Kategorie: IoT MOOC

Woche 3 dieses FutureLearn-MOOCs umfasste sehr sehr viel Inhalt: von technischen Tools/Plattformen über Privacy bis zu Sicherheit und Usability.
Zu Beginn stand jedoch eine prägnante Aussage, um was es bei Data Analytics geht „extract knowledge and wisdom from IT data“ mittels stets kontextabhängig einzusetzenden Algorithmen für: „known knowns“ (=linear regression), „known unknowns“ (=machine learning:“arrange data into clusters of prior specified characteristics and predict most likely events to occur“), „unknown unknowns“ (=artificial intelligence, deep learning algorithms).
Eine wichtige Grundsatzentscheidung bei IoT ist, wann die Daten gesendet werden sollen und wer die Berechnung macht: die mit begrenzten Ressourcen arbeitenden IoT-Devices oder die Server. Jedenfalls kann das IoT dank „sufficient temporal and spatial data granularity“ aussagekräftige Erkenntnisse für real-time und Langzeit-Daten geben, um verschiedenste Branchen und Prozesse effizienter und effektiver zu gestalten.
Eine Liste, die 49 IoT-Tools umfasst, zeigt die technische Bandbreite – die meisten der genannten Firmen waren mir unbekannt, aus Deutschland sind aber auch große Firmen wie SAP und Bosch stark engagiert: https://blog.profitbricks.com/top-49-tools-internet-of-things/
Neben „native raw data support“ bei Plattformen sind auch SLAs nötig, ebenso wie die Berücksichtigung von Sicherheit und Datenschutz. Wichtig ist das Klären des „entitlements“, insbesondere wenn es um medizinische Daten geht („who has to find or use the data“). Völlig unbekannt war mir die spezielle Suchmschine für IoT namens „Thingful„, die einen geographischen Index vernetzter Objekte anbietet „including energy, radiation, weather, and air quality devices as well as seismographs, iBeacons, ships, aircraft and even animal trackers.“ Open Data ist hier ein wichtiges Stichwort als Voraussetzung dafür, um neue Informationen zu generieren.

Wie kann beim IoT aber nun Privacy (Datenschutz) gewährleistet werden? Ein außerordentlich schwieriges Thema, von dem die Akzeptanz von IoT abhängt. Einschätzungen gehen dahin, dass hohe Transparenz nötig sein wird, das Aufzeigen des Nutzens von IoT, der Verbraucher muss entscheiden können („opportunity to pay a premium for retaining my own data, or at least guaranteeing that my data is de-attributed from me“) und „we will need almost a new social contract around that data.“ Ein ins Gespräch gebrachtes „Privacy Logo für IoT“ wird eher als nicht sinnvoll/realistisch erachet: IoT-Produkte sind zu verschieden und man kann das Vorgehen nicht mit Bio-Lebensmitteln vergleichen. Überhaupt ist momentan das Problem mit IoT, dass noch soviel ungewiss ist und keiner weiß, wie es genau aussehen wird – außer dass es sehr allgegenwärtig sein wird und uns hochgradig betreffen wird: „So, as often happens in science fiction, we are faced with two possible futures, one dystopian, and one utopian.“ Dieser Guardian-Artikel vermittelt eine eher skeptische Sicht „In fact, with security and privacy breaches popping up weekly, and with systematic government snooping, you might argue that we have done a terrible job.“
Interessant fand ich, dass sich die FTC in einem im Januar 2015 veröffentlichten Report  ausführlich mit dem Thema IoT befasst hat, ausgehend von einem Workshop von 2013 aus „panels of academics, researchers, consumer advocates, and representatives from government and industry“ – ein Zitat daraus: „In the IoT ecosystem, data minimization is challenging, but it remains important“ (S. 34)
Vielversprechend klingt für mich der „Privacy by Design„-Ansatz „that means privacy is embedded from the start, achieved via privacy risk assessment“. ISO und CEN sind an der Entwicklung von Standards. „Privacy by Design“ umfasst 4 Stufen: 1. what is the goal of protection? 2. how important is the goal/demand? 3. threats 4. controls that would mitigate these threats (technical or government controls)
Was das Juristische betrifft, gibt es weltweit große Unterschiede: Während in den USA erst mal viel erlaubt ist (ggf. gibt es „class actions“), sieht Europa „human rights and rights of individuals“ als von vornherein zu schützen, was jede Menge Bürokratie bedeutet. Die United Nations arbeiten an „privacy guidelines“. „Guidance for Companies“ ist nötig, um nicht im Nachhinein Rettungsversuche unternehmen zu müssen – „we need to think ahead before we launch the products“ – dies ist auch die Meinung der FTC, EU und Japans.

Was den Aspekt „Security“ betrifft, ist die Sicherheit von Embedded Systems wie beim IoT ein kritisches Thema, eben weil alle Geräte mit dem Internet verbunden sind und die Pflege alter Chips und Produkte nicht unbedingt große Priorität hat (wenn das Patchen überhaupt technisch möglich wäre). Dazu s. https://www.schneier.com/essays/archives/2014/01/the_internet_of_thin.html (6.1.14)
Prognosen gehen darin, dass die Markt-Umsätze für Cybersecurity in den nächsten Jahren stark steigen werden. Mögliche technische Maßnahmen und Methoden, um Hackern zu begegnen, werden in diesem Artikel thematisiert: http://uk.businessinsider.com/take-these-6-security-measures-to-protect-your-iot-devices-from-hackers-2015-6?r=US&IR=T (22.7.15)

Bzgl. Usability muss bedacht werden, dass sich im Gegensatz zu anderen Geräten bei IoT die Funktion von Devices noch nach Auslieferung ändern kann. Devices müssen ggf. anders designed werden, weil sie mit anderen verbunden sind und teils parallel bedienbar sind über das physische Produkt und über eine Skala in der Smartphone-App o.ä. (Bsp. dimmbarer Lichtschalter, Thermostat).
„Reliability and Latency“ sind Aspekte, die berücksichtigt werden müssen: Man erwartet, dass Dinge etwas Bestimmtes tun und hat ggf. eine Strategie, wenn etwas nicht klappt – embedded devices sind aber nicht immer online um Strom zu sparen oder sind eventuell auch nicht immer synchron mit dem System.
Momentan gibt es viele einzelne Apps für einzelne Dinge, und es kann nicht sein, dass z.B. Smart Homes so kompliziert werden, dass das Leben vor lauter Konfiguration damit immer schwieriger wird. Im Gegenteil war der Gedanke von IoT, „that all the things talk to each other and can anticipate your needs.“ Ein Problem bei der Entwicklung vieler IoT-Produkte ist, dass sie auf remote control beruhen und damit WYSIWYG nicht mehr greift. Hizu kommt, dass Menschen sich wohl schwer tun, über Dinge, die woanders sind oder in der Zukunft liegen, zu bestimmen (Bsp. Smart Homes: Gibt es Konflikte mit anderen Systemen, was passiert vor Ort zu Hause?)
Interessant fand ich folgende Experten-Einschätzung, mit der ich meine wöchentliche Zusammenfassung beenden möchte: „the most successful IoT stuff will just become normal and then boring“.

(Update 27.8.2016)

Obwohl ich es nicht brauche, habe ich mir jetzt im Nachhinein meine Teilnahmebestätigung bei FutureLearn gekauft: Einerseits weil es doch recht nett ist, eine Bestätigung zu haben und andererseits, um FutureLearn zu unterstützen.

Mein „Statement of Participation“: https://www.futurelearn.com/statements/skiaj3p

Woche 2 des „IoT“-MOOCs thematisierte, welche technische Möglichkeiten der Verbindung von IoT-Devices bereits bestehen, gerade entwickelt werden oder nötig sind. Sprich, es ging um Sensoren (hier eine Wikipedia-Seite, die die Vielfalt zeigt), Standards und Verbindungsmöglichkeiten. An sich ein sehr technisches Thema und für Laien sicher nicht geeignet, wurde es in diesem MOOC so gut und interessant aufbereitet, dass ich Einiges gelernt habe. Die Prognose, was in den nächsten 5 Jahren für IoT verwendet werden wird, geht gen „Bluetooth for short range, Wi-Fi for medium scale, cellular for large scale“.

Ursprüngliches Entwicklungziel war ein „low power, low cost, wireless system“ und mündete in dem ZigBee-Standard. Bei ZigBee stellte sich in der Praxis dann aber heraus, dass es zu vielen Fehlern kam und ZigBee nur geeignet war für short range und nicht für large scale (und ZigBee eben unzuverlässig war). Das Resultat war eine hohe Total Cost of Ownership trotz billiger Chips. Wesentliche Anforderungen an IoT communication systems (wie low rate in Verbindung mit long range) wurden also nicht erfüllt, und so wurden andere Lösungen getestet.

Wi-Fi wäre geeignet, braucht aber viel Energie: „That is when the Wi-Fi community started to apply duty cycling, that is, putting chips to sleep for most of the time when no sensing or transmission is happening, with the result of an extremely energy efficient system.“ Das IEEE hat die Arbeit begonnen an dem IEEE 802.11ah Standard, der zudem extended range bietet – Anwendungen werden im Bereich „smart metering, health and social care, industrial process management and control“ gesehen (6000 sensors an einem access point und 1km Reichweite).

Parallel fanden Entwicklungen am LPWA statt (low power wide area networks) mit Daten „>20 km communciation range, urban range 5 km, low cost 1 Dollar pro Chip und 1 Dollar/Jahr subscription“, die in großen Projekten wie Moskau Smart City eingesetzt wurden. Nachteil: Der Daten-Transfer dauert hier durchaus bis zu einigen Sekunden, und mehrere Firmen sind bei LPWA mit ihren proprietären Lösungen unterwegs.

Große Hoffnungen werden auf derzeitige Entwicklungen an 5G gesetzt (wo für ca. 2020 Marktreife erwartet wird), nicht zuletzt auch Richtung „Tactile Internet“, das bereits als nächste Entwicklung nach dem Internet of Things gesehen wird. Zum „Tactile Intenet“ (war mir vorher kein Beriff) fand ich dieses TEDxKingsCollegeLondon-Video im Rahmen des Kurs-Zusatzmaterials aufschlussreich.
4G als erster weltweit adaptierter Standard bietet die Voraussetzung dafür, dass die Weiterentwicklung zu 5G dann auch weltweit verfügbar, sehr zuverlässig, sicher und für eine Vielzahl von Devices („30.000-60.000 devices in a single cell“) nutzbar sein wird.

Für Firmen und deren CEO, CTO, CFO sind folgende Faktoren relevant und werden stets betrachtet: Reliability / Availability / Technology / Viability (Cost)
Interessant im Kurs war dann auch ein Rechnungsbeispiel für ein angenommenes Szenario der Verwendung einer definierten Anzahl von Sensoren auf einem definierten Range von 1km und wie hier die Kosten hochgerechnet für 5 bzw. 10 Jahre für die o.g. verschiedenen Technik-Lösungen aussähen. Da kommen schon recht hohe Geldsummen zusammen; umso wichtiger ist es, die releanten Faktoren bei jeder geplanten IoT-Entwicklung auch wirklich abzuwägen.

Die Verwendung von Standards hat z.B. viele Vorteile: „access to global markets / interoperability with other products / cost savings / helps create new markets“ – Großbritannien sieht sich hier vorne dabei; so arbeitet z.B. das King’s College London im Rahmen einer Kooperation mit Ericsson an der Entwicklung von 5G.

Für Personen, die sich (technisch) vertieft mit dem Wochen-Thema beschäftigen wollen, gibt dieser Artikel hier einen guten Überblick: „Understanding the IoT connectivity landscape„. in: Communcations Magazine, IEEE 2015, 53 (9)

Ich empfand diesen FutureLearn-MOOC auch in dieser Woche wieder als ein sehr gutes MOOC-Beispiel, wie Teilnehmer mit verschiedensten Vorkenntnissen motiviert werden können, sich mit einem Thema zu beschäftigen: von Struktur, Medieneinsatz, Community und Betreuung her wieder eine sehr gelungene Mischung. Der Dozent Mischa Dohler hat den Teilnehmern in den Foren viel motivierendes Feedback gegeben – auch das ist für mich ein Kriterium, denn eine der „ursprünglichen“ xMOOC-Ideen war ja, dass dadurch Interaktion mit hochrangigen Profs renomierter Universitäten möglich wird.

Längst wollte ich mal wieder in FutureLearn reinschauen und passenderweise hat dort gerade am 8.2.16 ein MOOC zum „Internet of Things (IoT)“ begonnen.  Auf der diesjährigen Learntec war soviel von Sensoren und Industrie 4.0 zu hören (s.a. mein Bericht), dass ich großes Interesse hatte, das Thema zu vertiefen. Hin und wieder ist mir die Thematik „Internet of Things“ schon begegnet in den letzten Jahren, so z.B. auch im Horizon Report Higher Education von 2012  und 2015  – jeweils (!) mit Zeithorizont 4-5 Jahre.

Im Folgenden einige Aspekte zum IoT-MOOC, die ich aus der 1. Woche mitgenommen habe. Der Kurs gefällt mir vom Aufbau her sehr gut und zudem ist Prof. Mischa Dohler (King’s College London) sehr engagiert dabei, was für mich persönlich ja auch immer ein sehr wichtiges Kriterium für einen MOOC ist.
Die zu Beginn von Mischa Dohler in einem kurzen Video gestellte Frage „Ist ein Smartphone ein IoT-Device?“ leitete hervorragend in das Thema ein und bot sich auch für die Teilnehmer zur weiteren Diskussion gut an. Eine gute Mischung von informativen (und dennoch unterhaltsamen) kurzen Videos, eigenen Texten im MOOC sowie Verweisen auf relevante IoT-Webseiten bot zudem die Möglichkeit auch ohne die begleitenden Diskussionen zu profitieren. FutureLearn verfolgt mit der Technik der MOOC-Plattform ja von vornherein stark den Ansatz social learnings, aber ich bin froh, dass man nicht unbedingt mitdiskutieren muss – wenn jeder Teilnehmer bei jedem Topic/Kursseite seine unter Umständen „me too“-Beiträge posten würde, würde das Ergebnis für meinen Geschmack auch nicht mehr lohnend sein.
Im Unterschied zu derzeitigen Smartphones ist das IoT gekennzeichnet durch eine Vernetzung von Devices, die autonom über das Internet miteinander kommunizieren. Bereits Anfang der 80er Jahre gab es Bezüge zum IoT, wenngleich der Begriff „erst“ 1999 geprägt wurde.
Die wenigen Quizfragen zu Ende der Woche waren geschickt gewählt, gerade auch die Frage, warum das IoT noch nicht weiter ist: Nein, es liegt nicht an mangelnder Technik oder etwa mangelnden Standards sondern es liegt an mangelnder Nachfrage.
Ob im Rahmen des MOOCs wirklich reale neue Projekte/Produktideen seitens der Teilnehmer entstehen/entwickelt werden, wie es vom Kursdesign her angelegt ist? Das Coaching dazu scheint mir jedenfalls angeboten zu werden.
Eine sehr gute Textseite im MOOC gab es folglich auch zu den Bestandteilen eines IoT-Produkts: Sensors / Connectivity / IoT Plattform für die Daten / Analytics / User interface.

Großbritannien möchte beim Thema IoT eine Führungsrolle übernehmen, wie gut aus dem Government Report von 2014 hervorgeht: Bereiche sind hier Transport / Energy / Healthcare / Agriculture / Buildings.
Im Allgemeinen wird IoT darüber hinaus auch mit konkreten Visionen von smart cars / smart cities / smart traffic systems oder smart clothing verbunden, s.a. dieser Artikel von 2015.

Analysten und Investmentbanker haben das Thema natürlich auch im Fokus (s. McKinsey, GoldmanSachs).

Ich bin gespannt auf die nächsten 3 Wochen dieses MOOCs.