Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Kabelloses, zuverlässiges IoT/M2M für Katastrophenrettung und Gesundheitswesen – Zuverlässige maschinenzentrierte Sensorik und Steuerung

Masaki Noi, Satoshi Seimiya, Kouhei Harada, Takumi Kobayashi, Graeme K Woodward und Ryuji Kohno

Das drahtlose Body Area Network (BAN) wurde für die allgegenwärtige und ferngesteuerte medizinische Versorgung erforscht und entwickelt und sein internationaler Standard IEEE802.15.6 wurde im Februar 2012 festgelegt. Um vermisste Opfer zu finden und ihre Lebenszeichen an Katastrophenorten zu erfassen, kann ein äußerst zuverlässiges und sicheres, d. h. zuverlässiges BAN auf eine Gruppe von Robotern, Autos, unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) wie Drohnen sowie auf einen menschlichen Körper für eine zuverlässige Maschine-zu-Maschine-Erfassung und -Steuerung (M2M) angewendet werden. Ein solches M2M-Netzwerk kann als „BAN der Dinge“ wie das Internet der Dinge (IoT) bezeichnet werden. In Katastrophengebieten verhindern unerwartete Hindernisse und eine komplizierte Funkausbreitung häufig eine genaue Entfernungsmessung und Positionierung sowie eine zuverlässige Erfassung lebenswichtiger Daten. Um eine genaue Lokalisierung und robuste Datenkommunikation durch BAN zu erreichen, müssen zuverlässige Funktechnologien wie Ultrabreitbandfunk (UWB), Array-Antennen und Fehlerkorrekturcodes in der physischen Schicht gemeinsam mit MAC-, Netzwerk- und Anwendungsschichten optimiert werden. Auch nachdem BAN entwickelt und weltweit standardisiert wurde, muss es von der Regulierungswissenschaft übernommen werden, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten und den Vorschriften einzuhalten. In diesem Dokument werden Forschung und Entwicklung sowie Standards und die Einhaltung von Vorschriften im Bereich zuverlässiger drahtloser BAN für Katastrophenrettung und medizinische Gesundheitsversorgung unter Verwendung von UWB-Entfernungsmessung und -Kommunikation vorgestellt. Das gemeinsame Projekt von Japan und Neuseeland zur Fernerkundung und Steuerung mehrerer UAVs zur Ortung von Opfern bei Naturkatastrophen wie Erdbeben wird ebenfalls vorgestellt. Die Forschung verfolgt zwei Ziele: zum einen die Nutzung von UAVs zur Ortung von Menschen unter Trümmern und zum anderen das Sammeln von Informationen, die in den BANs enthalten sind, die diese Menschen tragen. Der Autor (Prof. Ryuji Kohno) leitete die neue internationale Standardgruppe für zuverlässige drahtlose Netzwerke IEEE802.15 IG-Dependability.