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Digitale Revolution

Internet der Dinge Die Toilette der Zukunft ist vernetzt

In Japan sind Hightech-Klos schon lange Standard. Doch sie sind mehr als Gadgets: Sie sollen mit digitalen Diensten dabei helfen, gesund zu bleiben.
10.06.2020 - 09:33 Uhr Kommentieren
Die Firma Toto Hightech Toilette aus Japan produziert Toiletten mit Podusche und Robotik. Quelle: Toto [M]
Das schlaue Örtchen

Die Firma Toto Hightech Toilette aus Japan produziert Toiletten mit Podusche und Robotik.

(Foto: Toto [M])

Tokio Der Besuch in der Toilettenfabrik von Lixil, einem der größten globalen Hersteller von Baumaterialien und Badezimmern, gleicht einer Zeitreise in japanischer Hightech-Klokultur. In einem Raum stehen mehr als ein Dutzend Aborte Spalier, von der ersten Toilette mit Po-Dusche für den Massenmarkt aus den 1960er-Jahren bis hin zur Toilette der Zukunft: einem Roboterklo für die Seniorengesellschaft im Zeitalter des Internets der Dinge (IoT). „Das ist unsere IoT-Toilette“, erklärt Yutaka Ando, der 15 Jahre lang die Elektronik von Lixils Klos verfeinert hat, und zeigt auf das neuste Model. „Es ist ein Gesundheitsbarometer.“

Trotzdem soll es für den Nutzer zunächst einmal möglichst komfortabel sein. Die Toilette öffnet automatisch den Deckel, wenn sich der Nutzer nähert. Dann nimmt das Klo seine Arbeit auf. Im Winter wird rasch der Sitz angeheizt. Etwaige menschliche Emissionen werden mit Plasma-Ionen bekämpft, angesaugt und geruchsbereinigt an die Raumluft abgegeben.

Nach der Beendigung des Geschäfts reinigt das Klo dann auf Knopfdruck mit einem temperierten, pulsierenden Wasserstrahl das Gesäß und föhnt es auf Wunsch trocken. Steht der Nutzer schließlich auf, spült das Klo automatisch und schließt den Deckel.

Diese Features haben bereits einige Hightech-Klos, doch in der Klobrille steckt die Zukunft der Altenpflege: Eine kleine Kamera schießt Fotos vom großen Geschäft, die dann in die Cloud geladen werden. Dort analysiert Künstliche Intelligenz die Ausscheidungen nach Form und Konsistenz und trägt die Ergebnisse ins digitale Patientenblatt ein. So können die Gepflegten, das Pflegepersonal und die Ärzte sofort in einer App sehen, ob sich der Stuhlgang im gesunden Bereich befindet.

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    Für den Lixil-Chef Kinya Seto gibt das Konzeptklo die Richtung im Badezimmer vor. „Toiletten sind für uns ein Schlüsselprodukt“, sagt er im Interview. „Wir haben viele Ideen für digitale Anwendungen, die medizinische ist eine davon.“ Der Innovationsdruck ist dabei hoch in Japan, denn der Erzrivale Toto und der Technikkonzern Panasonic arbeiten mit Hochdruck an eigenen digitalen Klos. Und es geht ihnen dabei nicht nur ums Geschäft, sondern auch um tätige Mithilfe an der nationalen Wachstumsstrategie.

    Technik soll Pflegepersonal entlasten

    Seit Jahren will Japans Regierung Deutschlands Konzept der digitalisierten Industrie 4.0 mit der vollvernetzten Society 5.0 übertrumpfen. Neben den Fabriken soll die gesamte Gesellschaft digitalisiert und roboterisiert werden, um den Arbeitskräftemangel in derjenigen Gesellschaft der Welt mit den meisten Älteren zu lindern.

    Ein wichtiger Bereich ist dabei die Teilautomatisierung der Altenpflege. Denn wegen der stark steigenden Zahl der Rentner könnte bis 2025 der Mangel an Pflegekräften auf 270.000 Stellen steigen, sagt das Gesundheitsministerium voraus. Daher soll Technik dem Personal viele kleine Aufgaben erleichtern oder gar abnehmen, damit die Pflegenden noch Zeit für die Menschen haben.

    Andere Unternehmen entwickeln ebenfalls mit. Toyota hat automatisierte Hilfen entwickelt, die Krankenschwestern beim Heben von Patienten, oder Schlaganfallpatienten bei der Rehabilitation, helfen. Der Elektronikkonzern Panasonic will mit Medizinausgabeautomaten helfen, Arbeitskräfte in Apotheken einzusparen. Außerdem trägt der rollende Roboter Hospi bereits in einigen Krankenhäusern Medikamente aus.

    Auch in Deutschland wird seit Jahren diskutiert, inwiefern die Digitalisierung im Allgemeinen und spezielle Technik im Besonderen dabei helfen können, den Mangel an Pflegepersonal auszugleichen. Laut Bundesgesundheitsministerium liegt in Deutschland das Medianalter heute bereits bei rund 46 Jahren. Das ist mit Japan das höchste weltweit – und es wird weitersteigen. Damit werde wahrscheinlich auch die Notwendigkeit von Pflege anwachsen, prognostiziert das Ministerium, da mit steigendem Alter chronische Erkrankungen und Multimorbidität, das gleichzeitige Auftreten mehrerer Erkrankungen, zunehme.

    Bettina Horster, Direktorin der Kompetenzgruppe IoT im Verband der Internetwirtschaft (eco), erklärte zuletzt angesichts des Mangels an Pflegepersonal durch die Coronakrise, digitale Assistenzsysteme könnten Angehörige und Pfleger entlasten. Sprachassistenten könnten etwa an die Einnahme von Medikamenten, den nächsten Arztbesuch oder Trinken erinnern.

    Dehydration sei der häufigste Grund, warum ältere Menschen in die Klinik müssen. Doch obwohl die technischen Minimal-Voraussetzungen mit einem Internetanschluss bereits gegeben seien, profitierten Senioren in Deutschland bislang kaum von solchen Assistenzsystemen, sagte Horster in einer Pressemitteilung. Es fehle den meisten Menschen noch das Bewusstsein für die Vorteile solcher Angebote.

    Toiletten mit Sensoren

    Das Verhältnis zu Technologie ist in Japan anders. Die japanische Gesellschaft gilt mehrheitlich als sehr offen für neue, vernetzte, automatisierte Produkte. Und so ist das Roboterklo ein Ergebnis jahrzehntelanger Innovation. Seitdem die Japaner die Idee der Po-Dusche in den 1960er-Jahren von ersten medizinischen Toiletten in der Schweiz importierten und verfeinerten, wurden die Abtritte bereits weitgehend digitalisiert.

    Ein wichtiger Schritt war die Addition von beheizten Klobrillen in den 1970er-Jahren, die sich dank der traditionell im Winter ungeheizten Klos in japanischen Wohnungen rasch verbreiteten. Einmal ans Stromnetz angeschlossen, war die Addition von Sensoren und Funktionen nur noch eine Fingerübung.

    Fernbedienungen erhöhten den Bedienungskomfort, die Einführung von Musik und Geräuschen wie Wasserfällen oder Vogelgezwitscher überspielt seit der Jahrtausendwende auf Wunsch verräterische Geräusche. Es gibt auch Modelle mit SD-Kartenslot, damit die Nutzer auf dem einst stillen Örtchen ihr eigenes Musikprogramm hören können. Die neusten Modelle kann man durchaus als vernetzte Roboter bezeichnen.

    Das Hirn hinter der Autonomie des Aborts ist ein Minirechner, der die Informationen von einer ausgeklügelten Sensorbatterie verarbeitet. „Hier haben wir einen Reflektionssensor, der erkennt, wenn eine Person in den Raum tritt“, erklärt Lixil-Manager Yutaka Ando. Automatisch öffnet sich dann der Deckel. Ein elektrostatischer Sitzsensor nimmt das Setzen und Aufstehen wahr, um etwa zu spülen und die Sitzheizung auszuschalten.

    Damit nicht genug: Ein Entfernungssensor steuert Anwendungen wie die Po-Dusche oder die Bidet-Funktion und achtet darauf, dass sich bei Stehpinklern nicht der Deckel schließt und das Klo vorzeitig spült. Ein Temperatursensor hilft dem Klo zudem, je nach Raumtemperatur den Sitz, das Duschwasser oder die Föhnluft zu wärmen. Seit 2018 gibt es außerdem Smartphone-Apps, mit denen Nutzer je nach Anbieter die Toiletten fernsteuern, den Strom- und Wasserverbrauch kontrollieren oder die Frequenz der Stuhlgänge verfolgen.

    Trotz aller Elektronik und Vernetzung fehlt noch ein kleiner Schritt zum smarten Gesundheitsklo: Die Künstliche Intelligenz erkennt die Art des Stuhlgangs erst in 80 Prozent der Fälle genau. Bisher wurde das System erst mit 3000 Testfotos von Ausscheidungen von Lixils Angestellten geschult. „Das reicht nicht aus“, sagt ein Ingenieur. „Nun wollen wir mehr Daten in Feldtests sammeln.“ Denn je mehr Vorlagen Künstliche Intelligenz zum Lernen erhält, desto treffsicherer wird sie. Im Juni startet der Feldtest in einer Pflegeeinrichtung.

    Expansion nach Deutschland

    Das Datum ist vielleicht nicht ganz zufällig gewählt. Japans Toilettenhersteller wollten ursprünglich die inzwischen auf 2021 verschobenen Olympischen Spiele für den Durchbruch im Ausland nutzen. Deutschland steht bei der Expansionsstrategie im Fokus der Japaner. Seit 2014 gehört der Hersteller für Badezimmerarmaturen Grohe zu Lixil und vor zwei Jahren ist Grohe mit einem Duschklo in die Badezimmerkeramik eingestiegen. Konkurrent Toto hat es mit einer Kooperation mit Villeroy & Boch versuch. Aber ein durchschlagender Erfolg ist bisher ausgeblieben

    Im Sommer sollten sich daher Olympiatouristen aus aller Welt auf den öffentlichen Abtritten oder in Hotels für die japanische Klokultur begeistern. Nicht umsonst sind die Hersteller Sponsoren der Spiele. Lixil-Chef Seto weiß um die Chance. „Toiletten sind wichtig, weil sie unter all der Badezimmerkeramik am meisten Technologie und Know-how erfordern.“

    Die Po-Dusche und Automatisierung sind dabei nur zwei Aspekte des Ziels der kontinuierlichen Verbesserung der Badezimmerkeramik. Es geht auch um die Optimierung des Wasserflusses, um den Wasserverbrauch zu senken und Reinigungskraft zu erhöhen. Ein anderer Punkt ist die Materialwissenschaft. Japaner entwickeln selbstreinigende Oberflächen für ihre Klos. Lixils Keramik hat beispielsweise ölabweisende Eigenschaften, um Exkrementen weniger Halt zu bieten.

    Konkurrent Toto wirbt derweil mit einer speziellen superglatten Beschichtung, die Unebenheiten in den Nanometer-Bereich verringert, Panasonic mit Schüsseln aus ultraglattem organischen Glas. Weitere Innovationen werden kommen, macht Lixil-CEO Seto klar. „Diese Technologien dienen uns dazu, um uns von unseren Wettbewerbern abzusetzen.“

    Tatsächlich ist die Bedeutung von Klos für den Konzern groß, der im Jahr 2011 aus der Fusion von fünf Unternehmen entstand. Eines war der Badezimmerhersteller Inax, dessen Markenname Lixil noch immer verwendet. Im Ende März 2019 abgelaufenen Bilanzjahr erzielte die Sparte „Wasser-Technologie“ immerhin 45 Prozent der Konzerneinnahmen von 15,4 Milliarden Euro. Danach folgten Baumaterialien, Baumärkte und Dienstleistungen für Gebäudebesitzer.

    Kinya Seto, Chef der Lixil Group, arbeitet an weiteren Toiletten-Innovationen. Quelle: Bloomberg
    Wachstum mit Toiletten

    Kinya Seto, Chef der Lixil Group, arbeitet an weiteren Toiletten-Innovationen.

    (Foto: Bloomberg)

    In den Toiletten sieht Seto allerdings die Rolle als globaler Expansionsmotor, mit dem sich Lixil aus den Verlusten befreien will. Der gescheiterte Verkauf seines italienischen Krisenfalls Permasteelisa, eines globalen Baumaterialherstellers, belastet die Bilanz. Erst im Mai wurde das Unternehmen endlich verkauft. Große Hoffnungen setzt Seto dabei auf sein deutsches Standbein Grohe. „Die Marke passt gut zu uns.“

    Mit Grohe hat Lixil nicht nur eine Weltmarke im Programm, sondern einen Impulsgeber. Lixil stellte die Toilettentechnik zur Verfügung, Grohe entwarf ein Design, das auch Deutsche mochten. Für Seto mit Erfolg: „Unsere Grohe-Toilette ist die am besten verkaufte Duschtoilette in Europa.“ Betriebswirtschaftlich ist die technologische Führung für die Japaner allerdings „ein zweifelhafter Segen“, gesteht der Lixil-Chef ein.

    In der Badezimmereinrichtung würden Klos die kleinsten Gewinnmargen erzielen, erklärt der Geschäftsmann. Daher schrecken ausländische Hersteller auch vor großem Entwicklungsaufwand zurück, während die Profite der Japaner oft kleiner als die europäischer Rivalen sind. Aber Seto hofft, mit dem Export heimischer Hightech erst Marktanteile und dann Gewinne zu steigern. „Die Technologien geben uns einen einzigartigen Wettbewerbsvorteil.“ Und durch IoT-Technologien will er den nun weiter ausbauen: „Sensor-Technologien sind dabei ein wichtiger Bestandteil.“

    Eine Geschäftsidee sind vernetzte Klos für öffentliche und private Großanlagen, zum Beispiel Bürogebäude. Ein Stichwort ist vorbeugende Wartung, genau wie bei Maschinen in Fabriken. Allerdings werden dort Daten ausgewertet um zu sehen, ob Bauteile bald einen Defekt haben könnten; um einen Stillstand zu vermeiden, geht es beim Klo darum, verstopfte Abflussrohre zu beheben, bevor das Abwasser überläuft. Die Planung von Reinigungsintervallen nach dem Grad der Benutzung ist eine weitere Sparidee.

    Ein anderes Stichwort ist die Verkehrslenkung. Kunden oder Personal könnten effektiver auf freie Abtritte in Gebäuden verteilt werden, um Toilettenstaus zu vermeiden. Nur stellt die Nutzung der vielen Daten, die Klos produzieren, noch eine geschäftliche Herausforderung dar: Nicht nur sind digitale Technologien leicht zu kopieren, meint Seto. „Ich bin mir auch noch nicht sicher, wie wir die gesammelten Daten monetarisieren können.“

    och er hat auch noch ein anderes Projekt, das noch viel Innovation bedarf und ihn richtig begeistert: Low-tech-Toiletten für die Menschenmassen in Schwellenländern. „Wir sind stolz auf unsere vollautomatisierte 5000-Dollar-Toilette, aber auch auf unsere 5-Dollar-Toilette für Entwicklungsländer.“ Mit einem kleinen Schuss Wasser kann die ein großes Geschäft in eine Sickergrube leiten und damit offene Plumpsklos ersetzen. „Damit können wir nicht viel Geld machen, aber viele Leben retten“, sagt Seto.

    Seine eigentliche Mission sieht er aber in Toiletten für die rasant boomenden Megacitys in Entwicklungs- und Schwellenländern. „Ich glaube, dass die Entwicklung einer Toilette ohne Kanalanschluss eine andere wichtige Aufgabe ist, zusammen mit der Wasserversorgung“, erklärt der Toilettenpionier. „Digitalisierung und IoT sind interessante Bereiche, aber was die Welt wirklich braucht, sind Ideen, wie wir Wasser sparen können.“

    Harter Wettbewerb um die Toilette der Zukunft

    Der hohe technologische Entwicklungsstand japanischer Hightech-Toiletten ist das Resultat eines harten Wettbewerbs: Lixil, der zweite Toilettengigant Toto und der Herausforderer Panasonic liefern sich seit Jahrzehnten ein Wettrennen um die Kundengunst. Dabei treiben sie die Entwicklung an allen Fronten voran, der Materialwissenschaft, der Strömungslehre und der Elektronik. Allerdings setzen die Rivalen teilweise unterschiedliche Schwerpunkte.

    Ein Zeichen für den hohen abortigen Entwicklungsstand ist, dass die Po-Dusche in den Werbeprospekten erst weiter hinten erwähnt wird. So selbstverständlich ist diese Funktion in Japan bereits im Alltag der Japaner. Totos Spitzenmodel Neorest NX – Slogan: Die Zukunft startet hier – startet vielmehr mit dem Design. Das neueste Modell setzt auf eine eiförmige Form mit möglichst wenig sichtbaren Spalten.

    Darauf folgen Totos Fortschritte in der Materialbehandlung, genauer gesagt die Oberflächenbehandlung CeFiONtect. Dabei handelt es sich laut den Ingenieuren um eine „spezielle Glasschicht auf der Keramik“, die bis auf Nanometerebene besonders glatt ist. Damit wollen die Ingenieuren Exkrementen und Bakterien weniger Chancen bieten, sich an der Klokeramik festzuhalten.

    Und um die Reinlichkeit noch zu erhöhen, sprüht die Toilette ihre Schüssel mit Wasser ein, das antibakterielle hypochlorige Säure enthält. Die wird in der Toilette durch die Elektrolyse von Chloridionen hergestellt, die im Trinkwasser enthalten sind. Doch auch in der Po-Dusche gibt es eine Innovation, das patentierte „Air-in Wonder-Wave“: Durch die genaue Steuerung injiziert die Düse kleine Luftblasen in die Wassertropfen, die so um 30 Prozent vergrößert werden. Das Unternehmen verspricht durch diese Welle von kleinen und großen Tropfen eine höhere Waschleistung bei weniger Wasserverbrauch.

    Panasonic experimentiert ebenso schon lange mit vernetzten Klos. Es hatte schon Konzepte, die den Körperfettanteil und das -Gewicht messen konnten. In seinen Massenklos setzt das Unternehmen bei der Schüssel seines Topmodells Arauno L150 auf besonders glattes „organisches Glas“, das auf Material für Flugzeugfenster beruht. Zur zusätzlichen Desinfizierung wird Ozonwasser Wasser eingesprüht, die die Emissionen durch „Nano-Ionen“ geruchsbehandelt. Darüber hinaus schäumt das Klo regelmäßig die Schüssel ein, damit der Mensch es weniger putzen muss.

    Zudem wirbt der Elektronikkonzern standesgemäß mit IoT-Technik. Die Arauno-App erlaubt nicht nur eine Fernbedienung des Klos, sondern informiert auch über Strom- und Wasserverbrauch sowie die Frequenz der Toilettenbesuche. Wer will – oder aus medizinischen Gründen muss – kann auch die Form, Farbe und Geruch des Geschäfts in die App eintragen. Lixil will diesen Prozess nun automatisieren.

    Mehr: Smarte Technologie muss einen Nutzen haben

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