Briefing 2016

Das Team der Abteilung Sustainable Buildings and Cities (SBC) des Austrian Technology Institutes (AIT) schreibt im Rahmen des Pilotprojekts Industry meets Makers 2016 ein Briefing zum Themenschwerpunkt Smart Cities aus.

Ausganslage

Die Smart City als System of Systems ist ein komplexes Konstrukt, in dem viele unterschiedliche Rollenbilder an einem gemeinsamen Ziel arbeiten, die Stadt smarter, grüner und effizienter zu gestalten. RaumplanerInnen, Architekten/innen, Software-Experten/innen und viele weitere ziehen idealerweise an einem Strang und versuchen interdisziplinär Problemstellungen im städtischen Bereich zu lösen. Die Realität divergiert von dieser idealisierten Darstellung. Die Idee, die seitens AIT/SBC vorgestellt wird, versucht diese Herausforderung durch Unterstützung in der Planungsphase von Zielgebieten wie folgt zu adressieren.

Aufgabenstellung

Die zentrale Herausforderung besteht im modularen Aufbau einer virtuellen Smart City mit Hilfe eines Touch-Tablets (Tables).

Folgende Anforderungen sind hierbei zu berücksichtigen:

  • Die Stadt als zentrales Thema wird mittels physischer und virtueller Objekte baukastenartig zusammengestellt.
  • Die Objekte werden durch Eigenschaften und Verhaltensmuster beschrieben.
  • Die Stadt wird aufgrund der Objekt-Interaktion einem agentenbasiertem Ansatz folgend zum Leben erweckt.
  • Die Registrierung und Parametrisierung, d.h. die Eigenschaften bzw. Fähigkeiten der auf dem Tisch zu platzierenden physischen Objekte (siehe Abbildung 1 Widgets)  erfolgt zumindest per Touch-Funktion.
  • Dazu gehört z.B. die Festlegung, ob das Widget ein Haus, ein Fahrzeug o.ä. darstellen soll.

Folgende Ziele sollen im Besonderen erreicht werden:

  • Entwurf und Design eines intelligenten physischen Objekts (siehe Abbildung 1 Widgets), das frei programmiert werden kann. Es darf, kann und soll dabei auch auf bestehende Entwicklungen aus dem Open Source bzw. lizenzfreien Bereich zurückgegriffen werden.
  • Nutzung eines vorhandenen Touch-Tables für die Abbildung der Landkarte (Stadt) sowie eine funktionierende Interaktion mit dem Widget. D.h.: Das Widget wird vom Tisch erkannt, entweder als schon parametriertes Objekt mit entsprechenden Eigenschaften, oder als noch unkonfiguriertes Widget, das entweder über einen reservierten Bereich auf dem Table oder über eine HW-Schnittstelle, wie z.B. USB oder (W)LAN, parametriert werden kann.
    • Eine Bewegung/Verschiebung des Widgets und Positionierung auf einem bestimmten Punkt der Landkarte (Mindestzeit für fixe Position) erzeugt eine Kommunikation/Interaktion zwischen Widget und Karte. Im Zuge dessen wird geprüft, ob eine logische Einbettung des physischen Widgets mit seinen Eigenschaften einen „sinnvollen“ Effekt in der digital abgebildeten Karte erzielen würde, d.h. z.B. eine Anbindung an ein vorhandenes elektrisches Netz oder eine Anbindung an eine lokale Energieerzeugungsanlage etc. möglich ist.
      • So eine logische Schnittstelle zwischen Widget und „lokaler“ Umgebung auf der Karte hergestellt werden kann, bewirkt dies eine Wechselwirkung und Zustandsänderungen - sowohl des Widgets als auch der interagierenden Umgebung hinsichtlich z.B. Energieangebot/-verbrauch.

      Konkretes Beispiel – Kurzbeschreibung

      Ein gegebener Ausschnitt einer Landkarte/Region aus Österreich, z.B. Wien. Hinterlegt werden in der GIS-Karte die Informationen Grundwasser, Untergrund und Außenluft bzw. klimatische Verhältnisse.

      Das Konfigurationspanel (siehe Abbildung 1 Configuration Panel) enthält eine Auswahl von Wärmepumpentypen, d.h. dass eine Grundwasser-, Außenluft- bzw. Erdwärmepumpe gewählt werden kann. Je nach Platzierung des Widgets (W) wird dies mit den betreffenden Eigenschaften des Wärmepumpentyps konfiguriert.

      Nach Platzierung des Widgets (W) auf der Karte und belassen des Widgets (W) auf der gewählten Position für mindestens 5 Sekunden, wird von der Kartenszenerie (siehe Abbildung 1 Touch Table) die Kommunikation mit dem betreffenden Widget hergestellt und das betroffenen Areal bezüglich Eignung des gewählten Wärmepumpentyps bzw. des ausgewiesenen Potenzials dargestellt.

      Nachfolgend eine vereinfachte Darstellung des beschriebenen Sachverhalts. Die Dimension des Kartenbereichs entspricht jener des Touch Tables. Das Configuration Panel erlaubt die Konfiguration der Widgets nach erfolgter Platzierung auf dem Touch-Bereich.

      Abbildung 1

      Abbildung 1

      Gewinne und Support-Leistungen

      Im Rahmen des Kick-off-Barcamps am 2. April 2016 wurden die inhaltlichen Eckpunkte dieser Aufgabenstellung erstmals diskutiert. Bei den Folgetreffen in kleiner Runde soll tiefer in die Materie eingestiegen und gemeinsam definiert werden, welche Support-Leistungen und Gewinne bzw. längerfristigen Kollaborationsperspektiven für die teilnehmenden Makers in Verbindung mit diesem Briefing interessant wären.

      Die ersten Ideenansätze als Diskussionsgrundlage:

      • Am Ende des Pilotprojekts: Einmaliger Geldbetrag
      • Während der Laufzeit des Pilotprojekts: Eventuell Bereitstellung hauseigener Labs und enge Zusammenarbeit und Trainings mit dem Experten/innen-Team des AITs
      • Langfristige Perspektive: Setup eines gemeinsamen Forschungsprojekts plus ev. anschließender Entwicklung des Tools in Kooperation mit weiteren Umsetzungspartnern

      Über das AIT

      Firmenportrait

      Das AIT Austrian Institute of Technology ist Österreichs größte angewandte Forschungseinrichtung. Mit seinen fünf Departments versteht sich das AIT als hochspezialisierter Forschungs- und Entwicklungspartner für die Industrie. Dabei beschäftigen sich die ForscherInnen mit den zentralen Infrastrukturthemen der Zukunft: Energy, Health & Environment, Digital Safety & Security, Mobility sowie Foresight and Policy Development.

      Das Energy Department

      Das AIT Energy Department entwickelt Lösungen für die nachhaltige Energieversorgung von morgen. Unser Forschungsangebot basiert auf langjähriger Erfahrung, wissenschaftlicher Exzellenz, hochwertiger Laborinfrastruktur und weltweiter Vernetzung in zentralen Bereichen künftiger Energiesysteme: Smart Grids, Photovoltaik, Thermische Energiesysteme, Smart Cities und Smart Buildings. Als führender Innovationspartner der nationalen und internationalen Wirtschaft bieten wir Unternehmen angewandte Forschungsservices und sichern ihnen damit einen klaren Wettbewerbsvorteil auf dem Zukunftsmarkt.

      Mehr Details auf www.ait.ac.at