Wearable Computing

Wearable Computing (engl. tragbare Datenverarbeitung) ist das Forschungsgebiet, das sich mit der Entwicklung von tragbaren Computersystemen (Wearable Computer oder kurz Wearables) beschäftigt. Ein Wearable Computer wiederum ist ein Computersystem, das während der Anwendung am Körper des Benutzers befestigt ist. Wearable Computing unterscheidet sich von der Verwendung anderer mobiler Computersysteme dadurch, dass die hauptsächliche Tätigkeit des Benutzers nicht die Benutzung des Computers selbst, sondern eine durch den Computer unterstützte Tätigkeit in der realen Welt ist.

Das Konzept von Wearables ist dabei nicht neu: Bereits seit 1979 gibt es den „Walkman“, und im Gesundheitsbereich sind Herzschrittmacher und Hörgeräte etablierte Instrumente. Neu ist jedoch die Ausweitung der Konzeption auf zahllose weitere Anwendungsfelder, die durch zunehmende Miniaturisierung, Kommunikationsmöglichkeiten der Bausteine und geringere Kosten möglich wird.

Beispiele

Das Konzept des Wearable Computing an einem Beispiel demonstriert: Ein Hörgerät erfüllt transparent eine Funktionalität, ohne den Nutzer zu stören oder auffällig zu sein.

Beispiele für Wearable Computer sind Smartwatches, Activity Tracker, Brillen, deren Innenseiten als Bildschirm dienen (zum Beispiel Google Glass) oder Kleidungsstücke, in die elektronische Hilfsmittel zur Kommunikation und Musikwiedergabe eingearbeitet sind. Im Umfeld der Quantified-Self-Bewegung findet eine Vielzahl dieser Geräte ihre Anwendung. Sie zeichnen über unterschiedliche Sensoren Daten auf und verarbeiten diese direkt selbst oder übertragen die erfassten Daten z. B. an Smartphones oder Laptops. Im Allgemeinen werden auch Kleidungsstücke, die mit Elektronik ausgestattet sind (mit und ohne Computersystem), wie zum Beispiel LEDs/OLEDs, LCDs, Elektrolumineszenz-Folie bzw. -Schläuche etc. als Wearable bezeichnet.

Die dauerhafte Selbstvermessung mit Mikrochips, Trackern oder Gehirnstrommessern haben das Ziel, das eigene Leben nach gesellschaftlichen und individuellen Ansprüchen zu verbessern; also etwa gesünder und effizienter zu gestalten. Einige Krankenkassen experimentieren im Rahmen von Bonusprogrammen bereits mit der Förderung von Fitness-Trackern.

Inzwischen sind erste kommerziell verfügbare Komponenten angekündigt, um Wearable-Computing-Lösungen mit standardisierten Computersystemen auszustatten (zum Beispiel Intel Edison).

Einordnung in der Informatik

Wearable Computing ist ein interdisziplinäres Gebiet der Informatik, das sich aus Teilgebieten der folgenden Informatikfachbereiche zusammensetzt:

• Die Vision des Wearable Computings ist vergleichbar mit der des Ubiquitous Computing (Rechnerallgegenwärtigkeit) und Pervasive Computing (Vernetzung von Alltagsgegenständen durch Computer).
• Mobile Computing, das sich auf in der Umgebung integrierte Computersysteme fokussiert; siehe auch Handheld, eingebettetes System, Smartphones und PDAs
• Auch spielt bei Wearable Computing die Mensch-Computer-Interaktion eine wichtige Rolle, da die Computersysteme direkt den Menschen bei Alltagstätigkeiten unterstützen und nicht stören sollen.
• Um Menschen aktiv bei Alltagstätigkeiten zu unterstützen, muss das System auch über relevante Informationen des momentanen Benutzerzustandes informiert sein. Dies bezeichnet man als Kontextsensitivität, und es baut auf die Informatik-Teilgebiete der künstlichen Intelligenz und Mustererkennung auf.

Ziele und Hindernisse der Forschung

Ziel der Forschung ist es, Gebrauchsgegenstände und Kleidungsstücke zu entwickeln, die sehr einfach zu bedienen sind und in hohem Maße vom Benutzer und seiner Umgebung abhängig Funktionen bieten. Ein tragbares Navigationssystem sollte etwa nicht die Eingabe des Standortes verlangen, sondern ihn selbständig ermitteln und abhängig von Wetter, Preis und Vorlieben den Benutzer zum gewählten Ziel führen.

Offene Forschungsfragen und Hindernisse bei der Entwicklung von Wearable Computern sind:

• Kontexterkennung: Ein Wearable-Computing-System soll möglichst viele explizite Benutzereingaben durch eine automatische Erkennung des Benutzerkontexts ersetzen, beispielsweise den aktuellen Aufenthaltsort durch die Verwendung von Ortungssystemen. Darüber hinaus soll das Computersystem auch komplexes Verhalten seines Benutzers richtig deuten und ihn dabei unterstützen. Beispielsweise sollte ein Navigationssystem in der Lage sein, unterschiedliche Routen für einen Touristen oder einen Geschäftsreisenden zu empfehlen und möglichst ohne eine explizite Konfiguration durch den Benutzer zu erkennen, ob er im Moment als Tourist oder Geschäftsreisender unterwegs ist.
• Benutzerschnittstellen: Da Wearable Computer den Benutzer bei anderen Tätigkeiten unterstützen sollen, benötigen sie Benutzerschnittstellen, die die Aufmerksamkeit des Benutzers nicht vollständig binden. WIMP-Interfaces (WIMP = Windows, Icons, Menus, Pointer; deutsch: Fenster, Symbole, Menüs, Zeiger) sind dabei nur bedingt geeignet.
• Energieversorgung: Moderne Batterien und regenerative Energiequellen sind noch nicht in der Lage, die für tragbare Computersysteme gewünschte Nutzungsdauer zu bieten.
• Miniaturisierung der Elektronik und Integration in Kleidung: Die dafür nötige Technik ist zurzeit noch nicht im industriellen Maßstab verfügbar.
• Benutzerakzeptanz: Ist die Verwendung eines Wearable Computers, insbesondere seiner sichtbaren Benutzungsschnittstellen, im sozialen Kontext akzeptiert? Wiegen die Vorteile, die durch die Verwendung eines Wearable Computers erreicht werden, die dadurch entstehenden Nachteile auf (Kosten, Aussehen, Aufwand für das An- und Ablegen)? Ist eine Investition in einen Wearable Computer zum momentanen Zeitpunkt sinnvoll (Weiterentwicklung der Technik, Kostensenkung in der Zukunft, weitere Miniaturisierung usw.)?
• Bedenken hinsichtlich Betriebssicherheit und gesundheitlicher Folgen

Datenschutz

Die Bedenken zu Privatheit und Datenschutz betreffen die Möglichkeit der Erstellung beispielsweise von Bewegungs-, Gesundheits- oder Kaufprofilen. Zu klären sind auch die Fragen: Wem gehört das Wearable und die durch es erfassten Daten? Dem Tragenden? Dem Eigentümer? Dem Herstellenden? Den Datenverarbeitenden?

Anfang Dezember 2016 warnten die Datenschutzbehörden mehrerer deutscher Bundesländer sowie der deutsche Bundesbeauftragte für den Datenschutz und die Informationsfreiheit, dass keines von 16 getesteten Wearables die gestellten datenschutzrechtlichen Bestimmungen erfüllt habe.

Siehe auch

• Ambient Intelligence
• Big Data
• Cloud Computing
• Internet der Dinge
• Machine to Machine (M2M)
• Pervasive Computing
• Ubiquitous Computing

Weblinks

• Internationales Symposium über Wearable Computers (englisch)
• Wearable Computing Lab, ETH Zürich (englisch)
• Wearable Computing, TZI, Universität Bremen (englisch)
• EU-Projekt WearIT@Work (englisch)
• http://wearable-computing.org ESL Uni Passau
• http://www.dc2wear.de Brandenburgische Technische Universität, BTU Cottbus (deutsch/englisch)