Mit dem »Blockchain Device« präsentieren Dortmunder Wissenschaftler einen zukunftsweisenden Prototyp zur Überwachung temperaturempfindlicher Waren wie Lebensmittel, Medikamente oder Impfstoffe entlang weltweiter Lieferketten. Es ist die erste Geräteentwicklung des Europäischen Blockchain-Instituts und Prototyp einer Reihe Blockchain-basierter Entwicklungen made in NRW.

Experten rechnen in den kommenden drei Jahren mit der vollständigen Digitalisierung weiter Teile der Logistik. »Durch die Digitalisierung von Prozess- und Lieferketten und mithilfe Künstlicher Intelligenz wird nicht nur in der Logistik ein neues Zeitalter eingeläutet. Digitale Plattformen werden zum zentralen Dreh- und Angelpunkt einer kommenden Silicon Economy«, sind sich die Institutsleiter des Fraunhofer IML, Prof. Michael Henke und Prof. Michael ten Hompel, einig.

Das Europäische Blockchain-Institut am Fraunhofer IML in Dortmund wird bei dieser Entwicklung eine entscheidende Rolle spielen. »Hier wird die Weiterentwicklung des ersten Prototyps zu einer Serie von Blockchain Devices stattfinden. Zukünftig werden sie aktiv per Smart Contract verhandeln, Transaktionen triggern und Zahlungen buchen. Dadurch wird jede Aktion über das Blockchain-Netzwerk eindeutig identifizier- und nachverfolgbar«, betont Michael Henke.

Das »Blockchain Device« ist eine vollständige Neuentwicklung, angefangen bei der Computer-Hardware über die Software des Temperatursensors bis zum Blockchain Client. Nur 9 mm hoch, kann es wie eine Einsteckkarte in einen Standardbehälter eingesteckt werden. Es verfügt über 5G-kompatible Kommunikation, ein hochauflösendes ePaper-Display (1440 x 1072 Pixel) und eine Reihe von Sensoren (Temperatur, Beschleunigung, Lage). Die Akkulaufzeit beträgt im Dauerbetrieb mehr als 14 Tage und im Low-Power-Betrieb mehr als zwei Jahre.

Mit diesem Blockchain-fähigen IoT-Device werden Echtzeitdatenerfassung und eine autonome Real-Time-Steuerung von Lieferketten Realität. Durch die sichere Einbindung physischer und monetär relevanter Prozesse in ein Blockchain-basiertes Ökosystem ist eine horizontale und vertikale Vernetzung sichergestellt. Positions- und Sensordaten dokumentieren die lückenlose Überwachung der Transportkette inklusive einzuhaltender Bedingungen. Zudem ist das Device »IDS ready«, also für die Implementierung in den International Data Space vorbereitet.

»Wir verfolgen den Wandel vom Internet der Dinge zum Internet der Werte«, sagt Prof. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML, der das »Blockchain Device« anlässlich der Verleihung des Innovationspreises des Landes Nordrhein-Westfalen 2020 in der Kategorie »Ehrenpreis« vorstellte. »Mit Hilfe der Blockchain-Technologie werden schon bald nicht nur Daten, sondern reelle Werte rechts- und prozesssicher verhandelt und gebucht. Nicht nur in der Logistik gilt in naher Zukunft: keine Blockchain – kein Geschäft«.

Das sind die Eckdaten

  • Prozessor: STM32MP1 mit leistungsstarkem dual A7 Core für den Linuxbetrieb + Ultra-Low-Power-Pozessor Cortex M4 für jahrelange Laufzeit
  • Linux-Betriebssystem, das für die Blockchain genutzt wird und über den Inter-Processor communication controller mit dem M4 Core kommuniziert, der für die Erfassung der Sensordaten und Benutzereingaben zuständig ist. Das Linux-BS kann so in weiten Bereichen energiesparend im Bereitschaftsmodus betrieben werden und wird nur bei Events aktiviert.
  • Optional WLAN/Bluetooth Interface (2.4 Ghz)
  • Kommunikation über Cat-M1 + NB-IOT Modem
  • E-Paper-HD-Display mit 1440 x 1072 Pixel
  • Bedienung mit bis zu 8 Taster
  • 1 GB Arbeitsspeicher
  • Akku mit Energie-/Lademanagement für mehrjährigen Betrieb
  • Temperatur & Feuchtigkeitssensor außen und Temperatursensor innen. Modular um weitere Sensoren erweiterbar
  • Blockchain Framework Tendermint (Open Source)