Connected for Life: Menschen im Mittelpunkt von IoT-Lösungen
Bosch Research arbeitet an IoT-Ökosystemen aus vernetzten Lösungen, die auf der Grundlage eines benutzerzentrierten Ansatzes entwickelt werden, um wertvolles Potenzial für Unternehmen und Verbraucher gleichermaßen zu erschließen.
Vernetzte Geräte sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Alltags geworden. Sie erleichtern vielen Menschen das Leben und sorgen für mehr Sicherheit. Mit unserer Forschung zu IoT-Lösungen konzentrieren wir uns bei Bosch Research auf die Bedürfnisse der Menschen in den Bereichen Wohnen, Arbeit und Mobilität. Dieser Ansatz führt zu intuitiven, interaktiven und intelligenten Lösungen, die inspirierende und nahtlose Benutzererfahrungen für Produkte und Dienstleistungen von Bosch über mehrere Bereiche hinweg möglich machen. Die Experteninnen und Experten bei Bosch Research unterstützen damit beispielsweise das Bosch Tochterunternehmen BSH Hausgeräte GmbH bei Lösungen für Smart-Home-Anwendungen sowie Bosch Home Comfort und Bosch Power Tools. Außerdem kommt ihre Arbeit auch anderen Geschäftseinheiten zugute, zum Beispiel im Bereich der Mobilität.
Mit unserer Forschung zu IoT bieten wir durchgängig vernetzte Systeme, die sich in verschiedene Ökosysteme nahtlos integrieren lassen. Unser Lösungsangebot umfasst Sensoren, Geräte, digitale Darstellungen von Dingen sowie wissens- und datenbasierte Dienstleistungen. Je häufiger Produkte und Lösungen von Nutzern verwendet werden, umso mehr Daten aus dem Feld stehen unserer Entwicklung zur Verfügung und umso passgenauer können wir diese vernetzten Produkte im Einklang mit den Bedürfnissen unserer Kunden weiter verbessern. Die Grundlage hierfür bilden die Produktnutzungsdaten, die von den vernetzten Geräten anonym und sicher gesammelt werden. Das Ziel: noch bessere und benutzerfreundlichere Produkte zu entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen, werden diese Daten bei Bosch Research auf intelligente Weise ausgewertet und analysiert. Unsere Vision besteht darin, bei der Entwicklung von Lösungen mitzuwirken, die einen Mehrwert für den Endverbraucher schaffen und neues Servicegeschäft für Bosch erschließen.
ForeSight: eine nachhaltige Plattform für Smart-Living-Services
Smart-Living-Anwendungen im Wohnumfeld bieten den Nutzern Unterstützung, Effizienz und Komfort, wobei Datensicherheit und Privatsphäre weiterhin gewahrt bleiben. Bosch Research war Teil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts ForeSight, das Mitte 2023 ausläuft. Gemeinsam entstand dabei eine nachhaltige Plattform für kontextsensitive, intelligente und vorausschauende Dienstleistungen im Bereich Wohnen und Leben. Bei ForeSight stand das Lernen und Verstehen von Verhaltensweisen, Routinen und Präferenzen der Nutzer im Mittelpunkt, beispielsweise im Rahmen des Anwendungsfalls eines Kochassistenten in einer intelligent vernetzten Küche. Dieses Wissen wird innerhalb eines menschlichen digitalen Zwillings dargestellt, um eine individuelle Anpassung der Smart-Living-Services zu ermöglichen. Der menschliche digitale Zwilling ist ein Modell des Nutzers, mit dem verschiedene Merkmale abgebildet werden, die für den Service relevant sind. Für das Beispiel des Kochassistenten bedeutet dies, dass aus dem Verhalten des Nutzers dessen Kocherfahrung modelliert wird. Dieses Merkmal kann dann ein wichtiger Input für den Kochassistenten sein, der im Verlauf des Prozesses – abhängig von der Erfahrung der Nutzer – in den Einzelschritten mehr oder weniger detaillierte Anweisungen bereitstellt oder je nach Bedarf auch Schritte auslässt.
Die Technologien digitaler Zwillinge können nicht nur auf Menschen, sondern auch übergreifend auf Produkte, Objekte oder Umgebungen angewandt werden. So entwickeln wir beispielsweise Lösungen mit digitalen Zwillingen für Baustellen, auf denen Bosch Power Tools zur Anwendung kommen und die auf innovativen 3D-Kartierungs-Daten von Räumen basieren. Diese digitalen Zwillinge können Echtzeit-Modelle von Gebäuden bereitstellen, um das automatisierte Nachverfolgen des Baufortschritts zu ermöglichen und zu automatisieren.
Nächster Schritt: der neue Konnektivitätsstandard „Matter“
Bei nutzerzentrierten Vernetzungslösungen im Smart Home sind Kommunikationsprotokolle zentral, die herstellerübergreifend gelten und offene Ökosysteme ermöglichen. Daran arbeitet auch Bosch Research, zum Beispiel mit dem neuen Konnektivitätsstandard „Matter“. Das Ziel dabei ist, neue Produkte von Bosch „Matter“-fähig zu machen. Matter wie auch andere neue Konnektivitätsstandards wurden durch die Connectivity Standards Alliance (CSA) erarbeitet. Sie werden künftig Marktdurchdringung und Wachstum von Smart Homes und nutzerzentrierte Vernetzungslösungen fördern. Als neues, offenes Smart-Home-Protokoll verwendet der Konnektivitätsstandard Matter bestehende und bekannte Technologien wie Bluetooth Low Energy für die Geräteeinrichtung und WiFi, Thread und Ethernet für die Verbindung von Geräten. Wichtige Smart-Home-Plattformen und -Marken haben sich bereits dazu verpflichtet, ihre Lösungen wie vorhandene Hubs, Smart Speaker und andere Geräte durch ein Upgrade auf den neuen Konnektivitätsstandard umzustellen. Damit liegt der Schwerpunkt künftig nicht mehr auf Kompatibilität und einem fragmentierten Ökosystem, sondern auf einer positiven Nutzererfahrung und umfassenden Anpassungsmöglichkeiten. Bosch Research unterstützt die Geschäftseinheiten von Bosch bei der Entwicklung innovativer Lösungen, die Matter in ihren Produkten implementieren, zum Beispiel durch die gemeinsame Erstellung früher Konzeptnachweise. Dies zeigt, wie die Kommunikation zwischen Smart-Home-Geräten über das Kommunikationsprotokoll Matter funktioniert. In unserem Forschungslabor Smart Life Lab in Renningen haben wir einen Prüfstand für Matter eingerichtet, der es Entwicklern aus verschiedenen Geschäftseinheiten ermöglicht, praktische Erfahrung mit dem Konnektivitätsstandard Matter zu sammeln und sich eingehend mit den Details des Protokolls zu beschäftigen.
Rechtzeitige Erholung: Ermüdung mit EEG erkennen
Intelligente Vernetzung bietet auch an der Schnittstelle zu Wohlbefinden, Gesundheit und Sicherheit ein großes Potenzial, beispielweise bei „Brain-Machine“-Anwendungen wie dem Sicherheitshelm mit integriertem Elektroenzephalogramm (EEG), an dem Bosch Research forscht. Dieser erfasst, ob und in welchem Ausmaß seine Trägerin oder sein Träger ermüdet ist. Bedeutend ist dies etwa auf Baustellen. Ist die Intensität der Arbeit für Menschen über längere Zeit hoch, kann das zu geistiger Ermüdung führen. Geringere Effizienz und Sicherheitsrisiken sind die Folgen. Der entwickelte Sicherheitshelm ist in der Lage, den Ermüdungszustand von Arbeiterinnen und Arbeitern, die in großer Höhe arbeiten, zu erkennen, und rechtzeitig zu warnen. Da das Elektroenzephalogramm Signale direkt aus dem menschlichen Gehirn erfasst, kann es die Änderungen beim Ermüdungszustand von Menschen unmittelbar widerspiegeln. Auf Grundlage von EEG-Signalen erforscht Bosch Research ein unabhängiges und vollständiges Ökosystem für die Ermüdungserkennung, das mobile Signalerfassungsgeräte mit geringem Leistungsbedarf und hochpräzise Algorithmen zur Ermüdungserkennung umfasst. Das Signalerfassungsgerät sammelt die Einkanal-EEG-Signale an der Stirn der Nutzerinnen und Nutzer, ermittelt das Ermüdungsniveau und übermittelt es über Bluetooth an das mobile Terminal. Die Algorithmen zur Ermüdungserkennung werden auf Basis fortschrittlicher künstlicher Intelligenz (KI) optimiert. Gleichzeitig werden Data-Augmentation-Technologien zur Generierung synthetischer Signale eingesetzt, was Kosten und Zeitaufwand für die Datenerfassung und das Trainieren der KI deutlich verringert. Mit dem neuen Sicherheitshelm wird der Schutz von Arbeiterinnen und Arbeitern auf Baustellen deutlich erhöht und zugleich ein Konzept realisiert, bei dem der Mensch im Mittelpunkt steht.
Fazit
Vernetzte digitale Systeme verändern die Welt, in der wir leben. In unserer Forschung zu IoT-Lösungen kombinieren wir Sensorsysteme, Kommunikationstechnologien und fortschrittliche KI-Methoden rund um Bosch-Produkte. Dabei haben wir immer die Nutzerinnen und Nutzer im Fokus, um für sie einen echten Mehrwert zu schaffen.
