Das intelligente Gebäude «iHomeLab» auf dem Campus der Hochschule Luzern (Illustration: iHomeLab)
Ein kühler Morgen im Herbst, draussen ist es noch dunkel. Sie werden durch sanftes, langsam heller werdendes Licht geweckt. Sie stehen auf und betreten das Badezimmer. Die Dusche ist auf Ihre Wohlfühltemperatur eingestellt. Nach der Dusche gehen Sie in die Küche, wo die Kaffeemaschine bereits vorgeheizt ist. Im Wohnzimmer ist es bereits angenehm warm, obwohl die Heizung während der Nacht nur im reduzierten Betriebsmodus war.
Während der Fahrt zur Arbeit werden Sie vom Infotainment-System benachrichtig, dass Ihre Kinder das Haus rechtzeitig verlassen haben. Ihr zu Hause wechselt nun in den Abwesenheitsmodus: alle Türen und Fenster sind verschlossen und das Sicherheitssystem überwacht das Gebäude. Die Heizung wird abgeschaltet, da der Wetterbericht für den heutigen Tag Sonnenschein mit Temperaturen von 23 Grad Celsius voraussagt. Auf der Ostseite wurden die Jalousien geschlossen. So heizt sich das Haus nicht auf.
Nach dem Mittagessen kontrollieren Sie am Smartphone den Zustand Ihres Hauses. Alles in Ordnung. Die Waschmaschine, welche Sie gestern Abend gefüllt haben, läuft. Gleichzeitig auch der Geschirrspüler. Das ist gut so, denn die Sonne scheint und es wird genügend Solarstrom auf dem Dach produziert. Sie sehen auch, dass anschliessend geplant ist, den Boiler zu heizen. Vor Feierabend meldet die App ein aufziehendes Gewitter und dass die Jalousien wieder geöffnet werden, um Sturmschäden zu vermeiden. Diese Meldung beachten Sie nicht weiter, es ist schliesslich das normale Verhalten Ihres Hauses. Mehr Aufmerksamkeit widmen Sie der Nachricht, dass Ihre Tochter noch nicht rechtzeitig aus der Schule zurück ist. Das Haus hat gelernt, wer an welchen Tagen normalerweise wann nach Hause kommt. Es kann zudem Terminkalender und Unterrichtspläne abgleichen. Schnell schreiben Sie eine Nachricht an Ihre Tochter, um sich zu vergewissern, dass alles in Ordnung ist. Sie sei noch in der Bibliothek, schreibt Ihre Tochter zurück. Alles gut. Beruhigt fahren Sie nach Hause. Während ihrer Rückfahrt startet der Backofen und backt den Auflauf, welchen Sie am Morgen hineingestellt haben. Ein leckeres Abendessen wartet auf Sie und Ihre Familie.
Das oben beschriebene Szenario zeigt, welche Komponenten in einem vernetzten Gebäude bereits heute zusammenarbeiten und die Bewohner in ihrem Alltag unterstützen könnten. In einem vernetzten und intelligenten Zuhause geht es grundsätzlich darum, Geräte und Komponenten untereinander zu verbinden, welche in einem gewöhnlichen Haus nicht miteinander kommunizieren oder nur manuell bedient werden. Ziel der Vernetzung ist es, Komfort, Sicherheit oder Energiemanagement zu verbessern. Es gibt unzählige Möglichkeiten und Szenarien, wie Geräte von verschiedensten Herstellern miteinander vernetzt werden können, um ihren Nutzern den Alltag zu erleichtern oder älteren Menschen ermöglichen, dank Sicherheitsfunktionen länger in den eigenen vier Wänden zu wohnen.
Im Luzerner iHome: Ein angenehmes Ambiente mit viel Komfort und Sicherheit (Illustration: iHomeLab)
Die Vielfalt an Geräten und Bediensoftware sowie fehlende einheitliche Standards erzeugen eine sehr hohe Komplexität bei der Konfiguration, dem Betrieb und der Wartung eines «Smart Homes». Mit Smartphones und Tablets hat sich zwar die Anzahl Fernbedienungen für den Benutzer reduziert, die Bedienungsschnittstelle ist aber nicht unbedingt einfacher geworden, da von jedem Hersteller eine eigene App auf dem mobilen Gerät installiert werden muss. Eine Vereinfachung der Bedienung könnte die Integration von sprachgesteuerten Assistenten wie «Amazon Echo» oder «Google Home» bedeuten. Die Assistenten arbeiten aber immer noch fehlerhaft und erreichen schnell ihre Grenzen (z.B. bei Spracheingaben mit unterschiedlichen Dialekten). Es gibt einige bekannte Beispiele von Fehlfunktionen der Sprachassistenten: so wurde z. B. eine private Unterhaltung aufgezeichnet und an einen Kontakt verschickt [1]. Selbstverständlich darf so etwas nicht passieren. Privatsphäre und Datenschutz müssen auch in einem «Connected Home» gewährleistet sein.
Wie in allen Bereichen im heutigen digitalen Zeitalter ist Cybersecurity ein enorm wichtiger Bestandteil innerhalb vernetzter Gebäude. Hersteller von Geräten, Installateure aber auch Benutzer müssen bei der Entwicklung, Konfiguration und im Alltag entsprechend vorsichtig sein. Die Unmenge an vernetzten Geräten im Haushalt bietet Hackern eine grosse Angriffsfläche. Mit vernünftigem Handeln und «gesundem Menschenverstand» (z. B. sichere, unterschiedliche Passwörter) kann der Bewohner aber selber entscheidend zu einem sicheren Betrieb seines vernetzten Heims beitragen.
Beim iHomeLab an der Hochschule Luzern erforschen wir seit Jahren Gebäudeautomationssysteme und den Einsatz von Software-Assistenten, sog. Butler. Wir zielen darauf, den Energieverbrauch und die Energieversorgung mit den Aktivitäten und Komfortansprüchen der Bewohner in Einklang zu bringen und mit einfachen, intuitiven und massentauglichen Lösungen ein gutes und langes Wohnen zu Hause zu ermöglichen.
[1] Amazon: Echo device sent conversation to family's contact