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Montag, 27. Juni 2011

Ubiquitous Computing

Ist der klassische PC Schnee von gestern, wie uns gewisse Werbung suggeriert? Einige proklamieren die Nach-PC-Zeit, die jetzt anbricht. iPad sollen Computer ersetzen, Smartphones bereichern unser tägliches Leben. Spiele, Sport-Apps oder Navigationssysteme - alles immer dabei. Was kommt als nächstes?

Mark Weiser hat bereits 1991 in seinem Aufsatz „The Computer for the 21st Century“ den Begriff des Ubiquitous Computing, dem „Internet der Dinge“ geschaffen und meinte damit, dass Personal-Computer zunehmend durch andere Geräte, nicht mehr als Computer wahrgenommene Kleinstgeräte, ersetzt werden. Diese unterstützen den Menschen unmerklich in seiner Tätigkeit, ohne abzulenken oder überhaupt aufzufallen. Wir haben jetzt das Jahr 2011 und die PC‘s sind immer noch stark dominierend, doch es ist etwas im Gange.

Seit es Geräte mit kapazitiven Displays gibt, die man ohne Stift und ohne Tastatur bedienen kann, wurde gezeigt, dass Computerschnittstellen auch anders aussehen können. Es genügt, wenn man mit dem Finger über eine Glasfläche streicht - noch vor ein paar Jahren wäre dies pure Science-Fiction gewesen. Sensoren, die Beschleunigungs- und Winkelveränderungen messen und clevere Entwickler, die damit Spielesteuerungen machen. Dies alles ist erst der Anfang...

Wieso ist das für uns so spannend? Bisher wurden unsere Arbeitsplatzcomputer hauptsächlich schneller, kleiner oder anderweitig verbessert, ohne dass man in den letzten 10 Jahren hierzu wesentliches an der PC-Architektur verändert hätte. Diese Entwicklung wird noch weitergehen, jedoch gibt es zeitgleich auch Entwicklungen in andere Richtungen und es hat sich bereits mehrmals in der Geschichte der IT-Industrie gezeigt, dass aus einer anfänglich kleinen Idee, plötzlich eine Massenbewegung werden kann, die alles verändert.

Das Internet der Dinge

Software Engineering an sich ist schon eine sehr herausfordernde Tätigkeit. Da gilt es Anforderungen des Kunden zu erheben und diese dann unter Zeit-, Kosten- und Ressourcensicht optimal umzusetzen. Bisher war hierbei die Hardware, d.h. der Computer mit Bildschirm, relativ fix. Eine rechteckige Fläche, zwar mit unterschiedlicher Pixelanzahl, aber immer genügend gross, sodass ein gemeinsamer kleinster Nenner gefunden werden konnte. Jetzt brechen wir langsam diese Barriere, entwickeln Applikationen, die ohne Tastatur auskommen (Screen-Castings) oder portieren die Lösungen auf Smartphones, iPads oder iPods. Man muss immer wieder beachten, dass es vor drei Jahren noch keine iPads gegeben hat und nur wenige haben sich vor 2008, der Einführung des ersten iPhones, ernsthaft Gedanken darüber gemacht, Applikationen auf ein Smartphone zu portieren. Heute ist das Realität. Heute verwenden wir GPS-Sensoren wie selbstverständlich oder nutzen die eingebaute Kamera zum Scannen eines Barcodes um Informationen zum Produkt abzufragen.

Neben den Consumer-Produkten, wie wir sie aktuell millionenfach nutzen, gibt es den Schmelztiegel der Bastler- und Interaktionskünstler, die Computer heute auf eine ganz andere Art nutzen. Wir kennen sie schon lange, die technischen Installationen aus Museen und Ausstellungen, die geschickten Gebrauch von Elektronik, Software und Mechanik machen und auf ihre spezielle Art das Publikum begeistern. Bis vor ein paar Jahren war es für einen Künstler unglaublich schwierig, eine solche Idee zu verwirklichen, da die meisten vor allem an der Elektronik scheiterten. Vielmal wurden normale PC‘s eingesetzt, die man mit entsprechenden Boards um Sinne oder Aktoren erweiterte. Diese Konstruktionen waren kostspielig und auch fragil.

Einen wesentlichen Beitrag zur Vereinfachung und den Stein ins Rollen gebracht hat Massimo Banzi, der italienische Professor für Interaktionsdesign, gemeinsam mit einer Gruppe engagierter Leute, die 2004 die ersten Grundsteine des Arduino-Projektes legten.

Arduino - Open Source Hardware

Arduino ist eine Open-Source-Elektronik-Prototyping-Plattform mit flexibler, einfach zu bedienender Hard- und Software. Sie wurde geschaffen für Künstler, Designer, Bastler und solche, die an der Umsetzung interaktiver Objekte oder Umgebungen interessiert sind.

Arduino - Open Source Hardware

Arduino kann mit ihrem Umfeld über eine Vielzahl von Sensoren agieren und Licht, Motoren oder andere Aktoren steuern.

Das Projekt ist auf vielfältige Art einzigartig: das gesamte Projekte, d.h. sowohl die Software, als auch die Hardware sind „Open Source“, d.h. jeder kann die Ideen kopieren, anpassen und für seine eigenen Zwecke brauchen. Dadurch gibt es heute verschiedene Arduino-Boards, grosse, kleine, leistungsstarke mit viel Pins, oder auch sehr stromsparende. Die Programmiersprache basiert auf Java und C und ist relativ einfach erlernbar. Keine komplizierten Low-Level-Assembler-Codierungen mehr, keine schlaflosen Nächte, weil ein Timing nicht stimmt. Die meisten Sensoren können mittels kostenlos runterladbaren Treibern in wenigen Minuten in die eigene Schaltung eingebaut werden. Dadurch wird Interaktionsdesign „umsetzbar“ für die Massen.

Doch wozu ist das gut? Was kann man damit erreichen? Neue Lösungen setzen zunehmend interdisziplinäres Wissen voraus. Eine mobile App beispielsweise wird nicht heruntergeladen, wenn sie neben dem rein funktionalen Aspekt nicht auch gewisse ästhetische und ergonomische Aspekte abdeckt. Wenn Sensorik mit ins Spiel kommt, sind wir rasch bei Signalanalysen/Mustererkennung, einem weiteren Umfeld, das rasch Fachwissen erfordert. Dadurch, dass jetzt der elektronische Aspekt zumindest etwas vereinfacht worden ist, kann eine Vielzahl von interessierten Leuten mit diesen neuen technologischen Möglichkeiten experimentieren, ohne dass man gleich in mehreren Fachrichtungen promoviert haben muss oder über ein zehnköpfiges Team verfügt.

Die Entwicklungen, die daraus entstanden sind, stecken noch in den Kinderschuhen, jedoch ist deren Beobachtung sehr spannend und es darf spekuliert werden, welche dieser Ideen vielleicht bald in einem neuen Massenprodukt landen wird.

Hier einige Beispiele:

LilyPad - der Arduino-Clon zum Nähen

LilyPad - der Arduino-Clon zum Nähen

Leah Buechley ist Assistenzprofessor am MIT Media Lab, wo sie u.a. das LilyPad entwickelt haben. Dies ist eine stromsparende Variante des Arduino-Boards, das sich in Kleidung einnähen lässt. Damit lässt sich beispielsweise ein Blinker für Velofahrer realisieren, der in die Kleidung eingenäht ist.

LilyPad - der Arduino-Clon zum Nähen

Makerbot - der 3D-Drucker für 1‘299$

In New York hat sich eine kleine Gruppe von drei enthusiastischen Bastlern eingefunden, die es sich zum Ziel gesetzt hat, eine Maschine zu bauen, die sich selber reproduzieren kann. Dieses Ziel erreicht die neuste Generation des „Thing-O-Matic“ zwar noch nicht, aber es ist trotzdem beeindruckend, diesen Drucker bei der Arbeit zu sehen. Ein simples Plastikkabel wird erhitzt, bis es einen dünnen Faden gibt, der dann mittels dreier Schrittmotoren über eine Plattform gefahren wird, bis daraus ein Hase, eine kleine Kathedrale oder ein Kugellager entsteht. Arduino-Controller steuern hierbei den Druck(-Schmelz-)Kopf, die Schrittmotoren und das Druckprogramm.

Auf Thingiverse dem „Universum der Dinge“ kann man kostenlos 3D-Vorlagen runterladen, diese abändern und - sofern man einen eigenen Drucker hat - direkt auf dem Schreibtisch ausdrucken.

Makerbot - der 3D-Drucker

DIYDrone - unbemannte Flugobjekte im Selbstbau

Chris Anderson ist vielen ein Begriff. Er ist Chefredaktor des bekannten amerikanischen „Wired Magazine“ und er hat 2004 den viel beachteten Text „The Long Tail“ verfasst, der die Internet-Wirtschaft auf eine neue Art erklärt hat. Daneben ist Chris Anderson ein begnadeter Modellbauer, wie man seiner Web-Site „DIY DRONES“ entnehmen kann.

Diese Site zeigt, wie man mittels eines wiederum modifizierten Arduino-Board unbemannte Flugkörper erstellen kann, die mittels erweiterter Sensorik fremdes Gelände selbstständig erkunden können. Bemerkenswerte und beeindruckende Ergebnisse, wenn man sich die kommerziellen, und meist sehr teuren Lösungen anderer Anbieter anschaut.

DIYDrone - unbemannte Flugobjekte im Selbstbau

Ob ubiquitous Computing (allgegenwärtige Computer), pervasive Computing (durchdringender, vernetzter Gebrauch durch intelligente Gegenstände), wearable Computing (am Körper tragbare Computer) oder tangible User Interfaces (anfassbare Benutzerschnittstelle), wir werden in Zukunft viele neue Begriffe hören. Man darf gespannt sein, wie sich Computer in Zukunft in unser Leben integrieren und was uns für spannende Produkte erwarten.

Ihre Kontaktperson:

Thomas Garaio

Head of Interaction Lab

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Quellen:

Arduino

http://arduino.cc - Open Source-Hardware
http://www.massimobanzi.com/designofthings/

LilyPad

http://www.ckuehnel.ch/PDF/LilyPad.pdf
http://hlt.media.mit.edu/publications/buechley_DIS_10.pdf
http://www.sparkfun.com/categories/135 (LilyPad zum Bestellen)

Makerbot

http://www.makerbot.com
http://www.thingiverse.com
http://www.thingiverse.com/derivative:10510 (Oktopus)

DIYDRONES