Die Idee hinter dem Kanary Wing war einfach, aber ehrgeizig: eine kostengünstige, batteriebetriebene Sensorplattform zu entwickeln, die Personen zählen oder Entfernungen mit hoher Zuverlässigkeit messen kann und sich gleichzeitig nahtlos in das Kanary®-Ökosystem integrieren lässt.
Von Anfang an war dem Entwicklungsteam klar, dass die Herausforderung darin bestehen würde, das richtige Gleichgewicht zwischen Kosten und Energieeffizienz, sowie Präzision und Praktikabilität zu finden. Das Ergebnis ist eine flexible, kompakte und äußerst leistungsfähige Sensorplattform, die nicht nur die Mission von Kanary zur Infektionsprävention stärkt, sondern auch neue Möglichkeiten weit über die Händehygiene hinaus eröffnet.
Kanary Wing: Vom Konzept zur Herausforderung
„Die Idee war, ein Gerät zu entwickeln, das als Personenzähler oder zur Entfernungsmessung eingesetzt werden kann“, erklärt David Issler, einer der leitenden Hardware-Ingenieure des Projekts. „Wir haben eine Hauptplatine entworfen, die mehrere Sensorplatinen aufnehmen kann – beispielsweise Time-of-Flight-Sensoren zur Entfernungsmessung oder passive Infrarotsensoren (PIR) zur Personenzählung. Die Idee war, das Gerät für die Zukunft erweiterbar zu machen.“
Allerdings wurden die Kosten schnell zu einem entscheidenden Hindernis. „Bei dem Wing-Produkt war der Preis die größte Herausforderung“, sagt David. „Wir wollten etwas Erschwingliches, aber dennoch zuverlässiges anbieten. Es gab zwar Konkurrenzprodukte, aber nicht zu unserem Zielpreis. Es ist immer ein Kompromiss – günstigere Komponenten verbrauchen oft mehr Strom, während Komponenten mit geringem Stromverbrauch in der Regel teurer sind. Diese Balance zu finden, war eine große Herausforderung.“
Das Team stand auch vor einer technischen Einschränkung: Wing musste mit Batteriestrom betrieben werden. Diese eine Entscheidung prägte fast alle folgenden Designentscheidungen. „Es gibt nicht viele batteriebetriebene Geräte zur Personenzählung auf dem Markt“, fährt David fort. „Das schränkte die Auswahl der Sensoren ein, die wir verwenden konnten. Wir entschieden uns schließlich für einen PIR-Sensor – denselben Typ, der auch in bewegungsaktivierten Leuchten verwendet wird –, mussten ihn jedoch völlig anders konfigurieren, um Personen zuverlässig zählen zu können. Durch die Verwendung von zwei Sensoren in unterschiedlichen Winkeln konnten wir sowohl die Anwesenheit als auch die Bewegungsrichtung erkennen.“
Ingenieurskunst innerhalb gewisser Grenzen
Auf der Firmware-Seite stand Daniel Zimmerman vom Schweizer Ingenieurteam vor einer ähnlichen Gratwanderung. „Wir bauen auf unserer kostengünstigen Smart-Plattform auf, daher können wir nicht einfach einen beliebigen Mikrocontroller auswählen“, sagt er. „Wir haben uns für denselben Controller entschieden, der auch unsere berührungslosen Hygienespender antreibt. Das bedeutete, dass wir viele Firmware-Anpassungen vornehmen mussten, um etwas völlig anderes zu unterstützen.“
Der Vorteil dieses Ansatzes war die Plattformkonsistenz, die Daniel als entscheidend für die langfristige Entwicklungseffizienz ansieht. „Wenn wir für alle Produkte dieselbe Plattform verwenden, ist die Zusammenarbeit für alle – Hardware, Software, Produktion – einfacher. Das bedeutet aber auch, dass wir die begrenzten Ressourcen clever nutzen müssen.“
Sensor
Eine der wichtigsten technischen Neuerungen war es, herauszufinden, wie man erweiterte Funktionen auf einem Mikrocontroller mit begrenztem Speicher und begrenzter Leistung ausführen kann. „Wir hätten einen ressourcenintensiven Algorithmus verwenden können“, bemerkt Daniel, „aber der hätte auf der gewählten Hardware einfach nicht funktioniert. Also mussten wir einen sehr effizienten, schlanken Algorithmus schreiben, der dennoch das Beste aus den von uns gesammelten Sensordaten herausholen konnte.“
Um die Batterielebensdauer zu verlängern, verlagerten Daniel und sein Team so viel Rechenleistung wie möglich auf den kleineren Prozessor mit geringem Stromverbrauch und aktivierten den Hauptcontroller nur bei absoluter Notwendigkeit für die WLAN- oder Bluetooth-Kommunikation. „Das ist ein großer Teil der Herausforderung: intelligente Wege zu finden, um Funktionen zu verlagern, damit wir dennoch die Leistungsziele erreichen können.“
Ausbau der intelligenten Plattform von Kanary
Aus Sicht der Software betrachtet Josh Geurts, der die Integrationsbemühungen von Kanary leitet, Wing als einen großen Fortschritt sowohl für die Hardware als auch für das gesamte Ökosystem.
„Der neue Time-of-Flight-Sensor ist ein großer Sprung nach vorne“, sagt er. „Der alte Sensor, den wir in SanTRAL® Plus verwendet haben, hatte einen externen Akku, was die Integration in eine Vielzahl von Produkten erschwerte. Jetzt haben wir einen viel kleineren Formfaktor, der besser funktioniert und sogar in bestehende Spender nachgerüstet werden kann – eine Win-Win-Situation.“
Für Kanary sind die Auswirkungen erheblich. „Der Personenzähler ist eine enorme Bereicherung für die Software“, erklärt Josh. „Ohne ihn konnten wir die Compliance-Raten nur anhand von Durchschnittswerten schätzen – beispielsweise anhand der Anzahl der Patientenbesuche in einem Raum. Jetzt können wir die Daten zur Handhygiene mit den tatsächlichen Aktivitäten der Menschen in Verbindung bringen. Das ist unglaublich wertvoll für die Infektionsprävention.“
Der Wing ermöglicht auch neue Datenauswertungen, wie z. B. Trends zur Raumbelegung oder Analysen zum Besucherfluss. Diese Funktionen werden die Analysefähigkeiten von Kanary weiter stärken. „Wir können jetzt erkennen, wenn jemand einen Raum betritt oder verlässt“, fährt Josh fort. „Dadurch können wir nicht nur Daten zur Einhaltung der Handhygiene, sondern auch reale Daten zur Raumnutzung liefern. Das ist ein großer Fortschritt.“
Praktische Anwendungen: Händehygiene, Infektionsprävention und Co.
In der Praxis bedeutet die Flexibilität des Kanary Wing, dass er in vielen verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden kann.
„Eine Möglichkeit“, schlägt David vor, „ist die Installation vor öffentlichen Toiletten. Anhand der Anzahl der Personen könnte man abschätzen, wann eine Reinigung erforderlich ist, und so die Reinigungspläne und den Ressourceneinsatz optimieren.“
Die Möglichkeiten gehen jedoch weit darüber hinaus. Josh drückt es so aus: „Ich habe mir eine generische IoT-Plattform vorgestellt. Man könnte sie in einer Bibliothek einsetzen, um unter Schreibtischen festzustellen, ob ein Platz besetzt ist, oder in einem Parkhaus, um die Parkplätze zu überwachen. Mit derselben Technologie könnte man auch die Beleuchtung oder die Klimaanlage je nach Raumnutzung automatisieren. Warum sollten wir nicht all diese Dinge miteinander verbinden und den Kunden ermöglichen, mit unserer Software ihre eigenen intelligenten Systeme aufzubauen?“
Auch wenn diese Art der Anwendung über die traditionelle Aufgabe von OPHARDT im Bereich Infektionsprävention hinausgeht, ist die Skalierbarkeit unbestreitbar. „Das Potenzial ist leicht zu erkennen“, sagt Josh. „Wing eröffnet uns völlig neue Märkte und stärkt gleichzeitig unser Kerngeschäft.“
Entwickelt für die Zukunft
Für Hendrik Ophardt, der an der Definition der gesamten Produktarchitektur mitgewirkt hat, liegt die größte Stärke von Kanary Wing in seiner Flexibilität. „Wir können fast jeden Sensor darauf montieren“, erklärt er. „Das macht es zu einer zukunftssicheren Plattform für alle Arten von sensorbasierten Anwendungen.“
Diese Flexibilität, kombiniert mit der gemeinsamen intelligenten Plattform, der Energieeffizienz und der tiefen Integration in Kanary, macht Wing nicht nur zu einem weiteren Sensor, sondern zu einer Grundlage für die Zukunft. Hendrik fasst zusammen: „Wir wollten etwas Modulares, Skalierbares und Effizientes schaffen. Ein Produkt, das mit uns wachsen kann.“
Zusammenfassung
Der Kanary Wing verkörpert den Innovationsgeist, der OPHARDT auszeichnet: komplexe technische Probleme mit Kreativität, Präzision und Zusammenarbeit anzugehen. Von der Balance zwischen Kosten und Leistung bis hin zur Entwicklung maßgeschneiderter Algorithmen innerhalb enger Hardware-Grenzen hat das Wing-Team Einschränkungen in einen Nährboden für Innovationen verwandelt.
Jetzt, da es mit Kanary verbunden ist und beginnt, Daten aus der realen Welt zu sammeln, beginnt sich die wahre Wirkung von Wing zu entfalten, ein intelligentes Signal nach dem anderen.
Kommentieren