Die Maker Hardware als der Anfang allen künstlichen Lebens

In einem gesunden Körper wohnt auch ein gesunder Geist. Das besagt ein mehr oder weniger altes Sprichwort. Und wie bei allen Weisheiten ist auch hierbei mal wieder etwas Wahres dran. Wenn es dem Körper gut geht, besitzt der Geist  die größere Chance vernünftig zu arbeiten. Das ist beim Menschen so, und ganz ähnlich verhält es sich im Bereich vom Internet der Dinge oder der Künstlichen Intelligenz. Denn was für Menschen gilt, muss für Roboter ja nicht falsch sein. Ohne eine gesunde Hardware bekommt die Software also keine Grundlage, auf der sie arbeiten kann. Oder besser gesagt, auf der sie programmiert werden kann.

In den Anfängen von Computern und Internet war die Auswahl an vernünftiger Maker Hardware allerdings auf eine Handvoll Produkte beschränkt. Heute ist sie so vielfältig und bunt wie das Leben selbst.

Entdecke die Möglichkeiten! Das gilt auch für IoT Geräte

Nicht nur in bekannten schwedischen Möbelhäusern gibt es was zu entdecken. Das Internet der Dinge entwickelt sich seit einigen Jahren in einem rasend schnellen Tempo weiter. Das liegt zum einen natürlich an den vielen guten Ideen, die einmal jemand umgesetzt hat und die uns inzwischen längst täglich umgeben. Wir kennen sie alle: Das Smartphone, der Drucker oder die eigene Heizungssteuerung, sie alle verfügen in der heutigen Zeit über einen gewissen Grad an künstlicher Intelligenz. Sensoren sind dabei die Eingangskomponenten, also die Augen und Ohren des künstlichen „Körpers“. Sie messen die physikalische Größen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Rauch, den Luftstrom, den Wasser-Flow, die Geschwindigkeit oder die GPS-Position und so weiter. Je nach Auflösung der Sensoren sind die Daten sehr genau. Durch die Verbindung mit den Ausgabegeräten agieren sie dann: LEDs, Lautsprecher und Bildschirme sowie Aktoren wie Motoren oder Solenoide setzen die Ergebnisse um.

IoT-Geräte benötigen daher neben der Verbindung mit dem Netz auch Datenverarbeitungs- und Speicherfunktionen, um die grundlegende Handhabung, die Transformation und Analyse der Daten, die sie erfassen, durchzuführen. Das wäre dann so etwas wie die Nervenbahnen des Körpers. Einige Geräte kommunizieren dabei drahtlos, Bluetooth. Die drahtgebundene Kommunikation eignet sich für stationäre Geräte, die in intelligenten Gebäuden, Hausautomation und industriellen Steuerungsanwendungen installiert sind, wo sie mit Ethernet verbunden oder mit Ethernet über Strom versorgt werden können.

Das Beste an dieser Entwicklung aber ist, dass die Schöpfung dieser Art von künstlicher Intelligenz längst nicht mehr nur hochstudierten Wissenschaftler hinter dicken Mauern vorbehalten ist. Ganz im Gegenteil. Die anfangs erwähnt rasante Entwicklung im Bereich IoT ist auch der großen Vielfalt an Maker Hardware, die all die Technik-Enthusiasten ihre Ideen auch umsetzen lassen, geschuldet. Dafür müssen inzwischen noch nicht einmal mehr große Summen in die Hand genommen werden.

Die richtige Maker Hardware bringt das Herz zum Schlagen

Unsere Kühlschränke, die neuen Smart Uhren oder sogar die Druckerpatronen denken mit, was dazu führt, dass die Aussage „Ich denke, also bin ich“ (Der erste Grundsatz des Philosophen René Descartes), in einem völlig neuem Licht dastehen lässt. Das aber gehört wohl eher in die philosophische Ecke. Bleiben wir bei den Dingen, die man anfassen kann. Die künstliche Intelligenz ist ja auch nur dank der entsprechenden Mikrocontroller möglich. Und genau diese lässt uns selbst zum Schöpfer von diesen denkenden Geräten werden. Die richtige IoT Maker Hardware macht es möglich. Die Entwicklung geht auch in diesem Bereich soweit, dass eben jene Komponenten, also die Körperbauteile der künstlichen Intelligenz, immer leistungsfähiger werden. Gleichzeitig sind sie mit einem sehr geringen Maß an Aufwand zu konzipieren. Dank der Nutzung von eingebetteten Systemen (Embedded System). Hierbei ermöglichen winzige Mikrocontroller mit intelligenten Kommunikationsschnittstellen und der Anbindung ans Internet das Einsammeln der Daten und das Umsetzen in Handlungen.

Man könnte hier von einem Herzen sprechen. Wer sich aber mit der Anschaffung dieses Maker Hardware-Herzens beschäftigt, sollte vorab folgende Kriterien beachten: Wie viel Power braucht man für sein Vorhaben. Wie umfangreich ist das Projekt. Welche Anforderungen an die Datenerfassung und -Steuerung hat man. Wie sieht es mit der Konnektivität aus und wie viel Leistung wird gebraucht. Weitere Fragen und Anforderungen, die im Bezug auf die Maker Hardware geklärt werden müssen, betreffen die restlichen Körperteile. Und natürlich ihre Komptabilität. Welche IoT-Geräte sollen hier angepasst werden und welche entsprechenden Komponenten gibt es überhaupt. Erst dann kann entschieden werden, wie das nächste IoT-Projekt umgesetzt werden kann und welches Herz zum Schlagen gebracht werden soll.

Arduino Boards bieten eine breite Auswahl

Um das Lesen und Steuern der Peripheriekomponenten zu koordinieren, bietet zum Beispiel Arduino, die Open Source Electronic Prototyping Plattform, sowohl Anfängern als auch Profis sehr gute Voraussetzungen, um die eigenen IoT Projekte umzusetzen. Einfach gestrickte Roboter, Thermostate, Bewegungsmelder oder ähnliche Projekte können dabei ins umgesetzt werden. Oder man kann elektronische Geräte, zum Beispiel LEDs oder Motoren, steuern. Man kann Taster oder Sensoren auslesen und die Geräte entsprechend agieren lassen.

Für Einsteiger beispielsweise eignet sich das Arduino UNO. Es handelt sich hierbei um ein Mikrocontroller-Board, das auf dem ATmega32 basiert. Es verfügt über 14 digitale Ein- und Ausgangspins sowie 6 analoge Eingänge, ein 16-MHz-Keramik-Resonator, einen USB-Anschluss, eine Steckdose, ein ICSP-Header und eine Reset-Taste. Hiermit können einfache Projekte umgesetzt werden. LEDs werden beispielweise zum Blinken gebracht. Tonsignale können erzeugt werden. Oder darf es vielleicht ein schicker Wechselblinker sein?

Wer mehr möchte, kann auf größere Boards zurückgreifen. Klangvolle Namen wie Leonardo und Mega sorgen für die richtige Basis bei umfangreichen Projekten. Sie ermöglichen es, Lichter zu schalten, Kaffeemaschinen zu bedienen oder das Garagentor zu steuern. Und auch an noch größere Pläne ist gedacht. Für Erweiterungen werden vorbestückte oder teilweise unbestückte Platinen – sogenannte „Shields“ – angeboten, die auf das Board aufsteckbar sind. Angeboten werden dabei eine ganze Menge an Shields. Mit diesen können verschiedenste Projekte, von Positionierungsaufgaben über GPS, bis hin zu Kommunikationsschnittstellen von kabelgebundenen Systemen abgedeckt werden. Grenzen gibt es dabei eigentlich kaum noch welche. Sogar humanoide Roboter können gesteuert werden.

Neben Arduino gibt es natürlich auch noch andere Entwicklungsboards, die kombinierbar mit Mikrocontroller und Prozessoren mit Wireless-Chips und anderen Komponenten in einem vorgefertigten ready-to-Program-Paket zu haben sind. Was auch immer die Bedürfnisse an das eigene Projekt oder Produkt sind, es gibt sicher ein Board, das zu den Anforderungen passt.