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Mit dem intelligente Handschuh können Produktions- und Logistik-Mitarbeiter schneller, sicherer und einfacher arbeiten. Prozessschritte lassen sich freihändig durch das 2D-Barcode-Scanmodul dokumentieren. - Bild: ProGlove

Da wären beispielsweise Thermogeneratoren, winzige Energielieferanten, von denen es bei Infineon heißt: „Sie könnten bald das leidige Thema Batterien erledigen.“ Oder der Chip im Pullover, der der Waschmaschine signalisiert, bei welcher Temperatur er zu waschen ist – ebenfalls eine Infineon-Idee.

Flex, ein 200 000-Mann starker EMS- und Elektronikentwicklungs-Dienstleister, experimentiert mit in Stoffen eingewebter Elektronik in Unterwäsche, Arbeitskleidung, Schmuck, Jacken oder Handtaschen.

Harald Bader, Director Business Development, Flex, schwärmt von den neuen 'Smart Textiles': „Eine Jacke mit beleuchteten Buchstaben – waschmaschinen und bügelfest. Oder ein intelligenter Patch auf der Brust eines Patienten, der dessen Vitaldaten durchgängig überwacht, sodass der Patient im Krankenhaus nachts nicht mehr geweckt werden muss.

Es könnte ein Wearable am Handgelenk sein, das das Auto entriegeln kann, oder ein Navigationssystem, das mit der Smartwatch synchronisiert ist.“

MEMS-Sensoren bei Bosch

Filigranste Elektronik lässt sich heute in (fast) jedes Wunsch-Produkt integrieren. „An dieser Stelle ist die Einbildungskraft die einzige Einschränkung“, so Bader.

Ebenfalls erfolgreich auf diesem Markt unterwegs ist Bosch Sensortec. Seit 11 Jahren stellt die Bosch Tochter sogenannte MEMS-Sensoren her – in Miniatursystemen ist man also erfahren. Jeanne Forget-Funk, Vice President Marketing, kann sich ein T-Shirt mit integrierten Bewegungssensoren vorstellen, das die Sitzhaltung des Trägers korrigiert, oder einen Sport-BH, der den Herzschlag misst. „Seit zwei, drei Jahren werden Wearables für Bosch immer wichtiger“, so Forget-Funk.

In Wellen gelang es den Herstellern immer wieder, neue Wearable-Produktgenerationen auf den Markt zu bringen: „Die Smart Watches kamen als erstes auf den Markt, sie waren klein und smart. In einer nächsten Welle bekamen sie 'Sinne'. Wir integrierten MEMS-Sensoren für Druck und Beschleunigung. Damit konnten die Wearables Bewegungen und Positionen messen. Das bescherte uns eine Flut an Fitnessarmbändern.

Inzwischen sind wir bei der nächsten Welle der intelligenten Miniatursysteme angelangt: Wir erweiterten die 'Sinne' der Wearables, zum Beispiel um Sensoren für Luftqualität oder Vision-Sensoren. Das heißt, die Devices können nun auch sehen und riechen“, so die Marketingmanagerin, „Jetzt warten wir nur noch darauf, dass sie hübscher werden“, fügt sie lächelnd hinzu. Außerdem wandern sie vom Handgelenk zum Kopf, wo sie in Form von Brillen optische und akustische Aufgaben erfüllen können.

Audi experimentiert mit Scanner-Handschuh

Mit den hinzugewonnenen Funktionen werden die Wearables nun auch für die Industrie und Medizin immer interessanter. „Wir spüren eine erhöhte Nachfrage im Automobil- und Medizinbereich“, bestätigt Bader.

So experimentiert zum Beispiel Audi mit einem Scanner-Handschuh, der den Mitarbeitern der internationalen Logistik im Audi Werk Ingolstadt die Arbeit erleichtern soll: der Handschuh 'ProGlove' besitzt einen eingearbeiteten Barcode Scanner und vereinfacht den Teileversand. Der Mitarbeiter hat beide Hände frei und kann ergonomischer arbeiten. Nach einer vierwöchigen Pilotphase verwenden die Audi Mitarbeiter nun zehn dieser Wearables am Standort Ingolstadt.

Smart Watches und Fitness-Armbänder

Eine breitere Verwendung in der Industrie gibt es bislang jedoch nicht. Unter www.vandrico.com listet ein kanadisches Portal zwar über 500 Wearable Devices quer über alle Branchen auf. Doch bei den angebotenen Produkten handelt es sich zu einem Großteil um Uhren und Armbänder.

„Im Augenblick sehen wir viele Markt-Aktivitäten bei Smart Watches oder Fitness- und Aktivitäts-Armbänder“, beobachtet auch Bader. Außerdem bewertet ein zu jeder Gerätebeschreibung gestelltes Netzdiagramm unter anderem die Einzigartigkeit und den Nutzwert des jeweiligen Wearables – und die sind beide vielfach noch gering. Angeboten werden die Geräte in der Regel in Verbindung mit einer App fürs Smartphone.

Vendrico betreibt die nach eigenen Angaben umfangreichste Wearable-Datenbank weltweit. Die Devices sind übersichtlich nach Zielbranche und zugeordnetem Körperteil gelistet.

Vielfach handelt es sich um Versuchsballons, um Forschungsprojekte. Diese allerdings betreibt fast jeder größere Halbleiterhersteller. Bei Infineon arbeitet ein sechsköpfiges Team aus der Forschungsabteilung für Emerging Technologies daran, High-Tech und Textilien miteinander zu verbinden. Bei Texas Instruments gibt es diverse Chips und Boards für Wearable-Entwickler zu kaufen.

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Ein Anwendungsbeispiel Infineons ist ein Audio-Modul, das fertigungsgerecht in die Kleidung eingearbeitet werden kann. - Bild Infineon

Das monetäre Marktpotenzial schätzen die Experten unterschiedlich ein. So heißt es bei Markets and Markets, der globale Wearable Elektronik Markt hätte bereits 2012 2,5 Mrd US-Dollar betragen. „Er ist anerkanntermaßen einer der am schnellsten wachsenden Märkte dieses Planeten“, sagen die Markets and Markets-Experten, „es wird geschätzt, dass die Wearable Elektronik Industrie eindrucksvolle 8 Mrd US-Dollar 2018 erreichen wird.“

IDC, eine weitere auf den Halbleitermarkt spezialisierte Beratung, jongliert mit höheren Summen: „Im vergangenen Jahr betrug das Marktvolumen für Wearables 13,4 Mrd US-Dollar und im Jahr 2019 wird er auf das Dreifache angewachsen sein, auf 44 Mrd US-Dollar.“ IDC erwartet außerdem 237 Mio Devices, die noch in diesem Jahr ausgeliefert werden. „Es handelt sich also um einen großen Markt, der sich schnell und nachhaltig entwickelt“, fasst der Flex Manager zusammen, aus dessen Produktion nach eigener Aussage heute etwa 75 Prozent des weltweiten Bedarfs stammen. Bosch Sensortec allein will bis 2020 insgesamt 250.000 Devices auf den Markt gebracht haben. Die Erwartungen aller an den Markt sind hoch.

Was sind Wearables?

Wearables sind elektronische Miniatursysteme, die man am oder im Körper tragen kann. Mit Walkmans und Hörgeräten, aber auch Herzschrittmachern gab es in den 70er Jahren die ersten Wearables. Inzwischen sind sie dank Miniaturisierung, Kommunikationsmöglichkeiten der Bausteine und kostengünstiger App-Technologie weiter verbreitet.

Bekannt sind vor allem die Fitness-Armbänder und Smartwatches. Um weitere Produkte zu entwickeln, betreiben nicht nur Unternehmen aus der Computerbranche einen erhöhten Forschungsaufwand.

Hohe Dynamik herrscht derzeit in der Medizintechnik (Smart Medicine). Mit Augmented Reality-Brillen haben Wearables auch im industriellen Umfeld Einzug gehalten. Man spricht etwa von Smart Textiles, Smart Glasses oder Smart Watches.

In 2016 betrug das Marktvolumen für Wearables laut Marktforschungsunternehmen IDC 13,4 Mrd US-Dollar und im Jahr 2019 wird es auf das Dreifache angewachsen sein, auf 44 Mrd US-Dollar. IDC erwartet außerdem 237 Mio Devices, die in 2017 ausgeliefert werden.

Technologisch ist die Batterieleistung derzeit das größte Problem, doch auch Elektronik und Wasser sind natürliche Feinde der Elektronik und können großen Schaden anrichten.

Außerdem fehlt derzeit vielen Produkten noch der Nutzwert.