Künstliche Intelligenz
Top 10: Der beste Raumluftsensor fürs Smart Home im Test
Smarte Luftgütesensoren messen Feuchtigkeit, Temperatur, CO₂, CO, VOC, Ozon, Feinstaub, Radon und mehr. Damit hat man Schadstoffe und Schimmelgefahr im Blick.
Menschen atmen pro Minute im Durchschnitt etwa 15 Mal ein und aus. Das macht pro Tag über 20.000 Atemzüge. Da ist es gut zu wissen, wie die genaue Zusammensetzung der Luft aussieht. Denn ein optimales Raumluftklima ist nicht nur gut für das Immunsystem, sondern auch von Vorteil, wenn es um die Vermeidung von Schimmel geht. Denn der schädigt nicht nur die Gesundheit, sondern kann auch die Bausubstanz in Mitleidenschaft ziehen.
Neben gesundheitlichen Aspekten ist eine optimale Luftqualität auch Voraussetzung, um produktiv arbeiten zu können. Hierbei ist hauptsächlich die Konzentration von CO₂ maßgeblich. Draußen liegt der Anteil von Kohlendioxid bei etwa 400 ppm, also 0,04 Prozent. Im kleinen Homeoffice mit nur einer Person kann der CO₂-Anteil schnell auf über 2000 ppm steigen und in kleinen Konferenzräumen mit mehreren Personen sind auch 5000 ppm oder mehr drin. Das Fatale dabei: Die Folgen einer hohen CO₂-Belastung wie Konzentrationsschwäche oder Kopfschmerzen treten auf, bevor man die schlechte Raumluftqualität wahrnimmt.
Das Problem betrifft besonders nach neuesten Energieeffizienzstandards errichtete Gebäude, die in der Regel keine aktive Lüftung bieten. Während in unsanierten Wohnungen nicht nur Wärme schnell entweicht, sondern auch CO₂ und Luftfeuchte, ist der Luftaustausch in energetisch sanierten Wohnungen deutlich geringer. Das hat zur Folge, dass bei fehlender regelmäßiger Frischluftzufuhr das Raumklima die Bildung von Schimmel begünstigt und sich Luftschadstoffe und CO₂ schneller anreichern und somit die Arbeitsproduktivität sinkt.
Smarte Raumluftsensoren können dabei helfen, das Schimmelrisiko und der Leistungsfähigkeit sowie der Gesundheit abträgliche Luftschadstoffe wie CO₂, flüchtige organische Verbindungen (TVOC, Total Volatile Organic Compounds) oder Feinstaub frühzeitig zu erkennen. Damit können Anwender Räume rechtzeitig lüften und gegebenenfalls einen Luftreiniger (Bestenliste) oder Luftentfeuchter (Ratgeber) aktivieren, um Bausubstanz, produktive Arbeitsumgebung und Gesundheit zu erhalten.
Welcher Raumluftsensor ist der beste?
Mit 13 Sensoren erfasst der Air-Q Pro die meisten Daten zur Luftqualität. Ferner lässt er sich einfach in Smart-Home-Systeme (Bestenliste) wie Home Assistant oder Homey Pro integrieren. Die App zeigt nicht nur aktuelle Werte, sondern auch Verlaufsdaten. Außerdem bietet sie detaillierte Hintergrundinformationen zu den von den Sensoren erfassten Schadstoffen. Mit seinen LEDs signalisiert der Air-Q Pro, wie die Luftqualität die Gesundheit und Leistung beeinflusst. Allerdings ist der Air-Q-Pro mit einem Preis von knapp 600 Euro nicht gerade ein Schnäppchen.
Wer nicht so viel Geld ausgeben möchte, kann zum Raumluftsensor Awair Element greifen, der für 200 Euro erhältlich ist. Dieser ermittelt mit CO₂, TVOC, PM2.5, Temperatur und Luftfeuchte die wichtigsten Werte zur Raumluftqualität (Detaillierte Informationen zu verschiedenen Schadstoffen bieten wir am Ende des Artikels) und zeigt diese in Form von LEDs an der Vorderseite an, ergänzt durch einen Prozentwert und einer farbigen LED-Leuchte, die über die allgemeine Luftqualität Aufschluss geben. Wie den Air-Q-Pro können Anwender den preiswerten Raumluftsensor dank einer lokalen API in Smart-Home-Systeme (Bestenliste) einbinden.
Wer sich nur für die Kohlendioxidkonzentration interessiert, wird mit dem Switchbot Meter Pro CO₂ für aktuell 61 Euro, dem Nedis Luftqualitätsmonitor für 72 Euro oder zum Netatmo Raumluftsensor für 70 Euro bestens bedient. Sie liefern zuverlässige Werte und lassen sich problemlos in Smart-Home-Systeme (Bestenliste) einbinden.
Raumluftsensoren | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Modell | Air-Q Pro | Awair Element | Airgradient One | Airgradient Open Air | Airthings View Plus | Switchbot Meter Pro CO2 | Netatmo Raumluftsensor | Tuya Smart Air Quality Monitor | AGT ZX5160-944 | Radon Eye |
CO2 | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | nein | nein |
VOC | ja | ja | ja | ja | ja | nein | nein | ja | nein | nein |
PM10 | ja | nein | ja | ja | nein | nein | nein | nein | nein | nein |
PM2.5 | ja | ja | ja | ja | ja | nein | nein | ja | ja | nein |
PM1 | ja | nein | ja | ja | nein | nein | nein | ja | ja | nein |
Radon | nein | nein | nein | nein | ja | nein | nein | nein | nein | ja |
Temperatur | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | nein |
Luftfeuchte | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | ja | nein |
Lärm | ja | nein | nein | nein | nein | nein | ja | nein | nein | nein |
Luftdruck | ja | nein | nein | nein | ja | nein | nein | nein | nein | nein |
Stickstoff | ja | nein | ja | ja | nein | nein | nein | nein | nein | nein |
Kohlenmonoxid | ja | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein |
Ozon | ja | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein |
Formaldehyd | ja | nein | nein | nein | nein | nein | nein | nein | ja | nein |
Weitere Sensoren ohne CO₂
Neben den leistungsstärksten Raumluftsensoren, die auch die CO₂-Konzentration erfassen, gibt es noch eine Reihe günstiger Varianten:
Airthings Wave Mini
Der kreisrunde Sensor ohne Display, aber mit LED-Punkt, misst neben der Temperatur auch die Luftfeuchtigkeit und VOC, aber kein CO₂. Über diese Werte ermittelt der aktuell für 48 Euro erhältliche Airthings Wave Mini auch das Schimmelrisiko. Die Verbindung zum Smartphone erfolgt via Bluetooth, die Auswertung über eine App für iOS und Android. Die LED am Gerät aktivieren Nutzer, indem sie vor dem Gerät winken. Sie zeigt mit einem Farbcode die Raumluftqualität an und rät zum Lüften, wenn die Luftqualität dies erfordert. Eine Anbindung an den Google Assistant und den Automatisierungsdienst IFTTT ist möglich.
Amazon Smart Air Quality Monitor
Der 80 Euro teure Amazon Smart Air Quality Monitor misst Temperatur, Luftfeuchtigkeit, CO, VOC und Feinstaub. Wir vermissen den für Innenräume so wichtigen CO₂-Wert. Aus den fünf gemessenen Werten erstellt das Gerät einen Luftqualitätswert zwischen 0 und 100, wobei 100 der beste zu erreichende Wert ist. Am Amazon Smart Quality Monitor selbst befindet sich eine in der App deaktivierbare LED, die farbig anzeigt, wenn die Luftqualität nachlässt und man lüften sollte.
Das Gerät kann als Aktor für Routinen agieren – allerdings gilt das nur für den Temperaturwert. So kann man etwa beim Überschreiten eines bestimmten Feinstaubwerts eine smarte Lampe aufleuchten lassen, ein smartes Heizkörperthermostat (Bestenliste) aufdrehen oder eine smarte Steckdose (Ratgeber) aktivieren. Es ist auch möglich, einzelne Werte in die Routinen einzubeziehen. Das ist sinnvoll, um etwa einen Luftreiniger (Bestenliste) beim Unterschreiten eines bestimmten Luftwertes zu aktivieren.
Um auf die Werte zuzugreifen, muss der Nutzer in der Alexa-App über „Alle Geräte“ den Sensor suchen und dort das Dashboard aktivieren. Das ist zu umständlich. Wer einen Amazon Echo Show (Vergleichstest) hat, kann sich das Dashboard über den Sprachbefehl „Wie ist die Luftqualität drinnen?“ anzeigen lassen und damit interagieren. Allerdings verschwindet die Anzeige nach wenigen Sekunden wieder. Es ist nicht möglich, sie dauerhaft darzustellen.
Das Äußere, die Installation und die Funktion als Aktor in Routinen des Alexa-Kosmos (Ratgeber) sind gelungen. Aber es fehlt der CO₂-Wert.
Eve Room
Der mit seinen Maßen von 15 × 54 × 54 Millimeter große Sensor Eve Room kann Temperatur, Luftfeuchtigkeit und VOC messen. Das Gerät steht auf dem Tisch oder hängt an der Wand. Der Akku erlaubt einen Betrieb von sechs Wochen, danach wird er über Micro-USB wieder aufgeladen. Ein monochromes E-Ink-Display zeigt die gemessenen Werte an. Die Eve-App bildet alle Messwerte in Diagrammen nach Stunden, Tagen, Wochen, Monaten und Jahren ab. Eve Home kostet etwa 92 Euro, versteht sich jedoch nur mit Apples Homekit und gelangt so ins Smart Home. Was mit Apple Homekit alles möglich ist, zeigen wir im Ratgeber Apple Homekit: Endlich gute Smarthome-Steuerung.
Einfache Hygrometer mit und ohne Display
Last but not least gibt es auch smarte Sensoren, die Temperatur und Luftfeuchte messen, sodass Anwender über die aktuelle Luftfeuchte informiert sind und somit das Schimmelrisiko im Blick haben. Hier gibt es Varianten mit und ohne Display. Die Preise beginnen ab 10 Euro.
Schimmelgefahr durch zu hohe Luftfeuchtigkeit
Zu trockene Luft belastet die Schleimhäute und lässt sie austrocknen. Das führt zu gereizten Atemwegen und kann Krankheiten begünstigen. Zu hohe Luftfeuchtigkeit kann zu Schweißausbrüchen führen und Schimmel verursachen. Vor allem bei energetisch sanierten Wohnungen ist aufgrund der Dämmung die Schimmelgefahr hoch, wenn nicht regelmäßig gelüftet wird. Für die Luftfeuchtigkeit gelten Werte zwischen 40 und 60 Prozent als optimal.
Luftschadstoffe belasten die Gesundheit erheblich
Laut der Weltgesundheitsbehörde (WHO) zählt die Luftverschmutzung zu einem der größten Umweltrisiken für die Gesundheit. Durch eine Verbesserung der Luftqualität sinkt das Risiko für zahlreiche Erkrankungen wie Schlaganfall, Herzerkrankungen, Lungenkrebs und chronische und akute Atemwegserkrankungen, einschließlich Asthma.
Studien belegen, dass je geringer die Luftverschmutzung ausfällt, desto besser ist die kardiovaskuläre und respiratorische Gesundheit der Bevölkerung, sowohl langfristig als auch kurzfristig. Laut WHO lebten 99 Prozent der Weltbevölkerung 2019 an Orten, an denen die Luftqualitätsrichtwerte der Gesundheitsbehörde nicht eingehalten wurden.
Schätzungen zufolge verursachte die Luftverschmutzung (Außenluftverschmutzung) in Städten und ländlichen Gebieten im Jahr 2016 weltweit 4,2 Millionen vorzeitige Todesfälle. Neben der Luftverschmutzung im Freien stellt aber auch die Schadstoffbelastung in Innenräumen ein ernsthaftes Gesundheitsrisiko dar.
Nach Angaben des Umweltbundesamts halten sich die Menschen in Mitteleuropa durchschnittlich 90 Prozent ihrer Zeit in Innenräumen auf. Pro Tag atmet der Mensch je nach Alter und Aktivität 10 bis 20 m3 Luft ein.
Zur Verbesserung der Luftqualität existieren daher schon seit Jahren Grenzwerte für verschiedene Luftschadstoffe und Empfehlungen für ein besonders gesundheitsverträgliches Raumklima.
CO (Kohlenmonoxid) ist gefährlich, besonders in Innenräumen mit Kamin und Gaskochern. Es entsteht bei unvollständiger Verbrennung und ist ein farb-, geruchs- und geschmacksneutrales Gas, welches in höheren Konzentrationen als starkes Atemgift wirkt.
In Ländern wie Großbritannien und den USA sind entsprechende Sensoren bereits häufig fester Bestandteil in vielen Haushalten. Diese erkennen im besten Fall frühzeitig einen erhöhten CO-Gehalt in der Luft und warnen die Bewohner.
Nebenwirkungen einer hohen CO₂-Konzentration: Kopfschmerzen, Konzentrationsschwäche, Leistungsabfall, erhöhtes Ansteckungsrisiko, erhöhte Atemfrequenz (Screenshot von Airthings View Plus).
CO₂ ist geruchs- und geschmacksneutral, der Mensch kann es also nicht erkennen – zumindest nicht ohne Hilfsmittel. Da Menschen und Tiere CO₂ ausatmen, kann die Konzentration von Kohlendioxid, die natürlich bei 0,04 Prozent (400 ppm) liegt, schnell steigen. Diese Gefahr einer hohen CO₂-Konzentration besteht hauptsächlich in der kalten Jahreszeit, wenn Fenster und Türen überwiegend geschlossen bleiben. Die Harvard School of Public Health hat ermittelt, dass eine zu hohe CO₂-Menge in der Raumluft direkte Auswirkungen auf die Konzentrationsfähigkeit hat. Zu hoch sind Werte ab 1400 ppm (parts per million), als akzeptabel gelten 1000 bis 1400 ppm – optimal sind CO₂-Konzentrationen unter 1000 ppm.
Kohlenstoffdioxid-Werte können in schlecht gelüfteten Büros und Klassenzimmern schnell wachsen. Beispielsweise steigt in einem 3,5 bis 4 Quadratmeter großen geschlossenen Raum mit einer einzigen Person der CO₂-Gehalt in nur 45 Minuten von 500 ppm auf über 1000 ppm an.
Feinstaub wirkt sich negativ auf den Gesundheitszustand des Menschen aus. Während in Außenbereichen häufig Autoabgase, Kraftwerke oder Industrie für den Feinstaub verantwortlich sind, treiben in Innenräumen Emissionsquellen wie Rauchen, Kerzen, Staubsaugen, Drucker und Kochen, genauer gesagt Braten den Feinstaubwert nach oben.
Auch wenn es für die Feinstaubbelastung in Innenräumen keinen festgelegten Wert gibt, ab wann diese als gesundheitsschädigend gilt, geht die WHO davon aus, dass jede Feinstaubkonzentration negative Auswirkungen auf den Menschen hat.
Wenn die Außenluft bereits mit Feinstaub belastet ist, hilft auch kein Lüften, um die Feinstaubkonzentration in Innenräumen zu senken. In diesem Fall sind Luftreiniger (Bestenliste) erste Wahl. Sie können bei richtiger Dimensionierung die Feinstaubkonzentration in Innenräumen innerhalb von wenigen Minuten absenken. Auch Zimmerpflanzen können das Raumklima nachhaltig verbessern.
Laut Umweltbundesamt gibt es für Feinstaub der Klasse PM10 einen Tagesgrenzwert von 50 μg/m³. Dieser darf lediglich an 35 Tagen im Jahr überschritten werden. Allgemein gilt ein maximaler Jahresmittelwert von 40 μg/m³. Für die kleineren Partikel PM2.5 gibt es von der EU und der WHO nur unverbindliche Zielwerte von 25 μg/m³. Für die kleineren und noch gefährlicheren Partikel existieren aktuell noch keine Grenzwerte.
Radon ist ein radioaktives Gas, das aus dem Erdboden oder aus Baumaterialien entweichen kann. In Deutschland gibt es je nach Region eine unterschiedlich starke Radon-Konzentration im Boden, welche von dort in Innenräume gelangt. Radon ist unsichtbar sowie geschmacks- und geruchsneutral. Das Bundesamt für Strahlenschutz warnt vor hohen Radon-Konzentrationen, da es auf lange Sicht das Lungenkrebsrisiko erhöht. Mehr als sechs Prozent der Lungenkrebstoten sollen auf eine zu hohe Radon-Belastung zurückzuführen sein. Das sind rund 2.800 Tote pro Jahr und damit mehr Personen als im Straßenverkehr sterben.
Mit den flüchtigen organischen Verbindungen VOC (Volatile Organic Compounds) sind zahlreiche Stoffe gemeint, die bei gewissen Temperaturen in die Gasphase übergehen, sich also in der Luft befinden und eingeatmet werden. Sie können bei zu hoher Konzentration Beschwerden wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Schlafstörungen und Reizungen der Atemwege hervorrufen. Die Gesamtzahl aller in der Luft befindlichen Stoffe wird als TVOC (Total Volatile Organic Compounds) bezeichnet.
Dabei ist es gar nicht so einfach, hohe VOC-Konzentrationen zu vermeiden. Die Verbindungen sind unter anderem in Möbeln, Farben, Stoffen und Reinigungsmitteln enthalten. Negative Auswirkungen auf die Gesundheit sind unter Umständen spürbar, obwohl viele Stoffe geruchs- und geschmacksneutral sind. Ganz vermeiden lassen sie sich nicht. Das Bundesumweltministerium empfiehlt, Produkte mit dem Siegel „Blauer Engel“ zu kaufen und Materialien zu verwenden, die laut AgBB-Bewertungsschema geprüft wurden. Auch hier gilt, wenn sich die Quellen nicht vollständig vermeiden oder beseitigen lassen: Lüften reduziert die VOC-Konzentration in Innenräumen.
Viele Raumluftsensoren messen zusätzlich die Temperatur. Laut Experten liegt im Schlafzimmer die optimale Raumtemperatur bei 16 bis 18 Grad Celsius, im Wohn- und Arbeitszimmer sowie der Küche sind 19 bis 22 Grad und im Kinderzimmer sowie Bad 22 bis 24 Grad optimal.
Fazit
Durch eine kontinuierliche Luftqualitätsmessung und Benachrichtigungen bei Ausschlägen können Anwender für ein verbessertes Raumklima sorgen. Etwa durch rechtzeitiges Lüften, um der Schimmelgefahr oder der hohen CO₂-Konzentration und damit einer unproduktiven Arbeitsumgebung zu begegnen. Und wenn sich auf Basis dieser Werte noch Geräte wie smarte Fenster, Luftreiniger (Bestenliste) und Luftbe- und entfeuchter steuern lassen, verbessert sich das Raumklima in einem Smart Home ganz automatisch.
Wer nach dem Motto „Das Beste oder nichts lebt“, wird mit dem Air-Q Pro für 579 Euro am besten bedient. Der leistungsstärkste Luftgütesensor bietet insgesamt 13 Sensoren und eine tolle App sowie ein Desktop-Dashboard. Dort gibt es nicht nur detaillierte Statistiken zum Verlauf der Luftqualität, sondern auch nützliche Erklärungen und Ratschläge rund um das Thema Raumklima und Gesundheit. Zudem lässt sich der Air-Q Pro problemlos in Smart-Home-Systeme (Bestenliste) wie Home Assistant und Homey Pro einbinden.
Letzteres bietet Awair Element ebenfalls, kann aber mit nur fünf Sensoren nicht mit dem Air-Q Pro mithalten. Dafür ist das Gerät mit 199 Euro aber auch erheblich günstiger als der Testsieger. Wer den Open-Source-Gedanken sowie eine Integration in Home Assistant und Homey Pro schätzt, wird mit den Luftsensoren von Airgradient bestens bedient. Sie sind auch als Bausatz besonders günstig erhältlich. Die Preise beginnen bei 125 Dollar für die Outdoor-Variante und 138 Dollar für den Airgradient One. Und wer einen guten Sensor für Homekit sucht, kann zum Netatmo-Luftqualitätsmesser greifen, dieser kostet etwa 70 Euro. Und das günstigste smarte CO₂-Messgerät ist der Switchbot Meter Pro CO₂ für aktuell nur 61 Euro.
Wer an Werten zur Radon-Belastung interessiert ist, kann zum Airthings Wave Plus für 229 Euro, zum Airthings View Plus für 327 Euro oder zum Radon Eye für 190 Euro greifen.
Und wer lediglich das Schimmelrisiko im Blick haben möchte, wird mit smarten digitalen Hygrometern, mit und ohne Display bereits ab 10 Euro bestens bedient.
Künstliche Intelligenz
Missing Link: Metas große AR-Wette – was die AR-Brille Orion einzigartig macht
Nach knapp zehn Jahren Forschung und Entwicklung präsentierte Meta im vergangenen Herbst den ersten Produktprototyp einer vollwertigen AR-Brille: Das Orion genannte Wearable wiegt 98 Gramm und kombiniert erstmals ein weites Sichtfeld von rund 70 Grad mit einem Formfaktor, der annähernd dem einer herkömmlichen Brille entspricht.
Ein technischer Durchbruch, der teuer war: Das AR-Brillenprojekt gilt als das kostspieligste Einzelvorhaben der Metaverse-Abteilung Reality Labs, das VR-Headsets und KI-Brillen herstellt und in das Meta allein seit Ende 2020 knapp 80 Milliarden US-Dollar investiert hat. Orion kann vor diesem Hintergrund als ein Moonshot-Projekt außergewöhnlicher Größenordnung gelten.
Orion besteht aus einer AR-Brille, einem tragbaren Taschencomputer und einem sEMG-Armband.
(Bild: Meta)
Warum die Entwicklung einer alltagstauglichen AR-Brille so komplex ist, zeigt sich an kaum einem Gerät so deutlich wie an Orion und an den zahlreichen technischen Lösungen, die Meta dafür entwickeln und erfinden musste. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf einige der faszinierendsten Aspekte von Orion, auf Metas Pläne mit dem Prototyp und darauf, was nach Orion kommen könnte.
Meta Orion besteht aus drei Komponenten: der AR-Brille, einem externen Taschencomputer und einem sEMG-Armband, das elektrische Muskelsignale in Computereingaben übersetzt. Das Armband wird hier nicht behandelt, da wir ihm bereits einen eigenen Artikel gewidmet haben.
Meta züchtet Kristalle für das AR-Display
Die Entwicklung des Displays war für Meta die bei Weitem größte Herausforderung. Nach intensiver Forschung entschied sich Meta dafür, die Linsen aus Siliziumkarbid (SiC) statt wie üblich aus Glas herzustellen. Das Material ist in seiner reinsten Form transparent und verfügt über einen um 50 Prozent höheren Brechungsindex als Glas, was ein Sichtfeld von 70 Grad mit nur einer optischen Platte ermöglicht.
Die aufwendige Fertigung und Bearbeitung von optischem Siliziumkarbid machen das Display zum mit Abstand teuersten Bauteil: Es verursacht rund 90 Prozent der Herstellungskosten, die bei etwa 10.000 US-Dollar pro Gerät liegen. Das Material, das primär in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommt, wird unter kontrollierten Bedingungen in Form von Einkristallen gezüchtet. Da Siliziumkarbid zu den härtesten bekannten Werkstoffen zählt, sind zum Schneiden und Polieren der SiC-Wafer Diamantwerkzeuge erforderlich. Als wäre das nicht genug, ist die Ausbeute brauchbarer Wafer sehr gering.
Optisches Siliziumkarbid.
(Bild: Meta)
Für die Herstellung der Wellenleiter, also jener Nanostrukturen in den Linsen, die das Licht der Projektoren aufnehmen und ins Auge lenken, wandte Meta eine neuartige Ätztechnik auf das Siliziumkarbid an. Gemeinsam mit Partnern entwickelte das Unternehmen außerdem die nötigen Werkzeuge und Prozesse für eine industrielle Fertigung der SiC-Wellenleiter.
Siliziumkarbid bietet neben seinem hohen Brechungsindex eine Reihe weiterer Vorteile: Es reduziert die bei AR-Geräten so prominenten Streulichteffekte, verfügt über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist leichter als zwei oder mehr Platten aus Glas, die für ein vergleichbar großes Sichtfeld notwendig wären.
Meta hofft nun, dass weitere Unternehmen auf den Zug aufspringen und ebenfalls in die Herstellung von optischem Siliziumkarbid investieren, um die Kosten zu senken. Parallel dazu forscht der Konzern nach alternativen Materialien mit vergleichbaren optischen Eigenschaften, die sich einfacher herstellen lassen.
Mini-Projektoren mit enormer Leuchtdichte
Für die Lichtquelle setzt Meta auf MicroLEDs, eine relativ neue Art von Display, das sich durch seine hohe Leuchtdichte und Energieeffizienz auszeichnet. Beides ist entscheidend für AR-Brillen, da ihre Displays im Freien gegen Sonnenlicht bestehen müssen, gleichzeitig aber nur wenig Spielraum bei Stromverbrauch und Abwärme haben.
Orions MicroLED-Projektoren erreichen eine Leuchtdichte von mehreren Hunderttausend Nits in einem winzigen Formfaktor. Aufgrund der optischen Eigenschaften der AR-Brille kommen beim Auge jedoch nur etwa 300 bis 400 Nits an. Ob das Display auch im Freien sichtbar ist, bleibt unklar: Meta hat die AR-Brille bislang ausschließlich in Innenräumen vorgeführt. Die Projektoren sind die energieintensivste Komponente von Orion und ein wesentlicher Grund, warum die Akkulaufzeit der AR-Brille derzeit auf rund zwei Stunden begrenzt ist.
Die Herstellung von MicroLEDs ist äußerst aufwendig und teuer, was einer breiten Markteinführung bisher im Weg steht. Meta hat speziell für Orion eigene Produktionskapazitäten aufgebaut, was sich langfristig als Wettbewerbsvorteil erweisen könnte.
Was fehlt: In der rapiden Technikwelt häufig die Zeit, die vielen News und Hintergründe neu zu sortieren. Am Wochenende wollen wir sie uns nehmen, die Seitenwege abseits des Aktuellen verfolgen, andere Blickwinkel probieren und Zwischentöne hörbar machen.
Der Brillenrahmen dient als Kühlkörper
Eine weitere große Herausforderung war, die AR-Brille effizient zu kühlen. In Orion arbeiten auf engstem Raum zwei lichtstarke Projektoren, sieben Kameras und Sensoren sowie mehrere Chips. Sie erzeugen erhebliche Wärme, die sich bei ungenügender Kühlung im Gesicht und auf der Haut bemerkbar machen und zur Überhitzung der AR-Brille führen.
Eine Unmenge Technik auf engstem Raum: Metas Orion-Prototyp mit transparentem Kunststoffrahmen.
(Bild: Meta)
Ein aktives Kühlsystem kam aus Platz- und Gewichtsgründen nicht infrage. Metas Lösung war, das Brillengestell aus Magnesium zu fertigen und diesen als passiven Wärmeableiter zu nutzen. Magnesium ist bekannt für seine hohe Wärmeleitfähigkeit und Robustheit sowie sein geringes Gewicht. Eigenschaften, die es auch in Formel-1-Rennwagen und Satelliten unverzichtbar machen.
Wie wirkungsvoll diese Entscheidung war, zeigt ein Vergleich mit einer transparenten Version der AR-Brille mit Kunststoffrahmen: Sie überhitzt nach 30 Minuten Nutzung.
Das Display passt sich Temperaturschwankungen an
Für ein klares Bild müssen die optischen Elemente mit einer Genauigkeit von bis zu einem Zehntel der Breite eines menschlichen Haares aufeinander abgestimmt sein. Das besonders verwindungssteife Magnesium trägt dazu bei, diese Stabilität dauerhaft zu sichern.
Dennoch kann es etwa durch Temperaturschwankungen zu minimalen Verformungen kommen. Die AR-Brille erkennt laut Meta selbst kleinste Veränderungen, etwa das Ausdehnen oder Zusammenziehen des Rahmens bei steigenden und fallenden Raumtemperaturen, und korrigiert die optische Ausrichtung digital.
Mehr als zehn maßgeschneiderte Chips
Die passive Kühlung allein würde nicht ausreichen, wenn die Chips zu viel Wärme erzeugten. Meta entwickelte daher eigens für Orion maßgeschneiderte Chips, die auf hohe Energieeffizienz optimiert sind.
Die Chips übernehmen unter anderem die Raum-, Hand- und Blickverfolgung. Meta gelang es, ihren Energiebedarf von mehreren Hundert auf wenige Dutzend Milliwatt zu senken, also ein Bruchteil dessen, was ein VR-Headset wie die Quest 3 für vergleichbare Aufgaben benötigt. Dadurch entsteht auch erheblich weniger Abwärme.
Orions Anfänge: Mit solchen Prototypen testete Meta unterschiedliche AR-Displays.
(Bild: Meta)
Möglich wurde das durch eine wechselseitige Optimierung von Hard- und Software, wobei weder die Chip-Architektur noch die Algorithmen von vornherein feststanden. „Wir haben das Schiff gebaut, während es aus dem Hafen auslief“, sagt Meta.
Die Entwicklung maßgeschneiderter Chips ist ein enormer Aufwand, der sich jedoch als wichtiger Vorteil erweisen könnte. Schließlich gestaltet und kontrolliert Meta nicht nur die Hardware und Softwareintegration, sondern auch die Chip-Architektur seiner AR-Brillen, ähnlich wie es Apple bei seinen Produkten tut.
Ein (fast) unsichtbares Eye-Tracking
Orion lässt sich auf verschiedene Arten steuern: per sEMG-Armband, Handtracking, Sprachsteuerung und nicht zuletzt durch Blickerfassung.
Mit Orion führte Meta ein neues System zur Blickverfolgung ein: Die Infrarot-Lichtemitter zur Ausleuchtung der Pupillen sind direkt in die Linsen statt in den Brillenrahmen integriert und erscheinen dort als kaum sichtbare, unregelmäßig verlaufende Linien. Ihre organisch geschwungene Form dient der optischen Tarnung.
Die unregelmäßigen Linien sind IR-Lichtemitter für das Eye-Tracking.
(Bild: Meta)
Die Sensoren sitzen, für das Auge unsichtbar, auf der Innenseite der Brillenbügel und sind auf die Linsen gerichtet. Die Blickverfolgung dürfte über die Spiegelung der Pupillenbewegung in den Linsen realisiert werden.
Ein drahtloser Taschencomputer mit eigenem Funkprotokoll
Längst nicht alle Berechnungen erfolgen lokal auf der AR-Brille: Rechenintensive Prozesse übernimmt ein externer Taschencomputer, den Meta „Compute Puck“ nennt. Ohne ihn wären das geringe Gewicht und der schlanke Formfaktor von Orion nicht realisierbar.
Der Puck ist kompakter als ein Smartphone, aber deutlich leistungsstärker: Ein High-End-SoC und ein KI-Koprozessor von Meta übernehmen gemeinsam die Berechnungen für Apps, Grafik und KI-Funktionen.
Die Verbindung zur AR-Brille erfolgt drahtlos über ein von Meta eigens entwickeltes Funkprotokoll, das auf Wi-Fi 6 basiert. Zwar nutzt auch das AR-Headset Magic Leap einen Compute Puck, dieser ist jedoch kabelgebunden. Um Energieverbrauch und Hitzeentwicklung auf der Brille zu minimieren, werden die Daten nicht kontinuierlich, sondern in Schüben an Orion übertragen. Auch die Apps sind auf dieses Übertragungsprinzip abgestimmt.
Der Compute Puck passt in die Hosentasche.
(Bild: Meta)
Der Compute Puck benötigt keine direkte Sichtverbindung zur Brille und kann daher in der Hosen- oder Handtasche getragen werden. Selbst bei mehreren Metern Abstand bleibt die Verbindung stabil.
Meta prüfte zwischenzeitlich, ob der Puck auch als haptischer Controller für AR-Spiele oder als Trackingkamera nutzbar wäre. Diese Ideen wurden vorerst verworfen. Aktuell liefert der Compute Puck nur die kabellose Konnektivität, Rechenleistung und Energieversorgung für Orion.
Apropos Rechenleistung: Laut Metas CTO ist der Leistungsrahmen von Orion etwa zehnmal geringer als die der Meta Quest. Warum das so ist, ist nicht bekannt. Mögliche Gründe könnten Datenlimits des Funkprotokolls sein oder die Notwendigkeit, den Compute Puck kühl zu halten. Grafisch aufwendige 3D-Spiele sind jedenfalls nicht zu erwarten.
Was bezweckt Meta mit Orion?
Weil Orion noch sehr aufwendig und teuer in der Herstellung ist, plant Meta keine Kommerzialisierung.
Dass Meta die AR-Brille dennoch der Öffentlichkeit präsentiert, hat mehrere Gründe: Zum einen will Meta Investoren zeigen, dass ein greifbares Produkt in Reichweite ist. Zum anderen dient der Prototyp als Aushängeschild für Metas technologische Ambitionen, das Forschungstalente anziehen soll. Darüber hinaus dürfte Meta ein Signal an Wettbewerber wie Google und Apple senden wollen, um neue Investitionen in AR-Technologie anzustoßen. Denn nur durch gemeinsame Anstrengungen lassen sich Schlüsseltechnologien wie Siliziumkarbid-Wellenleiter und MicroLEDs langfristig erschwinglich machen.
Meta demonstrierte verschiedene Anwendungsfälle wie Videoanrufe, AR-Spiele, Kochen und Multitasking. Das Bild ist illustrativ.
(Bild: Meta)
Bei einem bloßen Demogerät wird es nicht bleiben: Meta hat rund 1.000 Exemplare der teuren AR-Brille produziert. Sie dienen sowohl internen Zwecken wie der Weiterentwicklung des Betriebssystems, als auch externen Partnern, die auf Basis der Hardware erste Apps für die Plattform entwickeln können. Die produzierte Stückzahl zeigt, dass Meta die AR-Brille als tragfähige technische Grundlage für ein eigenes AR-Ökosystem und kommende Geräte betrachtet.
Erste kommerzielle AR-Brille ist nicht mehr weit
Meta plant laut eigenen Angaben, schon „in naher Zukunft“ AR-Brillen für Endverbraucher auf den Markt zu bringen. Bisherige Berichte gehen vom Jahr 2027 aus.
Metas erste kommerzielle AR-Brille mit dem Codenamen „Artemis“ wird sich in zentralen Aspekten von Orion unterscheiden, so viel hat Meta bereits durchblicken lassen. Sie soll kompakter, leichter und vor allem deutlich günstiger werden: etwa so viel wie ein Premium-Smartphone oder Laptop. Statt Siliziumkarbid wird Meta auf ein günstigeres Material setzen, was mit Einbußen beim Sichtfeld einhergehen wird. Dafür dürfte die Auflösung, Bildschärfe und Helligkeit höher ausfallen als bei Orion, deutete Meta bereits an.
Die AR-Brille wurde bislang nur einem kleinen Kreis unter streng kontrollierten Bedingungen vorgeführt. Schwächen der Technik dürften so kaschiert worden sein. Auch wenn viele Fragen offenbleiben: In technischer Hinsicht dürfte der Prototyp auf absehbare Zeit ein Nordstern für die AR-Branche bleiben.
(tobe)
Künstliche Intelligenz
Ein atomares Katzenvideo | heise online
Forschende der Universität für Wissenschaft und Technologie China (USTC) in Hefei haben eine neue Technik entwickelt, mit der sie Atome schnell und präzise in zwei und drei Dimensionen anordnen. Entscheidender Schritt dafür war die Einbindung von Künstlicher Intelligenz (KI) in einem Schritt. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht und von anderen Forschungsteams laut Co-Autor Jian-Wei Pan bereits erfolgreich reproduziert.
Eine vielversprechende Plattform für die Realisierung von Qubits in Quantencomputern sind neutrale, also ungeladene Atome. Um viele davon zu kombinieren und gezielt miteinander interagieren zu lassen, ist ein essenzieller Schritt, die Atome präzise in regelmäßigen Gittern anzuordnen, zu verschieben und zu kontrollieren. Nachdem die Gitter zufällig mit Atomen gefüllt wurden, nutzen Forschende fokussierte Laserstrahlen, sogenannte optische Pinzetten, um sie in der gewünschten Geometrie anzuordnen. Fluoreszenz macht die Atome schließlich sichtbar.
Schnell verschoben dank KI
Das chinesische Team füllt ein Gitter mit einer Kantenlänge von einigen Hundert Mikrometern mit Hunderten oder Tausenden Atomen. Computeralgorithmen berechnen den effizientesten Weg, die Atome von ihrer zufälligen Startposition an die gewünschte Zielposition zu verschieben. Diesen Weg teilen die Forschenden in mehrere Schritte. Die KI findet dann in Echtzeit die optimalen Lichtmuster für die optischen Pinzetten, die die Atome an die richtige Stelle schieben.
In seinem Experiment fängt das Team Tausende Atome auf einmal.
(Bild: Lin et al./APS 2025)
„Diese Berechnungen können ziemlich viel Zeit in Anspruch nehmen, wenn die Gitter immer größer werden“, sagt Mark Saffman, Physiker an der University of Wisconsin–Madison, der nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Nature. Deshalb seien viele seiner Kollegen „von dieser Arbeit sehr beeindruckt, genauso wie ich“.
Denn unabhängig von der Anzahl der Atome bleibt die Zeit für eine Umordnung bei konstant 60 Millisekunden. Zum Vergleich: Im vergangenen Jahr benötigte ein französisches Team eine Sekunde, um 800 Atome ohne KI anzuordnen.
Ein Video über Schrödingers Katze
Um die Leistungsfähigkeit des Systems zu demonstrieren, erstellte das Team eine Animation des Gedankenexperiments um Schrödingers Katze. Dafür ordnete es bis zu 549 Atome in verschiedenen Mustern auf einem Gitter mit einer Kantenlänge von 230 µm an. Die Animation ist eine vergrößerte und verlangsamte Darstellung der tatsächlichen atomaren Bewegungen, die in der Realität nur Millisekunden benötigen.
In seiner Publikation präsentiert das Team auch regelmäßige und abstrakte Strukturen in zwei und drei Dimensionen mit bis zu 2024 Atomen.
Das Team sieht Potenzial, die Methode auf Gitter mit Zehntausenden Atomen auszuweiten. Diese Skalierbarkeit wäre ein entscheidender Schritt, um die Fehlerkorrektur in Quantencomputern zu verbessern und langfristig komplexe Berechnungen mit minimalen Fehlern durchzuführen.
(spa)
Künstliche Intelligenz
2,6 Millionen Pfund für Spectrum ZX Next Issue 3: C64, Schneider CPC in einem
Der Bastler Henrique Olifiers hat seine Kickstarter-Kampagne für die Retrokonsole Spectrum ZX Next Issue 3 erfolgreich abgeschlossen. 250.000 britische Pfund waren angepeilt, zum Schluss kamen gut 2,6 Millionen zusammen.
Durch die Verwendung des Field Programmable Gate Arrays (FPGA) Artix A7 simuliert der Retrorechner neben dem Ur-Spectrum ZX auch den Commodore 64 und viele andere 8-Bitter der Ära direkt in Hardware und mit niedriger Latenz. Somit laufen Programme und Spiele ohne Emulation auf der jeweils aktivierten Hardware (Cores).
Einige dieser sogenannten Cores werden zum Start offiziell mitgeliefert und sind das Ergebnis der durch die Kampagne erreichten Stretch Goals. Laut Initiator Olifiers betreibt die Hardware daneben eine Vielzahl weiterer Cores, auch solche von Drittanbietern.
Anschlussfreudig
Neben der Möglichkeit, den Rechner über Wi-Fi mit dem Netz zu verbinden, können Programme und Cores auch über SD-Karte auf das System gelangen. Auch sonst ist das System anschlussfreudig. Video gelangt über HDMI oder VGA an den Monitor, Joysticks lassen sich über zwei 9-polige Ports anschließen.
Das Design orientiert sich lediglich lose am Look des Vorbildes. Goodbye Bubblegum-Tastatur! Dabei bezieht sich der Begriff auf die an Kaugummi-Dragees erinnernde Form der Tasten des ersten Spectrums. Ohnehin bewirbt Olifiers die Hardware als breite Plattform für diverse 8-Bitter und nicht als bloßes Abbild des ersten Spectrums. Damit verfolgt das Unternehmen einen anderen Ansatz als Commodore mit dem 64 Ultimate, der vornehmlich ein Retro-C64 sein will.
Der Spectrum ZX Next 3 hat zwei 9-polige Joystick Ports
(Bild: Henrique Olifiers)
Von 0 auf 250.000 in 7 Minuten
Insgesamt 7524 Unterstützer steuerten Kapital zur Kickstarter-Kampagne bei. Bereits nach sieben Minuten war das Finanzierungsziel von 250.000 Pfund erreicht und wurde nach einer Stunde um das Doppelte übertroffen.
Der Gesamtpreis des Geräts inklusive Tastatur, LEDs und Anschlussblende beträgt 345 Euro. Bastler und Maker können das Mainboard für 185 Euro vorbestellen – damit können sich Interessierte etwa eine eigene Version mit deutscher ISO-Tastatur bauen. Leute, die bereits Generation 1 oder 2 besitzen, können für 209 Euro auf Generation 3 aufrüsten. 394 Euro werden für den ZX Spectrum Next Issue 3 Magenta fällig, der neben einem halbtransparenten Gehäuse eine Beschleuniger-Karte beherbergt.
Europäische Bestellungen kommen aus einem EU-Lager, sodass hierzulande keine Zollkosten oder Einfuhrumsatzsteuer obendrauf kommen. Erste Auslieferungen sind für Dezember 2025 geplant.
(aki)
-
Datenschutz & Sicherheitvor 2 Monaten
Geschichten aus dem DSC-Beirat: Einreisebeschränkungen und Zugriffsschranken
-
Apps & Mobile Entwicklungvor 2 Monaten
Metal Gear Solid Δ: Snake Eater: Ein Multiplayer-Modus für Fans von Versteckenspielen
-
UX/UI & Webdesignvor 5 Tagen
Der ultimative Guide für eine unvergessliche Customer Experience
-
Online Marketing & SEOvor 2 Monaten
TikTok trackt CO₂ von Ads – und Mitarbeitende intern mit Ratings
-
Digital Business & Startupsvor 2 Monaten
10.000 Euro Tickets? Kann man machen – aber nur mit diesem Trick
-
Entwicklung & Codevor 4 Tagen
Posit stellt Positron vor: Neue IDE für Data Science mit Python und R
-
UX/UI & Webdesignvor 2 Monaten
Philip Bürli › PAGE online
-
Social Mediavor 2 Monaten
Aktuelle Trends, Studien und Statistiken