IoT Analytics
Diese Trends treiben die IoT-Sensorik
Auf dem IoT-Sensormarkt gibt es einige spannende technologische Entwicklungen. Die Analysten von IoT Analytics stellen die aus ihrer Sicht wichtigsten Trends vor, die die IoT-Sensorik bis zum Jahr 2027 maßgeblich vorantreiben werden.
Trend 1: Sensoren werden immer intelligenter und können als Edge-Geräte fungieren
Zu den wichtigsten Entwicklungen in der IoT-Sensortechnologie gehören eine viel höhere Rechenkapazität und die Fähigkeit, Signale von mehreren diskreten Sensorelementen zu erkennen. Diese Geräte werden meist als »intelligente Sensoren« bezeichnet. Statt die Sensorsignale einfach an die nächste Ebene der Wertschöpfungskette weiterzuleiten, können intelligente Sensoren die Signale direkt verarbeiten – zum Beispiel zur Validierung und Interpretation der Daten, zur Anzeige der Ergebnisse oder zum Ausführen spezifischer Analyseanwendungen; auf diese Weise werden Sensoren zu Edge-Geräten.
Die neuesten intelligenten Sensoren integrieren nun auch KI in ihr Design. Diese Sensoren sind für KI-Inferenz ausgelegt, was zahlreiche Vorteile hat. Zum Beispiel können Entscheidungen sofort getroffen werden, und sensible Daten lassen sich verarbeiten, ohne dass sie an andere Stellen gesendet werden und das Risiko eines Datendiebstahls entsteht.
Trend 2: Energieeffizienz und Energy-Harvesting
Immer mehr Sensoren nutzen erneuerbare Energiequellen wie Solarenergie oder kinetische Energie, um sich selbst mit Strom zu versorgen, sodass weder ein Batteriewechsel noch irgendeine andere Stromquelle nötig ist. Diese Fähigkeit, sich selbst mit Energie zu versorgen, steigert die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von IoT-Geräten, insbesondere wenn diese an abgelegenen oder unzugänglichen Orten eingesetzt werden. Die Nutzung von Energy-Harvesting führt auch zu Änderungen im Sensordesign, die die Sensoren noch energieeffizienter machen:
Kleinerer Formfaktor: Durch Verwendung kleiner Mikrocontroller mit sehr geringem Stromverbrauch verbrauchen die Sensoren selbst ebenfalls nur sehr wenig Energie.
Besseres Signal-Rausch-Verhältnis: Um Energie zu sparen, können die Sensoren eine Signalverarbeitungskomponente enthalten, die Rauschen oder Störungen herausfiltert, sodass sie ihre Leistung ganz gezielt ausschließlich für die Erkennung und Messung des eigentlichen Signals einsetzen.
Trend 3: Soft- und virtuelle Sensoren ergänzen physische Sensoren
In so mancher Anwendung ist es unpraktisch oder einfach nur zu teuer, einen physischen Sensor zu installieren – so zum Beispiel in sehr engen Bauräumen oder in gefährlichen Umgebungen. Hier wird man zukünftig zunehmend auf alternative Ansätze wie Soft-Sensoren und virtuelle Sensoren zurückgreifen. Ein Soft-Sensor ist ein Berechnungsalgorithmus, der den Wert einer schwer zu messenden Größe schätzt, basierend auf anderen vorhandenen physischen Sensoren und Algorithmen/Rechenmodellen, die den Wert der gemessenen Größe ableiten. Ein virtueller Sensor ähnelt einem Soft-Sensor, mit dem Unterschied, dass seine Werte nicht auf vorhandenen physikalischen Sensoren, sondern ausschließlich auf Algorithmen/Rechenmodellen beruhen.
Trend 4: Sensorfusion – essenziell für das autonome Fahren
Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil autonomer Fahrzeuge, weil sie ihnen Informationen über ihre Umgebung liefern. Der Bordcomputer des Fahrzeugs nutzt diese Informationen, um zu navigieren und Entscheidungen zu treffen. Die drei wichtigsten Sensoren für das autonome Fahren sind Lidar, Radar und 3D-Kameras (Bildsensoren). Große Automobilhersteller wie Mercedes, BMW, Volvo und General Motors haben sich für Lidar als Sensor für das autonome Fahren entschieden. Bisher (vor 2021) setzte Tesla hauptsächlich auf Radartechnologie. Kürzlich hat das Unternehmen jedoch den Übergang zu Tesla Vision (einem kamerabasierten System) eingeleitet, indem es im Jahr 2021 das Radar aus dem Model 3 und dem Model Y entfernt hat, gefolgt vom Model S und Model X im Jahr 2022.
Unternehmen wie Sony, Mobileye und Waymo konzentrieren sich derzeit auf Innovationen in der IoT-Sensortechnologie, indem sie Kameras mit anderen Sensortechnologien wie Lidar und Radar kombinieren, um die Bildanalyse ihrer autonomen Fahrsysteme zu verbessern. Weil Kameras, Radare und Lidars unterschiedliche Merkmale der Umgebung erfassen, besteht die Idee hinter dieser Kombination (die auch als Sensorfusion oder Redundanz bezeichnet wird) darin, den Systemen ein umfassenderes Einzelweltmodell zur Verfügung zu stellen, um eine Handlungsweise zu entscheiden oder eine Leistung zu berechnen. Insgesamt arbeiten die Sensoren in einem autonomen Fahrzeug zusammen, um ein vollständiges Bild der Umgebung des Fahrzeugs zu liefern, das es ihm ermöglicht, sichere und effiziente Fahrentscheidungen zu treffen.
Trend 5: Biosensoren für Healthcare-Anwendungen
Die Biosensor- und Einwegsensortechnologie ist in den letzten Jahren ausgereift und hat sich im Gesundheitswesen durchgesetzt. Jüngste Durchbrüche in der Biosensorforschung deuten darauf hin, dass diese Technologie auch in anderen Bereichen nahezu marktreif ist. Der Begriff »Biosensor« ist die Abkürzung für »biologischer Sensor«. Das Bioelement interagiert mit dem untersuchten Analyten, und der Wandler wandelt die biologische Reaktion in ein elektrisches Signal um.
Detailliertere Informationen zu den einzelnen Trends, Anwendungsbereichen und zur Markterwartung gibt es im 136-seitigen »IoT Sensor Market Report 2022–2027« von IoT Analytics.
Marktanalyse von IoT Analytics
50 Milliarden IoT-Sensoren, Tendenz stark steigend
Mit dem Aufschwung des Internet of Things haben IoT-Sensoren einen wahren Boom erlebt – und das mit unaufhaltsam steigender Tendenz, wie die Analysten von IoT Analytics in ihrer neuen Studie »IoT Sensor Market Report 2022–2027« belegen.
Im Durchschnitt werden mit jedem neuen IoT-Gerät, das online geht, vier neue Sensoren angeschlossen. Bei aktuell etwa 14 Milliarden IoT-Verbindungen bedeutet das, dass mehr als 50 Milliarden Sensoren im Einsatz sind.
Ein Drittel aller im Jahr 2022 ausgelieferten Sensoren waren IoT-Sensoren, das heißt, sie waren Teil eines IoT-verbundenen Geräts. Dem Report von IoT Analytics zufolge erreichte der Markt für IoT-Sensoren im Jahr 2022 ein Volumen von 10,9 Milliarden US-Dollar und wird in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16 Prozent wachsen.
Besonders stark stellt sich der Markt für MEMS-basierte IoT-Sensoren dar – er wird IoT Analytics zufolge im Jahr 2022 50 Prozent des weltweiten Sensorumsatzes ausmachen. Auch der Markt für Bildsensoren boomt, sind diese Sensoren doch Grundlage für drei der wichtigsten IoT-Anwendungen – nämlich maschinelles Sehen, vernetzte Überwachungskameras und Fahrerassistenzsysteme für Autos.
