10 Technologien für das Smartphone der Zukunft

Bereits heute liegt in den Forschungslaboren das Smartphone von morgen. Zahlreiche Innovationen sollen unseren mobilen Begleiter revolutionieren. Doch in den letzten Jahren ließen große Neuerungen auf sich warten. Was könnte das Smartphone in den kommenden Jahren an neuen Funktionen bekommen? Wir nennen 10 Innovationen, die unser mobiles Leben verändern könnten.

Von einem Smartphone-Boom spricht der Hightech-Verband BITKOM in einer Veröffentlichung, die 2014 einen Anstieg der Mobiltelefon-Verkäufe in Deutschland um voraussichtlich 12 Prozent prognostiziert, wovon 97 Prozent auf Smartphones entfallen. 30 Millionen Geräte sollen in diesem Jahr alleine in Deutschland verkauft werden. 10 Prozent mehr Umsatz als im Vorjahr soll das bringen. Bereits 2013 wurden alle Rekorde gebrochen, als die Smartphone-Hersteller bekannt gaben, dass erstmals mehr als eine Milliarde Geräte weltweit verkauft wurden.

Absatzboom dank Emerging Markets

"Zu den Top-Trends, die das Smartphone-Wachstum anfeuern, gehören Geräte mit großen Displays und geringen Kosten," analysierte Ryan Reith vom Marktforschungsunternehmen IDC die Lage. "Von den beiden machen vor allem die niedrigen Kosten den Unterschied. Sie sind nicht das attraktivste Segment, aber die IDC-Daten zeigen, dass dies der Markt ist, der die Umsätze einfährt. Märkte wie China und Indien kommen schnell an einen Punkt, an dem Smartphones für unter 150 US-Dollar den Absatz ankurbeln." Von Innovationen ist hierbei allerdings keine Rede. Eher von neuen Absatzmärkten, den sogenannten Emerging Markets wie auch Indonesien und Russland. Die Marktforscher von IDC erwarten dadurch für 2013 insgesamt 1,2 Milliarden verkaufte Smartphones, also 23 Prozent mehr als im Vorjahr.

Neue Ökosysteme durch Smartphones

Anders klang es Anfang 2014, als der Mobile World Congress in Barcelona – die Fachmesse für den Mobilfunkmarkt weltweit – anstand: "Smartphones sind heute schon Mittelpunkt des digitalen Lebens: Wir zahlen, planen und buchen mit ihnen", meinte damals BITKOM-Präsidiumsmitglied Schulte-Bockum. Er ist sich sicher: "Künftig werden sie weitere Bereiche erobern, durch neue Anwendungen etwa im Automotive- oder Gesundheits-Bereich. Rund um Smartphones entstehen so neue Ökosysteme, die enorme Chancen gerade auch für junge Unternehmen bieten." Allen voran soll allerdings mobiles Lernen ein Trend der Zukunft sein, wie ebenfalls die BITKOM unlängst erklärte. Micro-Learning nennt sich der Trend, bei dem das Warten auf den Bus genutzt werden kann, um etwas Neues zu lernen.

Weniger Innovationen

Doch solche neuen Anwendungsbereiche lassen bisweilen auf sich warten. Kein Wunder also, dass einige Marktbeobachter eine Fragmentierung des Marktes prognostizieren, wenn nicht bald neue Innovationen den Smartphone-Markt anführen. Vom Tod der Innovationen ist da bereits die Rede in den Medien. Zumindest aber die Entschleunigung der Neuerungen bei unseren mobilen Begleitern ist Fakt. Davon ist zumindest das Marktforschungsunternehmen IDC überzeugt: "Es ist weithin bekannt, dass die Schlagzahl der Innovationen bei Smartphones sich verlangsamt, zumindest aber ein Plateau erreicht hat", schreiben die Analysten in einer Vorschau bis 2018. "Tatsächlich stellten sich viele der Innovationen, die 2013 veröffentlicht wurden, lediglich als inkrementelle Verbesserungen heraus. Und es ist fraglich, ob viele davon eine lange Halbwertszeit haben werden."

Innovationen braucht das Smartphone

Doch einige dieser Neuerungen überleben. In vielen Forschungslabors wird bereits an weiteren Innovationen gearbeitet, die dem Smartphone neuen Aufwind verschaffen sollen. Schon heute betrachten wir ja die neuen Technologien von gestern als alltäglich. Und schon bald soll das mit den aktuellen Visionen der Entwickler ebenfalls der Fall sein. So sind schon jetzt Quadcore-Prozessoren bei Smartphones Standard – Chips, die noch vor wenigen Jahren nicht einmal in Desktop-Computern eingesetzt wurden. Sie machen aus dem mobilen Telefon einen kompletten PC, der oft mehr Rechenpower unter dem Display hat als manch ein heimischer Computer.

1. Schon jetzt Realität: Noch mehr Rechenkerne

Inzwischen wollen die Hersteller die Vierfachkerne sogar verdoppeln. Octacore lautet das Zauberwort, das den Achtkern-Prozessor im Smartphone voraussagt. Bereits 2015 sollen viele neue Modelle mit den acht Rechenkernen ausgestattet werden. Zwar können die meisten Anwendungen diese Rechenpower noch gar nicht ausnutzen, aber schnell ist sie allemal. Zudem macht sie den Weg frei für eben jene Apps, die bislang auf iPhone und Android-Phones noch nicht zum Einsatz kommen, gerade weil die Rechenleistung dafür noch nicht ausreicht.

Natürlich funktioniert das Browsen im Web, die Dokumentenbearbeitung oder das Anschauen von Videos auch mit vier Rechenkernen. Will man aber Bildbearbeitung auf dem mobilen Endgerät machen oder gar ein kleines Video schnell zusammenschneiden, gelingt dies nur in den seltensten Fällen. Bereits jetzt gibt es einige Octacore-Modelle auf dem Markt, deren Schnelligkeit zu überzeugen weiß. Doch noch sind die Preise zu hoch. Hier müssen die Anwender darauf warten, dass die Prozessoren-Preise sinken, so dass 2015 diese Handys zu erschwinglichen Preisen auf den Markt kommen.

2. 3D-Trend auch für das Handy

Rechenpower wird man auch für die 3D-Anwendungen benötigen, die in den neuen 3D-Smartphones eingesetzt werden können. Die bisher als 3D-Handys titulierten Geräte werden nur wegen der eingebauten 3D-Kamera so bezeichnet. Die Displays aber lassen nur in wenigen Fällen das Betrachten dreidimensionaler Bilder zu. So arbeitet beispielsweise ZOPO in China an derartigen Handys. Mit seinem 3D-Smartphone ZP600+ brachte das Unternehmen unlängst ein Gerät auf den Markt und entwickelt damit die Idee vom brillenfreien 3D-Smartphone fort. Auf dem ZOPO-Gerät ist tatsächlich der Genuss von 3D-Videos direkt auf dem Mobilgerät möglich.

Das deckt sich mit der Studie von Ericsson, die für 2019 prognostiziert, dass mehr als die Hälfte des von Handys dann produzierten Datenverkehrs für Videodienste aufgewendet wird. Auch Amazon stellte unlängst ein eigenes 3D-Smartphone namens Amazon Fire Phone vor, das ein neuartiges 3D-Display besitzt. Es ist ab 27. Juli in den USA erhältlich. Die 3D-Ansicht nennt Amazon dabei "dynamische Perspektive", ein Effekt, bei dem sich der Ansichtswinkel eines Spiels oder Bildes automatisch der Augenposition des Betrachters anpasst. So sollen neue Spielerlebnisse entstehen. Als "Neuerfindung des Handys" wird das Fire Phone bereits angepriesen, tatsächliche 3D-Darstellung aber ist auch damit nicht möglich.

3. Lokalisation im Raum

Noch also sind die Herausforderungen der Dreidimensionalität für Handys nicht gelöst. Mögen passende Displays den Traum vom 3D-Bild vielleicht bald erfüllen, so ist die Bestimmung des Ortes eines Smartphones vor allem nach oben und unten gesehen noch immer kaum zu bewerkstelligen. Dieser Positionsbestimmung widmen sich derzeit Google und LG. Ihr Project Tango beschäftigt sich mit einem Smartphone, das 3D-Bilder über mehrere Kameras aufnimmt und dreidimensional wiedergibt.

So kann man ein Smartphone im Raum besser lokalisieren und für Navigation und andere Anwendungen wie Augmented Reality nutzen. Doch noch ist der Traum vom menschlichen Verständnis für Raum und Bewegung auf Smartphones nicht gelöst. Viele Herausforderungen bei der virtuellen Platzierung des Mobilgeräts in der realen Welt müssen noch gemeistert werden. Vor allem dem Problem der GPS-Ortung in geschlossenen Räumen sind die Forscher auf der Spur.

Für dieses Problem sowie weitere sollen bis 2015 Lösungen gefunden worden sein. Dann will Google, wie auf seiner I/O-Konferenz bekannt gegeben, ein neues Telefon auf den Markt bringen, das seine Umgebung in Echtzeit in eine 3D-Karte umwandeln kann. Mit der Raumorientierung sind aber noch andere Innovationen möglich, wie es der Darmstädter Informatiker Max Mühlhäuser im Manager Magazin formulierte: "Das Handy der Zukunft wird sehen können. Es wird die reale Umgebung in ihren Bestandteilen 'verstehen' und dreidimensional mit Informationen überlagern."

4. Location Based Services

Mit der neuen Ortung des Smartphones im Raum könnten auch Location Based Services einen Vorschub erhalten. Bereits seit 2011 versuchen Werbefirmen, standortgenau Banner auf Smartphones auszuliefern und so dem Kunden einen noch größeren Nutzen zu bieten. Doch scheitert diese Idee oft daran, dass man zwar geografisch ungefähr weiß, wo sich der Smartphone-Nutzer gerade befindet, nicht aber, in welchem Stock des Einkaufszentrums er sich gerade aufhält.

Zwar sind viele Nutzer fleißig dabei, mit anderen ihre Standorte zu teilen, doch die automatische Ortung krankt noch an vielen Stellen. Das liegt nicht nur an der Technologie im Smartphone selbst, sondern auch an den Ortungssatelliten im Weltall. Diese werden jetzt ebenfalls verbessert, sodass beispielsweise mit Einsatz des unabhängigen zivilen europäischen globalen Satellitennavigations- und Zeitgebungssystem Galileo eine bessere Positionsbestimmung möglich wird.

5. Thermal Imaging

Weniger mit Raumorientierung als mit Gesundheit oder Bauwesen hat Thermal Imaging zu tun. Die Wärmebildkamera, die es derzeit nur in Zusatzgeräten gibt, verspricht das Aufspüren von Wärme – sei es bei Menschen oder Gegenständen. Die Einsatzgebiete sind vielseitig. So lässt sich mit einer Wärmebildkamera die Körpertemperatur ebenso messen, wie Baufehler in der Isolierung ausgemacht werden können.

Dank Thermal Touch ist es außerdem möglich, Bewegungen in eine Augmented Reality zu integrieren. Der Finger im Bild kann dann ein imaginäres Produkt oder eine Schaltfläche berühren und aktivieren. Aber auch Nachtbilder sind mit einer Infrarotkamera möglich. Noch aber sind diese Einsatzgebiete reine Theorie. Die Wärmebildkameras wurden bisher nur als Aufsätze für Smartphones realisiert.

6. Die neuen Displays sind holografisch

Real und durchaus einen Blick in die Zukunft wert sind die neuen Displays, die derzeit für Smartphones entwickelt werden. Eine taiwanesische Firma stellte im vergangenen Jahr beispielsweise ein durchsichtiges Smartphone vor, das dank minimalistischer Bausteine und eines durchsichtigen Displays kaum mehr auffällt. Auf den Markt kam es 2013 aber nicht, wie ursprünglich angekündigt.

Viel realer sind da schon die 3D-Displays, an denen beispielsweise HP arbeitet. Gemeint sind damit nicht – wie weiter oben bereits beschrieben – Displays, die wie beim Amazon Fire dem Blick folgen. Vielmehr möchte man tatsächliche holografische Darstellungen ermöglichen, was über das sogenannte Multifunctional Backlight gelöst wird:

Die ersten Prototypen zeigen, wie es gehen könnte. Allerdings ist die LED-Technologie noch nicht so ausgereift, um auch in kleineren Devices wie einem Smartphone eingebaut zu werden.

7. Kein Prozessor, kein Akku

Lediglich ein Patent ist die Idee des Amazon-Gründers Jeff Bezos: ein Bildschirm, der nur über eine Basisstation die notwendige Rechenleistung und Strom erhält. Das drahtlose Display agiert damit wie ein normales Tablet, ist aber zugleich wesentlich leichter und flexibler, denn ihm fehlen die Komponenten, die den Platz in einem Tablet oder Smartphone einnehmen. Damit würde das Smartphone losgelöst von seiner Bauart und könnte quasi überall integriert werden – vorausgesetzt, man befindet sich in der Nähe seiner Basisstation.

8. Falt- und rollbare Displays

An einer anderen Technologie arbeitet Samsung, deren Displays bald schon falt- oder rollbar werden sollen. Risse im Touchdisplay würden damit der Vergangenheit angehören. Als Marktführer für AMOLED-Displays, also Bildschirme mit Aktivmatrix-OLED, bei der jeder Pixel über einen eigenen Transistor angesteuert wird, will Samsung die Nase vorn behalten und hat im April 2014 ein Patent eingereicht für Geräte mit faltbaren und flexiblen OLED-Displays. Sie sollen nicht nur in Smartphones, sondern auch in Computerbildschirmen und Fernsehern eingesetzt werden. Sieht so die Zukunft unserer mobilen Geräte aus?

9. Flexiblere Akkus

Je biegsamer die Displays, umso flexibler müssen aber auch die dahinter liegenden Komponenten sein. Insbesondere die Akkus, deren Elektrolyt meist ein Gel oder eine Flüssigkeit ist, lassen sich nicht einfach verbiegen, ohne thermale Probleme zu verursachen. Samsung arbeitet deshalb gerade an einem Akku, der aus festen Bestandteilen besteht, so dass er besser in Form gebracht werden kann. Die gebogenen Samsung-Mobilgeräte nutzen einen solchen Akku bereits, kranken aber an der kurzen Akkulaufzeit und den hohen Preisen.

Koreanische Wissenschaftler um Lee Sang-young, Professor am der South Korea Ulsan National Institute of Science and Technology, sind hier schon einen Schritt weiter. Sie haben eine Batterie entwickelt, die nicht nur in ihrer Form flexibel, sondern auch noch widerstandsfähiger ist als handelsübliche Akkus: "Weil die neuen Batterien flexible und feste Materialien benutzen und keine Flüssigkeiten, kann erwartet werden, dass sie wesentlich stabiler sind als konventionelle wieder aufladbare Batterien," so das südkoreanische Ministerium für Erziehung, Wissenschaft und Technologie.

Das Geheimnis liegt in Nanomaterialien, die auf eine Oberfläche aufgetragen werden und so einen flüssigen Polymer kreieren, ohne tatsächlich flüssig zu sein. Die Herstellung soll einfacher sein, als bei anderen Akkus und damit auch günstiger. Noch aber ist die Forschung an den neuen Akkus nicht abgeschlossen und über die Laufzeiten dieser Akkus lassen die Wissenschaftler bislang auch nichts verlauten.

10. Computer Human Interaction

Die neuen Technologien machen möglich, was in Science-Fiction-Filmen wie "Her" bereits gezeigt wird: Interaktion zwischen Mensch und Computer. Denn je kleiner, flexibler und anpassungsfähiger die mobilen Geräte werden, um so besser lassen sie sich in unseren Alltag integrieren. Dabei ist es egal, ob es sich um Ohrstöpsel wie im besagten Film, um Uhren oder Armbänder handelt – die Computer Human Interaction (CHI), wie es die Forschung nennt, findet direkt am Körper des Nutzers statt.

Forscher des Hasso-Plattner-Instituts stellten im letzten Jahr auf der CHI-Konferenz ein System vor, das über die Spannung am Unterarm Befehle an das Smartphone weiterleitet. Umgekehrt kann das Smartphone aber auch die Muskulatur des Menschen ansteuern. Spiele sollen dadurch realistischer werden. Eine körperliche Reaktion auf die Aktionen des Handys?

Tatsächlich soll und wird die Interaktion zwischen Mensch und Gerät zukünftig so unauffällig wie möglich vonstatten gehen. Unerheblich ist es dabei inzwischen beinahe, wie das Gerät aussieht und wo es sich befindet. Wichtig ist lediglich, dass man es gut bedienen und sich mit ihm vernetzen kann.