8. Workshop „Energieautarke Sensorik Wegbereiter für das IoT

Internet of Things und die energieautarken Systeme.
Internet of Things und die energieautarken Systeme.

Um energieautarke Systeme drehte sich der 8. Workshop »Energieautarke Sensorik« der GMM. Experten und Teilnehmer aus Industrie und Hochschulen wurden zur Diskussion im neuen Bosch-Forschungscampus in Renningen eingeladen.

»Energieeffiziente oder autarke Sensoren, Sensornetzwerke, Energie-Harvesting, Energie-Management und Datensicherheit werden eine zentrale Rolle in der nächsten Phase der Industrie 4.0 spielen«, erläuterte Dr. Bertram Schmidt, Leiter des GMM-Fachausschusses Sensorik und wissenschaftlicher Leiter des 8. Workshop »Energieautarke Sensorik« (Bild 1a).

Ebenso seien sie für zukünftige Anwendungen wie das Internet der Dinge (IoT) oder cyber-physische Systeme (CPS) von erheblicher Bedeutung. Aus diesem Grund drehten sich die Themen des Workshop »Energieautarke Sensorik« (EAS 2016) um

  • Sensorelemente und Sensorsysteme,
  • Low-Power-Komponenten und Vernetzung,
  • Energie-Management und
  • Datensicherheit.

Nach der Begrüßung durch Jürgen Groß (Bild 1b), Forschungsleiter von Robert Bosch, folgte der Einführungsvortrag von Dr. Udo-Martin Gómez (Bild 1c) von Bosch Sensortec in Reutlingen. Er verdeutlichte die unverzichtbare Rolle mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) für das Internet der Dinge (IoT). Mit Hilfe von MEMS-Sensoren lässt sich alles mit allem vernetzen. Die energieautarke RFID-Sensorik stand im Fokus eines Entwicklungsprojekts an der TU Ilmenau. Besondere Marktchancen für solche Systeme sehen die Entwickler vor allem in der Verpackungstechnik für Lebensmittel und Pharmazeutika, da die Sensoren in Verpackungen vollständig integrierbar sind und z.B. Rückschlüsse über den Sauerstoffgehalt geben können.

Bilder: 3

Wegbereiter für Energieautarke Systeme Bild 1a - 1c

Bild 1. a) Dr. Bertram Schmidt ist Leiter des GMM-Fachausschusses Sensorik und wissenschaftlicher Leiter der EAS 2016. b) Jürgen Groß, Forschungsleitung von Bosch, sprach die Begrüßungsworte zur EAS 2016. c) Mit seinem Vortrag „MEMS-Sensors: Enabler

Höhere Sicherheit von Schiffen

Energy-Harvesting-Techniken für die energieautarke Zustandsüberwachung von Schiffsgetrieben waren das Thema eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Gemeinschaftsprojektes der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung in Villingen-Schwenningen und der Universität Freiburg. Ein Funksensornetzwerk für Schiffsgetriebe bietet die Möglichkeit, mit einmaligem Installationsaufwand die charakteristischen Messdaten zu erfassen und per Funk zu übertragen. Außerdem versorgen sie sich selbstständig mit Energie aus der Umgebung – zum einen über Wärmestrom aus der Betriebstemperatur des Getriebes, zum anderen über die Nutzung der allgegenwärtigen Vibrationen.

Solarzellen als Erntehelfer

Über die Möglichkeiten des On-Chip Energy Harvesting mit CMOS-integrierten miniaturisierten Solarzellen berichtete Dr. Andreas Goehlich vom Fraunhofer-Institut für mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS). Voraussetzung für die Realisierung miniaturisierter autarker Sensorknoten sind nach Goehlich CMOS-ICs, die als Substrate für die Sensorik dienen und wichtige Funktionen übernehmen, wie Energiemanagement und Stromversorgung – auch mit Energy Harvesting und integrierter CMOS-Solarzelle – sowie Sensortreiber und Ausleseschaltung in Ultra-Low-Power-Technik plus Funk-Schnittstelle – z.B. passiv per RFID oder aktiv.

Datensicherheit im IoT

Oliver Willers von Bosch sprach über die Bedeutung von MEMS-Sensoren für die Datensicherheit im Internet der Dinge. Laut Willers sind Hardware-basierte Ansätze auf Basis von PUFs (Physical Unclonable Function) vielversprechend für neue Sicherheitskonzepte. PUF ist eine Technik zur sicheren Schlüsselerzeugung und zur eindeutigen Identifizierung eines individuellen Chips, sodass der Schlüssel selbst durch Hardware-Einbrüche in den Chip nicht kopiert werden kann. In seinem Vortrag stellte er Konzepte für unterschiedliche PUF-Typen auf der Basis von optischen Konzepten, Beschichtungen, Ringoszillatoren, SRAMs oder MEMS-basierten Bauelementen vor.

Der »Umgang mit Daten im IoT und dessen gesellschaftliche Implikation« wurde auf dem Workshop in Form einer Podiumsdiskussion erörtert – moderiert von Dr. Ronald Schnabel, Geschäftsführer der GMM. Beteiligt waren Dr. Stefan Schlott vom CCCS (Chaos Computer Club Stuttgart), Michael Osborne von IBM Rüschlikon, Dr. Dirk Stegemann von Bosch und Dr. Stefan Katzenbeisser von der TU Darmstadt.

Daten sind der neue Rohstoff, wobei viele der erzeugten Daten personenbezogen sind. Sie erfordern einen verantwortungsvollen Umgang.

 

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