Ein schöner Traum: Nicht den entscheidenden Moment verpassen, weil man gerade das Handy rauskramt, um eine unvergessliche Situation zu fotografieren. Die Hände frei haben für das echte Leben und trotzdem die Timeline sozialer Netzwerke verfolgen. Schöne Erlebnisse nicht unterbrechen müssen und sie trotzdem unmittelbar mit Freunden auf anderen Kontinenten teilen. Die Erfüllung dieses Traums hat Google Glass versprochen – und ist damit erst mal gescheitert. Aus der Testversion wurde kein Massenprodukt, der Verkauf wurde eingestellt. Die Brille wurde zudem aus dem Forschungslabor Google X herausgenommen, was Wissenschaftler eher als schlechtes Zeichen deuten.

Am Traum von allgegenwärtigen anziehbaren Computern, die sich unauffällig in unseren Alltag integrieren, wird dennoch in den Forschungslaboren weitergearbeitet. Während Fitness-Armbänder, smarte Schuhe oder Armbanduhr-Computer derzeit wie Pilze aus dem Boden schießen, arbeiten die Forscher an schlauer Technologie, die man im wahrsten Sinn des Wortes anziehen kann. "Wir haben uns gefragt: Was tragen die Menschen immer? Welche Wearables sind natürlich?", erklärt Stefan Schneegaß von der Universität Stuttgart. Die Antwort ist naheliegend: Natürlich ist es, Kleider zu tragen. "Die vergisst man auch nicht wie ein Fitness-Armband oder eine Uhr", sagt Schneegaß, der im Rahmen des EU-Projekts "SimpleSkin" gemeinsam mit diversen Universitäten und dem Textilforschungslabor Denkendorf ein Computershirt entwickelt.

Wearables brauchen Smartphone-Unterstützung
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Fitnesstracker, etwa in Form von Armbanduhren, benötigen meist noch die Unterstützung eines Smartphones. Das tritt auf den Plan, wenn es um Datenspeicherung und -verarbeitung geht.

"Wir wollen normale Stoffe intelligenter machen", sagt Schneegaß. Das Shirt soll mittels diverser Sensoren, die in das Textil eingearbeitet sind, die Bewegung seines Trägers berechnen und physiologische Daten wie Atmung, Herzschlag und Blutdruck messen können. Die Kleidung der Zukunft soll zudem, so die Vision, Informationen an ihren Träger zurückgeben können. Schneegaß und seine Kollegen testeten beispielsweise, inwiefern sich Menschen von ihrer Hose navigieren lassen: Sie arbeiteten in das Kleidungsstück Elektroden ein, die Muskeln kontrahieren und damit die Beine in eine bestimmte Richtung bewegen. Wenn das Ganze mit einer entsprechenden Navigationssoftware verbunden wird, können Fußgänger so durch die Stadt geleitet werden, ohne ständig auf das Handy schauen zu müssen. Natürlich muss deswegen niemand fürchten, in den Graben zu stürzen, wenn die Software über eine Baustelle nicht informiert ist: Die willentliche Muskelkontraktion ist stets stärker.

Die Kleidung der Zukunft hat einen Appstore

Dank solcher Möglichkeiten könnte die Kleidung der Zukunft eine neue Plattform werden, hoffen die Forscher, so wie das Smartphone heute. Deshalb soll das Shirt des "Simpleskin"-Projekts im Gegensatz zu anderen Wearables wie Fitnesstrackern für eine breite Spanne an Anwendungen geeignet sein. Der Nutzer kann dann auswählen, was er tun möchte, und das passende Programm aus einem Appstore herunterladen. Die Kleidung könnte beispielsweise die Bewegung der Finger erfassen, so dass der Träger seinen Fernseher steuern kann, das Shirt könnte Freizeitaktivitäten erkennen und auswerten oder über Sensoren am Kragen gar die Nahrungsaufnahme berechnen. Im März soll die erste Version des Shirts fertig sein. "Dann werden wir Anwendungsszenarien entwickeln", sagt Schneegaß.

"Die Herausforderung für anziehbare Computer: Warum sollen die Leute das kaufen?"

Denn das ist eine der großen Herausforderungen all der ehrgeizigen Projekte um allgegenwärtige, anziehbare Computer: Warum sollen die Leute das kaufen? An der unklaren Antwort auf diese Frage ist nach Einschätzung einiger Wissenschaftler schließlich auch die Google-Brille gescheitert – und die galt lange als Wegbereiter der Wearables: "Die Brille wurde als Testprodukt verkauft", sagt Kristof Van Laerhoven, Professor für eingebettete Systeme an der Universität Freiburg: "Aber als Testprodukt für was?" Sie habe viel gekonnt, sei aber für nichts so richtig praktisch gewesen. Dabei war der Forscher begeistert, als er die Brille das erste Mal in den Händen hielt: "Das war revolutionär: So etwas gab es damals nicht – ein Miniakku, ein starker Prozessor, eine gute Optik und ein geringes Gewicht, alles hat gestimmt."

Als Google 2013 seine Brille präsentierte, starteten manche Informatiker bereits Abgesänge auf das Smartphone. Es werde durch Wearables wie Brillen oder Uhren ersetzt, so der Tenor. Inzwischen sind diese Stimmen leiser geworden. "Ich bin skeptisch, nachdem sich Google Glass nicht durchgesetzt hat", sagt Gerhard Tröster. Der Leiter der Electronics Laboratory and Wearable Computing Group der ETH Zürich forscht seit vielen Jahren an tragbaren Computern. Er fürchtet, dass nun nach dem großen Hype die große Ernüchterung droht. Können textile Wearables das Smartphone ersetzen? "Das Ziel ist seit 20 Jahren, Elektronik in unseren Tagesablauf zu integrieren", sagt Tröster. Aber Kleidung und Elektronik seien zwei schwer miteinander zu vereinbarende Welten. Die Margen seien zu verschieden, die Produktionsbedingungen – und nicht zuletzt die Erwartungen der Kunden: "Die Menschen geben immer mehr Geld für Elektronik aus und immer weniger für Kleidung."

Intelligenter Stoff schützt Feuerwehrleute und Babys

Beispiele aus der Vergangenheit zeigen, dass Versuche, diese beiden Welten zu vereinen, häufig scheiterten: Beispielsweise entwickelten Ende der 1990er Jahre Levi's und Philipps eine Jacke, die Anschlüsse für den Kopfhörer für MP3-Player und Handy eingearbeitet hatte und eine Bedienung über Tasten auf dem Ärmel ermöglichte. An sich eine gute Idee – die wenig Interessenten fand: "Die Jacke als Interface zwischen Nutzer und Gerät hat sich nicht so verkauft wie erhofft", sagt Kristof Van Laerhoven. "Smart Textiles sind noch komplett in der Forschungsecke."

"Vielleicht ist das Smartphone einfach zu gut" (Gerhart Tröster)

Hansjürgen Horter ist da optimistischer: "Es gibt immer neue Konzepte für textile Anwendungen", sagt der Maschinenbauingenieur, der seit zwölf Jahren am Textilforschungsinstitut Denkendorf an intelligenten Stoffen forscht: "Das wird aufgehen wie ein Blumenstrauß." Er entwickelte bereits vor knapp zehn Jahren einen sensorischen Babybody, der die Vitalfunktionen von Säuglingen misst, um sie vor dem plötzlichen Kindstod zu schützen. Auch Kinderjacken, die eine integrierte Leuchtfunktion haben und ihren Strombedarf mittels Solarzellen selbst decken, hat er mit Kollegen schon um die Jahrtausendwende entwickelt. Sein neuester Schatz ist eine Feuerwehruniform, die unter anderem Herzschlag und Atmung misst und darüber kritische Situationen erkennt. Die Jacke, die in einem Jahr auf den Markt kommen soll, erfasst zudem die Außen- und Innentemperatur und die Bewegungen ihres Trägers. Aus all diesen Daten berechnet sie, ob eine Notsituation vorliegt, informiert darüber mit blinkenden LEDs an der Jacke und lotst Retter per GPS an die richtige Stelle. In Tests überstand die Elektronik mehrere Sekunden eine Temperatur von 1000 Grad Celsius.

In Denkendorf wurden elektrisch leitende Fäden entwickelt, die auf Textilien aufgestickt werden, oder gewebte Bänder mit eingearbeiteten LEDs, die Biegungen und Waschgängen in der Maschine standhalten. Dennoch scheint der Weg zur Kleidung, die das Smartphone ersetzt, noch weit: Denn auch wenn die leitende Elektronik bereits in Stoffe eingewebt wird und im Labor über 30 Waschprozesse unbeschadet übersteht, ist die Stromversorgung kaum in Textilien zu integrieren. Diese so robust zu bekommen, dass sie Waschgänge verkraften, wäre teuer, sagt Horter.

Manche Sensoren müssen auf die Haut

Auf ein zusätzliches Gerät in einer Tasche kann also nach jetzigem Stand der Forschung bei smarten Textilien nicht verzichtet werden. Nicht zuletzt sprechen die Kommunikationsmöglichkeiten dagegen, dass Kleidung in absehbarer Zeit das Smartphone ersetzt: Wer möchte schon durch sein Hemd telefonieren? Selbst bei Smartwatches sei das nicht gelöst, sagt Van Laerhoven: "Das ist aufwändig und sieht doof aus." Ein anderes Problem hatte die Google-Brille mit der Kommunikation: Nicht jeder möchte alles öffentlich per Sprachbefehl kommunizieren. Aber sobald man ein Display und eine Möglichkeit der Texteingabe braucht, ist das mit Kleidung kaum zu vereinbaren: Die Komponenten sind hart und sperrig, unbequem und nicht robust genug für die Waschmaschine. "Vielleicht ist das Smartphone einfach zu gut", resümiert Tröster. Für viele Experimente verwendet er Smartphones, anstatt eine andere technische Lösung zu entwickeln; die sehr gute Sensorik der Geräte gibt den Ausschlag. Inzwischen haben sie sich aus seiner Sicht sowieso zu Wearables entwickelt, sagt Tröster: "Man hat sie doch immer in der Hosentasche."

Für speziellere Anwendungsfälle, beispielsweise aus dem medizinischen Bereich, sind die textilen Wearables hingegen gut geeignet – und da kann das Smartphone nicht mithalten. "Manche Sensoren müssen auf die Haut", sagt Tröster. Beispielsweise um einen unbequemen Gurt für ein Langzeit-EKG zu ersetzen: Hier können smarte Textilien gute Dienste leisten. In Denkendorf hat man einen sensorischen Strumpf für Zuckerkranke entwickelt, der die Hautdurchblutung misst und mittels Vibrationen darauf hinweist, wann sich der Träger bewegen sollte, damit bestimmte Partien besser durchblutet werden. Eine ähnliche Funktion erfüllt eine Unterhose für Querschnittsgelähmte, die Tröster mit entwickelt: Sie misst den Zustand der Haut und schlägt Alarm, bevor der Patient wund liegt.

Auch im Sport- und Freizeitbereich könnten sich smarte Textilien durchsetzen, mit denen wir zwar nicht telefonieren können, die aber etwa im Sinne der Gesundheitsvorsorge oder zur Verbesserung der sportlichen Leistung unsere physiologischen Daten messen und auswerten. Auch ohne das Smartphone zu ersetzen, werden diese unser Leben enorm verändern. Denn der Herzschlag eines Menschen kann potenziell auch darüber Auskunft geben, wann dieser einen Herzinfarkt erleidet. Zumindest ob er anfällig dafür ist. Wie viel würden die Krankenkassen wohl dafür geben, solche Daten zu bekommen? Und könnte sich dieser Mann dann noch eine Versicherung leisten? "Die Privatsphäre ist den Leuten zwar sehr wichtig", sagt Stefan Schneegaß, "aber sie geben sie für geringe Gegenleistungen her." So hält er es für durchaus denkbar, dass manche Menschen ihre Fitnessdaten freiwillig an die Krankenkasse senden, wenn dadurch im Gegenzug der Beitrag sinkt. Obwohl diese Daten sehr viel persönlicher sind als beispielsweise die Standortdaten, die jedes Android-Smartphone schon heute an Google sendet, findet jedenfalls Schneegaß.

Liest die Krankenkasse mit?

Mitleser müssen aber auch jene fürchten, die Versicherungen den Einblick in ihre Daten verwehren. Immer wieder gab es Fälle in der Vergangenheit, in denen Daten aus der Cloud in falsche Hände gerieten. Seien es die Speicher der Anbieter oder schon der Weg der Daten durch den Äther: An unterschiedlichsten Stellen griffen die Hacker zu. Ob eine gute Verschlüsselung die Daten wirklich schützt, ist umstritten – die Erfahrung zeigt, dass Onlinekriminelle und Geheimdienste meist schon einen Schritt weiter sind. Eine noch größere Gefahr ging in der Vergangenheit allerdings von der Nachlässigkeit der Anbieter aus. Der Verbraucher kann kaum überprüfen, wie sicher eine Verschlüsselung ist. Manche Informatiker gehen so weit zu sagen, dass Daten, sobald sie das Haus verlassen, nicht endgültig zu sichern sind.

Aber alle Daten lokal zu speichern, überfordert die Wearables, sagt Schneegaß: "Beim Tracking können jeden Tag mehrere Gigabyte an Daten zusammenkommen." Dafür reichen derzeitige Handyspeicher nicht aus. Soll die Technologie wirklich im Stoff eingearbeitet sein und nicht stören, ist es aktuell noch sinnvoll, zusätzlich ein Smartphone mit sich zu tragen, das die gewonnenen Daten verarbeitet und die Ergebnisse beispielsweise in der Cloud speichert. Wer seine Alltagsaktivitäten samt physiologischen Daten lokal speichern und auswerten will, müsste sonst schnell einen Koffer mit sich herumschleppen. Das führt Wearables ad absurdum.

Vielleicht wird sich aber auch die ursprüngliche Vision der frühen Wearables durchsetzen, sagt Van Laerhoven: "Die hatten nichts mit drahtloser Kommunikation oder mit Cloudspeichern zu tun." Was natürlich auch daran lag, dass die Technologie damals noch nicht so weit war. Aber auch daran, dass ein anderes Konzept dahinter stand: Die frühen Wearables, die man in Form eines Kastens um die Hüfte trug, mit einer Brille auf der Nase und einer Art Tastatur in der Hosentasche, waren sehr persönliche Begleiter, erklärt Laerhoven: "Wir sagten damals 'nomadic computing', und unsere Rechner waren unsere 'companions'." Van Laerhoven hält es durchaus für möglich, dass diese alten Zeiten auch für die heutigen Wearables wiederkommen. "Noch ist es vielen Leuten nicht bewusst, wie viele Daten im Hintergrund synchronisiert werden, während sie ihr Handy benutzen." Doch Datensicherheit sei den Menschen wichtig, das Bewusstsein für die Tücken drahtloser Kommunikation wachse.

Und auch aus technologischer Sicht könne es durchaus Sinn machen, den Datenstrom zwischen Wearable, Handy und Cloud zu kappen, sagt Van Laerhoven: "Drahtlose Verbindungen sind alles andere als energieeffizient." Deshalb müssen wir unser Smartphone in der Regel jeden Tag aufladen. Ohne Datenverbindung würde ein Wearable-Akku deutlich länger halten. Vielleicht müssen wir dann doch darauf verzichten, jeden Abend eine Auswertung unserer Herzaktivitäten serviert zu bekommen. Aber vielleicht ist das auch nicht so wichtig.