Warum die Entwicklung eines erfolgreichen intelligenten Produkts höchst kompliziert ist

Entwickler von intelligenten Produkten werden mit einer erdrückenden Zahl von Anforderungen konfrontiert, wobei eine lange Batterielaufzeit, ein vollständig sicherer Betrieb und eine maximale Performance nur der Anfang sind. Beim Abwägen von Konflikten zwischen diesen Kernanforderungen besteht die Möglichkeit, dass Entwickler Kompromisse bei subjektiveren Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit oder anderen menschlichen Faktoren eingehen. Die Benutzer sehen sich dann einem physisch unattraktiven oder unnötig kompliziert zu bedienenden Gerät gegenüber. Bei der ständig wachsenden Zahl von Anforderungen sind die Produktentwickler wahrscheinlich erfolgreicher, wenn sie die Benutzerperspektive fester im Auge behalten. Die Entwicklung eines derartigen Produkts ist oft höchst kompliziert und bietet das, was als „unsichtbare Intelligenz“ bezeichnet wird.

Stromverbrauch und Leistung stehen seit Jahren ganz oben auf der Liste der wichtigsten Anliegen bei der Entwicklung, und dies wird sich nicht ändern. Aber nun häufen sich anscheinend neue Anforderungen, die für die Entwickler von intelligenten Produkten eine immer beängstigendere Barriere darstellen. Ja, die Benutzer verlangen eine lange Batterielaufzeit und eine schnelle Reaktion der ausgeklügelten Funktionen in ihren tragbaren Geräten, IoT-Geräten und anderen vernetzten Produkten. Und die Natur dieser Produkte führt zu zusätzlichen Anforderungen, die nicht weniger wichtig sind.

Ein schmerzhaft offensichtliches Beispiel ist die Sicherheit in diesen vernetzten Systemen. Da intelligente Produkte ständiger tiefer in die täglichen Abläufe der Benutzer eindringen, sind sie zu wichtigen Teilnehmern am persönlichen und beruflichen Leben geworden. Die Benutzer gehen einfach davon aus, dass vertrauliche Daten geschützt sind, wenn sie im Gerät liegen, wenn sie während der Ausführung von Anwendungen verwendet und wenn sie über das öffentliche Internet übertragen werden. Jeder Bruch dieser Vertraulichkeit ist ein offensichtlicher Verrat und weder die längste Batterielaufzeit noch die beste Performance schützt das entwickelnde Unternehmen vor einem beträchtlichen Schaden für sein Vermögen und seinen Ruf.

Wenn die Entwickler versuchen, die Rolle von intelligenten Produkten in den Büros und Wohnungen der Benutzer auszuweiten, treffen sie auf neue Anforderungen, die eher in qualitative Richtungen gehen. Zwei einfache Beispiele sind das Aussehen und die Benutzbarkeit des Produkts. Selbst die glühendsten Technikanhänger unter uns sind nicht scharf darauf, ihr behagliches Wohnzimmer mit nach Werkstatt aussehenden Elektronikkästen zu verschandeln, unabhängig von ihren sonstigen Qualitäten. Bei der Entwicklung von intelligenten Mainstream-Produkten wie Amazon Echo, Facebook Portal und Google Home Hub wird dies durch Produkte mit brillanten Fähigkeiten berücksichtigt, die so wenig Aufmerksamkeit wie möglich auf sich ziehen, wenn sie nicht gerade benutzt werden.

Ebenso werden diese Fähigkeiten, sobald sie benutzt werden, auf eine Weise präsentiert, durch die sich die Interaktion mit den Benutzern vereinfacht. Merkmale wie Sprachausgabe passen sich dem Benutzer an, anstatt den Benutzer zu zwingen, sich an irgendeine umständliche Benutzeroberfläche anzupassen.

Abbildung 1: Auf seiner Gesundheitssensor-Entwicklungsplattform MAXREFDES100 kombiniert Maxim verschiedene Sensoren mit der MCU Darwin MAX32620. Dabei wird mithilfe der Fähigkeiten der MCU eine ausgeklügelte Plattform für die Entwicklung von Fitness- und Gesundheitsprodukten mit minimalem Energiebedarf und minimalen Abmessungen bereitgestellt. (Bildquelle: Maxim Integrated)

Das Prinzip der „behutsamen Raffinesse“ ist ein wesentliches Entwicklungsziel für jedes intelligente Produkt. Facebook bezeichnet es bei seinem Gerät „Portal“ als „unsichtbare Technik“. Maxim Integrated nennt dieses Konzept allgemeiner „unsichtbare Intelligenz“ und unterstützt dieses mit der MCU-Familie Darwin und den dazugehörigen Bausteinen, die entwickelt wurden, damit sie die Entwickler in ihre intelligenten Geräte einbringen können. Darwin-MCUs wie die MAX32620, die MAX32625 und die MAX32630 von Maxim bieten den Entwicklern eine hohe Flexibilität bei der Optimierung des Stromverbrauchs, ohne dabei die Funktionalität einzuschränken. Siehe „Entwicklung von effektiveren intelligenten Geräten: 1. Teil – Energiesparendes Design mit MCUs und PMICs“.

In die sicheren Versionen der Darwin-MCUs, z. B. in die MAX32631, ist eine spezielle „Vertrauensschutzeinheit“ (Trust Protection Unit, TPU) integriert, mit der die Sicherheit der ruhenden, verwendeten und übertragenen Daten erhöht wird. Siehe „Entwicklung von effektiveren intelligenten Geräten: 2. Teil – Sicheres Design.“ Alle Modelle bestehen aus einem 32-Bit-Arm® Cortex®-M4F-Kern, einem umfassenden Satz von Peripheriebausteinen und einer Fülle von Arbeitsspeicher. Damit entsteht eine geeignete Hochleistungsplattform zur Beherrschung der für intelligente Produkte erforderlichen großen Codebasis. Siehe „Entwicklung von effektiveren intelligenten Geräten: 3. Teil – Prozessorleistung“.

Maxim Integrated führt die Merkmale in einer Form vor, die zum Maßstab für tragbare Geräte wird. Die Gesundheitssensor-Entwicklungsplattform MAXREFDES100 profitiert von den Fähigkeiten von Darwin-MCUs, indem sie eine MCU MAX32620 mit dem analogen EKG-Frontend MAX30003 und weiteren Sensoren in einem stromsparenden, batteriebetriebenen Design der Größe eines modernen tragbaren Fitnessgeräts kombiniert (Abbildung 1).

Mit dem schnellen Vordringen von intelligenten Produkten der nächsten Generation in jede Facette unseres Lebens und unserer Arbeit erwarten die Benutzer zunehmend, dass die Produkte ihre nützlichen Dienste einfach und unaufdringlich verrichten und ihre fantastischen Fähigkeiten hinter einer schlichten Erscheinungsform und einer intuitiven Oberfläche verbergen. Für die Entwickler erfüllen Bausteine wie die Darwin-MCUs von Maxim Integrated den steigenden Bedarf nach Hardwareplattformen, die in der Lage sind, die zur Erfüllung dieser Erwartungen nötige unsichtbare Intelligenz zu liefern.