Wir leben in spannenden Zeiten: Erstmals in der Menschheitsgeschichte ist es uns möglich, die Werkzeuge, die wir geschaffen haben, »sprechfähig« zu machen und so unabhängig von menschlichem Eingreifen miteinander kommunizieren und interagieren zu lassen. Diese Entwicklung bei der digitalen Transformation wird griffig als das »Internet der Dinge« (engl. Internet of Things – IoT) bezeichnet, während die Technologen trocken von Maschine-zu-Maschine-Interaktion (M2M) sprechen. Natürlich ist das Internet der Dinge undenkbar ohne die vorangegangene Entwicklung des Internets hin zu einer globalen Kommunikationsplattform mit ihrer riesigen Schar von Webservices. Dinge oder Geräte, die mit dem Internet verbunden sind, werden gerne als »Smart Devices« oder »smarte« Dinge bezeichnet. Denn dank dieser Verbindung können sie aus der Entfernung gesteuert werden und mit anderen smarten Dingen eigenständig interagieren. Schon heute gibt es über 30 Milliarden smarte Devices, und diese Zahl wächst exponentiell weiter. Bald wird es für jeden selbstverständlich sein, sich in diesem Ökosystem »smarter« Dinge zu bewegen, die uns in unserem Handeln und Leben unterstützen und bereichern. Aber wie funktioniert das alles?

Das Internet als Basistechnologie führte nach seiner Einführung zunächst nur ein Nischendasein. Erst die immer breitere Verfügbarkeit von Computern, Smartphones, Tablets und programmierbaren Controllern, die sich mit dem Internet verbinden und es für ihre Kommunikationszwecke nutzen konnten, machte das Internet zum Netz der Netze, das wir heute kennen. Diese Entwicklung brachte etwas ins Rollen, das wir gerade als digitale Transformation unserer Arbeits- und Lebenswelt erleben. Ausgestattet mit entsprechender Kommunikationstechnologie und Sensoren, der so genannten digitalen Hülle, können sich heute nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen als smarte Dinge mit dem Internet verbinden. Das Potenzial, dass sich bietet, wenn sich smarte Geräte an verschiedenen Stellen in der Welt über das Internet verbinden und interagieren, also sich gegenseitig steuern können, lässt manche von einer smarten Welt träumen, zu Hause im Smart Home, in der Kommune als Smart City, in der Fabrik als Smart Factory und dergleichen mehr.

Die Repräsentanz eines smarten Dinges (seiner digitalen Hülle) im Internet, also sein digitales Abbild, wird oft als digitaler Zwilling bezeichnet. Mit dem Eintauchen der Dinge in den digitalen Raum eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten der Interaktion. Geräte, die bisher darauf gewartet haben, physisch genutzt zu werden, bekommen Eigenschaften, die weit über ihre bisherigen physischen Fähigkeiten hinausreichen. Die digitalen Abbilder können sich überall auf der Welt mit dem Internet verbinden und darüber mit den digitalen Abbildern von Menschen und anderen Dingen in (nahezu) Echtzeit kommunizieren und interagieren. So können smarte Dinge von überall auf der Welt Sensordaten ihrer Umgebung austauschen, Warnungen ausgeben, Reaktionen auslösen und Aktivitäten jeglicher Art starten. Die einfachsten Beispiele liefern »Smart-Home«-Anwendungen: die mit dem Internet verbundene Heizung etwa, sich mit dem Smartphone des Bewohners verbindet und feststellt, dass dieser sich gerade auf dem Heimweg befindet, und daraufhin entsprechend vorheizt oder ihre Leistung drosselt, wenn der Bewohner das Haus verlässt. Ähnliches ist mit dem Beleuchtungssystem im Haus möglich oder mit Jalousien, die mit einem Wetterdienst kommunizieren.

Ursprünglich kommt die Entwicklung des Internets der Dinge aber aus dem industriellen Kontext. Schon sehr früh hat man hier darüber nachgedacht, wie sich einzelne Maschinen innerhalb einer Fabrik miteinander abstimmen können, um einen Produktionsprozess voranzubringen und optimal zu steuern, beispielsweise das Fließband im Fehlerfall abzubremsen. Noch komplexer wird es, wenn ein smarter Produktionsprozess über mehrere Fabriken oder sogar über mehrere Ebenen des Produktions- und Geschäftsprozesses, wie Logistik, Verkauf und Marketing, gesteuert werden soll. Die Gesamtheit solcher intelligenten industriellen Abläufe wird auch als »Industrie 4.0« bezeichnet.

Die Grundidee, wie smarte Dinge und Maschinen über das Internet miteinander kommunizieren können, besteht darin, die Geräte über entsprechende Kommunikationskomponenten zu befähigen, sich mit dem Internet zu verbinden, und dann über Webservices, die in der Cloud oder eigenen Rechenzentren betrieben werden, Interaktions- und Steuerungsaufgaben im Zusammenspiel mit anderen smarten Dingen zu übernehmen. Schon heute tummeln sich Milliarden solcher internetfähigen Geräte von zahlreichen Anbietern auf dem Markt. Damit diese sinnvoll miteinander kommunizieren können, braucht es eine gemeinsame Sprache beziehungsweise einen Übersetzungsdienst zwischen den Sprachen der einzelnen smarten Geräte. Diese Übersetzungsleistungen wird über Webservices erreicht, die als Schnittstellen zwischen den digitalen Hüllen der smarten Dinge im Internet fungieren. Wie genau Maschinen mit Hilfe von Webservices miteinander sprechen, wird in der kommenden Folge dieser Kolumne beschrieben.