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Internet of Things

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Auf einen Blick

Das Internet der Dinge (Internet of Things, kurz: IoT) bezeichnet die globale Infrastruktur von physischen und virtuellen Gegenständen, die über das Internet miteinander verknüpft sind. Diese Gegenstände können eigenständig untereinander kommunizieren. Spezielle elektronische Bauteile wie RFID-Chips oder Sensoren ermöglichen diese Kommunikation und können tendenziell jeglichen analogen Gegenstand mit einer digitalen Schnittstelle versehen. Ein leerer Kühlschrank, der selbstständig Lebensmittel nachbestellt, Mülltonnen mit eingebautem Füllstandssensor oder die Paketverfolgung auf der Internetseite eines Logistikunternehmens sind klassische Praxisbeispiele für IoT.

Dem Internet der Dinge wird bislang vor allem im industriell-wirtschaftlichen Kontext ein riesiges Potenzial zugesprochen. Unter dem Schlagwort “Industrie 4.0” soll die digitale Vernetzung von Menschen, Maschinen und Produkten automatisierte, optimierte Produktionsprozesse ermöglichen. Sinkende Preise für Chips und Sensoren, Open-Source-Software und zunehmender Internetzugang machen die Technologie jedoch auch für den Einsatz in der Entwicklungszusammenarbeit zunehmend interessant. Hier hält IoT vor allem für zwei Anwendungsbereiche große Chancen bereit:

1. Krisen: Prävention und Resilienz

Über das Internet der Dinge vernetzte Sensoren und Chips können jederzeit Daten zu ihrer Umgebung, ihrem Standort und ihrem Status übermitteln. Für den Umwelt- und Katastrophenschutz erweist sich diese Eigenschaft als besonders nützlich: Sensoren in Wäldern können beispielsweise in Echtzeit Temperatur-, Feuchtigkeits- und Kohlendioxidwerte überprüfen und so früh vor wahrscheinlichen oder tatsächlichen Waldbränden warnen. Ähnlich werden Sensoren im Boden eingesetzt, um bei Erdbeben zu alarmieren.

Um das Potenzial der IoT-Technologie voll auszuschöpfen, können sämtliche relevante Daten von unterschiedlichen vernetzten Objekten zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet werden. Schon vor zehn Jahren wurde beispielsweise in Reaktion auf die verheerenden Erdrutsche in Rio de Janeiro eine zentrale Kontroll- und Befehlszentrale in der brasilianischen Hauptstadt eingerichtet, in der unzählige städtische Daten zusammenlaufen. Im Rio Operations Center werden heutzutage Daten von über 50 städtischen Behörden sowie privaten Quellen ausgewertet. Sie sorgen für mehr Sicherheit in der Stadt und ermöglichen eine schnelle und effektive Reaktion in Notfällen. Soziale Medien, Nachrichtenprogramme und verknüpfte Sirenen werden dabei genutzt, um Warnhinweise weiterzugeben.

Außerdem können Sensoren, die Geräte an die IoT-Infrastruktur anschließen, mit Batterie betrieben werden. Das bedeutet, dass ihre drahtlose Datenübertragung nicht von einem Stromnetz abhängig ist. Im Katastrophenfall fällt der Strom oft aus und die konventionelle Kommunikationsinfrastruktur funktioniert nicht mehr. Batteriebetriebene IoT-Geräte könnten dann begrenzte Kommunikationsdienste wie die Zustellung von Mikromeldungen übernehmen und so zur Resilienz der Notfallinfrastruktur im Krisenfall beitragen.

2. EZ-Maßnahmen überwachen und Effizienz steigern


Das Internet der Dinge liefert Daten, auf deren Grundlage Entscheidungen getroffen, Prozesse gesteuert und Maßnahmen für Sicherheit und Lebensqualität überprüft sowie umgesetzt werden können. Auf diese Weise kann die Technologie die Entwicklungszusammenarbeit in Bereichen wie dem Energiesektor, der Landwirtschaft, der Verkehrsplanung oder im Gesundheitswesen unterstützen. Ein Beispiel für den letztgenannten Sektor ist die Überwachung von Impfprogrammen. In Entwicklungsländern gehen oft wichtige Impfstoffe aufgrund von Missmanagement oder der Unterbrechung der Kühlkette verloren. IoT-Tracker auf Impfstoff-Fläschchen oder Verteilungsfahrzeugen dokumentieren, wo und wann der Impfstoff ankommt und ob die notwendige Kühlung eingehalten wurde (siehe auch Artikel zu Blockchain). Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des Gesundheitswesens können auf einer Online-Plattform dann in Echtzeit die Verteilung und mögliche Verschwendung der Impfstoffe nachvollziehen.

Ein anderer typischer Anwendungskontext ist die Unterstützung von Kleinbäuerinnen und Kleinbauern durch IoT-Technologie. Sensoren können Daten zur Bodenfeuchtigkeit oder der Pflanzengesundheit sammeln und den Landwirten und Landwirtinnen wichtige Informationen zum Zustand ihrer Felder oder der Ernte bereit stellen. Über Smartphones und Tablets werden diese Daten bereitgestellt und aufgrund der besseren Informationslage können die Bauern und Bäuerinnen eine nachhaltige Effizienzsteigerung erzielen.

Kosten und proprietäre Systeme als Herausforderung

Zwar sind die Preise für Chips und Sensoren in den letzten Jahren gesunken, aber die Implementierung einer IoT-Infrastruktur ist noch immer mit (hohen) Kosten verbunden, genauso wie der notwendige Zugang zum Internet. In der Entwicklungszusammenarbeit sollte deshalb eine genaue Abwägung stattfinden, in welchem Kontext IoT-Technologie Sinn macht und wann eine analoge, oft kostengünstigere Lösung vorzuziehen ist.

Die heutige IoT-Infrastruktur besteht aus vielen separaten, kleineren Netzwerken. Die meisten von ihnen sind proprietär – das bedeutet, sie liegen in privater Hand und sind nicht ohne weiteres zugänglich. Dieser Umstand verursacht Probleme in Bezug auf Kosten, Abhängigkeit und Interoperabilität. So laufen Regierungen etwa Gefahr, in sogenannte Lock-In-Effekte zu geraten. In solchen Fällen sind sie nicht in der Lage ein die implementierte Hardware und Software selbstständig zu verwalten und zu warten – und somit dauerhaft abhängig von einem Dienstleister. Das schränkt ihre Handlungsfähigkeit ein und kann zu unerwünschten Kosten führen.

Zudem erschweren proprietäre Systeme die Interoperabilität zwischen verschiedenen Netzwerken und Anwendungen – eine Aspekt, der insbesondere auf Kosten von Innovation und Weiterentwicklung geht. Denn oft entstehen wirksame Lösungen erst dann, wenn genug Spielraum und Flexibilität für die Anpassung an besondere Anforderungen existiert. Das gelingt häufig sobald verschiedene Anwendungen und Systeme miteinander verknüpft werden. Aus diesem Grund sollten IoT-Systeme im Rahmen der EZ unbedingt auf den Prinzipien Offene Standards und Open Source basieren.

Besondere Herausforderung – Sicherheit und Datenschutz

Eine der größten Herausforderungen für IoT-Systeme liegt gegenwärtig in Fragen der IT-Sicherheit. So braucht jedes vernetzte Gerät aktualisierte und gepflegte Software, um nicht ein Sicherheitsrisiko darzustellen. Doch was, wenn für ältere Geräte eines Tages keine Updates mehr entwickelt werden? Schnell wird so die Fülle an internetfähigen Geräten zum Einfallstor für Cyberkriminelle, die sich auftretende Sicherheitslücken zu Nutze machen.

Insbesondere im EZ-Kontext sollte deshalb stets thematisiert werden, wie oft Geräte tatsächlich erneuert und mit aktueller Software versorgt werden können. Der Rückgriff auf Open-Source-Lösungen kann auch hier von entscheidendem Vorteil sein, da diese oftmals von engagierten Communities gepflegt und weiterentwickelt werden. Sicherheitsrisiken werden hier schnell erkannt und behoben.

IoT-Geräte generieren jede Menge Daten – und darin liegt auch ihr Sinn und Zweck. Doch Datenschätze jeder Art verleiten auch zum Missbrauch, wie zahlreiche Skandale der jüngeren Vergangenheit beweisen. Datenschutz spielt deshalb eine herausragende, aber nicht immer einfache Rolle im IoT-Bereich. In Deutschland spiegelt sich das etwa in der Sorge vieler Verbraucher und Verbraucherinnen um ihre Privatsphäre wider, die sie davon abhält, vernetzte Geräte zu kaufen. Doch auch wenn der Anwendungskontext in der EZ ein anderer zu sein scheint, auch hier fallen unter Umständen, etwa bei Gesundheitsanwendungen, sensible personenbezogene Daten an, die es  besonders zu schützen gilt.

Aktueller Stand

Das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) testet in ausgewählten Projekten bereits IoT-Anwendungen. Der Einsatz der Technologie befindet sich jedoch noch in einer frühen Phase. Aktuell steht im Vordergrund Erfahrungen zu sammeln und verschiedene Ansätze kennenzulernen.

  • Mit den Partnern vor Ort hat die Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) ein Pilotprojekt zur intelligenten Bewässerung durchgeführt: Ein innovatives System, das eine Fernsteuerung der Bewässerung ermöglicht, die direkt auf dem Bedarf der Pflanze basiert und so die Wasser- und Stromkosten reduziert (Photovoltaik). Es automatisiert die Bewässerung, erkennt Bodenparameter in Echtzeit und passt die Bewässerung an.

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