Piezosensor: Wie von Zauberhand

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Mensch und Maschine rücken immer näher zusammen. Da ist es wichtig, dass man sich gut „versteht“. Eine verblüffende Lösung dafür kommt jetzt aus der Schweiz.

Kleine Gesten, große Wirkung – heißt es. Was für den Kontakt zwischen Menschen gilt, könnte schon bald auch die Mensch-Maschinen-Kommunikation erleichtern. Schweizer Forscher der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) haben einen Sensor aus piezoresistiven Fasern entwickelt, der aus kleinsten Handbewegungen die Steuersignale für elektronische Geräte generiert. Dazu wandeln die Fasern – integriert in ein Armband – minimale Druckunterschiede, wie sie beim Bewegen der Hand oder des Arms entstehen, in elektrische Signale um. So lassen sich etwa Roboter oder Drohnen in bester „Harry Potter“-Manier“ bewegen.

Bewegungssensorik ist natürlich nicht neu. Allerdings machten den Job bislang meist visuelle Sensoren (Kameras), Beschleunigungsmesser (Accelerometer) und Rotationsmesser (Gyroskope). Und die erkennen nur unnatürlich deutliche Bewegungen in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich. Der neue EMPA-Sensor reagiert dagegen bereits auf minimale Gesten. In Kombination mit den bisherigen Technologien soll er in Zukunft die Art wie Menschen mit Maschinen kommunizieren intuitiver und facettenreicher gestalten. So ermöglicht etwa die Kombination Piezosensor und Beschleunigungs-, Rotations- sowie Orientierungssensor vollkommen neue Befehle zur Steuerung von technischen Geräten wie Drohnen, Roboter oder Garagentore.

Piezosensor im Pflaster

Die Schweizer Forscher integrierten bereits einen Prototypen des Piezosensors per 3D-Druck in ein herkömmliches Uhrenarmband und testeten ihn erfolgreich mit Drohnen. Für die Zukunft müssen allerdings die Algorithmen weiter optimiert werden, um neben einzelnen Bewegungen auch Bewegungsfolgen zu erkennen. Zum Beispiel löst dann zweimal kurz hintereinander die Faust ballen ein anderes Kommando aus als einmal kurz und einmal lang.

Ebenfalls in der Entwicklung ist ein Pflaster, das den piezoresistiven Sensor an Stelle des Armbands beherbergt. Das Projekt steckt zwar noch in den Kinderschuhen, technisch funktioniert jedoch bereits alles einwandfrei. Gemeinsam mit der STBL Medical Research AG und weiteren Partnern wird schon an der industriellen Umsetzung gearbeitet.

 

 

Piezosensor (Bild: EMPA)

Im Uhrenarmband stecken piezoresistive Fasern, die Handbewegungen auf die Drohne übertragen. (Bild: EMPA).