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Hausautomatisierung – momentan noch ein recht unübersichtlicher Verhau unterschiedlicher Standards – ist nicht nur eine Spielwiese für Bastler, sondern auch Gegenstand ernsthafter Forschung. Das Linux-Magazin sprach mit Christoph Zimmermann, der am Karlsruher FZI ein entsprechendes Labor leitet.

Linux-Magazin: Heimautomatisierung gilt heute vor allem als Thema für Bastler. Wird es in absehbarer Zeit für jedermann interessant werden? Falls ja, bis wann und unter welchen Voraussetzungen?

Christoph Zimmermann: Tatsächlich ist Heimautomatisierung momentan noch mit einigem Aufwand verbunden. Das liegt hauptsächlich daran, dass jeder Hardware-Hersteller auf andere, oft proprietäre Standards setzt. Dadurch fehlt oft die Interoperabilität. Solange der Anwender bei einem einzigen Ökosystem bleiben kann – beispielsweise Homematic IP, Bosch Smart Home oder AVM Fritz!Box Smart Home –, funktionieren die Lösungen heute schon recht intuitiv. Allerdings bietet nicht jeder Anbieter die gleiche Produktpalette, sodass man gerade bei ambitionierteren Projekten, die über das Heizen oder das einfache An- und Ausschalten des Lichts hinausgehen, schnell an Grenzen stößt.

Standardprotokolle wie ZigBee, BLE oder auch KNX gewährleisten schon heute zumindest teilweise Interoperabilität. Außerdem gibt es unterschiedliche Plattformen, die zum Ziel haben, diverse smarte Produkte miteinander zu vernetzen – zum Beispiel Conrad Connect, Iobroker, FHEM oder OpenHAB, ansatzweise auch Apple HomeKit oder Google Home.

Die Standardisierung und die Plattformen zur Vernetzung sind wichtig, um Heimautomatisierung für jedermann interessant zu machen. Bisher ist die Produktlandschaft allerdings noch zu groß und unübersichtlich für Otto-Normalnutzer. Wenn sich Standards und Plattformen durchsetzen können, sinken die Hürden für den Einstieg automatisch. Dennoch bleiben vor allem Stolpersteine für den nicht IT-affinen Anwender. Das betrifft vor allem komplexe Szenarien, die erst über die Verknüpfung mehrerer Bedingungen einen Mehrwert bieten. Ein konkreter Zeitpunkt, bis zu dem sich Erleichterungen ergeben, lässt sich momentan allerdings noch nicht absehen.

Linux-Magazin: Die erste, damals noch kabelgebundene Fernbedienung kam 1950 in den USA unter dem Namen “Lazy Bones” heraus, was so viel wie Faulpelz bedeutet. Heute kann jeder den Fernseher beispielsweise über Amazons Sprach-Interface Alexa steuern, ohne auch nur einen Finger zu rühren. Aber ist das Vermeiden auch noch der geringsten körperlichen Aktionen überhaupt erstrebenswert? Ist es tatsächlich bequem, wenn einem nicht einmal mehr die spontane Entscheidung über Lichtstimmung oder Raumklima bleibt, weil sich alles vollautomatisch regelt?

Christoph Zimmermann: Zunächst würde ich nicht sagen, dass sich eine automatische Regelung und spontane Entscheidungen komplett ausschließen. Außerdem kann der Nutzer im Regelfall die Einstellungen jederzeit seinen Wünschen entsprechend anpassen. Eine automatische Regelung soll aber die aktuellen Wünsche möglichst genau vorhersagen. Trotzdem kann ein anderes Verhalten immer wieder gewünscht sein.

Darüber hinaus stehen dem Anwender heute unzählige Einstellungsmöglichkeiten zur Verfügung, die er in der Vergangenheit nicht hatte. Um beim Beispiel der Beleuchtung zu bleiben: Ursprünglich konnte man das Licht lediglich an- oder ausschalten. Später kam dann das Dimmen dazu, was schon mehr Komplexität ins Spiel bringt, etwa wenn man an verschiedenen Stellen im Raum die Leuchten dimmen will. Heutzutage hängt die Lichtstimmung von der Helligkeit, der Lichtfarbe, der Positionierung der Leuchte und vielen weiteren Aspekten ab. Zusätzlich möchte der Nutzer vielleicht gleichzeitig mit einer bestimmten Beleuchtungsszene auch noch den Fernseher anschalten und die Jalousien schließen, um einen gemütlichen Fernsehabend zu genießen.

So etwas lässt sich einerseits gar nicht mit einem einzigen klassischen Schalter steuern, andererseits ist das manuelle Einstellen dieser Parameter eher umständlich und zeitraubend. Dieses Beispiel lässt sich auf viele weitere Anwendungen übertragen. Meiner Meinung nach überwiegen meist die Vorteile einer automatisierten Steuerung gegenüber der körperlichen Aktion, allerdings ohne diese ganz abzuschaffen. Häufig hört man das Argument, das brauche man doch alles gar nicht oder das seien nur Spielereien. Doch wer hätte vor 20 Jahren gedacht, dass heute jeder von uns mit einem Smartphone und mobilem Internet unterwegs ist?

Linux-Magazin: Was für den Durchschnittsbürger vielleicht etwas übertrieben wirken mag, kann ja für Menschen mit körperlichen oder geistigen Einschränkungen sehr nützlich sein. Welche Ansätze gibt es da?

Christoph Zimmermann: Ein beliebtes Beispiel dafür ist der smarte Hausnotruf. Gerade für ältere Mitmenschen, die allein leben, wünschen sich die Angehörigen häufig eine einfache Möglichkeit, um im Notfall Hilfe anzufordern. Dazu gibt es den klassischen Hausnotruf, bei dem ein Knopf gedrückt werden muss, um den Bewohner automatisch mit einem Leitstellenmitarbeiter zu verbinden.

Beim smarten Hausnotruf hingegen werden kritische Situationen automatisch erkannt. Über bestimmte Sensoriken lassen sich somit etwa Stürze oder ungewöhnliche Bett- beziehungsweise Aufstehzeiten detektieren. Je nach Kundenwunsch kann dann zunächst ein Angehöriger über das Ereignis informiert werden, sodass er nach der Person sehen kann.

Als kommerzielles System wäre hier beispielhaft EasierLife zu nennen, das aus einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt hier am FZI hervorging. Aktuelle Forschungen versuchen, gerade eingeschränkte Personen zu unterstützen, indem Systeme deren Verhalten analysieren und vorhersagen, sodass mögliche Hilfestellungen ohne spezielle Nutzerinteraktion geleistet werden können. Man muss das Smart Home dann nicht mehr aufwendig programmieren, sondern es lernt durch die Interaktion mit dem Nutzer.

Das BMBF-geförderte Projekt AuRorA hat beispielsweise erforscht, wie man die Interaktion einer Person mit einem robotischen System vorhersagen kann – zum Beispiel durch gemeinsames, kooperatives Kochen eines Menschen zusammen mit einem selbstlernenden Roboter. Daneben gibt es viele weitere Anwendungsfelder, die verschiedenste Themen wie soziale Teilhabe oder Aktivierung der Bewohner adressieren.

Linux-Magazin: Eine intelligente Heizungssteuerung oder das automatische Abschalten nicht mehr benötigter Verbraucher können ja zur Energieeffizienz beitragen. Leistet Smart Home so eventuell sogar einen Beitrag zum Klimaschutz?

Christoph Zimmermann: Definitiv! Insbesondere die Vernetzung sämtlicher Gewerke in einem automatisierten Gebäude birgt riesige Potenziale zum Klimaschutz. Typische Beispiele wären hier das Laden von Elektroautos in Spitzenzeiten der Photovoltaikanlage oder das Starten von Wasch- oder Spülmaschinen in Zeiten geringer Netzauslastung. Zugegeben: Das Beispiel mit den Elektroautos hinkt aufgrund der momentan geringen Verbreitung, aber die Bemühungen von Bundesregierung und der Industrie deuten an, dass das zukünftig ein wichtiger Aspekt werden kann.

Die Anzahl der Möglichkeiten steigt dabei mit dem Grad der Vernetzung, sodass hier auch neue Anwendungsfelder entstehen werden. Das betrifft nicht nur die Vernetzung innerhalb eines Gebäudes, sondern auch über mehrere Gebäude und ganze Städte hinweg, was die Idee von Smart Cities beschreibt. Hier könnte dann zum Beispiel auch der Verkehr basierend auf gemessenen Feinstaubwerten geregelt werden, um die Umweltbelastung an Hotspots zu reduzieren.

Linux-Magazin: Wir sprachen bereits über Homematic, Z-Wave, ZigBee oder KNX, wofür Sie ein Testlabor betreiben. Auf dem Markt tummeln sich viele verschiedene Standards. Wird es zu einer Vereinheitlichung kommen, und wer werden die Sieger sein?

Christoph Zimmermann: Wie schon gesagt, denke ich, dass es zu einer gewissen Vereinheitlichung kommen muss. Das wäre der Mehrwehrt, der Heimautomatisierung im Vergleich mit bisherigen Systemen für die Masse attraktiver gestalten würde. Jeder Standard hat spezifische Vor- und Nachteile, sodass sich ein klarer Sieger momentan noch nicht absehen lässt. Es werden sicherlich nicht alle Vertreter im Smart-Home-Markt überleben, es muss aber auch keinen einzelnen Sieger geben. Wenn die zuvor genannten Integrationsplattformen es schaffen, die verschiedenen Komponenten nutzerfreundlich zu vernetzen, dann ist es aus meiner Sicht sogar sehr wünschenswert, wenn verschiedene Standards für unterschiedliche Anwendungsgebiete zur Verfügung stehen. Für den Endnutzer spielt es aber keine Rolle, über welches Protokoll die einzelnen Komponenten kommunizieren, solange er sie einfach einbinden kann.

Linux-Magazin: Aus den Daten einer umfassenden Hausautomatisierung lässt sich viel über die Nutzer ableiten. Wie ist es da um den Datenschutz bestellt?

Christoph Zimmermann: Das ist sicherlich ein wichtiges Thema. Überall, wo große Datenmengen über verschiedene Nutzer oder Gruppen anfallen, müssen wir uns auch mit Datenschutz und Datensicherheit auseinandersetzen. Im Kontext der Hausautomatisierung gibt es dazu verschiedene Ansätze. Ich kann als Nutzer alle Daten nur lokal in meinem Zuhause speichern und verarbeiten. Dazu benötige ich keinen Cloud-Zugang eines Anbieters und grundsätzlich nicht einmal Internet-Zugang. Das gewährleistet maximalen Schutz vor Datenmissbrauch und Angriffen von außen.

Viele Hersteller setzen allerdings auf vollständige Cloud-Anbindung oder Cloud-Integration für bestimmte Dienste. Hier müssen die Nutzer zwischen Komfort und Datenschutzbedenken abwägen. Häufig werden bekanntere Hersteller eher als unbedenklich eingestuft als weniger bekannte. Generell ist es aber auch im Interesse der Unternehmen, nicht negativ in die Schlagzeilen zu geraten und dementsprechend keine Datenlecks zu verursachen. Abhilfe können hier nur intelligente Smart-Home-Datenschutzwächter leisten, wie beispielsweise das Projekt Shodan. Sie ermöglichen es dem Nutzer, ähnlich wie bei einer Firewall Datenströme gezielt zu überwachen und zu regulieren.

Linux-Magazin: Je mehr ich im Haushalt automatisiere, desto stärker begebe ich mich auch in Abhängigkeit von der Technik. Möglicherweise sitze ich eines Tages im Dunkeln, weil der Steuerrechner abgestürzt ist und ich keine normalen Lichtschalter mehr habe. Oder jemand hackt in meinem Winterurlaub die Heizungssteuerung und lässt die Leitungen einfrieren. Welche Gefahren sehen Sie da?

Christoph Zimmermann: Ein gewisses Risiko lässt sich hier nicht bestreiten. Je mehr Komponenten man integriert, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit eines (partiellen) Ausfalls. In den seltensten Fällen ist bei einem gut durchdachten System aber das komplette Gebäude mit allen Gewerken betroffen.

Die Gefahr des Hackerangriffs hatte ich schon kurz thematisiert: Das lässt sich durch Abschottung nach außen vermeiden. Will man das nicht, oder ist das nicht möglich, muss man Vorsichtsmaßnahmen treffen, wie beispielsweise den Schutz durch starke Passwörter oder ausschließlichen Zugriff via VPN. Das minimiert das Risiko beziehungsweise erhöht den Aufwand für den Angreifer. Gerade als Privatperson kann ich dadurch die meisten Angriffe abwehren.

Anders sieht es jedoch aus, wenn die Steuerung des Smart Home in der Cloud liegt: Hier helfen mir, wie bereits erwähnt, nur entsprechend smarte Datenschutzwächter. Meiner Meinung nach kommt aber der klassische Einbrecher auch in absehbarer Zukunft noch eher mit der Brechstange als mit dem Laptop. Dennoch sollte der Nutzer sein System auf jeden Fall möglichst gut gegen Ausfall und auch Angriffe absichern, um Schäden zu vermeiden.

Linux-Magazin: Haben Sie vielen Dank für diese interessanten Einblicke!