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Städte im Netz der Dinge
Die Smart City verändert den Verkehr, macht Verwaltungen effizienter und hilft den Bürgern mit besseren Services. Neue Mobilfunknetze und innovative Blockchain-Anwendungen sind die Voraussetzungen dafür.
Für Skeptiker ist es nur eine langsame, dezentrale Datenbank, für viele Stadtentwickler und Smart-City-Enthusiasten eine Offenbarung: die Blockchain, eine dezentrale Datenbank, in der eine stetig wachsende Liste von Transaktionsdatensätzen abgelegt wird. Was als Basistechnologie von Kryptowährungen wie Bitcoin begann, stimuliert derzeit zu immer mehr Ideen für kreative Anwendungen in der Stadt der Zukunft. Die Möglichkeit, Nutzer über eine Blockchain zu verbinden und sichere Zahlungstransfers ohne eine zentrale Stelle zu organisieren, wirkt wie eine Initialzündung.
Blockchain als zuverlässiger Datenwächter
Im New Yorker Stadtteil Brooklyn gibt es zum Beispiel bereits ein kleines Netzwerk, über das selbst produzierter Sonnenstrom verteilt wird. Die Zahlungen der Nutzer erfolgen auf Basis einer Blockchain, ganz ohne Stromkonzern. In der taiwanesischen Hauptstadt Taipeh entwickelt die Berliner IOTA-Stiftung gerade eine Bürgerkarte, die unter anderem die Nutzung verschiedener Dienste in der Verwaltung und im Gesundheitswesen ermöglichen soll. Auch hier kommt eine Distributed-Ledger-Technologie – so der Oberbegriff für die diversen Varianten von Transaktionsdatenbanken wie die Blockchain – zum Einsatz. Zahlungen und persönliche Daten müssen besonders geschützt werden. Die Blockchain erscheint dafür besonders geeignet.
Sehr große Ambitionen entwickelt Dubai. Die Stadt am Persischen Golf richtet die Weltausstellung EXPO 2020 aus und möchte bis dahin der entscheidende Vorreiter für lokale Blockchain-Anwendungen werden. Alle irgendwie digitalisierbaren Verwaltungstransaktionen sollen in die Blockchain wandern. Von der Schaffung einer Blockchain-Industrie ist die Rede. Über 20 staatliche und privatwirtschaftliche Blockchain-Nutzungsfälle befinden sich derzeit in der „Proof of Concept“-Phase, darunter etwa Vermietung und Verkauf von Immobilien, die Verwaltung des Lebenszyklus eines Fahrzeugs, die Lizenzierung von medizinischen Einrichtungen, das Einschreiben von Studenten an der Universität oder die Gewährleistung von Lebensmittelsicherheit.
Smart Citys werden vom Bürger mitgestaltet
Während dem Begriff der Smart City bis heute etwas Dunkles anhaftet, weil die Idee anfangs vor allem von großen Tech-Konzernen angetrieben wurde und die implementierten Überwachungsfunktionen nicht ganz unbegründete Ängste triggerten, wird die Blockchain auch von vielen kritischen Gruppen begrüßt. „Wir beobachten seit einigen Jahren, dass führende Kommunen auf dem Weg zur Smart City vermehrt den Fokus auf die Einbeziehung der Bürger in Form von Mitgestaltung nach dem Bottom-up-Prinzip legen. Blockchain-Technologien bieten erhebliche Potenziale auf diesem ‚neuen‘ Weg zur Smart City“, sagt Bart Gorynski. Der Mitgründer von bee smart city, einer digitalen Plattform mit knapp 500 Smart-City-Lösungen, begrüßt diese Entwicklung. „Distributed-Ledger-Technologien sorgen für Effizienzsteigerungen, und Transparenz und Co-Creation werden stark befördert.“
Mit der Blockchain könnte sich also fortsetzen, was sich seit einiger Zeit andeutet: Smart Citys werden auch zu einer Stadt der Bürger. Allen voran Barcelonas Digital Innovation Officer Francesca Bria steht international für diesen Ansatz. „Unsere Smart City ist nicht technologiegetrieben. Wir fragen: Wie sieht eine lebenswerte Stadt aus? Und: Wie können die Menschen selbst darüber bestimmen, wie sie leben wollen? Technologie ist nur dazu da, das zu unterstützen“, postuliert die Italienerin in spanischen Diensten.
Das ist allerdings nur ein Teil der Zukunft. Denn die Smart City wird auch eine Stadt der Dinge sein. Das Internet of Things (IoT) mit seinen vernetzten Häusern, Straßen, Fahrzeugen und Infrastrukturen wird unabhängig von Menschen eine eigene digitale Welt in die Metropolen bringen. Besonders die Zukunft des autonomen Fahrens wird diese technologische Entwicklung antreiben. Ampeln, die mit Fahrzeugen über die Grünphase verhandeln, intelligente Laternenmasten, die jederzeit Auskunft über die Belastungen der Straßen geben, Echtzeit-Kartenservices, die den Verkehr an Staus und Hindernissen vorbeilenken, all das wird in den nächsten Jahren zu einer völlig neuen Infrastruktur für smarte Mobilität heranwachsen.
Noch tröpfelt der Datenfluss
Allerdings nur dann, wenn bis dahin ein wichtiger Stolperstein aus dem Weg geräumt werden kann. Viele Datennetzwerke, auf deren Basis Entwickler derzeit das Internet der Dinge aufbauen, können nämlich gerade einmal Datentröpfchen hin und her schicken. Selbst das heute verwendete Mobilfunknetz ist für das, was die Fantasie der Stadt- und Verkehrsplaner beflügelt, viel zu schwach. Deshalb warten sie sehnsüchtig auf die nächsten Mobilfunk-Generationen. Das kommende -5G-Netz soll eine Datenrate von 10 Gbit/s haben, bis zu 100-mal schneller als das heutige LTE. Forscher entwickeln sogar bereits das übernächste Netz mit der Bezeichnung 6G. Es soll Datenraten von bis zu 400 Gbit/s möglich machen – das schafft derzeit nur das Glasfaserkabel. Fast noch wichtiger als die Datenrate wird sein, dass im 5G-Netz wesentlich mehr Geräte ins Netz eingebunden und extrem niedrige Latenzzeiten realisiert werden können. Das ist optimal für die vielen neuen vernetzten Dinge und jene Anwendungen, die auf blitzschnelle Antworten angewiesen sind, zum Beispiel beim autonomen Fahren.
„Die Smart City der Zukunft basiert auf dem Internet der Dinge, 5G wird die Entwicklung beschleunigen und sogar viele IoT-Anwendungen für intelligente Kommunen erst ermöglichen“, ist sich Bart Gorynski sicher. „Daten in Echtzeit bei erhöhtem Datendurchsatz und niedrigen Latenzzeiten haben auch das Potenzial, Leben zu retten“, so der Smart-City-Experte. In der Gesundheitsversorgung oder im Rettungswesen zählt jede Sekunde, wenn die Rettungskräfte Informationen benötigen. Augmented-Reality-Anwendungen in Echtzeit, die beispielsweise einem Rettungsteam im Brandfall den Weg durch ein komplexes Gebäude weisen, sind eine Idee, die Kapazität des neuen Mobilfunknetzes sinnvoll zu nutzen.
Der Hamburger Hafen entwickelt solche Anwendungen bereits für seine Lotsen, die große Containerschiffe durch die enge, sich ständig verändernde Elbe führen müssen. Hier wartet man ebenfalls sehnsüchtig auf das neue Netz. Oder besser gesagt: überhaupt auf ein Netz. Denn bis heute sind die Lotsen auf ihrem Weg durch die norddeutsche Tiefebene an vielen Stellen nicht einmal telefonisch erreichbar.
Autor: Torsten Meise
Der Artikel erschien im Juli 2018 in dem Schaeffler-Technologymagazin „tomorrow – Technologie erleben mit Schaeffler“, das Kunden, Lieferanten und Geschäftspartner der Schaeffler Gruppe regelmäßig über aktuelle Technologie-Themen der Schaeffler Gruppe informiert. Die einzelnen Ausgaben können hier als PDF heruntergeladen oder per Post bestellt werden. Zusätzlich gibt es „tomorrow – Technologie erleben mit Schaeffler“ auch als interaktives Onlinemagazin.
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