Ubiquitous Computing. Summary

Ubiquitous computing - the complex electronic networking of things that communicate - is considered a promising innovation path worldwide. Intensive R&D activities and political strategies are aimed at promoting practical technologies and applications. Where do we currently stand on the path to the "Internet of Things"? Which practical projects already show the potential that can be exploited by implementing the basic idea of ubiquitous computing? What technical, legal and social challenges must be overcome to achieve this - and what can be the contribution of politics? In the light of these questions, the authors analyse the status quo and the perspectives of ubiquitous computing and illustrate their findings with examples from trade, logistics and health care, among others. the fascinating "Brownie technology" of ubiquitous computing must, however, still be comprehensively made fit by those involved in business, society and politics if its applications are really to become economically attractive, socially acceptable and helpful in overcoming social problems

Properties of New York/New Jersey Harbor Sediments

Sediments found in waterways around the world may contain toxic compounds of anthropogeilic origin that can harm the environment and human health. As a result, it is often necessary to remove them and find disposal methods that are environmentally and economically acceptable. Here, we report on results obtained in an experimental program to characterize the nature of the sediment contamination. The objective was to gain a better understanding of the properties of the sediments to develop better methods for understanding the fate and transport of the contaminants and for improving methods for their removal from the sediments. Our investigations made use of x-ray facilities at the Brookhaven National Synchrotron Light Source (NSLS) and the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) at Grenoble, France. The experiments included: measurements of the microstructure of the sediments using computed microtomography, x-ray absorption, and fluorescence microscopy with resolutions as low as 0.2 micrometers to obtain information on the relationships of organic and mineral components of the sediments and on the distribution of contaminants on the surfaces of the sediment grains, investigation of functional groups of chemical compounds using x-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Scanning electron microscopy (SEM) and electron probe measurements were made to ascertain the morphology of the sediment surfaces and the distribution of metals on individual sediment grains

Ubiquitäres Computing. Zukunftsreport

Ubiquitäres Computing - die komplexe elektronische Vernetzung von Dingen, die kommunizieren - gilt weltweit als ein erfolgversprechender Innovationspfad. Intensive FuE-Aktivitäten und politische Strategien gelten dem Ziel, praxistaugliche Technologien und Anwendungen zu befördern. Wo stehen wir augenblicklich auf dem Weg zum »Internet der Dinge«? Welche praktischen Projekte zeigen bereits jetzt das Potenzial auf, das mit der Umsetzung der Grundidee des Ubiquitären Computings ausgeschöpft werden kann? Welche technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden - und worin kann der Beitrag der Politik bestehen? Die Autoren analysieren im Lichte dieser Fragen den Status quo und die Perspektiven des Ubiquitären Computings und illustrieren ihre Befunde an Beispielen u.a. aus Handel, Logistik und Gesundheitswesen. die faszinierende »Heinzelmännchentechnologie« des Ubiquitären Computings muss allerdings von den Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik noch umfassend fit gemacht werden, sollen ihre Anwendungen tatsächlich wirtschaftlich attraktiv, sozial verträglich sowie hilfreich bei der Bewältigung gesellschaftlicher Probleme werden. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 23 1. Thematischer Hintergrund 23 2. Ziele und Ansatz 24 3. Aufbau des Berichts 26 II. UBIQUITÄRES COMPUTING: HISTORISCHE URSPRÜNGE UND KONKURRIERENDE KONZEPTE 29 1. Ursprung des Ubiquitous Computings 29 1.1 Jenseits des Personal Computers und der grafischen Benutzungsoberflächen 29 1.2 Xerox PARC und das Konzept des Ubiquitous Computings 30 2. Andere Begriffe – ähnliche Konzepte 35 2.1 Smart Dust 35 2.2 Nomadic Computing 36 2.3 Pervasive Computing 37 2.4 Ambient Intelligence 38 2.5 Internet der Dinge 40 3. Fazit 41 III. UBIQUITÄRES COMPUTING IM INTERNATIONALEN VERGLEICH 43 1. Ubiquitous Computing in den Vereinigten Staaten 44 2. Ubiquitous Networking in Ostasien 46 2.1 Japan 46 2.2 Südkorea 49 2.3 Singapur 50 3. Ambient Intelligence in der Europäischen Union 51 4. Deutschland – vernetzte Arbeits- und Lebenswelten 53 IV. DIE TECHNISCHEN GRUNDLAGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 55 1. Technologische Trends und Treiber 56 1.1 Kommunikationstechnik 57 1.2 Mikroelektronik 61 1.3 Neue Materialien – Polytronik 62 1.4 Energieversorgung 63 1.5 Benutzungsschnittstellen 64 1.6 Informationssicherheit 64 1.7 Sensoren und Sensornetze 66 1.8 Lokalisierungstechnik 68 1.9 Kontextsensitivität 69 2. Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) 70 2.1 Komponenten eines RFID-Systems 72 2.2 Funktionsweise der Radio-Frequenz-Identifikation 76 2.3 Kosten 84 2.4 Entsorgung 86 2.5 Informationssicherheit bei RFID-Systemen 88 2.6 Standards und Standardisierung 90 3. Fazit 94 V. AKTUELLE ANWENDUNGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 97 1. Anwendungen in Handel, industrieller Produktion und Transportlogistik 99 2. Handel 101 2.1 Ausgangslage 101 2.2 Nutzenpotenziale 102 2.3 Zwischenfazit 111 3. Industrielle Produktion und Materialwirtschaft 113 3.1 Industrielle Anwendungsfelder 114 3.2 Nutzenpotenziale 116 3.3 Zwischenfazit 120 4. Transportlogistik 122 4.1 Ausgangslage 122 4.2 Nutzenpotenziale 123 4.3 Zwischenfazit 127 5. Auswirkungen auf Arbeit und Arbeitskräfte 129 6. Fazit 132 VI. KÜNFTIGE ANWENDUNGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 137 1. Personenidentifikation und -Authentifizierung 137 2. Vernetzte und individualisierte Einkaufswelt 144 2.1 Bausteine und Nutzenpotenziale der vernetzten Einkaufswelt 144 2.2 Diskussion 150 3. Gesundheitswesen 151 3.1 Telecare und Ambient Assissted Living (AAL) 153 3.2 Prozessunterstützung in Gesundheitseinrichtungen 159 3.3 Diskussion 168 4. Reisen und Verkehr 173 4.1 Elemente und Nutzenpotenziale eines ubiquitären Verkehrsinformationssystems 174 4.2 Diskussion 179 VII. UBIQUITÄRES COMPUTING IM SPIEGEL DER PRESSE 181 1. Methode der Datengewinnung 182 2. Allgemeine Trends 183 3. Inhaltliche Schwerpunkte der Berichterstattung 185 3.1 Visionen des Ubiquitären Computings 185 3.2 Anwendungen und Wirtschaftlichkeitsaspekte 187 3.3 Daten- und Verbraucherschutz 190 3.4 Sicherheitsaspekte 195 4. Fazit 198 VIII. RECHTLICHE ASPEKTE 201 1. Schutzziele und gegenwärtiges Schutzprogramm der informationellen Selbstbestimmung 202 2. Neue Risiken für die informationelle Selbstbestimmung 203 3. Datenschutzrechtliche Bewertung 208 3.1 Personenbezug 208 3.2 Erlaubnistatbestände 209 3.3 Automatisierte Einzelentscheidungen 213 3.4 Datenvermeidung und Datensparsamkeit 213 4. Telekommunikationsrechtliche Bewertung 214 5. Europäische Grundlagen und Aktivitäten 215 6. Exkurs: Grundrechtliche Bewertung 217 6.1 Bewertung für den öffentlichen Bereich 218 6.2 Bewertung für den nichtöffentlichen Bereich 219 7. Handlungsoptionen 224 7.1 Ordnungsrechtliche Ansätze 225 7.2 Selbstregulative Ansätze 226 7.3 Inhaltliche Regelungen 229 8. Rechtliche Fragen autonom agierender Systeme 233 8.1 Zurechnung von Erklärungen bei autonomen Systemen 233 8.2 Erfüllung von Transparenzgeboten und Verbraucherschutz 234 IX. GESAMTFAZIT: FOLGEDIMENSIONEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 237 1. Eine schöne neue Welt? 237 2. Technische Aspekte 238 3. Wirtschaftliche Effekte 242 4. Rechtliche und gesellschaftliche Effekte 246 X. LITERATUR 253 XI. ANHANG 289 1. Tabellenverzeichnis 289 2. Abbildungsverzeichnis 290 3. Abkürzungsverzeichnis 291 4. Übersicht 29

Ubiquitäres Computing. Das »Internet der Dinge« - Grundlagen, Anwendungen, Folgen

Ubiquitäres Computing - die komplexe elektronische Vernetzung von Dingen, die kommunizieren - gilt weltweit als ein erfolgversprechender Innovationspfad. Intensive FuE-Aktivitäten und politische Strategien gelten dem Ziel, praxistaugliche Technologien und Anwendungen zu befördern. Wo stehen wir augenblicklich auf dem Weg zum »Internet der Dinge«? Welche praktischen Projekte zeigen bereits jetzt das Potenzial auf, das mit der Umsetzung der Grundidee des Ubiquitären Computings ausgeschöpft werden kann? Welche technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden - und worin kann der Beitrag der Politik bestehen? Die Autoren analysieren im Lichte dieser Fragen den Status quo und die Perspektiven des Ubiquitären Computings und illustrieren ihre Befunde an Beispielen u.a. aus Handel, Logistik und Gesundheitswesen. die faszinierende »Heinzelmännchentechnologie« des Ubiquitären Computings muss allerdings von den Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik noch umfassend fit gemacht werden, sollen ihre Anwendungen tatsächlich wirtschaftlich attraktiv, sozial verträglich sowie hilfreich bei der Bewältigung gesellschaftlicher Probleme werden

Fluorescence X-ray microscopy on hydrated tributyltin-clay mineral suspensions

Using the scanning transmission X-ray microscope at ID21 beamline of the ESRF in fluorescence mode, we mapped tin at a bulk concentration of 1000 $\mu$g(Sn)/ml within hydrated tributyltin (TBT)-clay mineral (Kaolinite) dispersion with sub-300 nm spatial resolution. Using the $L$ absorption edges of tin at 3929, 4156 and 4465 eV fluorescence radiation was excited in tin atoms with incident photon energies of 4 and 4.5 keV. When using 4 keV radiation, only tin fluorescence is excited. For 4.5 keV X rays, both the fluorescence of tin and calcium (which is present in the solid phase) can be measured. Methodologically, we were interested in assessing and proving the possibilities and limitations of fluorescence mapping using the $L$ absorption edges of tin, where the fluorescence yield is significantly lower compared to other elements with their $K$ edges in the same energy range. Scientifically, organotin-clay mineral interactions are of environmental concern because this factor influences significantly the distribution of toxic TBT in the aquatic System. On one hand, the half-life of TBT deposited to the sediment phase increases, and consequently the time of its bioavailability. On the other hand, the adsorption process is reversible, which means that contaminated sediments can act as a source of pollution. The adsorption and desorption effects can be studied directly with high spatial resolution and brought into connection to the surface properties of the clay mineral under study as well as to other experimental parameters, like pH or salinity

Spectromicroscopy of soil colloids

A soil with a high organic content, a calcaric phaeozem, has been imaged in a hydrated state using the Stony Brook scanning transmission X-ray microscope at the NSLS, Brookhaven, USA. This experiment has been performed at the carbon K absorption edge to determine the distribution of organic matter within this soil. Spectromicroscopic methods using the known spectra of humics are helping to distinguish between different kinds of carbon in the sample. In addition, a marsh soil from Northern Germany has been analyzed at the sulfur $K$-absorption edge with the scanning X-ray microscope at the ESRF (ID 21), Grenoble, France. This soil contains a variety of sulfur containing components, which are attached to the soil colloids. A major source of these components is the microbial activity. In this soil it is possible to identify spectroscopically amino acids like methionin and cysteine and proteins, which are built up from those molecules, and inorganic components like sulfates and sulfides

Differential interference contrast X-ray microscopy with twin zone plates at ESRF beamline ID21

We describe a novel approach for converting the specimens phase information into strong image contrast in the x-ray region, the differential interference contrast x-ray microscopy (X-DIC). In the used setup, X-DIC operation was accomplished by a twin zone plate (TZP), i.e. two zone plates on both sides of the same substrate, laterally shifted by about one outermost zone width. Once a TZP has been successfully produced by means of especially developed nanofabrication processes, it is as easy to use as a single zone plate, without any alignment difficulty or further requirements to the coherence of the illumination. The tremendeous contrast enhancement was demonstrated at the microscopy beamline ID21 at ESRF in Grenoble for test objects and biological samples. TZPs allow for full field X-DIC imaging as well as for DIC scanning transmission x-ray microscopy. The first experiments were camed out at 0.31 nm wave] ength (4 keV photon energy), and features down to approx. 60 nm could be resolved in X-DIC

Recent Developments In Scanning Microscopy at Stony Brook

Abstract. Recent activities in scanning transmission x-ray microscopy at Stony Brook are outlined

High-resolution actinic defect inspection for extreme ultraviolet lithography multilayer mask blanks by photoemission electron microscopy

Neuhäusler U, Oelsner A, Slieh J, et al. High-resolution actinic defect inspection for extreme ultraviolet lithography multilayer mask blanks by photoemission electron microscopy. APPLIED PHYSICS LETTERS. 2006;88(5): 053113.We report on the development and first experimental results of a "at wavelength" full-field imaging technique for defect inspection of multilayer mask blanks for extreme ultraviolet (EUV) lithography. According to the International Semiconductor Roadmap by Sematech, less than 5x10(-3) defects per cm(2) should be present on such multilayer mask blank to enable mass production of microelectronics using EUV lithography, thus fast high-resolution methods for mask defect inspection and localization are needed. Our approach uses a photoemission electron microscope in a normal incidence illumination mode at 13 nm to image the photoelectron emission induced by the EUV wave field on the multilayer mask blank surface. We show that by these means, buried defects in the multilayer stack can be probed down to a lateral size of 50 nm. (c) 2006 American Institute of Physics