Im Projekt ConText sollen etwa intelligente Tapeten entwickelt werden, über die Geräte im Smart Home miteinander kommunizieren.

Bild: Annemarie Popp, DFKI

Intelligente Textiloberflächen Strom aus Teppich und Tapete

18.07.2019

Das Grundprinzip des Smart Home ist es, technische Systeme überall dort im Haus zu installieren, wo sie gebraucht werden. Allerdings sind nicht immer die dafür notwendigen Strom- und Kommunikationsanschlüsse vorhanden. Smarte Textilien sollen Wände und Böden nun für die kabelbasierte Stromversorgung und Kommunikation nutzbar machen.

Die Möglichkeiten, Wohnumgebungen intelligent zu gestalten, sind vielfältig. Durch das Internet der Dinge lassen sich Wohngegenstände heute so miteinander vernetzen, dass sie uns den Alltag in vielerlei Hinsicht erleichtern.

In der Regel fehlen in privaten Haushalten jedoch flächendeckende Niederspannungs- und Kommunikationsanschlüsse, um IoT-Geräte wie Temperatursensoren, Mikrofone oder Lichtsignale an den gewünschten Orten zu installieren. Um die Systeme mit Strom zu versorgen, kommen daher ökologisch bedenkliche und ausfallanfällige Batterien oder unattraktive Stromkabel zum Einsatz. Zudem benötigen die Geräte für die Kommunikation untereinander stromintensive und störanfällige Funktechnologien.

IoT-Geräte über Textilien sprechen lassen

Das nun gestartete Verbundprojekt ConText zielt auf eine flexible, nutzerorientierte und intuitive Lösung ab, die sich leicht und ohne großen Aufwand im Wohnbereich installieren lässt. Dafür entwickeln Partner aus Industrie und Forschung eine IoT-Infrastruktur aus smarten Tapeten, Teppichen und Textiloberflächen – sogenannte Connecting Textiles. Über diese Flächen können IoT-Geräte nicht nur kabelbasiert mit Niedrigstrom versorgt werden, sondern auch über standardisierte Smart-Home-Protokolle miteinander kommunizieren.

Die Geräte lassen sich dabei von den Anwendern selbst nach individuellen Bedürfnissen an die Connecting Textiles anbringen, beispielsweise durch einfaches Kleben, Heften oder Stecken. Außerdem ermöglichen die elektronischen Textilien neue, intuitive Interaktionsmöglichkeiten. Dazu gehören etwa haptische Interaktionsmuster wie Drücken oder Streichen, über die die Geräte gesteuert und konfiguriert werden können.

Sicherheit bei der Datenkommunikation

Der Forschungsfokus des DFKI-Forschungsbereiches Cyber-Physical Systems unter der Leitung von Prof. Dr. Rolf Drechsler liegt auf den Gebieten des Software- und Hardwaredesigns, der Verifikation elektronischer Systeme sowie der Informationssicherheit. Dementsprechend verantworten die DFKI-Wissenschaftler in ConText die Bereitstellung einer sicheren Kommunikationsinfrastruktur für elektronische Textilien, die eine robuste und zuverlässige Kommunikation zwischen Smart-Home-Zentralen und IoT-Komponenten ermöglicht.

Dabei spielen die Gewährleistung von Datenintegrität und Verschlüsselung nach dem Stand der Technik eine übergeordnete Rolle. Die entwickelte Infrastruktur soll offen für unterschiedliche Smart-Home-Protokolle sein und den einfachen Anschluss beliebiger IoT-Geräte unterstützen.

Zudem entwickeln die Forscher im Projekt eine Software, die mithilfe Künstlicher Intelligenz Grundmuster von Gesteninteraktionen auf textilen Flächen erkennt und so die intuitive Steuerung und Konfiguration von Smart-Home-Geräten ermöglicht. Dabei sollen die Bewohner auch selbst Steuerungsgesten und Interaktionsfolgen definieren können.

Gestengesteuerte Interaktion

Der DFKI-Forschungsbereich Interaktive Textilien, der von Prof. Dr. Gesche Joost geleitet wird, bringt in das Projekt seine Expertise im Design von Produkt-Service-Systemen auf dem Gebiet elektronischer Textilien mittels partizipativer Methoden ein. In ConText entwickeln die Wissenschaftler eine haptische Interaktionsfläche, für die sie im Rahmen von Nutzerworkshops geeignete intuitive Gesteninteraktionen identifizieren sowie Möglichkeiten für deren Integration in Smart-Home-Geräte erforschen.

Ausgehend von den Bedürfnissen der Nutzer entwickeln sie darüber hinaus modulare Plug-&-Play-Lösungen für IoT-Komponenten. Mit ihnen lassen sich die Systeme einfach und ohne besondere Fachkenntnisse an die textilen Oberflächen anschließen.

Förderung über drei Jahre

Das Projekt ConText wird seit dem 1. Juli 2019 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über eine Laufzeit von drei Jahren mit rund 2,9 Millionen Euro gefördert. Die entwickelten Technologien sollen unter anderem im Bremen Ambient Assisted Living Lab (BAALL) des DFKI-Forschungsbereiches Cyber-Physical Systems, eine Wohnung zum Testen intelligenter Assistenzsysteme, evaluiert werden.

Zu den Projektpartnern gehören:

  • DFKI – Forschungsbereich Cyber-Physical Systems, Bremen

  • DFKI – Forschungsbereich Interaktive Textilien, Berlin

  • Robert Bosch, Renningen

  • Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), Denkendorf

  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), Bremen

  • Norafin Industries, Mildenau

  • Peppermint, Berlin

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