Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/visible-light-communication-disney-zaubert-mit-licht-und-linux-1510-116875.html    Veröffentlicht: 14.10.2015 09:15    Kurz-URL: https://glm.io/116875

Visible Light Communication

Disney zaubert mit Licht und Linux

Modernes Spielzeug hat LEDs und Prozessoren, es kann nach Ansicht von Disney also für die Kommunikation mit sichtbarem Licht genutzt werden. Auf der Linuxcon hat die Forschungsabteilung des Konzerns ihre Ergebnisse dazu vorgestellt und ein magisches Prinzessinnenkleid präsentiert.

Der Datentransfer im sichtbaren Licht wird von Philips bereits erprobt, um etwa die Indoor-Navigation per Deckenbeleuchtung und Smartphone umzusetzen. Auf dem Kongress Linuxcon erklärte Stefan Schmid von Disneys Forschungsabteilung aber, dass bei solchen Einsätzen, insbesondere für hohe Übertragungsraten, meist große Optiken notwendig seien. Schmids Team erprobe Visible Light Communication (VLC) jedoch mit einem anderen Ansatz, nämlich ganz im Sinne Disneys mit möglichst geringen Kosten, was eine Verwendung in Kinderspielzeug ermöglichen könnte.

Dass sich die Forscher im Auftrag von Disney mit VLC beschäftigen, ist naheliegend. So beschrieb Schmid die Intention der Arbeiten in seinem Vortrag damit, dass modernes Spielzeug über Microcontroller, Prozessoren und natürlich auch LEDs verfüge, was deren Wiederverwendung für die Kommunikation etwa zwischen Spielzeugen vereinfache.

Hinzu komme, dass klassische Funkstandards wie WLAN oder Bluetooth wegen ihrer vergleichsweise hohen Energie eventuell Langzeitschäden bei Kindern verursachen könnten. Bei der Verwendung dieser Protokolle müsse auch bedacht werden, dass sie vielleicht von Dritten mitgeschnitten werden könnten. Das gelte es vor allem zum Schutz der Privatsphäre von Kindern zu vermeiden.

Bei der Kommunikation mit sichtbarem Licht reicht es wohl, die Vorhänge sowie die Zimmertür zu schließen, um einen Eingriff von außen deutlich zu erschweren. Und nicht zuletzt dürfte der Mehraufwand bei der Weiternutzung bereits vorhandener Technik eher gering sein. So sind keine speziellen Funkchips nötig. Die LEDs können wegen ihrer Eigenschaften sowohl als Sender als auch - ähnlich wie Photodioden - als Empfänger fungieren, sofern die Software des Controllers dies unterstützt.

Gehackte Ikea-Lampen für erste Experimente

An einer solchen Software und dem dafür notwendigen Hardware-Stack forschen Schmid und seine Kollegen. Ausgangspunkt der Datenübertragung ist die Möglichkeit, die LEDs in einer schnellen Folge an- und wieder auszuschalten. Die Unterschiede der Intensität des emittierten Lichts werden schließlich zur eigentlichen Übertragung der Daten verwendet.

Dazu haben die Forscher den Linux-Kernel leicht angepasst und verwenden ihn zum Anschluss der VLC-Firmware, die auf einem per serieller Schnittstelle angeschlossenen Microcontroller läuft. Aus dem Kernel werden darüber hinaus die Netzwerkfunktionen für das Internet-Protokoll genutzt, sodass UDP- und TCP-Pakete über das Licht verschickt werden können.

Damit werde zwar nur eine Übertragungsrate von 1 Kbit/s erreicht, dafür seien die Kosten aber auch sehr gering, sagte Schmid. Für erste Versuche nutzte Schmids Team handelsübliche LED-Lampen von Ikea, die so zerlegt wurden, dass die selbst erstellte Hardware einfach zwischen den Sockel und die Platine mit den LEDs geschaltet werden konnte.

Die Software konnte so leicht mit Stehlampen getestet werden. Dank der WLAN-Chips auf der Hardware im Versuchsaufbau habe das Team auch einfach Updates einspielen und nach Fehlern suchen können. Eine detaillierte Beschreibung dieses Aufbaus steht in einer Abhandlung bereit, die von der Association for Computing Machinery (ACM) veröffentlicht wurde und auch von Disney zum Download zur Verfügung gestellt wird.

Kommunikation für Spielzeugautos und magische Kleider

Die Ergebnisse seiner Arbeit demonstrierte das Team mit Hilfe einiger Prototypen für potenzielle Produkte von Disney. Ein mit LEDs ausgestattetes Spielzeugauto kann beispielsweise Signale von Zimmerlampen empfangen und beginnt scheinbar automatisch zu blinken. Ein weiteres gezeigtes Gerät zur VLC ist transparent, hat die Form des Kopfes von Micky Maus und lässt sich in die 3,5-mm-Klinkenbuchse von Smartphones oder Laptops stecken.

Größte Belustigung verbreitete unter den Anwesenden bei dem Vortrag auf der Linuxcon die Darstellung eines magischen Prinzessinnenkleides. Mit Hilfe eines leuchtenden Zauberstabs ist es dank der beschriebenen Technik möglich, einzelne LEDs in dem Kleid zu aktivieren, so dass diese dann leuchten. Ebenso kann das Blinken eines LED-Verbunds ausgelöst werden.

Trotz der relativ komplexen Technik wurden die Prototypen vom professionellen Publikum belächelt. Schmid bekräftigte allerdings, dass insbesondere das Kleid für Disney "eine sehr wichtige Sache" sei.  (sg)


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