart Home; [http://smarthomepartner.eu/produkte/smarthome/], (Erstelldatum: k.A., Verfugbarkeitsdatum: 11.02.2020).

¹⁸ Vgl. PWC: Wie digitale Sprachassistenten das kundenzentrierte Marketing unterstutzen; [https://www.pwc.de/de/im-fokus/customer-centric-transformation/marketing/wie-digitale-sprachassisten ten-das-kundenzentrierte-marketing-unterstutzen.html], (Erstelldatum: 20.12.2019, Verfugbarkeitsdatum: 10.02.2020).

¹⁹ Statists: Welche derfolgenden digitalen Assistenten fur Sprachsteuerung kennen bzw. nutzen Sie?; [https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1031358/umfrage/umfrage-zu-bekanntheit-und-nutzung- verschiedener-sprachassistenten-in-deutschland/], (Erstelldatum: 13.02.2020, Verfugbarkeitsdatum: 14.02.2020).

²⁰ Statists: Prognose zum Umsatz mit intelligenten Lautsprechern weltweit in den Jahren 2017 bis 2022; [https://de.statista.com/statistik/daten/studie/751700/umfrage/prognose-zum-umsatz-mit-intelligenten-laut sprechern-weltweit/], (Erstelldatum: 06.12.2019, Verfugbarkeitsdatum: 14.02.2020).

²¹ Vgl. Statista: Smart Home; [https://de.statista.com/outlook/279/137/smart-home/Deutschland], (Erstellda turn: k.A., Verfugbbarkeitsdatum: 14.02.2020).

²² Vgl. PWC: Wie digitale Sprachassistenten das kundenzentrierte Marketing unterstutzen; [https://www.pwc.de/de/im-fokus/customer-centric-transformation/marketing/wie-digitale-sprachassisten ten-das-kundenzentrierte-marketing-unterstutzen.html], (Erstelldatum: 20.12.2019, Verfugbarkeitsdatum: 10.02.2020).