Innovationslabor für Wearable und Ubiquitous Computing - Cheatsheet

Geschichte und Entwicklung von Wearable Computing

Definition:

Entwicklung von tragbaren Computern und deren Integration in den Alltag. Begann in den 1970er Jahren mit tragbaren Taschenrechnern.

Details:

• 1970er: Erste tragbare Taschenrechner und handgehaltene Computer.
• 1980er: Einführung tragbarer Computer wie der WearComp von Steve Mann.
• 1990er: Fortschritte in der Miniaturisierung und drahtlosen Kommunikation, Auftauchen von Fitness-Trackern.
• 2000er: Markteinführung von Smartwatches, tragbare medizinische Geräte.
• 2010er: Verbreitung von Smartwatches wie der Apple Watch, zunehmende Integration künstlicher Intelligenz, erweiterte Realität (AR) und virtuelle Realität (VR).
• 2020er: Weiterentwicklung von Wearables, Integration von Gesundheitsüberwachung und -diagnose, verbesserte Akkulaufzeiten und Konnektivität.

Sensor- und Aktuatorintegration in Wearables

Definition:

Integration von Sensoren und Aktuatoren in tragbare Geräten, um physiologische Daten zu erfassen und auf Umgebungsänderungen zu reagieren.

Details:

• Sensoren: Erfassen Umgebungseinflüsse (z.B. Temperatur, Bewegung, Herzfrequenz)
• Aktuatoren: Reagieren auf erfasste Daten (z.B. Vibration, Ausgabe von Audiosignalen)
• Kommunikation: Datenübertragung über Bluetooth, Wi-Fi
• Energieeffizienz: Geringer Energieverbrauch für längere Batterielaufzeiten
• Miniaturisierung: Kleine und leichte Komponenten für Tragekomfort
• Beispiele: Smartwatches, Fitness-Tracker

Grundlagen des Industriedesigns für Wearables

Definition:

Einführung in Designprinzipien und -prozesse für tragbare Technologien, um Benutzererfahrung und Funktionalität zu optimieren.

Details:

• Ergonomie beachten: Tragkomfort und Benutzerfreundlichkeit.
• Materialwahl: Leicht, flexibel, robust.
• Ästhetik: Attraktives Design fördert Nutzung.
• Integration von Elektronik: Nahtlose Integration ohne Einbußen an Tragekomfort.
• Prototyping: Schnellere Iterationen zur Verbesserung.
• Nutzerforschung: Bedürfnisse und Vorlieben der Zielgruppe verstehen.
• Nachhaltigkeit: Umweltfreundliche Materialen und Herstellungsprozesse.

Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit bei Wearables

Definition:

Design von Wearables zur Sicherstellung, dass sie bequem und intuitiv nutzbar sind.

Details:

• Ergonomische Gestaltung: Fokus auf Tragekomfort, Gewicht, Passform.
• Benutzerfreundlichkeit: Einfache Bedienung, intuitive Benutzeroberfläche, Verständlichkeit der Anzeigen.
• Interaktion: Natürliche Benutzerinteraktionen, z.B. durch Gesten- oder Sprachsteuerung.
• Feedback: Klare und sofortige Rückmeldungen an Benutzer, z.B. durch haptisches Feedback oder Benachrichtigungen.

Programmierung von Mikrocontrollern und Embedded Systems

Definition:

Programmierung von Mikrocontrollern und Embedded Systems umfasst das Erstellen von Software zur Steuerung spezialisierter Hardwarekomponenten.

Details:

• Programmiersprachen: C, C++, Assembly
• Entwicklungsprozesse: Cross-Compilation, Debugging, Flashtools
• Wichtige Konzepte: Interrupts, Low-Level I/O, Speicherzugriff
• Hardware: Mikrocontroller, Sensoren, Aktuatoren
• Echtzeitsysteme: RTOS (Real-Time Operating Systems)
• Standardprotokolle: UART, I2C, SPI
• Zentrale Fragen: Energieeffizienz, Zuverlässigkeit, Echtzeitfähigkeiten

Integration von Wearables mit mobilen Apps und Cloud-Diensten

Definition:

Integration von tragbaren Geräten (Wearables) mit mobilen Anwendungen und Cloud-Services zur Datensynchronisation und erweiterten Funktionalitäten.

Details:

• Wearables sammeln Daten (z.B. Bewegung, Herzfrequenz)
• Mobile Apps verarbeiten und visualisieren Daten
• Cloud-Dienste speichern und analysieren Daten serverseitig
• Datenübertragung mittels Bluetooth, WiFi
• Verschlüsselung und Datenschutz beachten (\textit{z.B. Ende-zu-Ende-Verschlüsselung})
• APIs zur Kommunikation unter den Systemen nutzen
• Praxisbeispiel: Gesundheitsmonitoring

Sicherheitsaspekte und Datenschutz in Wearable Computing

Definition:

Sicherheitsmaßnahmen und Datenschutzstrategien in Zusammenhang mit tragbarer Technologie.

Details:

• Datenverschlüsselung: Schutz sensibler Daten durch Verschlüsselungsprozesse.
• Zugriffskontrollen: Berechtigungskonzepte zur Sicherstellung, dass nur autorisierte Nutzer auf Daten zugreifen können.
• Datenspeicherung: Sichere Speicherung von Daten auf Geräten oder in der Cloud.
• Anonymisierung: Verfahren zur Anonymisierung von Daten zur Wahrung der Privatsphäre.
• Regulatorische Anforderungen: Einhaltung von Datenschutzgesetzen wie DSGVO.
• Sicherheitsupdates: Regelmäßige Updates zur Behebung von Sicherheitslücken.
• Physische Sicherheit: Schutz der Geräte vor Diebstahl oder Manipulation.
• Betriebssystemsicherheit: Verwendung sicherer Betriebssysteme und Software.

Projektmanagement und Teamarbeit im Innovationslabor

Definition:

Pflege des Projekts durch Planung, Steuerung und Kontrolle; effektive Zusammenarbeit im Team zur optimalen Nutzung der individuellen Fähigkeiten.

Details:

• Scrum oder Kanban als agile Methoden verwenden
• Regelmäßige Meetings (z.B. Daily Stand-ups)
• Klare Definition von Rollen und Verantwortlichkeiten
• Effiziente Kommunikation im Team (z.B. über Slack)
• Nutzung von Tools wie Jira oder Trello zur Aufgabenverfolgung
• Priorisierung und kontinuierliche Anpassung der Aufgaben
• Feedback sammeln und daraus lernen