Virtual Reality, selbstfahrende Autos, 3D-Druck

Der PC ist weiterhin auf dem Rückzug. Wearables, kommunizierende Haushaltsgeräte und selbstfahrende Autos sind dagegen auf dem Vormarsch. Auf diese Trends dürfen Sie sich im Jahr 2016 freuen.

Geht es nach Audi, Volvo & Co., so wird das Auto in Zukunft virtuell, gern auf einer sogenannten Powerwall, "probegefahren". Der schwedische Autohersteller Volvo beispielsweise lädt seine Kunden zu virtuellen Testfahrten mit Googles Cardboard-Brille ein. Der Vorteil: Kunden können ihr Wunschauto bereits zu Hause auf ihrem Smartphone, Tablet oder Computer erstellen und konfigurieren. Beim Händler können sie dann auf riesigen Powerwall-Bildschirmen oder mit Videobrillen (Head Mounted Displays) in ihren Traumwagen eintauchen. Rocket Data Intelligence liefert die Software, die Autos virtuell erstellt und in ein 3D-Abenteuer umwandelt. Dazu greift eine Virtual Reality Content Machine (VRCM) auf CAD-Daten zurück und erzeugt fotorealistische Bilder und Videos.

In den Audi Citys in London, Peking und Berlin ist VR schon angekommen: In den Showrooms stehen Multitouch-Tables, die mit den Powerwall-Modulen per Gestensteuerung kommunizieren. Mehrere Dutzend Lautsprecher liefern die passende Klangkulisse. Insgesamt bedecken die virtuellen Projektionsflächen der Audi City Berlin rund 87 qm Fläche. Auf ihnen können sich die Besucher ihren selbstgestalteten Audi in einem Maßstab anschauen, der fast der Originalgröße entspricht. Im Hintergrund arbeiten neun Hochleistungsrechner und sechs Server, die pro Audi-Modell etwa 20 bis 30 Gigabyte Daten übertragen.

So weit, so schön. Bleibt das Problem, die virtuelle mit der realen Welt zu verknüpfen. Denn Autokäufer wollen wissen, wie sich Armaturen und Stoffbezüge anfühlen. Dazu setzt Audi - ganz klassisch - auf Stoffmusterstationen.

Auch bei dem Weiße-Ware-Hersteller BSH kennt man das Problem mit der Haptik. Bei BSH werden Kühlschränke, Waschmaschinen und Trockner heute virtuell entwickelt. Sogar Luftwirbelungen im Trockner kann man schon realitätsgetreu simulieren. 15 Einzelbilder pro Sekunde benötigt man dafür. Bei einer Auflösung von 4K mit je 8 Millionen Bildpunkten fordert das große Rechenkapazitäten. Um entsprechende Bewegungen zu simulieren, setzt BSH auf HPC Cluster und 32-Blades Cluster. Aber Bedienelemente wie Knöpfe von Waschmaschinen oder Türgriffe von Kühlschränken druckt man bei BSH gern auf dem 3D-Drucker aus, um so die Haptik fühlbar zu machen. Und auch bei Ergonomie und Gerüchen ist man vorerst noch auf physische Produkte und Modelle angewiesen.

Der erste europäische Kühlschrank wurde 1929 entwickelt. Keine 100 Jahre später kühlt der Kühlschrank nicht nur, sondern kommuniziert auch mit dem Internet und anderen Geräten. Menschen sind immer mehr online, das Mobilfunknetz wird weiter ausgebaut, und in Hausgeräten finden sich immer mehr Sensoren. In verschiedenen Studien zum Thema "Connected Home" fand man heraus, dass die Menschen von allen Haushaltsgeräten am ehesten den Kühlschrank mit dem Internet verbunden sehen wollen. Hersteller integrieren entsprechende Funktionen.

Über die Connected Home App von BSH beispielsweise kann der User per Smartphone auf die Kamera im Kühlschrank zugreifen und sich ansehen, ob wieder Milch oder Käse gekauft werden muss. Einen Blick in das Gemüsefach bietet die Kamera aber noch nicht. Und was heute gekocht werden soll, weiß der Cooler auch nicht. Es hapert noch an der Bilderkennung, die die Zutaten im Kühlschrank analysiert und ein passendes Rezept vorschlägt.

Auch die Weiterentwicklung von Bluetooth zu Bluetooth Smart soll die Heimvernetzung beflügeln. Die Reichweite von Bluetooth Smart soll sich nach dem angekündigten Standard um das Vierfache erhöhen. Außerdem werden eine höhere Geschwindigkeit sowie Mesh-Networking dafür sorgen, dass sich Infrastruktur-Anwendungen und das intelligente Heim grundlegend verändern. So könnten zum Beispiel Apps Live-Playlisten auf einer Party ermöglichen - jeder steuert seine besten Songs vom Smartphone bei und schickt sie auf die Bluetooth-Lautsprecher im Partyraum. Bluetooth-Lautsprecher werden so eine ernste Konkurrenz für die Multiroom-Systeme, die mit rund 200 Euro für eine Mono-Einstiegs-Box nach wie vor recht teuer sind.

Ein weiterer Trend bei Connected Home: Die Hersteller gehen immer mehr Partnerschaften ein, um hilfreiche Services anzubieten. So hat sich BSH mit dem Thermostatanbieter Nest zusammengetan. Wer eine Solaranlage auf dem Dach hat, kann damit Waschmaschine und Trockner sagen, sie mögen doch erst dann waschen, wenn die Solarstromproduktion in vollem Gang ist.

Der Geschirrspüler wiederum misst den Stand des Klarspülers. In einer Partnerschaft mit dem Reinigungsmittelanbieter Reckitt Benckiser kommt regelmäßig die Meldung: Klarspüler leer. Ein Klick und man landet auf Amazon, um den Klarspüler just dieses Anbieters nachzubestellen. Partnerschaften ja, offene Plattformen für alle Küchengerätehersteller lieber nicht, findet man bei BSH.

Eine andere Strategie fährt der Chipsatzkönig Qualcomm: Er bemüht sich, für seine Chipsätze für Hausgeräte eine offene Plattform zu schaffen, an die alle Haushaltsgerätehersteller andocken können. Doch derzeit gibt es verschiedene Arbeitsgruppen auf internationaler Ebene, die Regeln für eine einheitliche Haushaltsgeräteplattform festlegen. Es ist wie damals bei der Entwicklung von Videoformaten (Betamax, VHS, Video 2000). Welches Konsortium am Ende gewinnt, wagt heute noch niemand zu sagen.

4K-Fernseher? Das ist noch nicht das Ende des Auflösungswahns. Die Hersteller arbeiten derzeit an 8K-TVs. Ab Bildschirm-Diagonalen von 110 Zoll werden nämlich mehr Pixel benötigt, um die 4K-Qualität weiter sauber darzustellen. 8K-TVs stellen Inhalte mit viermal so vielen Bildpunkten dar wie 4K-TVs (UHD), sie beeindrucken mit einer Auflösung von 7.680 × 4.320 Pixeln (UHD-2) - also 33,2 Millionen Pixel. 8K ist dabei so faszinierend, weil man bis auf wenige Zentimeter an ein extrem detailreiches Bild herantreten kann, ohne einzelne Pixel zu erkennen.

Zum Vergleich: 4K-Fernseher mit UHD-Auflösung kommen mit 3.840 × 2.160 Pixeln auf 8,3 Megapixel, Full-HD-Fernseher erreichen sogar nur ein Sechzehntel der 8K-Auflösung. 8K stellt entsprechend hohe Anforderungen an das Chip-Design: Um Bilddaten in 8K darzustellen, muss die Grafikkarte neben GPU-Unterstützung auch die sechsfache Rechenleistung bringen im Vergleich zu einer 4K-Darstellung. Und es gibt noch ein zweites Problem: Ein 8K-Fernseher braucht zwei kompatible HDMI-2.0- Anschlüsse, um ein 8K-Bildsignal ausgeben zu können. HDMI unterstützt nämlich in der aktuellen Version 2.0 maximal 3.840 × 2.160 Bildpunkte bei 60 Hz. Außerdem sind Inhalte noch rar.

Zwar plant die japanische Rundfunkanstalt NHK, 2016 testweise Sportveranstaltungen in 8K-Auflösung zu übertragen. Aber Standard ist noch nicht einmal 4K. Selbst Video-on-Demand-Dienste wie Netflix verlangen für 4K-Inhalte einen Aufpreis. Und es braucht eine schnelle Internet-Verbindung von mindestens 25 Mbit/s - eine Geschwindigkeit, die auch in Ballungsgebieten nicht immer erreicht wird. Doch die Film- und Fernsehproduzenten haben ja noch etwas Zeit. Marktreife und bezahlbare 8K-Modelle soll es frühestens 2018 geben.

1886 revolutionierte das Auto das Leben der Menschen. Nun steht eine zweite Revolution an: selbstfahrende Autos. Nach Google legt jetzt auch Tesla einen höheren Gang ein in Richtung selbstfahrendes Elektroauto. Das Auto wechselt die Spur alleine, wenn der Blinker aktiviert wird. Im fließenden Verkehr hält es automatisch den richtigen Abstand. Beim Einparken sucht die Software nach einer passenden Parklücke.

Jedes Tesla Model S ist mit dieser Autopilot-Hardware ausgestattet. Das Hardware-Paket besteht aus einem Frontradar, 12 Ultraschallsensoren, die die Fahrzeugumgebung im Umkreis von 5 Metern erfassen, einer Frontkamera und einem elektrischen Bremsassistenten. Per Software-Update "over the air" sollen weitere Funktionen schrittweise hinzukommen. Dazu holt sich Tesla die Sensor-Daten von den Fahrzeugen, um die Fähigkeiten der Software zu verbessern.

Theoretisch könnten Autos in drei Jahren allein von A nach B rasen. Um die rechtlichen Rahmenbedingungen zu schaffen, werden wir aber wohl noch ein Weilchen länger darauf warten müssen, vermutet man bei Tesla.

Auch Nissan testet auf japanischen Autobahnen, Landstraßen und in Städten das Roboterfahren. Bis 2020 - so hofft man - soll die Entwicklung so weit sein, dass der Nissan dichten Autoverkehr, Spurwechsel, Überholen von langsameren Autos oder Hindernissen, Halten bei Rot und Abbiegen an Kreuzungen allein managt. Toyota will in den nächsten fünf Jahren eine Milliarde Dollar in selbstfahrende Autos investieren.

Eine eigens gegründete Tochtergesellschaft im Silicon Valley soll das Thema künstliche (Auto-)Intelligenz für Toyota erschließen. Und auch Apple soll Gerüchten zufolge an einem hoch automatisierten Auto tüfteln. Noch äußerst visionär erscheint dagegen Mercedes' Vision vom Auto der Zukunft, die der Stuttgarter Autobauer auf der Tokyo Motor Show präsentiert hat. Couch statt Autositze und Laser-, Kamera- und Radarrundumsicht für den Autopiloten sollen das Vision Tokyo durch die Gegend fahren, so die Idee. Vom Prototypen scheint man hier noch weit entfernt.

In San Francisco setzen Autodesk und diverse Start-ups fleißig auf 3D-Druck. Ein Grund dafür: Man kann mit immer mehr Materialien drucken - darunter mit Carbon, Glas, Textilfasern und sogar mit biologischem Material. Und das hat massive Auswirkungen auf bestehende Herstellungsprozesse.

Während der Dreamforce 2015 hat Autodesk in seinem Showroom beispielsweise ein Modell des neuen San Francisco Museum of Modern Art (SFMOMA) gezeigt. 700 Einzelteile aus faserverstärktem Kunststoff werden derzeit "vorgedruckt": 9 Meter lang und 1,5 Meter breit sind die weißen Fassadenteile, die das neue Museumsgebäude schmücken sollen. Damit das gedruckte Gebäude auch stabil ist, wird mit der Software eine CNC-Maschine simuliert, um zu sehen, wie sich das Material bei der Verarbeitung verhält. Ursprünglich wollte Autodesk seine CAD-Software als Betriebssystem aufbauen.

Doch schnell wurde klar, dass Engineering die Zukunft sein würde. Bei Autodesk glaubt man, dass ein Designer in Zukunft vorgibt, was er bauen möchte - zum Beispiel ein Auto, ein Windkraftwerk oder eine Brücke - und welche Spezifikationen (Größe, welche Kräfte wirken etc.) dies erfüllen soll. Die CAD-Software wählt aus einer Datenbank die passenden Formvorschläge und Materialien aus und unterbreitet sie dem Entwickler. Der muss sich vielleicht von herkömmlichen Bauformen lösen - zum Wohl des technischen Fortschritts.

Zudem wird der 3D-Druck für zu Hause immer interessanter, denn die Auswahl an Filamenten, also Material, mit dem gedruckt wird, wird immer größer. Es gibt Poly- Lacttic-Acid-Filamente, die aus Maisstärke hergestellt werden und somit lebensmitteltauglich sind. Man kann auf Filament mit gipsähnlicher Haptik oder Filament mit mikrofeinem Holzstaub, das als Holzimitat verwendet werden kann, zurückgreifen. Und es gibt sogar hochflexible, biegsame Materialien.

Sogar ein Flugobjekt soll schon aus dem 3D-Drucker geflogen sein. Auf der Dubai Airshow zeigten die Luftfahrtfirma Aurora Flight Sciences und der 3D-Drucker- Hersteller Stratasys eine Drohne, die mit über 240 km/h unterwegs sein soll. Die Bauteile sollen zu vier Fünfteln aus dem 3D-Drucker stammen. Die Drohne hat eine Spannweite von 2,75 Metern und wiegt gut 13 Kilogramm.

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