Damit sich Mensch und Smartphone besser verstehen

Interdisziplinäres Forschungsteam untersucht effektivere Mensch-Maschinen-Interaktion durch Erkennung von Mimik und Gestik

Smartphones, Smart-Home-Systeme oder Kassier-Automaten in Supermärkten: Rasante technische Entwicklungen bringen immer intelligentere technische Lösungen hervor und sind mittlerweile in nahezu allen Bereichen des Lebens anzutreffen. Aber schnelle und umfassende Veränderungen können zu einem Gefühl der Überforderung führen, vor allem bei älteren Menschen. Ihnen fällt es oft schwerer, neue Technologien zu verstehen und anzuwenden. Dadurch werden die Unterstützungs- und Hilfsmöglichkeiten intelligenter Systeme kaum richtig ausgeschöpft. Der demografische Wandel verstärkt diesen Effekt noch zusätzlich.

TU Chemnitz entwickelt ein System, das automatisch erkennt, wenn die Nutzerin oder der Nutzer Hilfe bei der Bedienung benötigen

Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Professuren Künstliche Intelligenz, Computerphysik, Allgemeine und Arbeitspsychologie sowie Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung der Technischen Universität Chemnitz setzt hier an. Das Team will ein „Kognitives System“ entwickeln, das es Maschinen ermöglichen soll, menschliche Mimik und Gestik adäquat zu interpretieren. Gefördert wird das Projekt „Sozial agierende, kognitive Systeme zur Feststellung von Hilfsbedürftigkeit“ mit einer Laufzeit von drei Jahren vom Europäischen Sozialfonds (ESF) über die Sächsische Aufbaubank (SAB).

Laborstudie soll Einblick in Mensch-Computer-Interaktion geben

„Unser Projekt zielt darauf ab, ein kognitives System zu entwickeln, welches anhand beobachtbarer Parameter wie Mimik oder Körperbewegung in der Lage ist, die Hilfsbedürftigkeit des Nutzers oder der Nutzerin zu erkennen“, sagt Prof. Fred Hamker, Leiter der Professur Künstliche Intelligenz und Verantwortlicher des Projekts. Durch soziale kognitive Systeme können Hilfsangebote genau dann zur Verfügung gestellt werden, wenn sie wirklich benötigt werden. Damit das funktioniert, arbeiten die Fachgebiete Psychologie, Informatik und Physik eng zusammen, um möglichst viele Indikatoren für Hilfsbedürftigkeit zu identifizieren.

Hierzu hat das Team eine erste Laborstudie durchgeführt, die das Potenzial von Mimik, Körperhaltung, Nutzereingaben und spontanen, verbalen Äußerungen als Informationsquelle für den emotionalen und kognitiven Status des Nutzers oder der Nutzerin während der Bedienung eines Computersystems ermitteln soll. Dafür haben Studierende und Mitarbeitende der TU Chemnitz Aufgaben mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden in einem ihnen bekannten Statistikprogramm bearbeitet, während mit mehreren Kameras ihre Mimik sowie ihre Körperhaltung aufgezeichnet wurde. Auch die Mausbewegungen und die spontanen verbalen Äußerungen wurden erfasst. So ist es möglich zu ermitteln, wie sich diese verschiedenen Parameter mit steigender Frustration und Hilfsbedürftigkeit verändern.

Über ein speziell von der Professur Künstliche Intelligenz entwickeltes System werden dann die Gesichter der Probanden und Probandinnen analysiert. Markante Punkte im Gesicht wie zum Beispiel der Mundwinkel geben Aufschluss über den emotionalen Zustand. Zudem zeigt auch die Haltung der Probanden an, wie sie sich mit Ihren Aufgaben fühlen. „Auf Basis dieser Daten wird der Maschine ein sogenanntes „Memory Hidden Markov-Modell“ so angelernt, dass diese Informationen verknüpft werden können, damit Muster im Verhalten wiedererkannt und der emotionale Zustand eingeordnet werden kann“, erklärt Kim Schmidt, Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Professur Computerphysik und Projektsprecherin. Wenn das gelänge, wäre es ein erster, wichtiger Schritt, um künftig mit technischen Systemen menschliche Gefühlsausdrücke besser erkennen und interpretieren zu können.

Hintergrund: Mensch-Maschinen-Interaktion

Ihre Kernkompetenz „Mensch und Technik“ treibt die TU Chemnitz im Rahmen zahlreicher Forschungsprojekte voran. Jüngst beantragte die TU im Rahmen der von Bund und Ländern initiierten „Exzellenzstrategie“ einen Exzellenzcluster „Human Factors in Technology: Mind, Movement, Embodiment“, an dem Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus fünf Fakultäten der TU Chemnitz sowie von weiteren Universitäten und einer außeruniversitären Forschungseinrichtung beteiligt sind.

Lieber länger haltbar, als ständig der letzte Schrei

Das Team von refixo hat es ja schon immer gesagt. Eine Online-Studie des Zentrums Technik und Gesellschaft der Technischen Universität Berlin hat es mal wieder bestätigt.: Technische Innovationen bei der Produktwahl sind nicht das wichtigste Kaufargument.

Langlebigkeit, damit verbunden auch Reparierbarkeit und Zweitnutzungsfähigkeit sind wichtige Kriterien. Die TU hat damit erklärt, warum unsere Arbeit nicht nur ökonomisch und ökologisch Sinn macht, sondern auch bei den Menschen ankommt.

Die heute beginnende Internationale Funkausstellung (IFA) präsentiert wieder viele Innovationen. Das Gros der Bevölkerung wünscht sich jedoch Beständigkeit, lange Haltbarkeit und Robustheit bei elektronischen Geräten – anstatt ständig neue Modelle und Funktionen.

Dies ergab eine aktuelle Repräsentativerhebung des Zentrums Technik und Gesellschaft (ZTG) an der TU Berlin. Im Rahmen der Studie untersuchte eine Forschergruppe Erwartungen und Erfahrungen mit Nutzungs- und Lebensdauern bei Elektronikprodukten und fokussierte dabei insbesondere Smartphones und Waschmaschinen.

Für neun von zehn Konsumentinnen und Konsumenten spielt es bei der Wahl eines Smartphones eine große Rolle, dass der Akku lange halten soll und dass das Gerät möglichst robust ist. Damit sind diese beiden Merkmale die wichtigsten überhaupt bei der Wahl eines Smartphones. Technische Details, die Marke und das Design spielen im Vergleich dazu eine weniger große Rolle. Auch bei der Wahl einer Waschmaschine kommt der Haltbarkeit die größte Rolle zu, etwa gleichauf mit geringem Strom- und Wasserverbrauch.

„Obwohl sich die Konsumentinnen und Konsumenten Geräte mit einer langen Lebensdauer erhoffen und 80 Prozent der Befragten mehr Informationen darüber wünschen, bewerben die Hersteller kaum diese Geräteeigenschaften. Stattdessen bekommen die Verbraucherinnen und Verbraucher immer wieder vermeintliche Innovationen präsentiert. Unsere Studie zeigt hingegen, dass 70 Prozent der Befragten es eher anstrengend finden, dass es ständig neue Modelle auf dem Markt gibt“, erklärt Dr. Melanie Jaeger-Erben, Leiterin der Forschergruppe am Zentrum Technik und Gesellschaft.

Haltbarkeit, Robustheit und Zuverlässigkeit sind den Angaben der Umfrageteilnehmenden zufolge wichtige Produkteigenschaften beim Einkauf.

Das Wissen zur richtigen Pflege für lange Haltbarkeit ist begrenzt, aber erwünscht

Doch auch Konsumentinnen und Konsumenten können durch sorgsamen Umgang dazu beitragen, damit die Funktionsfähigkeit möglichst lange erhalten bleibt. In der Onlineumfrage wurde offen, also ohne Antwortvorgaben, danach gefragt, was unternommen wird, um Smartphone und Waschmaschine zu pflegen.

employee repairing fractured phone on a wooden background

Auffällig ist, dass weniger als die Hälfte der Befragten überhaupt etwas tut, um die Langlebigkeit ihrer Geräte zu fördern. Und wenn, dann sind es bisweilen nicht die richtigen Tätigkeiten. Ein Beispiel: Bei Smartphones ist häufig der Akku die lebensdauerverkürzende „Schwachstelle“, ein korrektes Ladeverhalten kann die Lebensdauer der Geräte also deutlich beeinflussen. Werden Nutzerinnen und Nutzer konkret danach gefragt, welche Form der Aufladung am förderlichsten im Sinne der Langlebigkeit ist, zeigt sich, dass nur circa 40 Prozent die eigentlich richtige Praxis kennen: den Akku nicht gänzlich zu be- und entladen. Ein Drittel glaubt hingegen, dass das vollständige Be- und Entladen richtig ist – was den Akku dauerhaft aber eher strapaziert. 16 Prozent der Befragten ist nicht klar, dass ihr Ladeverhalten auf die Haltbarkeit des Akkus überhaupt eine Auswirkung hat.

Die Umfrage zeigt aber auch, dass sich viele Menschen mehr Wissen zur Förderung der Langlebigkeit wünschen. Über 80 Prozent möchten wissen, wie sie elektronische Geräte pflegen müssen, damit sie lange halten. Knapp 70 Prozent wollen sogar mehr Informationen, wie man selbst Geräte repariert.

Jedes zweite Smartphone, das nicht mehr genutzt wird, verschwindet in der Schublade

Auch beim Umgang mit nicht mehr genutzten Geräten gibt es Veränderungspotenzial. Der Umfrage zufolge wird fast jedes zweite Smartphone, das nicht mehr verwendet wird, zu Hause gelagert. „Dadurch aber verlieren die Konsumenten bares Geld. Je länger sie ungenutzt gelagert werden, desto mehr verlieren sie an Wert“, sagt Dr. Jaeger-Erben. Würden zudem die Geräte einer Zweitnutzung zugeführt werden, könnten wichtige Ressourcen wie Edel- und Sondermetalle geschont werden. Ein nicht geringer Teil der Befragten ist hier aber schon auf einem guten Weg: Ein Fünftel verkauft das nicht mehr genutzte Phone, ein weiteres Fünftel verschenkt es weiter.

Die repräsentative Onlinebefragung von 2.000 Personen zwischen 14 und 66 Jahren wurde zwischen Juli und August 2017 im Rahmen der Nachwuchsforschungsgruppe „Obsoleszenz als Herausforderung für Nachhaltigkeit – Ursachen und Alternativen“ durchgeführt. Es ist ein Verbundvorhaben zwischen dem Zentrum Technik und Gesellschaft und dem Forschungsschwerpunkt Technologien der Mikroperipherik (beide TU Berlin) sowie dem Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Themenschwerpunkts der Sozialökologischen Forschung.

Immer mehr strahlungsarme Handys auf dem Markt

Das Bundesamt für Strahlenschutz informiert im Internet über die neuesten Strahlungswerte aktueller Handymodelle.

Kurz vor Beginn der Internationalen Funkausstellung (IFA) in Berlin verzeichnet das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) einen Trend zu strahlungsärmeren Handys und Smartphones. Das geht aus einer aktuellen Übersicht des BfS hervor, die um 170 neue Modelle ergänzt wurde. Die Liste ist im Internet veröffentlicht.

„Obwohl Handys heute technisch immer mehr können, sind sie gleichzeitig strahlungsärmer geworden. Das ist erfreulich und es zeigt, dass technischer Fortschritt, Nutzerfreundlichkeit und Strahlenschutz nicht im Widerspruch stehen“, sagt Inge Paulini, Präsidentin des BfS. Zugleich weist sie darauf hin, dass die steigende Zahl von Anwendungsmöglichkeiten zu einer intensiveren Nutzung von Mobiltelefonen führen könnte und rät aus Vorsorgegründen zu einem umsichtigen Umgang mit dem Handy.

Nach der jüngsten Aktualisierung führt die Liste auf der Internetseite des BfS knapp 3.000 Geräte von über 70 Herstellern auf – darunter auch Tablets und ältere Modelle, die inzwischen nicht mehr hergestellt werden. Rechnet man die älteren Modelle mit ein, liegt der Anteil strahlungsarmer Handys bei 40 Prozent. Werden nur aktuelle Modelle betrachtet, liegt der Anteil sogar bei 55 Prozent.

Seit 2002 erhebt das BfS in regelmäßigen Abständen die nach standardisierten Verfahren gemessenen Strahlungswerte der auf dem deutschen Markt verfügbaren Mobiltelefone und veröffentlicht die Angaben im Internet. So kann jeder Handynutzer die Daten seines aktuellen Gerätes abfragen und sich bei der Auswahl eines neuen Modells vorab über die Strahlungseigenschaften informieren. Als strahlungsarm gelten Geräte, die bei Betrieb am Kopf einen maximalen SAR-Wert von 0,6 Watt pro Kilogramm nicht überschreiten.

SAR steht für „Spezifische Absorptionsrate“ und ist ein Maß für die vom Körpergewebe aufgenommene Hochfrequenzenergie bei der Nutzung von Mobiltelefonen. Sie wird in Watt pro Kilogramm angegeben. Um gesundheitliche Wirkungen hochfrequenter Felder auszuschließen, soll dieser Wert nicht mehr als 2 Watt pro Kilogramm betragen. Gängige Geräte erzeugen beim Telefonieren deutlich niedrigere Werte. Diejenigen, die beim Betrieb am Kopf unter 0,6 Watt pro Kilogramm bleiben, erfüllen ein wichtiges Kriterium für das Umweltzeichen „Blauer Engel“.

Smart-Home-Probleme: Wenn Fremde uns das Licht ausschalten

Smart Home-Produkte, wie beispielsweise Lampen, die über das Smartphone gesteuert werden, erfreuen sich in Privathaushalten einer stetig wachsenden Beliebtheit. Wenn allerdings Fremde plötzlich unsere Beleuchtung steuern, fühlen wir uns in unseren vier Wänden bedroht.

Wissenschaftler des Lehrstuhls für IT-Sicherheitsinfrastrukturen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben derartige Sicherheitsmängel in aktuellen smarten Lampen der Hersteller GE, IKEA, Philips und Osram aufgedeckt.

Dem Team um Philipp Morgner und Zinaida Benenson gelang es, Lampen verschiedener Hersteller für mehrere Stunden zum Blinken bringen – mit einem einzigen Funkbefehl aus einer Entfernung von über 100 Metern. Zudem beeinflussten sie die Lampen per Funkbefehl so, dass der Nutzer sie nicht mehr steuern konnte. Unter bestimmten Bedingungen war es sogar möglich, die Lampen aus der Ferne zu steuern und so beispielsweise die Lichtfarbe oder Helligkeit zu ändern.

Unzureichende Sicherheitsmaßnahmen

Die Schwachstelle haben die FAU-Sicherheitsforscher in einem wichtigen Funkstandard ZigBee für Smart Home-Produkte gefunden. Die Verbreitung von ZigBee-Produkten wird weltweit auf mehr als 100 Millionen Geräte geschätzt. Im Dezember 2016 wurden die aktuellsten Spezifikationen, ZigBee 3.0, der Öffentlichkeit vorgestellt. Ein Teil dieser Spezifikationen heißt Touchlink Commissioning und wird verwendet, um neue Geräte zu einem bestehenden Smart Home-Netzwerk hinzuzufügen, oder um ein neues Netzwerk einzurichten. Die Sicherheitsforscher haben gezeigt, dass Touchlink Commissioning unzureichende Sicherheitsmaßnahmen bietet und dadurch für Angriffe anfällig ist. In Zukunft werden wahrscheinlich auch sicherheitskritische Anwendungen wie Heizungsanlagen, Türschlösser und Alarmanlagen, die ebenfalls ZigBee nutzen, davon betroffen sein.

Hersteller reagieren auf Sicherheitsrisiko

Die Sicherheitsforscher empfehlen, Touchlink Commissioning in allen zukünftigen ZigBee 3.0 Produkten zu deaktivieren. Einige Hersteller haben bereits reagiert und stellen ihren Kunden ein Update zur Verfügung, das die Effekte der Angriffe deutlich verringert. Auf der folgenden Webseite werden aktuelle Informationen veröffentlicht:

www1.informatik.uni-erlangen.de/content/zigbee-security-research

Die Arbeitsgruppe der FAU beschäftigt sich mit der IT-Sicherheit für das Internet der Dinge. Die Beobachtung der Erlanger zeigt, dass Sicherheitsfragen für die Hersteller meist nachrangig zu Funktionalitäts- und Kompatibilitätsanforderungen sind. Deswegen analysieren die Erlanger vorhandene Schwachstellen und fordern die Hersteller dazu auf, bessere Sicherheitsmechanismen zu entwickeln.

Smartphones aus Pilzen? Aconitsäure als Baustein für Bioplastik

Mangelnde Reparierbarkeit, zu wenig Zweitnutzung. Moderne Elektronik ist ein Ressourcenfresser ohne Ende. Es beruhigt auch nicht, wenn Wissenschaftler Methoden finden, die in noch nicht absehbarer Zukunft einige der Rohstoffe, die wir in unseren Smartphones regelrecht verbraten, günstiger und sinnvoller herstellbar machen.

Trotzdem wäre es witzig: Ein Schimmelpilz produziert die Rohstoffe für Hüllen von Smartphones, Tablets oder Laptops.

Plastik und Natur, das passt auf den ersten Blick nicht zusammen. Forscher des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) sind da anderer Meinung: Ihnen ist es erstmals gelungen, den im Boden vorkommenden Schimmelpilz Aspergillus niger so zu verändern, dass dieser Aconitsäure herstellen kann – ein neuer Rohstoff und nicht zuletzt wichtiger Baustein für die Produktion ungiftiger Biokunststoffe. Das acib setzt damit einen weiteren, wichtigen Schritt in der Erzeugung chemischer Produkte aus erneuerbaren Ressourcen, um die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zum Wohle unseres Planeten zu beenden.

Aspergillus niger
Foto: acib GmbH

Die erstaunlichsten Innovationen stammen immer noch aus der Natur: Schimmelpilze etwa sind chemische Spezialisten, die durch Fermentation aus erneuerbaren Rohstoffen wie Zucker eine Reihe wichtiger Produkte herstellen können, angefangen bei Antibiotika über Waschmittelzusätze bis hin zu Säuerungsmittel für die Lebensmittelindustrie. Das weiß auch die Industrie zu schätzen, die seit über 50 Jahren Zitronensäure – mengenmäßig eines der wichtigsten Produkte – großtechnisch mithilfe von Schimmelpilzen wie Aspergillus niger herstellt. Innovativ und ohne Amtsschimmel dachte sich das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) kurzerhand, ob die schwarzen Pilze nicht sogar noch mehr können, als man ihnen bisher zudachte.

Alter Pilz, neuer Rohstoff

In einem Projekt in Kollaboration mit der niederländischen Universität Leiden ist es dem acib gelungen, den Bodenpilz als Produktionsvehikel von Aconitsäure zu verwenden. „Wir haben ein besonderes Eiweiß aus einem anderen Pilz entdeckt, das gezielt Aconitat aus den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, heraustransportieren kann“, erklärt acib-Projektleiter Matthias Steiger. In den Schimmelpilz eingebracht, stellt dieser die wichtige Biochemikalie erstmals gezielt in einem Bioprozess her. Das Ergebnis dieser Forschung wurde 2016 in der renommierten Fachzeitschrift „Metabolic Engineering“ publiziert.

Wichtiger Schritt für biobasierte Produkte

Bisher wurde Aconitsäure, die ihren Namen von der Pflanze Eisenhut (Aconitum napellus) trägt, als Nebenprodukt der Zuckerrübe isoliert. Sie kommt in sehr geringen Mengen ebenso als Teil des Stoffwechsels in den Zellen eines jeden Lebewesens vor, wo sie die Umsetzung von Zuckern und Fetten in Energie ermöglicht.
Dank der neuen Produktionsmethode soll sie nun vor allem für die chemische Industrie interessant werden. „Ester der Aconitsäure können z.B. als Bausteine für die Herstellung von Biopolymeren dienen und damit erdölbasierte Kunststoffe ersetzen. Außerdem eignet sie sich als ungiftige Alternative für Weichmacher, für die Verwendung als Befeuchtungsmittel oder als Ausgangsstoff für andere Chemikalien“, weiß BOKU-Professor und acib-Key-Researcher Diethard Mattanovich, der im neuen Rohstoff sogar die Herstellung von Produkten möglich sieht, „die es bisher noch nicht gab.“ Noch dauert es ein paar Jahre, bis der Prozess industriell implementiert werden kann. Dennoch wird der Säure schon jetzt Großes zugeschrieben. Mattanovich: „Insbesondere im Rahmen der Bioökonomie setzt die neue Entwicklung einen weiteren wichtigen Schritt, in Zukunft alle chemischen Produkte aus erneuerbaren Rohstoffen herzustellen und die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu beenden.“

Zum Projekt

Das 2015 gestartete, strategische Projekt hat eine Laufzeit von fünf Jahren und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ), dem Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit), ecoplus Wirtschaftsagentur NÖ, der Steirischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft (SFG), der Standortagentur Tirol und der Technologieagentur der Stadt Wien (ZIT GmbH) im Rahmen des COMET-Programms der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert.

 

Obsoleszenz: Politische Strategien für eine längere Nutzungsdauer von Produkten

Der Smartphonemarkt in Deutschland stagniert. Aber er steht auf hohen Niveau. Schätzungsweise werden 2017 25 Millionen Geräte verkauft werden. Fast jeder dritte Einwohner wird eines neues Handy bekommen.

Geräte, deren Herstellung mit hohen Umweltauswirkungen und Ressourcenverbrauch verbunden ist. Damit sie nicht nach kurzer Zeit ausgetauscht werden – sei es aufgrund eines Defekts, wegen zu hoher Reparaturkosten oder dem Wunsch nach einem neuen Modell – empfehlen das Öko-Institut und die Universität Bonn Strategien und Instrumente, mit denen die Politik Anreize für eine längere Nutzung von Produkten setzen kann. So können die Umweltauswirkungen unseres Konsums reduziert und der Übergang in eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft geschaffen werden – eines der zentralen Ziele des Ende 2015 verabschiedeten Circular Economy Package der Europäischen Kommission. Die Studie zu Ursachen von und Strategien gegen Obsoleszenz wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes erarbeitet.

Strategien gegen Obsoleszenz

Zentraler Baustein im empfohlenen Strategien- und Instrumentenmix sind Mindestanforderungen an die Qualität und Haltbarkeit von Produkten so-wie ihrer kritischen Bauteile und Komponenten. Damit diese Anforderungen in der Praxis auch geprüft und verglichen werden können, muss zudem die Entwicklung von Messnormen und Standards für Bauteile und Geräte vorangetrieben werden.

Zudem sollten die Rahmenbedingungen für die Reparierbarkeit von Produkten verbessert werden, damit defekte Geräte häufiger repariert statt durch neue ersetzt werden. Dazu gehören etwa die Lieferbarkeit von Ersatzteilen und transparente Reparaturinformationen an unabhängige und nicht herstellergebundene Reparaturbetriebe. Die Empfehlungen zielen aber in erster Linie darauf ab, dass die Geräte möglichst fehlerfrei bleiben und der Reparaturbedarf erst gar nicht oder nur in seltensten Fällen entsteht.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler empfehlen nicht zuletzt, die Informationspflichten für Hersteller zu erhöhen. Zum einen sollten sie beispielsweise Verschleißteile und Sollbruchstellen eindeutig deklarieren, zum anderen Verbraucher über die ökologischen Vorteile von langlebigen Produkten, Wartungsintervalle sowie Kosten für mögliche anfallende Reparaturen informieren.

Ziel: längere Lebens- und Nutzungsdauer von Produkten

Eine optimale Lebensdauer insbesondere von elektronischen und elektrischen Produkten ist mit Blick auf die Umwelt von zentraler Bedeutung. Vor allem der steigende Anteil von Geräten, die in den frühen Phasen der Nutzung ausgetauscht werden, muss künftig verhindert werden.

„Strategien gegen Obsoleszenz sind vielfältig“, sagt Siddharth Prakash, Leiter der Studie am Öko-Institut. „Zum einen müssen Verbraucher sich auf eine bestimmte Mindestlebensdauer verlassen können. Zum anderen sollten sie mehr Bereitschaft zeigen, hochwertigere und langlebigere Produkte zu erwerben und damit einen Beitrag zum Ressourcenschutz leisten.“

EU-Richtlinie, Standards, Normen – Möglichkeiten der Umsetzung

Politische Vorgaben, wie lange Produkte mindestens fehlerfrei funktionieren müssen, sind über die Ökodesign-Richtlinie der Europäischen Union denkbar. Die Expertinnen und Experten schlagen zudem vor, in die Entwicklung von Standards und Normen zur Messung der Lebensdauer und Haltbarkeit von Produkten und Komponenten zu investieren – eine Maßnahme, die zurzeit auch als Normungsmandat für die Materialeffizienz im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie angegangen wird.

Verkürzte Produktnutzung: Ursachen und Auswirkungen

Die Auswertung von Haushaltsgroß- und -kleingeräten, Geräten aus der Unterhaltungselektronik sowie von Informations- und Kommunikationstechnologien im Zeitraum 2004 bis 2012 ergab ein differenziertes Bild der Gründe, warum Konsumentinnen und Konsumenten neue Geräte anschaffen. So wurde einerseits deutlich, dass Verbraucherinnen und Verbraucher vermehrt noch funktionierende Geräte austauschen. Andererseits stellt die Studie fest, dass der Anteil der Haushaltsgroßgeräte, die aufgrund eines Defektes schon innerhalb der ersten fünf Jahre ersetzt wurden, zwischen 2004 und 2012 von 3,5 Prozent auf 8,3 Prozent gestiegen ist.

Die Folge sind negative Auswirkungen auf den kumulierten Energieaufwand und die CO2-Bilanz der Geräte. Kurz gesagt: Langlebige Produkte verursachen, nach den in der Studie getroffenen Annahmen, insgesamt geringere Treibhausgasemissionen: Eine langlebigere Waschmaschine 700 Kilogramm bis eine Tonne weniger als eine kurzlebige, ein langlebiges Notebook 300 Kilogramm weniger und ein langlebiges Fernsehgerät 600 Kilogramm weniger Treibhausgasemissionen als die kurzlebigen Varianten. Die Kurzlebigkeit von Produkten führt auch dazu, dass die in den elektronischen Produkten enthaltenen Rohstoffe, wie Edelmetalle, seltene Erden und weitere kritische Rohstoffe der Kreislaufwirtschaft im rasanten Tempo zu einem großen Teil verloren gehen.

Obsoleszenz = geplante Obsoleszenz?

Die vorliegende Studie zeigt, dass das Phänomen Obsoleszenz nicht so eindimensional ist, wie oft in den Medien und der Öffentlichkeit unter dem Begriff „geplante Obsoleszenz“ dargestellt. Eine von Herstellern mit Absicht verkürzte Produktlebensdauer im Sinne einer Designmanipulation kann in der Studie nicht nachgewiesen werden. Hersteller planen in der Regel die Belastbarkeit ihrer Produkte, aus der sich dann die zu erwartende Lebensdauer, aber auch die Kosten des Produkts ergeben. Abhängig von der realen Belastung kann die Lebensdauer dann durchaus kürzer oder länger sein. Darüber hinaus spielen für den Preis aber auch noch andere Faktoren eine wichtige Rolle, wie zum Beispiel Abnutzungsvorrat, Markenwert, Service, Erwartung der Konsumenten, Garantieversprechen, Werbung und Mode. Das Kernprinzip lautet, Produkte so zu gestalten, dass sie so lange wie nötig und nicht so lange wie möglich halten.

„Diese Entscheidungsgrundlagen sind jedoch für die Konsumentinnen und Konsumenten nicht nachvollziehbar. Dennoch sollten wir von den verschwörungstheoretischen Diskussionen rund um geplante Obsoleszenz Abstand nehmen“, fasst Siddharth Prakash den Diskussionsstand zusammen. „Viel wichtiger ist eine Debatte darüber, wie wir mit einem intelligenten Instrumenten-Mix längere Produktnutzungen im Massenmarkt etablieren. In dieser Hinsicht hat die Europäische Kommission in ihrem Circular Economy Package ambitionierte Ziele formuliert. Jetzt müssen Taten folgen.“

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weisen darauf hin, dass Strategien gegen Obsoleszenz nur dann wirksam werden können, wenn sie als gesamtgesellschaftliche Aufgabe im Zusammenspiel zwischen Politik, Herstellern, Wissenschaft und Verbrauchern begriffen werden. Dazu ist es unter anderem unabdingbar, dass ökologische Faktoren bei der Ausrichtung der Lebensdauer stärker berücksichtigt werden.

refixo: Mit neuer Strategie an die Spitze Reparaturplattform erweitert Service und will den Markt revolutionieren

Der Online-Reparaturmarkt refixo.de weitet sein Angebot um eine Reihe neuer Funktionen aus. Besitzer defekter Smartphones, Tablets, Laptops, Drohnen oder Actioncams können jetzt deutschlandweit nicht mehr nur Preise vergleichen, sondern Reparaturen buchen, Aufträge ausschreiben und Werkstätten bewerten.

Einfach wie Einkaufen bei Amazon. So sehen die Macher der Plattform refixo die nahe Zukunft der Reparaturbranche. Dabei darf es keine Rolle mehr spielen, ob Kunden das Gerät lieber verschicken, selbst zum Geschäft bringen oder einen vor Ort Service beauftragen möchten. Die Dienstleitung wird ausgeführt, wo sie gut oder preiswert ist. Mit der Implementierung der neuen Dienste wird aus dem Online-Preisvergleich refixo ein Reparatur-Marktplatz.

Den Kunden das Leben leichter machen

„Kunden und Werkstätten wollen das Gleiche,“ erklärt Jimmy James, einer der beiden Geschäftsführer der Berliner Start-ups. „Schnelle Abwicklung, einfache Nutzung, durchschaubare und sichere Abläufe. Schließlich geht es meistens um Geräte, die wir im Alltag gern und häufig verwenden. Und das haben wir genauso umgesetzt: Der Kunde bestimmt lediglich das Gerät, wählt seinen Schaden aus gibt Adressdaten und Bezahlart an und startet den Auftrag.“

Standardisierte Angaben, übersichtliche Preisgestaltung und Informationen in Echtzeit sollen für Transparenz und Klarheit sorgen. Gibt es dennoch Probleme, steht mit refixo ein Schlichter zur Verfügung. Zusätzlich können Reparaturen kostenlos ausgeschrieben werden. Interessierte Betriebe geben Ihr Angebot ab und die Kunden wählen frei aus den Geboten. Am Ende können Kunden die Werkstätten für Ihre Dienstleistung bewerten.
Mitgeschäftsführer Dawid Heftman ergänzt: „Wir bedienen mehrere Trends. Einer lautet Lebensqualität durch Klarheit, Wirtschaftlichkeit und individualisierbare Angebote. Der andere: Umweltschutz und Ressourcenschonung durch Reparieren statt Wegwerfen.“ Deshalb wolle refixo das Angebot zügig auf ausweiten, bis hin zu Fahrrädern, Kaffeemaschinen und KFZ.

Die Werkstätten profitieren

Für teilnehmende Werkstätten ist refixo ein aktives Marketinginstrument, das Sichtbarkeit und automatische Kundenkontakte bietet. Die einfache Eingabemaske und ein automatisierter Preisabgleich ermöglichen die Angebotspflege. Zusätzlich stellt refixo kostenlos eine Light Version seiner Repaircloud zur Verfügung, um die Aufträge schnell und einfach abzuarbeiten.

Mit den neuen Features macht refixo einen großen Schritt. Die Basisfunktionen des Preisvergleiches bleiben erhalten. Darüber hinaus erweitert das Unternehmen sein Angebot im Bereich Auftragsvermittlung. Bereits jetzt betreibt es einen wachsenden Marktplatz für Handys und andere Geräte. Bastler können sich auf refixo.de Reparaturanleitungen einholen. Ihnen steht zusätzlich ein noch frisch gestarteter Ersatzteilhandel zur Verfügung, der zügig ausgebaut wird.

In nur drei Jahren hat sich das Unternehmen zu einem bedeutenden Player in der Branche entwickelt. Weitere Ideen liegen in der Schublade, um die Präsenz der Berlin-Charlottenburger in der Reparaturbranche voranzutreiben.

So nah als wäre man da – Endlich Telefonieren mit glasklarem Klang

Smartphones sind wahre Alleskönner. Eines ist jedoch nach wie vor recht dürftig: Die Sprachqualität beim Telefonieren. Ein neuer Codec soll dies ändern. Er hebt die Sprachqualität auf eine neue Stufe – die Worte des Telefonpartners klingen so natürlich, als würde er neben einem stehen. Denn es wird erstmals das komplette hörbare Frequenzspektrum übertragen.

Klar und natürlich statt dumpf und verzerrt

Der neue Standard Enhanced Voice Services, kurz EVS, an dessen Entwicklung Fraunhofer-Forschende maßgeblich beteiligt warensoll das künftig ändern: Vergleichbar etwa mit dem Schritt vom Röhrenfernseher zum Flachbildschirm. Statt dumpf und verzerrt hört man die Stimme des Telefonpartners so klar und natürlich wie im Gespräch von Angesicht zu Angesicht. Angestoßen und entwickelt wurde der Codec vom internationalen Gremium für Mobilfunkstandardisierung 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Daran war auch ein großes Team des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen maßgeblich beteiligt.

Der EVS Codec überträgt Sprache in glasklarer Qualität, damit hört sich ein Telefonat so an wie ein Gespräch im selben Raum. © Fraunhofer IIS

Die Anforderungen an einen solchen Standard sind hoch. »Die Grundvoraussetzung besteht zunächst einmal darin, Sprache in guter Qualität zu übertragen – und zwar bei niedrigen Datenraten, so dass die Übertragung wirtschaftlich bleibt«, sagt Markus Multrus, der die Software-Entwicklung für den Codec am Fraunhofer IIS koordiniert. Zudem sollte der Codec robust gegenüber Fehlern bei der Übertragung sein, damit das Gespräch bei schlechten Empfangsbedingungen nicht unterbrochen wird. Weiterhin sollte der Codec auch mit anderen Signalen gut auskommen – und etwa Musik in Warteschleifen in guter Klangqualität übertragen. Das ist jedoch alles andere als einfach, schließlich sind Sprach- und Audiocodierung zwei verschiedene Welten. Daher analysiert der Codec alle 20 Millisekunden, ob gerade Sprache oder Musik übertragen wird – und verwendet die jeweils passenden Algorithmen.

Übertragung des gesamten hörbaren Frequenzspektrums

Doch worin genau besteht nun der technische Unterschied zwischen den bisherigen Codecs und EVS? »Das menschliche Ohr nimmt Frequenzen bis ca. 20 Kilohertz wahr«, erläutert Guillaume Fuchs, der die wissenschaftliche Entwicklung von EVS am Fraunhofer IIS vorangetrieben hat. »Der bisherige Codec übermittelt allerdings nur Tonsignale in einem Frequenzbereich bis 3,4 Kilohertz – der Bereich zwischen 3,4 und 20 Kilohertz wird schlichtweg abgeschnitten. Daher klingt die Stimme dumpf. Der neue Codec überträgt je nach Bitrate Frequenzen bis 16 beziehungsweise bis 20 Kilohertz.« Kurzum: Der Codec umfasst das komplette hörbare Frequenzspektrum – bei Datenraten, die mit bisherigen Mobilfunkcodecs vergleichbar sind.

Kein Unterschied zur natürlichen Sprache

Bevor ein neuer Codec jedoch als Standard gesetzt werden kann, muss er zeigen, was er kann. In zahlreichen Hörtests wurde der Codec weltweit von mehreren Tausend Testpersonen bewertet. Das Ergebnis: Die Hörer beurteilten den neuen Standard signifikant besser als die bisherigen Verfahren. Mittlerweile ist der Codec in 3GPP standardisiert. »In Japan, Korea, den USA und Deutschland wird EVS bereits kommerziell eingesetzt«, freut sich Stefan Döhla, der das Fraunhofer IIS im Gremium vertritt. »Schätzungen zufolge sind bereits 50 bis 100 Millionen Geräte mit EVS ausgerüstet.«

Für die Entwicklung des Sprachcodecs EVS erhalten Dipl.-Ing. Markus Multrus, Dr. Guillaume Fuchs und Dipl.-Ing. Stefan Döhla den diesjährigen Joseph-von-Fraunhofer-Preis – stellvertretend für das Team, das aus über 50 Wissenschaftlern und Ingenieuren bestand. Die Jury begründet die Preisvergabe unter anderem mit »dem weltweiten Einsatz und den hohen zu erwartenden Lizenzeinnahmen«.