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1 Einleitung
Künstlichen Intelligenz (KI). KI bietet auch die Möglichkeit einer personalisierten
Medizin, um die Therapien durch angepasste Medikamente zu unterstützen. Neue
Geräte können beispielsweise Behinderten helfen. Auch können Operationen roboterassistiert durchgeführt werden. CPS- und IoT-Technologien können dazu dienen, Ergebnisse einer Therapie besser zu überwachen und damit Ärzten die Möglichkeit zu geben, die Wirksamkeit einer Behandlung zu überprüfen. Diese Überwachung schließt auch entfernt lebende Patienten ein. Verfügbare Daten können
in Patienteninformationssystemen gespeichert werden. Listen von Projekten in
diesem Bereich können beispielsweise unter http://cps-vo.org/group/medical-cps
und unter http://www.nano-tera.ch/program/health.html gefunden werden.
• Wissenschaftliche Experimente: Viele der gegenwärtigen wissenschaftlichen
Experimente, insbesondere in der Physik, erfordern eine Erfassung der experimentellen Daten mit IKT-Geräten, d.h. der Cyber-Welt. Die Kombination von
physikalischen Experimenten und der Cyber-Welt kann als Spezialfall cyberphysikalischer Systeme gesehen werden.
• Öffentliche Sicherheit: Das Interesse an Maßnahmen zur Steigerung der öffentlichen Sicherheit wächst im Angesicht von Gewaltakten und Pandemien. CPSund IoT-Systeme können die öffentliche Sicherheit stärken. Dies schließt die Erkennung oder Authentisierung von Personen über verschiedene Sensoren ein.
• Katastrophenschutz: Im Fall größerer Katastrophen wie Erdbeben oder Überflutungen ist es wesentlich, Leben zu retten und Überlebenden zu helfen. Hierzu
sind flexible Kommunikationsstrukturen erforderlich.
• Militärische Anwendungen: Informationsverarbeitende Komponenten sind seit
vielen Jahren ein wichtiger Bestandteil militärischer Systeme. Einige der allerersten Rechner wurden verwendet, um militärische Radarsignale zu analysieren.
Sie sind auch heute wichtiger Teil von Abwehrsystemen.
• Telekommunikation: Die Mobiltelefonie ist einer der am stärksten wachsenden
Märkte der vergangenen Jahre. Wichtige Aspekte von Mobiltelefonen sind der
Entwurf der Funkkomponenten, die digitale Signalverarbeitung und ein niedriger
Energieverbrauch. Telekommunikation ist auch ein wesentlicher Aspekt für IoTTechnologien.
• Unterhaltungselektronik: Video- und Audiosysteme sind ein wichtiger Bereich
der Elektronikindustrie. Diese Geräte verwenden einen stetig ansteigenden Anteil
an informationsverarbeitenden Komponenten. Neue Dienste und eine gesteigerte Qualität werden dabei durch neuartige Methoden der digitalen Signalverarbeitung ermöglicht. Viele (vor allem hochauflösende) Fernseher, Smartphones
und Spielkonsolen verwenden leistungsstarke Prozessoren und Speichersysteme.
Diese stellen eine spezielle Klasse eingebetteter Systeme dar. Die Betriebssicherheit und Realzeitbedingungen sind bei dieser Klasse nicht ganz so dringend zu
berücksichtigen wie bei anderen Klassen. Allerdings sind teilweise auch Realzeitbedingungen einzuhalten, beispielsweise um eine bestimmte Bildwiederholrate zu erreichen oder um Zeitbedingungen in Kommunikationsprotokollen zu
garantieren. Auch sind Ressourcen wie die elektrische Energie oder die Kommunikationsbandbreite gerade bei mobilen Geräten extrem wichtig und damit liegt
1 Einleitung
Künstlichen Intelligenz (KI). KI bietet auch die Möglichkeit einer personalisierten
Medizin, um die Therapien durch angepasste Medikamente zu unterstützen. Neue
Geräte können beispielsweise Behinderten helfen. Auch können Operationen roboterassistiert durchgeführt werden. CPS- und IoT-Technologien können dazu dienen, Ergebnisse einer Therapie besser zu überwachen und damit Ärzten die Möglichkeit zu geben, die Wirksamkeit einer Behandlung zu überprüfen. Diese Überwachung schließt auch entfernt lebende Patienten ein. Verfügbare Daten können
in Patienteninformationssystemen gespeichert werden. Listen von Projekten in
diesem Bereich können beispielsweise unter http://cps-vo.org/group/medical-cps
und unter http://www.nano-tera.ch/program/health.html gefunden werden.
• Wissenschaftliche Experimente: Viele der gegenwärtigen wissenschaftlichen
Experimente, insbesondere in der Physik, erfordern eine Erfassung der experimentellen Daten mit IKT-Geräten, d.h. der Cyber-Welt. Die Kombination von
physikalischen Experimenten und der Cyber-Welt kann als Spezialfall cyberphysikalischer Systeme gesehen werden.
• Öffentliche Sicherheit: Das Interesse an Maßnahmen zur Steigerung der öffentlichen Sicherheit wächst im Angesicht von Gewaltakten und Pandemien. CPSund IoT-Systeme können die öffentliche Sicherheit stärken. Dies schließt die Erkennung oder Authentisierung von Personen über verschiedene Sensoren ein.
• Katastrophenschutz: Im Fall größerer Katastrophen wie Erdbeben oder Überflutungen ist es wesentlich, Leben zu retten und Überlebenden zu helfen. Hierzu
sind flexible Kommunikationsstrukturen erforderlich.
• Militärische Anwendungen: Informationsverarbeitende Komponenten sind seit
vielen Jahren ein wichtiger Bestandteil militärischer Systeme. Einige der allerersten Rechner wurden verwendet, um militärische Radarsignale zu analysieren.
Sie sind auch heute wichtiger Teil von Abwehrsystemen.
• Telekommunikation: Die Mobiltelefonie ist einer der am stärksten wachsenden
Märkte der vergangenen Jahre. Wichtige Aspekte von Mobiltelefonen sind der
Entwurf der Funkkomponenten, die digitale Signalverarbeitung und ein niedriger
Energieverbrauch. Telekommunikation ist auch ein wesentlicher Aspekt für IoTTechnologien.
• Unterhaltungselektronik: Video- und Audiosysteme sind ein wichtiger Bereich
der Elektronikindustrie. Diese Geräte verwenden einen stetig ansteigenden Anteil
an informationsverarbeitenden Komponenten. Neue Dienste und eine gesteigerte Qualität werden dabei durch neuartige Methoden der digitalen Signalverarbeitung ermöglicht. Viele (vor allem hochauflösende) Fernseher, Smartphones
und Spielkonsolen verwenden leistungsstarke Prozessoren und Speichersysteme.
Diese stellen eine spezielle Klasse eingebetteter Systeme dar. Die Betriebssicherheit und Realzeitbedingungen sind bei dieser Klasse nicht ganz so dringend zu
berücksichtigen wie bei anderen Klassen. Allerdings sind teilweise auch Realzeitbedingungen einzuhalten, beispielsweise um eine bestimmte Bildwiederholrate zu erreichen oder um Zeitbedingungen in Kommunikationsprotokollen zu
garantieren. Auch sind Ressourcen wie die elektrische Energie oder die Kommunikationsbandbreite gerade bei mobilen Geräten extrem wichtig und damit liegt