Internet der Dinge: TU Graz forscht an Verlässlichkeit

15. Februar 2019, 10:24

Interdisziplinäres Team will Stabilität und Sicherheit im Universum der digital vernetzten Geräte und Anlagen steigern

Das Universum der digital vernetzten smarten Geräte und Anlagen bietet viele Annehmlichkeiten. Lücken in ihrer Zuverlässigkeit können aber auch zu massiven Schäden führen und auch Menschenleben in Gefahr bringen. Forscher der TU Graz arbeiten in einem Leitprojekt der Universität daran, dass das "Internet der Dinge" fehler- und unterbrechungsfrei funktioniert, teilte die TU Graz am Freitag mit.

Im "Internet der Dinge", in dem Personal Computer zunehmend durch Gegenstände ersetzt werden, die mit dem Internet verbunden sind, steckt nach Meinung von IT-Experten viel Potenzial zur Veränderung des Alltags: Kühlschränke können etwa in Eigenregie fehlende Lebensmittel per Internet bestellen, Mülltonnen vor dem Haus können den Entsorgungsunternehmen Bescheid geben, wenn sie geleert werden müssen – und Autos dem Fahrer den nächsten freien Parkplatz am Zielort anzeigen – wenn alles richtig funktioniert.

Gesundheitswerte überwachen

Nicht optimal gefüllte Kühlschränke, zu früh geleerte Mistkübel oder zu geringe Raumtemperatur sorgen den Grazer Informatiker Kay Römer als Forscher allerdings weniger. "In Zukunft werden smarte Gegenstände wesentlich kritischere Prozesse steuern", sagte der Leiter des Instituts für Technische Informatik. Künftig könnten Computerchips Gesundheitswerte wie die Herzfunktion, Blutdruck und Insulinwert überwachen und die Verabreichung von Medikamenten auslösen. Auf den Straßen werden autonom fahrende Fahrzeuge auf Sensoren angewiesen sein, die verlässliche Informationen zur Position, Geschwindigkeit oder dem Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern liefern.

An der TU hat sich daher vor drei Jahren unter der Leitung von Kay Römer eine interdisziplinäre Gruppe zusammengefunden, die die Verlässlichkeit der Systeme vorantreiben und die Risiken des "Internet of Things" (IoT) minimieren will. "Unser Ziel ist es im Internet der Dinge Garantien einzuführen, wo heute nur Haftungsausschlüsse existieren, teilte der Leiter des Projektes "Dependable Internet of Things in Adverse Environments" mit.

Präzise Standortbestimmung notwendig

Die Herausforderungen sind hoch: Viele Anwendungen brauchen beispielsweise eine präzise Ortsbestimmung, für die gängige Lokalisierungssysteme nicht ausreichend geeignet sind. Das weitverbreitete GPS benötige bisher etwa eine Sichtverbindung zu vier Ortungssatelliten und werde von Spiegelungen von Glasfenstern oder Metalldächern irritiert. Klaus Witrisal vom Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation hat mit seinem Team exakt bei diesen Einflussfaktoren angesetzt, um sie ins Positive zu wenden: Dem neuen System reicht eine einzige Verbindung zu einem Satelliten bzw. einem "Anker" in einem Gebäude. Es nützt die von spiegelnden Oberflächen reflektierten Funksignale zur Verbesserung der Genauigkeit. "Das System ist noch nicht perfekt, aber wie sind der Lösung schon sehr nahe", schilderte Römer.

Damit künftig autonom fahrende Lkw gut im Konvoi vorankommen können, hat Martin Horm von Institut für Regelungs- und Antriebstechnik eine Teststrecke für Modell-Lkw entwickelt. Anhand dort gesammelter Fahrmuster erstellte Roderick Bloem vom Institut für Angewandte Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnologie ein Fahrmodell. Es wird genutzt, um das Netzwerk so zu "trainieren", dass es gefährliche Situationen vorhersagen und damit verhindern kann, berichtete das Team.

Fragen über Fragen

Aus den ersten Projektjahren hätten sich etliche neue Forschungsfragen ergeben, verriet Römer. So werde man vor allem auf den Bereich Artificial Intelligence stärker fokussieren. Dafür hat man sich den Robotik-Experten Gerald Steinbauer vom Institut für Software Technology mit ins Team geholt. Parallel zur Grundlagenforschung will sich das Konsortium in den kommenden drei Jahren auch stärker um die Umsetzung der entwickelten Systeme bemühen. Als reale Testumgebungen sollen u.a. das Testzentrum für autonomes Fahren Alp.lab und die Lernfabrik smartfactory@tugraz dienen. (APA, 15.2.2019)