Börsen Trading Sportwetten Selzer-McKenzie: 2015

Donnerstag, 31. Dezember 2015

Fireworks Sydney 2016 New Years 2016 Feuerwerk

Fireworks Sydney 2016 New Years 2016 Feuerwerk
Film by D.Selzer-McKenzie
Video:https://youtu.be/QqHa2goozOg

Montag, 28. Dezember 2015

Aufrollbare Fernseh-Bildschirme

Aufrollbare Fernseh-Bildschirme

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/jZKMLaxNPJ0

Smartphones sind heute in der Regel flache, starre Geräte mit einer Glasscheibe, die leicht zerbricht, wenn man sie fallen lässt. Damit könnte es bald vorbei sein: Alle einschlägigen Firmen basteln in ihren Entwicklungslabors an flexiblen Dis¬plays aus Kunststofffolien, die leichter und robuster sind als heutige Lösungen. Da gibt es die unterschiedlichsten Techno¬logien, fast jedes Unternehmen hat seine Geheimformel und versucht sie so weit zu entwickeln, dass sie für die Massen¬produktion geeignet ist. Was aber bisher noch fehlt, sind technologische Lösungen, um derartige flexible Displays mit einem Touchscreen zu versehen. Für künftige Geräte wäre das unabdingbar, denn der Verbraucher ist es mittlerweile gewöhnt, dass er sich per Fingerdruck mit seinem Handy verständigen kann, und darauf will er nicht mehr verzichten.

Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg haben nun ein Material entwickelt, das genau diese Lücke schließt. In dem EU-Projekt »FLASHED« arbeiten sie an einer Paste, mit deren Hilfe sich druckempfindliche Sensoren herstellen lassen. Der Name des Projekts steht für »Flexible Large Area Sensors for Highly En-hanced Displays«, zu deutsch »flexible großflächige Sensoren für stark verbesserte Displays«. Getreu diesem Motto haben ISC-Wissenschaftler gemeinsam mit ihren Projektpartnern Jo-anneum Research Forschungsgesellschaft, Media Interaction Lab der Hochschule FH Oberösterreich, FlexEnable (vormals Plastic Logic) und Microsoft Research bereits einen Prototyp vorgestellt: Sie zeigten im Februar 2015 eine FLEX SENSE genannte Folie der Öffentlichkeit. Es handelt sich dabei um ein biegsames, durchsichtiges, etwa 200 Mikrometer dickes Blatt, das jede Verformung selbst misst. Verantwortlich dafür sind gedruckte quasi transparente Piezosensoren, die die Ver¬formung registrieren. Ende 2015 wollen die Wissenschaftler einen weiteren praxisnahen Demonstrator vorstellen.

Druckempfindliche Paste

»Abgesehen von immer neuen Softwarelösungen sind bei heutigen Innovationen optimierte und neuartige Materialien wesentliche Technologietreiber«, sagt Gerhard Domann,

Leiter Optik und Elektronik und am ISC verantwortlich für das FLASHED-Projekt. In diesem Fall handelt es sich um innova¬tive piezoelektrische polymere Druckpasten, die elektrische Spannung aufbauen, wenn man darauf Druck ausübt. Die Paste wird in feinen Punkten auf dem Bildschirm aufgetragen und über Leiterbahnen mit dem Display verbunden. So lässt sich feststellen, an welcher Stelle auf das Display gedrückt wurde. Weiterer Vorteil: Mit diesen neuartigen Sensoren lässt sich sogar registrieren, wie stark die Fläche sich verformt —die piezoelektrischen Punkte agieren als Biegesensoren.

»Diese Technologie läutet einen Paradigmenwechsel in der Bedienung von Smartphones, eBooks, Tablets und anderen digitalen Medien ein«, betont Domann. »Man kann die Displays auf gebogenen Flächen anbringen, sie rollen oder umblättern.« Über diese Interaktionen lassen sich aber auch die Anzeige und die Bedienung eines flexiblen Tablets steu¬ern. Die aktuellen kapazitiven Touchscreenlösungen auf der Basis von Indium sind dafür nicht geeignet.

Sensoren im Siebdruck auftragen

Die Würzburger Forscher verfügen auf diesem Gebiet der Materialentwicklung über ein Know-how, das ziemlich einzigartig ist auf der Welt. In langen Versuchsreihen haben sie erprobt, wie sich die Grundpolymere so umformulieren lassen, dass sie keine toxischen Lösungsmittel benötigen. Das Besondere an dem neuen Material ist außerdem, dass es für den Siebdruck geeignet ist. So lassen sich die Sensoren mit simplen Printverfahren auf PET-Folien auftragen. Das ist entscheidend für die industrielle Anwendung, denn künftig werden flexible Displays als Massenprodukt gedruckt werden.

Die kostengünstig herstellbaren Sensoren haben noch eine weitere Eigenschaft: Sie registrieren außer den Veränderun¬gen des mechanischen Drucks beim Biegen und Bewegen des flexiblen Displays auch den Wechsel der Temperatur. Damit lassen sie sich für die Näherungssensorik einsetzen: Schon eine kleine Temperaturänderung, etwa wenn sich eine Hand dem Sensor nähert, löst ein entsprechendes Signal aus.

Die Entwickler haben auch, falls gewünscht, inzwischen eine Möglichkeit gefunden, wie man die Temperaturempfindlich¬keit unterdrücken kann: Sie mischen bleihaltige Nanopartikel zu. Dies ist allerdings noch nicht die Ideallösung, denn ein wichtiges Ziel für die ISC-Forscher ist es, bei der neuen Ma¬terialentwicklung das umweltschädliche Blei zu vermeiden. Deshalb untersuchen sie nun, wie man mit Hilfe von neuarti¬gen piezokeramischen Partikel-Matrix-Systemen den gleichen Effekt erreichen und auch diese Kombinationen für gängige Siebdruckverfahren anpassen kann. Der Druckvorgang wird am Ende aus drei Schritten bestehen: Erst wird das Muster gedruckt, danach werden in einem elektrischen Feld zunächst die piezokeramischen Partikel und dann die Polymermatrix ausgerichtet, damit sie die gewünschten drucksensitiven Eigenschaften haben.

Die am ISC entwickelten Drucksensoren lassen sich auch als Aktoren nutzen — sie können ein akustisches oder haptisches Feedback geben. »Es wäre vorteilhaft, wenn ein Druckknopf ein akustisches Signal gibt, wenn man ihn einschaltet«, sagt Gerhard Domann. »Oder man könnte sich vorstellen, dass

ein Punkt auf dem Display sich leicht hervorwölbt und damit anzeigt, dass man als nächstes auf ihn drücken sollte.«

Das ist allerdings noch Zukunftsmusik. Momentan arbeiten die Experten daran, ihre Erfindung praxistauglich zu machen. Zugute kommt ihnen, dass die drucksensitiven Touchscreens auch hinter dem Display platziert werden können. »Dadurch kann auf eine 100-prozentige Transparenz verzichtet wer¬den«, meint Gerhard Domann. »In Kombination mit einem elektrophoretischen Display — wie es etwa in elektronischen Readern angewandt wird — lassen sich schnell interessante Anwendungen bauen.« So gibt es beim Partner FlexEna-hie bereits die Vision eines Displays in der Größe DIN A3, das biegsam und druckempfindlich ist, ebenso wie kleine, flexible Scheckkarten oder gebogene, reaktive Bedienungs-elemente für Kioske.

Dass dies alles nicht nur Spielereien sind, sondern Projek¬te mit guten Zukunftsaussichten, zeigt schon allein die Tatsache, dass Microsoft Research an dem FLASHED-Projekt teilnimmt, obwohl es selbst keine Fördergelder bekommt. ■

Menschliche Blutgefässe aus dem Drucker

Menschliche Blutgefässe aus dem Drucker

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/pBdiLtsZYeY

Herkömmliche künstliche Hautmodelle bestehen meist aus den beiden obersten Schichten der Haut. Ein internationales Forscherteam entwickelte ein dreilagi-ges Vollhautmodell aus Unterhautfett, Dermis und Epidermis. Ein Schlüssel zum Erfolg: Den Experten gelang es mit einem 3D-Druckverfahren, künstliche ver¬zweigte Blutgefäße aus neuartigen Materialien herzustellen.

Die Haut ist unser größtes und vielseitigstes Organ: Sie schützt und isoliert unseren Körper, fühlt und atmet, nährt Immunzellen und schei-det Giftstoffe aus. Trotz dieser komplexen Auf-gaben ist ihr schichtweiser Aufbau vergleichs-weise einfach. Daher haben Wissenschaftler bereits in den 1980er Jahren damit begonnen, menschliche Hautzellen in Kulturschalen zu züchten und künstliche Haut für medizinische Implantation nachzubilden. Allerdings lassen sich bislang nur die oberen beiden Schichten der Haut, die Dermis und die Epidermis, im Labor kultivieren. Zu einem vollständigen Hautsystem gehört jedoch auch das mehrere Millimeter dicke Unterhautfettgewebe. Um das Gewebe am Leben zu erhalten, muss die Schicht nicht nur mit Nährstoffen versorgt werden, son¬dern es muss auch der Abtransport von Stoff-wechselprodukten sichergestellt sein. Lösungen für diese schwierige Aufgabe entwickelte ein eu-ropäisches Forschungskonsortium unter Führung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen. Nach vier Jahren konzentrierter Arbeit kann es einen großen Erfolg vorweisen: Es ist gelungen, ein dreilagiges Vollhautmodell aus Unterhautfett, Dermis und Epidermis mit einer Dicke von bis zu 12 Millimetern im Bioreaktor herzustellen und zu versorgen.

ArtiVasc 3D heißt das interdisziplinäre Projekt, an dem fünf Fraunhofer-Institute, acht Univer-sitäten und sieben Industriepartner mitwirken (siehe Kasten). Ein Kernstück sind feine, ver-zweigte Röhrchen, die mithilfe eingebauter Poren den Stoffaustausch gewährleisten und so die Versorgung dreidimensionaler Hautgewebe ermöglichen. Diese künstlichen Gefäße werden aus einem synthetischen Polymer hergestellt, das sich aus der Acrylsäure ableitet. Entwickelt am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymer-forschung IAP in Potsdam, zeichnet sich dieser neuartige Kunststoff durch günstige mechani¬sche Eigenschaften, Zeltverträglichkeit und gute Prozessierbarkeit aus: Das anfangs zähflüssige Acrylat härtet unter der Einwirkung von Licht aus.

Stereolithografie heißt dieses Laser-basierte Ver¬fahren, mit dem sich erstmals verzweigte Gefäße mit einem Innendurchmesser von nur 500 Mi¬krometer und entsprechend dünnen Wand¬stärken herstellen lassen. Die Daten für die gewünschten 3D-Strukturen generiert ein CAD-Programm, das vom Fraunhofer-Institut für Werk¬stoffmechanik IWM in Freiburg zusammen mit Ingenieuren der Universität Aalto in Helsinki und der Universität Loughborough entwickelt wurde.

Schicht für Schicht

»Wir können die verzweigten Kunstgefäße Schicht für Schicht aufbauen. In Zukunft soll es durch das Zusammenspiel eines Tintenstrahldru¬ckers mit der hochaufgelösten Laser-induzierten Vernetzung auch möglich werden, unterschied¬liche Materialien zu kombinieren«, erklärt Dr. Nadine Nottrodt vom ILT, die das Verbundpro¬jekt koordiniert. Das Inkjet-System ist schon jetzt Teil einer automatisierten Prozessanlage, die am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart entwickelt wurde. »In dieser Maschine möchten wir künftig verschiedene Komponenten kombinieren. Denn die Gefäße selbst sind ja nur ein Gerüst, auf dem sich verschiedene Körperzellen anlagern und dann zu einem Hautmodell zusammenwachsen müssen«, sagt Nadine Nottrodt.

Tatsächlich ist es bereits gelungen, die künst-lichen Gefäße zu besiedeln: innen mit Endo-thelzellen und außen mit Fettzellen, die mittels Gewebebiopsien von Patienten gewonnen wurden. »Dazu haben wir erst einmal eine passende Beschichtung entwickelt, damit sich die Endothelzellen überhaupt anheften können. Außerdem haben wir nach Wegen gesucht, wie sich diese Zellen gleichmäßig auf der gesam¬ten Innenfläche der Röhrchen verteilen. Das klappt nun auch in den verzweigten Gefäßen sehr gut und ist ein großer Schritt in Richtung Hautmodell«, sagt Dr. Kirsten Borchers, die das ArtiVasc-Projekt am Fraunhofer-Institut für

Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart leitet: »Die künstlichen Gefäße sind ja kein Selbstzweck, sondern sollen in Gewebemo¬delle integriert werden.«

Damit die künstlichen Adern die ihnen zuge-dachte Aufgabe erfüllen können, müssen sie mit einer Schicht aus Fettzellen und vernetzter Gelatine umhüllt werden. Keine leichte Aufgabe, betont Kirsten Borchers: »Reife Fettzellen sind sehr empfindlich. Wir mussten also ein Verfahren entwickeln, um diese Zellen aus menschlichem Fettgewebe herauszupräparieren, ohne dass sie zerstört werden. Danach mussten sie kultiviert und schließlich weiterverarbeitet•werden.« Für jede dieser Herausforderungen fand Birgit Huber von der Universität Stuttgart eine Lösung. »Zusammen haben wir eine Suspension aus Fettzellen in einer Gelatinelösung entwickelt, die zellschonend zu einem Gel vernetzt werden kann. Diese Mischung können wir über einen automatischen Dispensierer schichtweise in einen kleinen Bioreaktor einbringen, in dem schon das verzweigte Röhrensystem festmontiert ist«, erläutert die Fraunhofer-Forscherin. Die Gelati-nelösung — Borchers nennt sie einfach »Biotinte« — hat es in sich: Sie ist dünnflüssig genug für die Handhabung im Dispensierer oder auch im Inkjet-Drucker. Zugleich aber lässt sie sich nach Bedarf mit einem Lichtstimulus zu einem Hydro¬gel vernetzen, das an die Festigkeit unterschied-licher Gewebe angepasst werden kann: Als weiches Gel eignet sich das Material als Matrix für die eingelagerten Fettzellen. Auf diese Weise lässt sich ein Gewebe von fast einem Zentimeter Dicke um die künstlichen Röhrchen aufbauen —aus rund einer Million Fettzellen.

Gewebe versorgen

»Wir können dieses Fettgewebe-Konstrukt im Bioreaktor einige Tage am Leben halten, wenn wir ihm über Röhrchen Kulturmedium zuführen. Das zeigt, dass die Versorgung eines derart großen Gewebemodells mit unserem künstlichen Gefäß wirklich funktioniert«, freut sich Kirsten Borchers. Voraussetzung dafür sind künstliche Poren mit einem Durchmesser von etwa hundert Mikrometern, die beim Aushär¬ten der Acrylat-Röhrchen ausgespart wurden. Diese winzigen Öffnungen sind eine technische Meisterleistung — doch verglichen mit den Poren in echten Geweben sind sie groß.

Deshalb arbeitet Kirsten Borchers an einer al-ternativen Lösung, die dem natürlichen Vorbild noch näher kommt. Das Material der Wahl ist auch hier Gelatine, die aus Kollagen gewonnen wird. »Damit die Gelatine auch durch das La¬serverfahren zu stabilen feinen Röhrchenstruk-turen verfestigt werden kann, müssen wir die Zähflüssigkeit der Lösung und die Vernetzungs¬reaktion noch auf diesen Prozess maßschnei-dern«, sagt die promovierte Biologin und erklärt

auch gleich, wie dieses Kunststück gelingen soll: »Unsere Gelatine ist chemisch so verändert, dass sie sich mittels UV-Licht vernetzen lässt. Diese chemischen Modifizierungen können wir inzwischen sehr gut kontrollieren und damit ein¬stellen, wie fest und wie stark quellbar nachher unsere Gele sind.«

Noch lässt sich die »Biotinte« nicht so präzi-se verarbeiten wie das synthetische Polymer. »Wenn wir so weit sind, können wir auf Poren verzichten, denn Gelatine ist von sich aus per¬meabel. Und die Endothel- und Fettzellen kön¬nen darauf auch ohne vorherige Beschichtung anwachsen«, betont Kerstin Borchers. Schließ¬lich stammt das Material aus der natürlichen Gewebematrix und könnte — so die Vision der Wissenschaftler — dereinst von körpereigenen Strukturen ersetzt werden.

Doch noch ist das Zukunftsmusik. »Ich sehe unser Hautsystem frühestens in einigen Jahr-zehnten als Implantat im Menschen. Aber als Testsystem könnte es schon in wenigen Jahren zum Einsatz kommen«, erläutert ArtiVasc-Koordinatorin Nadine Nottrodt. Der Bedarf ist immens: Denn jede neue Substanz, die in Me¬dikamenten, Reinigungsmitteln oder Kosmetika für die Anwendung beim Menschen vorgesehen ist, muss auf seine Wirksamkeit und Verträglich¬keit getestet werden. Ein möglichst naturnahes Hautmodell, insbesondere eines mit Fettschicht und künstlichem Blutgefäßsystem, könnte hier gute Dienste leisten — und künftig Tierversuche ersetzen

Videos in Echtzeit produzieren

Videos in Echtzeit produzieren

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/P9-hYlWfw7E

Skateboardfahrt aus der Perspektive der Helmkamera: Mit Schwung geht es in die Halfpipe, die Steilwand hoch, oben an der Stahlkante ein kurzer Stopp. Schnitt auf die Groß¬aufnahme, die das konzentrierte Gesicht des Skateboarders zeigt. Danach schneller Wechsel auf die Totale mit den jubelnden Fans.

Was sich wie ein Drehbuch für eine aufwändige Filmpro¬duktion liest, ist eine Liveübertragung. Oder besser gesagt: eine qualitativ hochwertige und gleichzeitig kostengünsti¬ge Videoproduktion, die sich in Echtzeit auf verschiedene Videoplattformen im Internet oder auf die eigene Website übertragen lässt. Möglich macht dies das Multi-Kamera Video Publishing System HIGGS, das Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen entwickelt haben.

Verzögerungsfreies Live-Streaming

Das System besteht aus bis zu fünf einzelnen miniaturisierten intelligenten Kameras. Diese kabellosen Hardwarekomponen¬ten lassen sich flexibel installieren und ermöglichen so einen Blick aus unterschiedlichen Perspektiven auf das Szenario. Als

Mischpult dient eine App auf einem Tablet-PC. Über diese kann der Nutzer nicht nur die verschiedenen Kameras bedie¬nen, sondern auch das Video mit wenigen Klicks in Echtzeit zusammenschneiden und live ins Internet streamen — und zwar in HD-Auflösung.

»Mit HIGGS können Anwender ihre ganz persönliche Ge¬schichte erzählen, und das aus unterschiedlichen Blickwin¬keln. Das war bisher nicht möglich«, sagt Wolfgang Thieme, Gruppenleiter Digitale Kamerasysteme am IIS. Das Kame¬rasystem ist vor allem für den semiprofessionellen Einsatz interessant. Es eignet sich etwa zum Filmen von kleineren Musikkonzerten, Sportveranstaltungen wie Skateboardevents in der Halle oder Fußballpartien in der Hobbyliga, bei denen sich eine Übertragung normalerweise nicht lohnt. Es kann aber auch bei Großproduktionen eingesetzt werden, etwa um Inhalte für den Second Screen zu generieren.

Bei zwei Veranstaltungen haben die Experten aus dem IIS ihre Entwicklung bereits erfolgreich eingesetzt: bei der Ver¬anstaltung »Deine neue Lieblingsband« im Erlanger Kultur¬zentrum »E-Werk« und gemeinsam mit Startup Grind für ei Interview in Berlin.

Fernsehsound von morgen

Fernsehsound von morgen

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/ils40e3SYeQ

Mit der neuen Audiotechnologie wird das heimische Wohnzimmer bei Sportübertragungen zum Stadion: Die Zuschauer fühlen sich dank 3D-Ton nicht nur mitten in das Geschehen auf dem Spielfeld versetzt, sondern sie können auch zwischen verschiedenen Audioelementen auswählen und so zum Beispiel zwischen dem Kommentar der Heim¬oder Gastmannschaft wechseln oder die Stadionatmosphäre pur genießen. Dank des neuen Audiostandards MPEG-H 3D Audio kann künftig jeder Zuschauer auch eigenständig die Lautstärke der Kommentatoren regeln — und das unabhängig von der Stadionatmosphäre.

Der MPEG-H 3D Audio Standard bietet verschiedene Mög-lichkeiten, den Ton zu übermitteln: Die einzelnen Audiokanäle können — wie bisher auch — direkt übertragen werden oder als szenenbasierte Darstellung des Audiosignals (Higher Order Ambisonics). Zusätzlich lassen sich die einzelnen Elemente des Audiosignals als Audioobjekte senden. »In der Praxis ist zu erwarten, dass sich das Audiosignal künftig aus einer kanal-oder szenenbasierten Beschreibung von Musik und Effekten, dem Klangbett und einigen Audioobjekten, die hauptsächlich Sprachelemente enthalten, zusammensetzen wird«, sagt Rose

»Die individuelle Einstellung des Tons erfolgt auch durch den Nutzer auf dem Fernseher zuhause und nicht wie bisher ausschließlich vom Sender. Diese Technik nennt man objekt-basierte Audioübertragung«, erläutert Matthias Rose vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen, das die Technologie federführend entwickelt. Zudem ermög¬licht die neue Technik auch — bei entsprechender Ausstattung mit Lautsprechern — ein dreidimensionales Klangerlebnis im heimischen Wohnzimmer. »So ist der Zuschauer viel stärker in die Handlung eingebunden«, betont Rose.

Bis der Fernsehzuschauer den neuen Sound im heimischen Wohnzimmer genießen kann, wird es allerding noch ein paar Jahre dauern. Zunächst wird die neue Technologie für den Einsatz im Rundfunk standardisiert, bevor sie dann von den Sendern genutzt und von den Geräteherstellern eingebaut werden kann. ■

Mobilfunk von morgen

Mobilfunk von morgen

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/cZKyGna8iWE

Die nächste Generation Mobilfunknetze (56) wird ultraschnell sein und eine tausendfach höhere Kapazität als heutige mobile Netze haben. So lassen sich künftig Milliarden Sensoren und Geräte im Internet der Dinge miteinander verbinden. Doch bis zum geplanten Start in fünf Jahren gibt es noch Einiges zu tun ¬Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher leisten dabei wertvolle Grundlagen.

Auch wenn die wenigsten deutschen Handy-besitzer bislang das noch löchrige Funknetz der vierten Generation (LTE) nutzen, arbeiten Exper¬ten bereits am Mobilfunk von morgen. Anbieter wie Huawei oder die Telekom erwarten die ersten 5G-Netze bereits in fünf Jahren. Der Funk soll extrem fix sein — bis zu 100-mal schneller als 4G — und Spitzenübertragungsraten von mehr als zehn Gigabit pro Sekunde bieten.

»Doch Geschwindigkeit ist bei der Mobilkommu-nikation der Zukunft nicht alles«, sagt Priv.-Doz. Dr. Gerhard Wunder vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin. »Auf was es zunehmend ankommt, sind geringere Latenzzeiten von weniger als einer Millisekunde, also ultraschnelle Reaktion.« Zudem müssen die künftigen Mobilfunknetze ex¬trem verlässliche Verbindungen ermöglichen, die es mit kabelgebundenen Systemen aufnehmen können, und nicht zuletzt eine deutlich energie¬effizientere Datenübertragung. Das alles wird 5G bieten. »Mit dem Standard soll das Internet der Dinge ermöglicht werden«, macht Wunder klar.

Netz für das Internet der Dinge

Vernetzte Fahrzeuge, Verkehrsleitsysteme, Haustechnik, smarte Stromnetze, innovative Gesundheitsversorgung und vor allem die vierte industrielle Revolution, die hochautomatisierte Industrie 4.0 — all das und noch viel mehr wird das Internet der Dinge (Internet of Things oder kurz loT) bringen. Das Marktforschungsunter-

nehmen Gartner erwartet, dass bereits im Jahr 2020 etwa 26 Milliarden Geräte und Objekte sowie etwa 7 Milliarden Rechner, Tablets und Smartphones vernetzt sein werden. Das ist mit den bisherigen Netzen nicht mehr zu schaffen.

Der Mobilfunk der nächsten Generation muss einige Herausforderungen meistern können. »In künftigen Netzen wird eine Vielzahl von draht¬losen Geräten mit kleiner Sendeleistung und ho¬hen Latenzanforderungen unkoordiniert auf den Mobilfunkkanal zugreifen«, erläutert Wunder. Während heute wenige Hundert Smartphones und Tablets eine Funkzelle ansteuern, werden es künftig mehrere Hundertausend sein, schätzt der Fraunhofer-Forscher. Wichtige Grundlagen für Mobilfunk der fünften Generation wurden in dem kürzlich abgeschlossenen und als exzellent ausgezeichneten EU-Projekt »5GNOW« gelegt, das Wunder koordiniert hat. In 5GNOW, an dem auch Industriepartner wie der Netzwerkausrüs¬ter Alcatel-Lucent Bell beteiligt waren, ging es darum, die Architektur und Signalverarbeitung diesen Anforderungen anzupassen.

Noch werden alle Signale der Sender, etwa ein Video oder Steuerbefehle, synchronisiert. Das geschieht, indem die Informationen in eine cha-rakteristische Wellenform der drahtlos übertrage¬nen Funkwellen übersetzt werden, die Fachleute »orthogonal« nennen. So lassen sich die Signale dem Absender zuordnen und gezielt übertragen. »Geschieht dies Nutzer für Nutzer, klappt das ganz gut. Wenn aber eine Million User zeitgleich

funken, geht das nicht mehr«, erklärt Wunder. Die Lösung ist ein »asynchroner Zugriff«. Dabei schickt der Sender seine Daten einfach los. Die Informationen werden nicht mehr umgeformt, womit auch einzelne Signale nicht mehr sauber voneinander getrennt werden. Diesen Job übernimmt der Empfänger. Im Projekt 5GNOW wurde eine Methode entwickelt, die ihm das Erkennen und Trennen von Signalen ermöglicht, ohne dass vorher synchronisiert werden müsste. Damit erklärt sich auch der doppeldeutige Name des Projektes »NOW«: Er steht nicht nur für das englische »Jetzt«, sondern für »nicht orthogonale Wellenform«, kurz NOW.

Extrem kurze Reaktionszeiten

»Damit ist das Fundament für eine kommende Standardisierung gelegt worden«, sagt der Berliner Nachrichtentechniker. Außerdem hat das Projekt den Stein zur weiteren Entwicklung ins Rollen gebracht. In Europa wird das Thema nun mit dem Advanced 5G Infrastructure Public-Private Partnership Programm (5GPPP) der Euro¬päischen Kommission weiter vorangetrieben, an dem auch Fraunhofer beteiligt ist. Die Ideen aus 5GNOW werden seit Juni auch im 5GPPP-Projekt FANTASTIC-5G weiterverfolgt, mit dem Ziel, eine 5G-Luftschnittstelle zu entwickeln und zur Stan¬dardisierung zu bringen. »5GNOW hat für diese Projekte den Boden bereitet, indem wir zeigen konnten, dass die alternativen Wellenformen die erforderliche Robustheit und die Latenz bieten, um einen effizienten funkgestützten Zugang für das Internet der Dinge und das taktile Internet zu ermöglichen«, betont Wunder. »Taktik wird das Netz durch extrem kurze Reaktionszeiten von etwa einer Millisekunde, so dass sich zum Beispiel Maschinen aus der Ferne vom Monitor aus bedienen lassen, als ob man vor Ort Knöpfe drücken würde. Diese nicht wahrnehmbare Verzögerung ist eine wichtige Voraussetzung für die Echtzeitkommunikation, ohne die wiederum das Internet der Dinge nie laufen lernen würde.

Damit sind etliche neue Anwendungen und Märkte denkbar. Fast jeder Lebensbereich könnte davon profitieren: vom smarten Wohnen über E-Health bis hin zu intelligenter Logistik und Ver¬kehrssteuerung. »Es wird auch den Nutzern von

Smartphones künftig nicht nur um Inhalte gehen, sondern darum, dass sie mit ihrem Gerät Dinge des Alltags steuern«, sagt Wunder. Das Handy würde dann zum Allround-Echtzeit-Controller.

Die Experten des HHI arbeiten noch in einem weiteren Projekt am Mobilfunk der Zukunft mit. Sie sind beteiligt an dem von Samsung koor¬dinierten Projekt mmMAGIC, das darauf zielt, Millimeterwellen-Technologien für 5G zu stan¬dardisieren. Denn die 5G-Mobilfunkzugangs-technologie wird voraussichtlich in einem Fre¬quenzbereich von 6 und 100 GHz arbeiten und somit Millimeterwellen-Frequenzen einschließen. Derart hohe Frequenzen für die Mobilkommu-nikation zu verwenden, ist technisch anspruchs-

voll, aber nötig, damit die extrem breitban-digen Dienste mit niedrigen Ende-zu-Ende-Latenzzeiten unterstützt werden können.

Um die neuen Technologien testen zu können, haben Experten am Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS in Berlin am Kompetenzzentrum Next Generation Network lnfrastructures NGNI einen 5G Play-ground aufgebaut. Diese Spielwiese schafft eine Forschungs- und Testumgebung für Wissen¬schaftler sowie Entwickler aus aller Welt, um an dem neuen Funkstandard zu feilen. Hier können Ideen und Prototypen erprobt, demonstriert und validiert werden. Die Zukunft des Mobilfunks hat begonnen — und zwar jetzt.

Digitale Wirtschaft

Digitale Wirtschaft

Author D.Selzer-McKenzie

Video: https://youtu.be/RuegpQH3P-Q

Sony Pictures entwendet. Cyber-Attacken legen den französischen Sender TV5 Monde lahm. So oder ähnlich lauten immer häufiger die Schlagzeilen. In den vergangenen Jahren hat die Cyber-Kriminalität deutlich zugenommen. Allein im Jahr 2013 gab es pro Tag 117 330 Angriffe auf die IT-Sicherheit von Un¬ternehmen. Damit verdoppelte sich die Anzahl der Attacken im Vergleich zum Vorjahr auf 42,8 Millionen. Dies ergab die Untersuchung »Global State of Information Security Survey 2015« der Beratungsgesellschaft PricewaterhouseCoopers.

Die Schäden der luK-Kriminalität sind immens. Im Jahr 2013 betrug der finanzielle Verlust weltweit bis zu 575 Milliarden Dollar (etwa 460 Mrd. Euro) —so die gemeinsame Studie des Center for Strategic and International Studies, des Sicherheitsanbieters McAfee und Intel Security. Besonders betroffen von der steigenden Internetkriminalität sind Firmen in hochindustrialisierten Ländern wie den USA, China und Deutschland. Allein in diesen Staaten summierte sich im Jahr 2013 der Schaden auf 200 Milliarden Dollar.

Welche Ausmaße die IT-Kriminalität in Deutschland mittler-

• .'elle hat, zeigt eine Studie des Bundesverbands Informa-

tionswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) aus dem Jahr 2015. Danach war etwa die Hälfte der befragten Unternehmen in den vergangenen zwei Jahren Opfer von digitaler Wirtschaftsspionage, Sabotage oder Da¬tendiebstahl. Nach konservativen Berechnungen des Bitkom beläuft sich der entstandene Schaden für die gesamte deut¬sche Wirtschaft auf etwa 51 Milliarden Euro pro Jahr. Aber nicht nur die finanziellen Verluste belasten die betroffenen Unternehmen. Die Firmen erleiden auch Imageschäden und verlieren das Vertrauen ihrer Kunden.

Keine Frage: Mit dem zunehmenden Grad der Digitalisie-rung sind die Unternehmen mehr denn je auf zuverlässige Informations- und Kommunikationssysteme angewiesen. Cloud Computing, die vierte industrielle Revolution, Smart Data, das Internet der Dinge und Dienste verändern nicht nur klassische Geschäftsmodelle, die steigende Vernetzung eröffnet auch neue Einfallstore für Cyber-Kriminelle. Zu dieser Einschätzung kommen auch immer mehr Unterneh¬men in Deutschland. Über alle Branchen hinweg sehen 59 Prozent der Betriebe die IT-Sicherheit als größtes Hemmnis für die Digitalisierung in ihren Firmen an. Das hat das IHK-Unternehmensbarometer »Wirtschaft 4.0: Große Chancen, viel zu tun« gezeigt.

Datensicherheit, Datenschutz und Privatsphäre sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für Digitalisierung. Zu diesem Ergebnis kommt auch eine Untersuchung des »Münchner Kreis«. In seiner Zukunftsstudie »Digitalisierung — Achillesferse der deutschen Wirtschaft« gaben 87 Prozent der Befragten an, dass sie diese Themen für das Jahr 2020 als äußerst oder sehr wichtig einschätzen.

Souveränität über Daten behalten

»In einer zunehmend digitalisierten Welt sind Datensicherheit und Datensouveränität für Unternehmen von existentieller Bedeutung«, sagt Professor Reimund Neugebauer, Präsi¬dent der Fraunhofer-Gesellschaft. Fraunhofer will deshalb gemeinsam mit der Wirtschaft und in Kooperation mit der Bundesregierung einen international offenen und zugleich sicheren Datenraum schaffen, den Industrial Data Space. »Firmen benötigen einen solchen geschützten Raum, in dem sie nach selbst festgelegten Regeln Daten miteinander teilen oder austauschen können, ohne dabei die Kontrolle über ihre Informationen abzugeben«, erläutert Professor Boris Otto, der das Projekt koordiniert, an dem zwölf Fraunhofer-Institute beteiligt sind. Der Industrial Data Space soll auf Basis eines föderalen Datenhaltungskonzepts den sicheren Aus¬tausch der Daten entlang der gesamten »Data Supply Chain« sowie die einfache Kombination eigener Daten mit öffentli¬chen Informationen ermöglichen — beispielsweise Wetter-,

Verkehrs- oder Geo-Daten. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Vertrauensschutz, der durch die Zertifizierung der Teilnehme-. Datenquellen und -dienste sichergestellt wird.

In einer digitalen Wirtschaft sind Daten künftig genauso wichtig wie Kapital, Arbeitskräfte oder Rohstoffe. Sie ermög¬lichen es innovative Produkte, Dienstleistungen, Prozesse .ung Formen der Arbeitsorganisation zu entwickeln. So könner zum Beispiel Informationen von Krankenkassen, Patienter und Anbietern von pharmazeutischen Produkten helfen. wirksamere, individuellere Medikamente und Behandhu-gE-konzepte auf den Markt zu bringen. Dabei müssen jeco:-die beteiligten Firmen und Patienten zu jeder Zeit der Sc_.:=-_-rän über ihre Daten bleiben. »Der Industrial Data Space - diese Innovationspotenziale zu nutzen und stellt grurc ezen-de Dienste für den vertrauensvollen Umgang mit den Da-ie.-¬bereit, zum Beispiel die Anonymisierung von Informatc-e-Integrationsdienste und das Einstellen von »Verfallsdate-das Verwenden der Daten«, erläutert Otto.

In dem Projekt arbeitet Fraunhofer eng mit Politik und -,-

schaft zusammen. Das Bundesministerium für Bildung Forschung BMBF fördert ein Forschungsprojekt zum Inc-37-nal Data Space mit etwa fünf Millionen Euro. Zudem ist c Gründung eines von Fraunhofer und Unternehmen getrage-nen gemeinnützigen Vereins Industrial Data Space für Jan ua-2016 geplant. Das Memorandum of Understanding dar.,

Dass dies keine düsteren Zukunftsvisionen sind, sondern bereits Realität, zeigte der Computerwurm Stuxnet, der speziell entwickelt wurde, um Industrieanlagen zu befallen. Und auch im Sicherheitsbericht des Bundesamts für Sicher¬heit in der Informationstechnik (BSI) sind Beispiele zu finden, wie gefährlich Attacken auf Produktionsstätten sein können. So gelang es Hackern, die Kontrolle über einen Hochofen in einem Stahlwerk zu übernehmen. Die Folge: Der Hochofen ließ sich nicht mehr herunterfahren und die gesamte Anlage wurde beschädigt.

Schon jetzt verursachen Cyberattacken Produktionsausfälle. Und mit der zunehmenden Vernetzung steigt die Gefahr. Um Sicherheitslücken aufdecken und zuverlässig schließen zu können, bedarf es ausgefeilter Netztechnik und effektiver Prüfmethoden. Mit einem speziell für Produktions- und Auto-matisierungstechnik ausgestatteten IT-Sicherheitslabor bietet das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bild¬auswertung IOSB in Karlsruhe eine gesicherte Testumgebung, um potenzielle Angriffe auf Produktionsnetze nachzustellen,