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smart-Switzerland
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IT-/Informations-Sicherheit, Datenschutz
IT-/Informations-Sicherheit, Datenschutz und Smart Grid Security im Energie-Sektor
Robotics
SATW Technology Outlook – Fortgeschrittene Robotik
Der Einsatz von Robotern ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Baustein in der Automation von industriellen Fertigungsprozessen. Roboter übernehmen hierbei vor allem wiederkehrende, monotone Aufgaben und solche, die für den Menschen körperlich anstrengend oder gefährlich sind. Traditionell sind solche Systeme positionsgeregelt und sehr steif, um eine ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten. Dies erfordert eine abgeschlossene Umgebung, da die Roboter durch ihre begrenzte Sensorik und Programmierung nur unzureichend auf unstrukturierte Umgebungen reagieren können. Ein autonomes Agieren eines Roboters in einem Umfeld, das ihm nicht vorab bekannt ist oder in dem sich Menschen frei bewegen, ist mit bisherigen Systemen nicht möglich.
Aus den aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Aktoren, Robot Control Software und der Sensorintegration ergeben sich drei Trends, die sich in ersten kommerziellen Anwendungen bereits wiederfinden:
- Roboter, die nach wie vor mechanisch steif sind, aber durch eine nachgiebige Regelung das mechanische Risiko für ihre Umgebung reduzieren. Eine weitere Entwicklungsstufe sind weiche Roboter, das heisst Roboter, die mechanisch nachgiebig sind, und so noch besser in unstrukturierten Umgebungen operieren können.
- Mikro- und Nanoroboter, die autonom oder von aussen gesteuert Manipulationen an Objekten im Mikro- und Nanobereich vornehmen können.
- Robotersysteme, die sich geringer Investitionskosten und einfacher Handhabung wegen für den Consumerbereich eignen.
In der Industrie ermöglichen intelligente und flexible Roboter eine direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, beispielsweise in der Montage. Autonome Systeme werden in die Lage versetzt, Material und Werkzeuge in unwegsames Gelände zu transportieren, ohne dass der Weg vorgängig bekannt ist. Die Medizintechnik profitiert bereits heute von Operationsrobotern, die viel präziser arbeiten als der Mensch. In absehbarer Zukunft ersetzen intelligente Prothesen und Exoskelette die Funktion menschlicher Extremitäten. Für Nanoroboter bietet sich im Bereich der therapeutischen Massnahmen ein breites Feld von Anwendungen.
Einfache Roboter, die einzelne Aufgaben wie Rasenmähen oder Staubsaugen übernehmen, sind für private Endkunden bereits erhältlich. Hier entsteht ein Markt für Serviceroboter in Privathaushalten, die immer komplexere Aufgaben ausführen können. Die Weiterentwicklung des adaptiven Verhaltens wird mittelfristig zu Robotern führen, die hilfsbedürftige Menschen unterstützen können. Von der Sensorintegration und der Entwicklung komplexer Entscheidungsalgorithmen profitiert auch der Transportbereich, wo sie die Grundlage für selbstfahrende Automobile und Drohnen bilden.
Die Entwicklung dieser neuartigen Roboter setzt eine enge Verknüpfung unterschiedlicher naturwissenschaftlicher Disziplinen voraus. Die Entwicklung von Sensoren, Maschinenelementen, Algorithmen und ihre Integration in ein funktionierendes Gesamtsystem erfordert eine ganzheitliche Vorgehensweise. Das so gewonnene Wissen lässt sich auf viele andere Anwendungen übertragen.
Quelle: SATW Technology Outlook
Sensorik
Forschungsfelder (Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme)
Smart Buildings & Homes
Definition “Smart Buildings & Homes”
Smart Cities
| Connected Things Installed Base Within Smart Cities (in Millions) | ||||
| Smart City Subcategory | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
| Healthcare | 3.4 | 5.3 | 8.4 | 13.4 |
| Public Services | 78.6 | 103.6 | 133.1 | 167.4 |
| Smart Commercial Buildings | 377.3 | 518.1 | 733.7 | 1,064.8 |
| Smart Homes | 174.3 | 339.1 | 621.8 | 1,073.7 |
| Transport | 276.9 | 347.5 | 429.2 | 517.4 |
| Utilities | 260.6 | 314.0 | 380.6 | 463.5 |
| Others | 8.6 | 13.3 | 20.8 | 32.3 |
| Total | 1,179.7 | 1,641.0 | 2,327.7 | 3,332.5 |
Source: Gartner (December 2015)
Smart Energy
Definition “Smart Energy”
Smart Government
Smart Grids
Definition “Smart Grids”
Smart Home
Smart Metering
Definition “Smart Metering”
Smart Mobility
Smart Nation
Definition “Smart Nation”
Smart Things
Smart Working
Definition “Smart Working”
Smart-Switzerland & IKT/ICT Schweiz
Smart-Switzerland & IKT/ICT Schweiz
Energie: Die Potenziale der ICT müssen in der künftigen Energiepolitik besser ausgeschöpft werden. ICT ist ein zentraler Katalysator für die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle in der Stromversorgung. Zudem leisten ICT-Anwendungen und Smart Grids einen wichtigen Beitrag an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit.
Gesundheit: Auch im Gesundheitswesen kann ICT zu Effizienz- und Qualitätssteigerungen beitragen. Dies muss jedoch durch finanzielle Anreize gezielt gefördert werden, zum Beispiel mittels einer Prämienreduktion auf die Grundversicherung der Patienten, die ein elektronisches Patientendossier einsetzen.
Bildung: ICT ist in zunehmendem Masse eine Grundlage für Lebensqualität, wirtschaftliche Prosperität und berufliches Fortkommen. Deshalb muss bei der Erarbeitung der Lehrpläne der Volksschule die Wichtigkeit der Informatik berücksichtigt werden. Im Gymnasium sollte Informatik als Grundlagenfach aufgenommen werden.
Basisinfrastrukturen: Die Schweiz hat eine sehr gute ICT-Basisinfrastruktur und ist international konkurrenzfähig. Handlungsbedarf besteht jedoch bei den Antennenbewilligungsverfahren, die angesichts der stark zunehmenden Bedeutung des mobilen Datenverkehrs zwingend vereinfacht werden müssen.
Mobilität: Der sich in Planung befindliche Ausbau des elektronischen Ticketings im öffentlichen Verkehr – Stichwort ÖV-Karte – hat das Potenzial, dank ICT zu einem verkehrsübergreifenden Mobility Pricing ausgebaut zu werden. So können alle Verkehrsträger effizienter und vernetzter eingesetzt werden und durch den gezielten Einsatz moderner Technologien sinkt der Ausbaubedarf.
Forschung und Innovation: Die Zusammenarbeit von Industrie und Hochschulen muss gestärkt werden, damit Forschung und Innovation rasch in unternehmerische Wertschöpfung umgewandelt werden können. Die Vermittlung von Kapital und Know-how durch «Smart Capital» ist ein wichtiger Katalysator zur Beschleunigung dieses Prozesses.
Regulierung und Datenschutz: Datensicherheit ist eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg von elektronischen Geschäftsmodellen. Das schwächste Glied in der digitalen Sicherheitskette ist oftmals der Benutzer selbst. Der sorgfältige Umgang mit digitalen Daten (Medienkompetenz) soll bereits in der Schule gelernt werden.
Public Services: Der digitale Austausch zwischen Firmen, Bürger und dem Staat funktioniert weiterhin schlecht. Zur besseren Bedürfnisorientierung muss die Wirtschaft deutlich stärker in der Umsetzung der nationalen eGovernment-Strategie einbezogen werden. Zudem müssen Bund und Kantone endlich eine klare Beschaffungsstrategie bei ICT-Projekten entwickeln (make or buy).
Digitale Identität: Über allen diesen Forderungen steht die Kernforderung nach einer hoheitlich vergebenen staatlichen Identität für alle Bürgerinnen und Bürger als Grundlage und Treiber für Fortschritte in den Bereichen eGovernment, eHealth und eCommerce.
