Das „Blockchain Device“ ist die erste Entwicklung des Europäischen Blockchain-Instituts in Nordrhein-Westfalen.

Bild: Fraunhofer IML

Online-Dokumentation in der Logistik Neues „Blockchain Device“ überwacht weltweite Lieferketten

27.10.2020

Dortmunder Forscher haben einen Prototyp des sogenannten „Blockchain Device“ vorgestellt, das ein neues Kapitel in der Logistik aufschlagen soll. Mit ihm lassen sich temperaturempfindliche Waren wie Lebensmittel, Medikamente oder Impfstoffe entlang weltweiter Lieferketten online überwachen.

In den kommenden drei Jahren werden weite Teile der Logistik digitalisiert sein – davon gehen Experten aus. Auch die Leiter des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML Prof. Michael Henke und Prof. Michael ten Hompel sind sich in dieser Hinsicht einig.

„Durch die Digitalisierung von Prozess- und Lieferketten und mithilfe Künstlicher Intelligenz wird nicht nur in der Logistik ein neues Zeitalter eingeläutet“, sagen sie. „Digitale Plattformen werden zum zentralen Dreh- und Angelpunkt einer kommenden Silicon Economy.“

Eine entscheidende Rolle in dieser Entwicklung soll das Europäische Blockchain-Institut am Fraunhofer IML spielen. Hier ist nun der erste Prototyp des „Blockchain Device“ entwickelt worden. Diese Devices „werden zukünftig aktiv per Smart Contract verhandeln, Transaktionen triggern und Zahlungen buchen“, erkärt Henke. „Dadurch wird jede Aktion über das Blockchain-Netzwerk eindeutig identifizier- und nachverfolgbar.“

Lieferketten in Echtzeit erfassen und steuern

Das „Blockchain Device“ ist eine vollständige Neuentwicklung, angefangen bei der Computer-Hardware über die Software des Temperatursensors bis hin zum Blockchain Client. Es ist nur 9 mm dick und lässt sich dadurch wie eine Karte in einen Standardbehälter einstecken.

Das Gerät verfügt über 5G-kompatible Kommunikation, ein hochauflösendes E-Paper-Display (1.440 Pixel x 1.072 Pixel) und eine Reihe von Sensoren (Temperatur, Beschleunigung und Lage). Die Akkulaufzeit soll im Dauerbetrieb mehr als 14 Tage betragen, im Low-Power-Betrieb sogar mehr als zwei Jahre.

Laut den Forschern lassen sich mit dem neuen IoT-Device Echtzeitdatenerfassung und eine autonome Real-Time-Steuerung von Lieferketten umsetzen. Das sichere Einbinden physischer und monetär relevanter Prozesse in ein Blockchain-basiertes Ökosystem gewährleistet eine horizontale und vertikale Vernetzung. Positions- und Sensordaten dokumentieren die lückenlose Überwachung der Transportkette inklusive einzuhaltender Bedingungen. Das Gerät ist zudem „IDS ready“, also für die Implementierung in den International Data Space vorbereitet.

„Wir verfolgen den Wandel vom Internet der Dinge zum Internet der Werte“, sagt ten Hompel, der das „Blockchain Device“ anlässlich der Verleihung des NRW-Innovationspreises 2020 in der Kategorie „Ehrenpreis“ vorstellte. „Mithilfe der Blockchain-Technologie werden schon bald nicht nur Daten, sondern reelle Werte rechts- und prozesssicher verhandelt und gebucht. Nicht nur in der Logistik gilt in naher Zukunft: keine Blockchain – kein Geschäft.“

Hardware des „Blockchain Device“

  • STM32MP1-Prozessor mit Dual-A7-Core für den Linux-Betrieb und Ultra-Low-Power-Pozessor Cortex M4 für lange Laufzeit

  • Linux-Betriebssystem, das für die Blockchain genutzt wird und über den Inter-Processor Communication Controller mit dem M4 Core kommuniziert, der für die Erfassung der Sensordaten und Benutzereingaben zuständig ist. Das Linux-OS kann so in weiten Bereichen energiesparend im Bereitschaftsmodus betrieben werden und wird nur bei Events aktiviert.

  • optionales WLAN/Bluetooth-Interface (2,4 Ghz)

  • Kommunikation über Cat-M1 und NB-IoT-Modem

  • E-Paper-HD-Display mit einer Auflösung von 1.440 Pixel x 1.072 Pixel

  • Bedienung mit bis zu acht Tastern

  • 1 GB Arbeitsspeicher

  • Akku mit Energie-/Lademanagement für mehrjährigen Betrieb

  • Temperatur- und Feuchtigkeitssensor außen und Temperatursensor innen (modular um weitere Sensoren erweiterbar)

  • Blockchain Framework Tendermint (Open Source)

Förderung

Das Projekt zum Aufbau des Europäische Blockchain-Instituts in Nordrhein-Westfalen wird mit rund 7,6 Millionen Euro vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie NRW gefördert. Es ist eng verzahnt mit dem Projekt „Silicon Economy“, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur unterstützt wird.

Bildergalerie

  • Wie eine Einsteckkarte lässt sich das IoT-Gerät einfach an zum Beispiel Medizinboxen anbringen.

    Bild: Fraunhofer IML

  • Hardwareseitig bringt das „Blockchain Device“ unter anderem einen STM32MP1-Prozessor und 1 GB Arbeitsspeicher mit.

    Bild: Fraunhofer IML

  • Prof. Michael ten Hompel (links) und Prof. Michael Henke sind Leiter des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML.

    Bild: Fraunhofer IML

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