Foto: Neil Thomas/Unsplash

Unsichtbare Helfer

Lies hier, wo Embedded Systems zu finden sind und wie sie die Arbeit von Entwicklern verändern.

Sie sind da, aber du kannst sie nicht sehen. Sie beeinflussen dein Leben, ohne dass du es merkst. Science-Fiction mit Gruselfaktor? Nein: kleine Computer in großen Systemen – auch ›Embedded Systems‹ genannt, die in unserem Haushalt, an unserem Arbeitsplatz und sogar unterwegs längst allgegenwärtig sind.

Wo gibt's Embedded Systems?
»Ein klassisches Beispiel ist das Auto, hier gibt es etliche eingebettete Systeme: Von der elektrischen Verstellung der Rückenlehne über die Fensterheber und Klimaanlage bis hin zur Motorsteuerung«, erklärt Prof. Dr. Sebastian Steinhorst der Technischen Universität München. Alles läuft dabei über kleine Embedded Systems, die über Steuergeräte bestimmte Funktionen ausüben. »Das Gleiche findet sich auch im Smartphone sowie in vielen Küchenmaschinen und zum Beispiel im Saugroboter. Auch die Waschmaschine zu Hause weiß mithilfe der kleinen, ›unsichtbaren‹ Computer, wann sie die Wäsche schleudern muss«, erläutert Prof. Dr. Steinhorst.

Tatsächlich sind eingebettete Systeme im Zuge der Digitalisierung und dem Fokus auf das Internet of Things mittlerweile essenziell. Zu finden sind sie nicht nur im privaten Alltag, also in Haushaltsgeräten und der Unterhaltungselektronik, sondern auch in verschiedenen Branchen wie der Medizin-, der Fahrzeug- und der Kommunikationstechnik. Auch im Zuge von Industrie- und Fertigungsanlagen sowie im Gebäudemanagement werden die Systeme benötigt. Außerdem erhalten sie gerade in den Industriezweigen Einzug, in denen Deutschland weltweit führend ist – also in der Automatisierungstechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Automobilindustrie. 

Fokus Automobilbranche
Besonders letztere bildet für viele ITler im Bereich Embedded Systems einen Fokus. Thomas Pohl zum Beispiel arbeitet als Gruppenleiter an der Entwicklung für Embedded Systems bei Sick und entwickelt damit eine wahre Zukunftstechnologie weiter: »Die Entwicklung von Sensoren und Kamerasystemen  für ›Automated Guided Vehicles‹ beispielsweise wäre ohne Embedded Systems undenkbar. Solche fahrerlosen Transportfahrzeuge kommen vor allem in der Logistikindustrie zum Einsatz.« Pohl beobachtet innerhalb seiner Arbeit einen klaren Wandel durch die Entwicklung von eingebetteten Systemen – hier habe sich in den letzten Jahren viel getan und neben Hardware-Features nehme auch die Bedeutung der Software stetig zu. »Damit die Daten verarbeitet und bereitgestellt werden können, müssen die Embedded Systems immer intelligenter und perfomanter werden«, erklärt er. Auch aktuelle Themen wie das Internet of Things, Connectivity und Safety müssen bei der Entwicklung nun stärker mitgedacht werden: »Somit steigen die Anforderungen an Entwickler, die die verschiedenen Technologien beherrschen und sich stetig weiterbilden müssen.«

Big Alexa's watching you
Das Thema ›Embedded Systems und Sicherheit‹ spielt auch innerhalb der Forschung an der Technischen Uni München eine zentrale Rolle. Schon bei beliebten Sprachassistenten stellt sich die Frage, wie interaktiv diese eigentlich wirklich sind. »Es gibt ja permanent die Diskussion: Hört mich meine Alexa zu Hause ab?«, verdeutlicht Prof. Dr. Steinhorst und ergänzt: »Alles, was ich vernetze, könnte Informationen über mich erheben, die nicht in den eigenen vier Wänden bleiben. Oft ist es dann der Fall, dass diese in irgendeine Cloud geschickt werden – da gibt der Nutzer die Kontrolle über die eigenen Daten ab.« Um diesem Mechanismus vorzubeugen, widmet sich die Forschung verstärkt der Verbesserung von kompromittierbaren vernetzten Systemen. 

Security oder safety? 
Dabei geht es nicht nur um die Privatsphäre, also um Fragen der ›Security‹, sondern gerade auch um ›Safety‹. Zur Verdeutlichung erklärt Prof. Dr. Steinhorst: »Wenn dein Handy gehackt wird, gehen private Daten verloren, aber dein Leben wird nicht gefährdet. Sitzt du allerdings in einem autonomen Fahrzeug, über dessen Bremse und Gas Hacker Kontrolle haben, geht es schnell um die Frage nach körperlicher Unversehrtheit.« Mit der steigenden Entwicklung von Embedded Systems wächst also simultan die Verantwortung von Forschern und Entwicklern, Sicherheitsrisiken möglichst früh ausschließen zu können.  

Effizient und ressourcenschonend
Zwar steigt durch die immer größer werdende Vernetzung die Zahl der Angriffspunkte, doch Embedded Systems können auf der anderen Seite viele Anwendungen vereinfachen und für Entlastung sorgen. Das weiß auch Thomas Pohl, Gruppenleiter Entwicklung für Embedded Software bei Sick: »Im industriellen Umfeld etwa können Logistikprozesse mittels intelligenter Sensorik automatisiert und vereinfacht werden. Kürzere Lieferzeiten, weniger Fehllieferungen – für den Kunden also ein großer Vorteil.« Solche positiven Aspekte sollen auch weiterhin verstärkt verfolgt werden, wie Prof. Dr. Steinhorst weiß: »Wir werden in Zukunft noch viel mehr Geräte haben, die sich autonom miteinander abstimmen. Durch den Fortschritt in der Rechenleistung und Algorithmik sind die Innovationen so gut wie grenzenlos.«
 


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