5G, Cloud und Edge Computing sind auf jährlichen IoT-Trendlisten kaum mehr wegzudenken. Und das zu Recht: Sie werden 2021 das Internet der Dinge prägen. Heimliche Gewinner davon sind immersive Technologien.

Das Internet der Dinge verbindet physische und virtuelle Welten. Daten von IoT-fähigen Geräten werden gesammelt, in Informationen umgewandelt und beispielsweise durch Augmented- (AR) und Virtual-Reality (VR) in Echtzeit sichtbar gemacht. Immersive Technologien repräsentieren sozusagen das IoT, indem sie die Welt mit IoT-Informationen erweitern oder uns auch völlig in diese eintauchen lassen. Dennoch blieb das exponentiell prognostizierte Wachstum von AR/VR bislang noch hinter den Erwartungen zurück. 2020 ist hier zu einem Wendepunkt geworden.

Das Interesse und der Bedarf an der erweiterten und virtuellen Realität ist durch die Pandemie enorm gestiegen. Unternehmen nutzen immersive Technologien, um in Zeiten von Social Distancing die Zusammenarbeit zu verbessern, die Kundenbindung zu stärken, Arbeitsabläufe zu optimieren sowie Wissen zu erfassen und zu transferieren. 5G, Cloud und Edge Computing werden diese Entwicklung 2021 weiter vorantreiben. Ultrahohe Bandbreiten und niedrige Latenzzeiten durch 5G sowie die zunehmende Ausbreitung und Akzeptanz von Cloud- und Edge-Strukturen ermöglichen neue XR-Use Cases (ein Überbegriff für alle immersiven Technologien), die so bisher nicht möglich waren. Denn aktuell gibt es immer noch technologische Hürden, die den Einsatz von AR und VR schwierig gestalten können.

Technologie-Trend XR-Streaming

Die limitierte Rechen- und Grafikleistung von mobilen Endgeräten wie Smartphones, Tablets und Datenbrillen etwa sind sowohl für Entwickler als auch für Endnutzer ein Problem. Da die Leistung begrenzt ist, ist auch die Visualisierung von 3D-Inhalten in AR/VR eingeschränkt. Daten müssen teils aufwendig aufbereitet beziehungsweise reduziert werden und auch die Qualität des Erlebnisses (zum Beispiel graphische Effekte) liegt weit unter dem, was wir von modernen PC-Programmen gewohnt sind. Mobile Geräte und eine weitere Optimierung des Formfaktors sind aber nötig, um immersive Technologien weiter zu etablieren. Und klar ist auch: Sobald AR und VR den Massenmarkt erreichen, wird die mobile Nutzung ansteigen.

Two engineers work on a simulation file

Neuer Technologietrend: Mit XR-Streaming können datenintensive AR/VR-Anwendungen in Echtzeit auf mobile Geräte gestreamt werden. Damit eröffnen sich neue Anwendungsfelder für immersive Technologien im IoT-Umfeld.

Ein Technologie-Trend an dem verschiedene Unternehmen wie Microsoft, Nvidia und Holo-Light deshalb gerade arbeiten, ist XR-Streaming. Die Rechenleistung für die Ausführung von Applikationen muss damit nicht von dem mobilen Gerät selbst kommen, sondern wird von einem leistungsstarken lokalen Server oder aus der Cloud bereitgestellt. XR-Streaming ermöglicht es, AR- und VR-Inhalte – etwa 3D-CAD-Modelle oder BIM-Daten – in einer noch nie dagewesenen Detailtreue und Komplexität zu erleben. Auch CPU und GPU des Endgeräts werden nur noch in geringem Maße benötigt, was perspektivisch einer Verkleinerung der Endgeräte und Optimierung des Formfaktors entgegenkommt. Das Streaming kompletter Applikationen erhöht zudem die Datensicherheit im IoT. Die Informationen werden lediglich gestreamt und nicht auf dem mobilen Endgerät gespeichert. Sie liegen auf dem vom Kunden gewählten Server.

Zusammenspiel von 5G, Cloud- und Edge-Infrastrukturen

Wie genau kommen jetzt die Cloud, Edge Computing und 5G ins Spiel?2020 konnten wir einen Anstieg an Cloud-basierten Diensten beobachten – sowohl auf Anbieter- als auch auf Anwender-Seite. 2021 werden immer mehr AR/VR-Applikationen in die Cloud oder eine Edge-Infrastruktur migrieren und komplett gestreamt werden. Das hat den Vorteil, dass keine eigene kostspielige Infrastruktur oder Setup-Zeit mehr benötigt werden und Applikationen sofort ortsunabhängig flexibel einsetzbar sind.

Geringe Latenzen und genügend Bandbreite sind dabei förderlich für eine qualitative Erfahrung. Moderne Cloud-Infrastrukturen sind hier gut geeignet und wo die Verfügbarkeit von Daten in Echtzeit ein kritischer Faktor ist, sind Edge-Infrastrukturen eine gute Wahl. Bei der Bandbreite wiederum kann es kritisch werden, sobald keine WLAN-Netze verfügbar sind. Heutige 4G-Verbindungen können an ihre Grenzen stoßen, Daten-intensives AR- oder VR-Streaming zu verarbeiten. 5G ist also gerade für mobile Anwendungen im Feld entscheidend.

On-Premise-Strukturen werden nicht verschwinden und haben nach wie vor ihre Vorteile. Die Infrastruktur von Cloud- und Edge-Anbietern aber ermöglicht ein hochskalierbares Geschäftsmodell aufgrund der flexiblen Verfügbarkeit von Computing-Ressourcen. 2021 werden viele Anbieter ihre IoT- und XR-Anwendungen in der Cloud zur Verfügung stellen, wodurch ein skalierbares, sicheres und auch für Kunden attraktives Pay-per-Use-Modell entstehen kann. Die neue Art der Distribution und geringere technische Hürden durch XR-Streaming werden vielen Unternehmen auch den Zugang zur Technologie vereinfachen und skalierbare Lösungen fördern. 2021 werden wir AR/VR-Lösungen in produktiven Einsatzgebieten sehen, die noch vor ein paar Jahren weit entfernt erschienen.

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