Lenkrad-Sensoren erkennen Fahrer-Ermüdung
Entwicklung verspricht günstigere, zuverlässige Assistenzsysteme
Müder Fahrer: Neuentwicklung kann helfen (Foto: flickr.com, Fedor Stroganov)
Müder Fahrer: Neuentwicklung kann helfen (Foto: flickr.com, Fedor Stroganov)

Spokane/Wien (pte007/25.04.2014/11:41) – Forscher haben ein System entwickelt, das anhand von Unregelmäßigkeiten in der Lenkradbewegung erkennt, ob der Lenker schläfrig ist. "Unsere Erfindung bietet eine solide Basis für ein Frühwarnsystem bei moderater Fahrerermüdung", meint Hans Van Dongen vom Sleep and Performance Research Center der Washington State University (WSU) Spokane http://spokane.wsu.edu . Für sein Team ist klar, dass die Entwicklung eine günstigere und auch zuverlässigere Alternative – oder Ergänzung – zu Video-basierten Assistenzsystem bietet.

"Wir begrüßen jegliche Arbeit an unterstützender Sensorik, denn durch solche Technologie steigt die Sicherheitsbandbreite", meint Steffan Kerbl, Teamleiter Technik, Test, Sicherheit beim ÖAMTC http://oeamtc.at , im Gespräch mit pressetext. Kritik, dass letztlich der Mensch die Kontrolle über das Auto behalten soll, sei zwar verständlich – doch gehe es bei Assistenztechnologien oft darum gegenzusteuern, wenn der Mensch eben diese Kontrolle verliert. Wichtig sei die richtige Umsetzung. "So etwas soll ja nicht nur eine Spielerei sein, sondern sich in der Unfallstatistik positiv auswirken", betont Kerbl. Das Potenzial dazu scheint bei der WSU-Entwicklung gegeben, falls sie richtig genutzt wird.

Empfindliche Lenkung

"Video-basierte Systeme, die Kameras nutzen, um zu erkennen, wann ein Auto aus der Spur driftet, sind sperrig und teuer", meint Van Dongen. Zudem funktionieren sie dem WSU-Forscher zufolge beispielsweise bei Schneelage, kurvenreichen Straßen oder Dunkelheit nicht sehr gut. Die Neuentwicklung verspricht eine Alternative, die nicht mit diesen Einschränkungen zu kämpfen hat. Dazu macht sie sich zunutze, dass sich die Ermüdung eines Autolenkers sehr frühzeitig direkt am Steuer bemerkbar macht – die Lenkradbewegungen werden unregelmäßiger.

Wie die Forscher anhand von Fahrsimulator-Experimenten mit 29 Probanden zeigen konnten, ist es anhand der Unregelmäßigkeiten in der Lenkradbewegung sogar möglich, ein Abweichen aus der Fahrspur vorauszuahnen, bevor es wirklich dazu kommt. Eben diese Tatsache macht sich die neuentwickelte und bereits patentierte Lösung zunutze. Dabei kommt sie mit relativ einfache Komponenten wie einem Positionssensor für das Lenkrad aus, was eine günstige Umsetzung ermöglicht. "Man könnte das auch mit bestehenden Systemen verbinden, um ihre Funktionalität zum Erkennen starker Ermüdung zu verbessern", so Van Dongen.

Mehr als nur Nachrüsten

Es scheint realistisch, dass die WSU-Entwicklung beispielsweise als Sensor für Spurhalteassistenten von Wert sein kann. Dass die Universität davon spricht, dass die Lösung auf für Nachrüst-Bausätze geeignet ist, ist laut ÖAMTC-Experten Kerbl aber eher kritisch zu sehen. "Eine Nachrüstlösung könnte in diesem Bereich eigentlich nur ein Warnsignal ausstoßen", erklärt er. Mit einem nachträglich eingebauten System mehr machen zu wollen, könnte nämlich sogar gefährlich werden.

Als Beispiel verweist der Techniker darauf, dass eine nachträglich eingebaute Bremsassistenz womöglich zu scharf für ein leichtes Fahrzeug bremsen und dadurch sogar Auffahrunfall auslösen könnte. "Die Integration in ein Fahrzeug muss wirklich Profi-Sache sein", betont Kerbl. Denn egal, wie die zugrundeliegende Technologie aussieht: Den größtmöglichen Sicherheitsvorteil können Lösungen nur dann bieten, wenn sie direkt vom Hersteller wirklich optimal an einzelne Fahrzugtypen angepasst werden.

Chip-Tablette schickt SMS an Smartphone
US-Behörde erteilt elektronischen Pillen Zulassung
 
Pillen: jetzt auch mit Chip (Foto: pixelio.de, Rainer Sturm)

Washington (pte007/02.08.2012/10:30) – Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat erstmals Mikrochips zur oralen Einnahme zugelassen, wie Nature berichtet. Ein Sandkorngroßer Sensor, der in Pillen eingelassen wird, reagiert auf Kontakt mit Verdauungssäften und schickt eine Nachricht an ein Smartphone, auf dem eine entsprechende App installiert ist. So können Ärzte kontrollieren, ob ihre Patienten ihre Medizin ordnungsgemäß einnehmen. Vorerst ist der Einsatz nur für Placebos erlaubt, in Kürze soll aber auch das Okay für verschiedenste Medikamente kommen. Hergestellt werden die Chips vom US-Unternehmen Proteus Digital Health http://proteusdigitalhealth.com .

"Das halte ich für ein orwell’sches Szenario, das nicht stattfinden darf. Die Kooperation der Patienten bei Behandlungen ist zwar ein internationales Problem, die Erfolgsquote ist aber von Arzt zu Arzt unterschiedlich. Ein Funktionierendes Verhältnis zwischen Arzt und Patient ist das beste Mittel für regelmäßige Medikamenteneinnahme. Werden Menschen beispielsweise auf die Alkoholverträglichkeit eines Medikaments aufmerksam gemacht, ist eine Einnahme am Wochenende wahrscheinlicher", sagt Otto Pjeta vom Medikamentenreferat der Österreichischen Ärztekammer http://aerztekammer.at gegenüber pressetext. Am Ende müsse aber jeder Patient das Recht haben, über seinen Körper zu bestimmen.

Kontrolle lebenswichtig

In den USA nehmen bis zu 50 Prozent der Patienten ihre Medikamente nicht regelmäßig ein. "In Europa sind die Zahlen vergleichbar. Viele Menschen nehmen verschriebene Medizin entweder gar nicht oder nicht regelmäßig", sagt Tassilo Korab, Sprecher des Healthcare Compliance Packaging Council Europe http://hcpc-europe.net , gegenüber pressetext. Der Chip in der Pille könnte solche Probleme beheben. Der winzige Sensor aus Silizium und Spuren von Kupfer und Magnesium reagiert auf Kontakt mit Magensäure und sendet ein Signal, das an den Arzt geht.

Bei Unregelmäßigkeiten können Mediziner einschreiten und die Dosis oder die Gabemethode anpassen. "Ähnliche Ansätze gibt es mit intelligenten Packungen, die Ärzte informieren, wenn eine Tablette entnommen wird. Diese Methoden sind allerdings aufwendig und teuer. Für Einzelfälle, in denen das Leben der Patienten von regelmäßiger Medikamenteneinnahme abhängt – etwa Organtransplantationen – halte ich Überwachung für sinnvoll", so Korab. Die Chippille sei eine bessere Variante, weil sie die Einnahme tatsächlich garantieren kann. "Auch in schweren Fällen bin ich gegen eine Überwachung, weil sie die Würde der Menschen verletzen würde", so Pjeta.

Erst der Anfang

"Menschen, deren Leben von einem Medikament anhängt, sind oft dankbar für die Kontrolle. Angst vor Big Brother ist hier deshalb nicht angebracht. Für eine flächendeckende Anwendung macht die Technologie ohnehin keinen Sinn", so Korab. Bei weniger kritischen Fällen gibt es andere Mittel und Wege die Kooperation der Patienten zu gewährleisten.

"Die Wichtigkeit der Thematik muss Ärzten bereits im Studium beigebracht werden. Derzeit können viele Mediziner das Problem überhaupt nicht richtig einschätzen. Zusätzlich muss den Patienten die Einnahme eines Medikamentes so einfach wie möglich gemacht werden, durch entsprechende Gestaltung von Verpackungen und Beipacktexten. Angaben zu Nebenwirkungen, die dort aus Haftpflichtgründen stehen, haben dort eigentlich nichts zu suchen. Auch ein Kontrollinstrument für die Patienten selber kann helfen", so Korab.

In den USA setzt die Medizin trotzdem lieber auf die Technik. Einige Experten sehen im verschluckbaren Chip den Anfang einer schönen neuen Welt. Chips im Körper könnten künftig verschiedenste Daten liefern, mit Minilabors Analysen durchführen und sogar kontrolliert Medikamente verabreichen. "Die 2010er-Jahre werden als die Ära der digitalen medizinischen Elektronik in die Geschichte eingehen. Es wird gerade an vielen Technologien gearbeitet, die die Medizin verändern werden", sagt Eric Topol, Autor des Buches "The Creative Destruction of Medicine".

Neue Teile für Atomreaktoren noch besser

Verfahren per Laser-Technik beschleunigt Entwicklung noch widerstandsfähigerer Werkstoffe

(pte003/21.12.2018/06:10) – Ein neues Verfahren, mit dem sich die
Veränderungen an neuen Werkstoffen unter radioaktiver Belastung sehr
schnell ermitteln lassen, haben Forscher am Massachusetts Institute of
Technology (MIT) http://mit.edu in Kooperation mit Kollegen der Sandia National Laboratories http://sandia.gov entwickelt.

Beschießen mit dem Laser

Die Forscher nutzen eine transiente Gitterspektroskopie genannte
Technik. Dabei wird ein Laserstrahl auf die Probe geschossen, die einer
hohen radioaktiven Strahlung ausgesetzt ist. Der Laser versetzt die
Probe in Schwingungen. Gemeinsam mit den Strahlenschäden lösen die
Vibrationen winzige Änderungen an der Oberfläche aus, die Rückschlüsse
darauf zulassen, was im Inneren des Materials geschieht.

MIT-Reaktortechniker Michael P. Short und sein Doktorand Cody A. Dennett
hatten das Verfahren vor zwei Jahren erstmals vorgestellt. Jetzt, nach
ausgiebigen Tests, ist es so weit ausgereift, dass
Materialwissenschaftler es nutzen können, um neue strahlenresistente
Werkstoffe zu entwickeln, die die Sicherheit von Kernkraftwerken weiter
verbessern.

Wichtig bei Überprüfung

Auch Entscheider, die vor der Frage stehen, den Betrieb von Anlagen zu
verlängern, die bereits 30 Jahre lang Strom erzeugt haben, sollen von
der neuen Technik profitieren. Sie können sich innerhalb kurzer Zeit ein
Bild vom Zustand der Bauteile im Inneren eines Reaktors machen.

Bisher werden Werkstoffe einer Strahlung ausgesetzt, herausgenommen und
"in Stücke geschlagen, um herauszufinden, was passiert ist", sagt
Dennet. "Wir wollten stattdessen sehen, welche Veränderungen sich
während der Bestrahlung ergaben." Jetzt lägen Ergebnisse schon nach
Stunden vor. Mit der bisher eingesetzten Methode dauere es hingegen
Monate.

Angesichts des
Einsturzes der Autobahnbrücke in Genua im August, der vielen
Einschränkungen bei der Befahrbarkeit von Überführungen und des
kritischen Zustands der Fernverkehrsbrücken in Deutschland, werden der
Zustand und die verbleibende Lebensdauer von Brücken immer wieder
öffentlich diskutiert. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher
Instituts für Technologie (KIT) entwickeln jetzt ein neuartiges Konzept
zur Zustandsbestimmung von Brücken, um kleinste Veränderungen im
Brückenbauwerk frühzeitig aufzuspüren.

Der stark zunehmende
Auto- und Lastwagenverkehr belastet die oft in die Jahre gekommenen
Bauwerke in einem Ausmaß, das nicht abzusehen war, als sie errichtet
wurden. Da Schäden an der Bausubstanz im frühen Stadium auch mit sehr
großem Aufwand kaum zu erkennen sind, bleibt der tatsächliche innere
Zustand einer Brücke oftmals lange unbestimmt. Sanierungsmaßnahmen
werden häufig erst verspätet und unter Zeitdruck ergriffen. Um dem
Problem abzuhelfen, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
des KIT an einer Methode, den wahren Zustand von Brücken rechtzeitig zu
ermitteln, ohne in die Bausubstanz eingreifen zu müssen.

Die Aufgabe ist
gewaltig: Brücken nehmen im Bundesfernstraßennetz eine Gesamtlänge von
fast 40 000 Kilometern ein. Sie überqueren Straßen, Bahntrassen,
Gewässer oder Täler und sind ein unersetzbarer Teil der kritischen
Verkehrsinfrastruktur. Werden sie beschädigt, so sind Staus, Umwege und
damit Belastungen für Umwelt und Wirtschaft die unmittelbare Folge. Eine
einfache Methode, ihre Verfassung zu ermitteln, könnte somit sehr viel
Geld sparen. Dr. Sina Keller vom Institut für Photogrammetrie und
Fernerkundung des KIT will das Problem im Projekt ZEBBRA mit
Radarsensorik in Kombination mit intelligenten Algorithmen angehen.
„Wenn Fahrzeuge auf eine Brücke fahren, versetzen sie diese in
Schwingung. Diese Bewegungen zeichnen wir mit hochpräzisen Radargeräten
auf“, erklärt die Mathematikerin. Speziell entwickelte
Computer-Algorithmen analysieren die Radarsignale, die das
Schwingungsverhalten der Brücke wiedergeben. Diese werden unter anderem
in Kooperation mit Forscherinnen und Forschern des Instituts für
Automation und angewandte Informatik des KIT erarbeitet. „Gibt es dabei
Abweichungen von der Norm der Schwingungen der jeweiligen Brücke, ist
das ein Hinweis auf Schäden an der Bausubstanz“, so Keller. Mit der
Methode lassen sich Veränderungen sehr genau lokalisieren, sodass sich
auch Schäden in einzelnen Brückensegmenten wie Pfeilern oder
Fahrbahnabschnitten aufspüren lassen.

Neben der neuen Methode
wollen die Forscherinnen und Forscher auch leicht zu transportierendes
Instrumentarium einsetzen. So können alle Messungen mobil vor Ort im
laufenden Betrieb und ohne Verkehrsbehinderungen ablaufen. Es müssen
auch keine Sensoren fest installiert werden. Das Prüfverfahren, so die
Forscher, werde sich durch geringe Kosten und eine leichte Bedienbarkeit
auszeichnen sowie Verkehrs- und Baubehörden die Möglichkeit geben,
Sanierungsmaßnahmen längerfristiger und gezielter zu planen. 

Das Projekt ZEBBRA
läuft bis 2021 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
mit insgesamt 1,5 Millionen Euro gefördert. Weitere Partner des Projekts
sind die ci-Tec GmbH, Karlsruhe, und das Büro für Strukturmechanik,
Coburg.

Weitere Informationen: https://www.sifo.de/files/Projektumriss_ZEBBRA.pdf

PLA-Bioplastik-Becher: Verfahren schont die Umwelt (Foto: Bo Cheng/ETH Zürich)

Zürich (pte017/04.12.2014/11:30) –

Forscher der ETH Zürich http://ethz.ch haben ein innovatives Verfahren entwickelt, um Milchsäure aus einem
Abfallprodukt der Biotreibstoff-Industrie herzustellen – nämlich
Glyzerin. Ziel ist es, die verstärkte Nachfrage nach dem auf Milchsäure
basierenden Polymer PLA, immerhin ein abbaubarer Kunststoff, der
vermehrt in Verpackungen zum Einsatz kommt, zu befriedigen. Experten
rechnen bis zum Jahr 2020 mit einem PLA-Bedarf von bis zu einer
Megatonne pro Jahr.

Weiterverarbeitung von Glyzerin

Die neue Methode hat den Vorteil, dass sie produktiver,
kosteneffizienter und klimafreundlicher ist als die Fermentation, durch
welche Milchsäure üblicherweise gewonnen wird. Der größte Vorteil dabei
ist jedoch, dass der neue Prozess von einem Abfallprodukt ausgeht:
Glyzerin, das wiederum ein Nebenprodukt der Herstellung von
Biotreibstoffen der ersten Generation ist. Es ist nicht rein, sondern
enthält Spuren von Asche und Methanol – eine Nutzung ist oft schwierig.

Die Schweizer erklären ihren Ansatz in zwei Schritten:
Beim ersten wandeln Enzyme das Glyzerin in das Zwischenprodukt
Dihydroxyaceton um. Anschließend treibt ein Katalysator die weitere
Reaktion zur Produktion von Milchsäure voran. Der Katalysator wurde so
optimiert, dass er hohe Reaktivität und eine lange Lebensspanne hat. Er
besteht aus einem mikroporösen Mineral, dessen Struktur chemische
Reaktionen in den Mikroräumen der Poren begünstigt.

Lösung spart 30 Prozent CO2 ein

Das Verfahren hat den positiven Nebeneffekt, dass es im
gesamtem Prozess im Vergleich zur Fermentation ein Drittel weniger CO2
verursacht. Pro Kilogramm produzierter Milchsäure erzeugt das neue
Verfahren sechs Kilogramm CO2 im Vergleich zu 7,5 Kilogramm bei der
konventionellen Methode. Zudem kostet die Neuentwicklung insgesamt
weniger, was einen um das 17-fache größeren Profit ermöglicht, wie die
Wissenschaftler berechnet haben.

Brasselmeister Manni Arendt das aber löst noch lange nicht die Phase in
der die regenerativen Energien wetterbedingt ausfallen. Hinzu kommt
übrigens etwas was nicht in der Öffentlichkeit diskutiert wird durch die
vielen einspeise Möglichkeiten der regenerativen Energien entsteht ein
chaotisches System und das muss das Spannungsnetz insbesondere das
Hochspannungsnetz verkraften. Dieses zu steuern ist eine schwierige
Aufgabe die Null durch künstliche Intelligenz gelöst werden kann. Ich
bin selbst Diplom Ingenieur in Elektrotechnik und habe solche Netze
berechnet. Dort unter Fachleuten ist man sich einig dass einige stabile
Kraftwerke egal welcher Art existieren müssen. In Deutschland wird dies
jetzt alles abgebaut. Dann holen wir halt die Stabilität und die
Sicherheit des Netzes von den Kernkraftwerken in Frankreich oder von den
Kohlekraftwerk in den Polen oder Tschechien. Das ist ein Problem was
viel zu wenig sachlich diskutiert wird. Da werden von Populisten und die
Sterne vom Himmel geholt aber stören sich mal vor wenn ein solcher Gau
eintritt. Ich habe so einen mal erlebt und zwar unten in Italien in
Apulien also im Süden. Als damals auf der Ems eine Hochspannungsleitung
wegen eines Kreuzfahrtschiffs abgebaut werden musste ist in ganz Europa
das Netz zusammengebrochen. Sogar unten in Italien hatten wir vier
Stunden Stromausfall. Alles das wird aber unterdrückt und ich finde dort
muss man wirklich nach dem Prinzip des kleineren Übels Vorgehen das
heißt unbedingt die eine Energieart nicht mit der anderen verteufeln.

Perfekte Ordnung am absoluten Nullpunkt

Forscherteam beobachtet erstmals Anzeichen von Ferroelektrizität in Eis

Einem Wissenschaftsteam der Universität Stuttgart
sowie aus Russland und Tschechien ist es gelungen, Wassermoleküle so in
einen Edelstein zu packen, dass erstmals Anzeichen von ferroelektrischer
Ordnung beobachtet werden konnte. Dies liefert einen wichtigen Beitrag
zum Verständnis der Physik des Wassers und eröffnet die Perspektive,
auch das Funktionieren von Proteinen und Zellen besser zu verstehen. Das
Fachmagazin Nature Communications berichtete darüber in seiner jüngsten
Ausgabe.

Wasser ist bei weitem nicht so klar, wie es
erscheint. Obwohl Wasser im täglichen Leben als Eis, Flüssigkeit und
Dampf allgegenwärtig ist, obwohl es wissenschaftlich in jedem Detail so
intensiv untersucht wird wie kein anderer Stoff auf der Erde, ist seine
Physik bisher keineswegs verstanden. Warum Wasser zum Beispiel erst bei
100 Grad Celsius kocht, kann man nur mit Hilfe der Quantenmechanik
erklären: Der Grund dafür sind die starken elektrischen Felder durch die
beiden Wasserstoffatome am Sauerstoff in H₂O.

Selbst im kristallinen Eis bilden die elektrischen
Dipole keine Ordnung. Das bedeutet, dass Eis entgegen aller einfachen
Modelle nicht ferroelektrisch ist. Und dies gilt nicht nur für normales
Eis, welches als hexagonales Eis I_h bezeichnet wird, sondern
auch für 15 weitere Formen, die meist nur unter extremen Bedingungen im
Labor oder auf den Planeten und Monden unseres Sonnensystems beobachtet
werden. Brücken, die durch Wasserstoffbindungen zwischen benachbarten
Wassermolekülen gebildet werden, verhindern dies.

Dem Team aus Russland, Tschechien und Deutschland
gelang es nun, Wassermoleküle so in einen Edelstein zu packen, dass
erstmals Anzeichen von ferroelektrischer Ordnung beobachtet wurde.
Hierzu verwenden sie Beryll-Kristalle: eine Familie von natürlich
vorkommenden Mineralen, von denen der Smaragd mit seiner faszinierenden
grünen Farbe der bekannteste ist.

Isoliert, aber zu spüren

In den Nanoröhren der Kristalle sind einzelne
Wassermoleküle eingelagert, die so weit voneinander isoliert sind, dass
sie keine Wasserstoffbrücken mehr bilden können, aber doch nah genug, um
sich elektrisch zu spüren. Mittels optischer Untersuchungen in einem
weiten Spektralbereich vom infraroten, über THz-Frequenzen bis hin zu
Radiowellen, konnten die H₂O-Moleküle direkt beobachtet
werden. Man erkannte, dass die elektrischen Dipole sich alle ausrichten,
wenn die Temperatur bis nahe dem absoluten Nullpunkt von -273 Grad
Celsius abgesenkt wird. Lediglich Quantenfluktuationen verhindern die
perfekte ferroelektrische Ordnung der Wassermoleküle.

Von Biologie bis Speichermedien

Die Physiker vermuten, dass die Ferroelektrizität
dieser isolierten Wassermoleküle auch in biologischen Systemen eine
wichtige Rolle spielt. „Vielleicht gelingt es uns jetzt besser, das
Funktionieren von Proteinen und Zellen zu verstehen, die elektrische
Impulsübertragung mittels der Protonen in Nerven“, hofft Prof. Martin
Dressel vom 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart.
Möglicherweise könne man diese Prinzipien nun in Brennstoffzellen und
Datenspeichern anwenden, in Lichtquellen und anderen elektronischen
Bauteiler auf der Nanometer-Skala.

*Originalpublikation:
Boris Gorshunov et al., Martin Dressel: Incipient ferroelectricity of
water molecules confined to nano-channels of beryl, Nature
Communications 7, 12842 (2016)

Ford startet autonomes Fahrzeug mit Laser-System
Fusion Hybrid mit Sensortechnologie und 360-Grad-Kamera ausgestattet
 
Fords Fusion Hybrid: modifizierter Prototyp im Test (Foto: corporate.ford.com)

Dearborn/Wien (pte016/16.12.2013/12:32) – Ford http://ford.com enthüllt die neueste Version seines fahrerlosen Fusion Hybrid, die über vier LIDAR-Systeme (Light Detection and Ranging) auf dem Dach sowie eine 360-Grad-Kamera verfügt. Mithilfe dieser innovativen Sensortechnologie können die Umgebung präzise erfasst und gefährliche Hindernisse lokalisiert werden. Der Prototyp ist mit Forschern der University of Michigan http://umich.edu und der Versicherung State Farm http://statefarm.com entwickelt worden.

"Connected Cars" als Ziel

"Bei aller Liebe und Sympathie für technologische Weiterentwicklungen stehe ich der Übertechnologisierung im Fahrzeugbereich sehr skeptisch gegenüber. Die Technik kann helfen und unterstützen, aber sie soll das Denken des Menschen nicht ersetzen", stellt Christian Gratzer, Sprecher des Verkehrsclubs Österreich http://vcoe.at , gegenüber pressetext fest. Auch Ablenkung und Unachtsamkeit aufgrund von neuen Technologien, wie Smartphones und Navis, sei ein wachsendes Problem für die Verkehrssicherheitsarbeit. "Deshalb benötigen wir verstärkt Maßnahmen, durch welche die Aufmerksamkeit der Fahrer wieder auf das Autofahren fokussiert wird", resümiert der Experte.

Zusätzlich ist das Fahrzeug in der Lage, eine 3D-Karte vom Straßenverlauf und eventuellen Gefahren zu erstellen, die den Forschern zufolge in etwa so detailliert wie ein aktuelles Videospiel ist. Bill Ford, Executive Chairmen, sieht die Zukunft der Automobilbranche überdies in den sogenannten "Connected Cars". Darunter versteht man Fahrzeuge, die nicht nur in der Lage sind, mit ihrer Umwelt, sondern auch miteinander zu kommunizieren. Auf diese Weise könnten viele Umfälle vermieden und der Straßenverkehr sicherer gestaltet werden.

Straßentauglich bis 2025

Laut Herstellern soll das fahrerlose Auto, das sich derzeit noch in der Testphase befindet, zur Serienreife gebracht werden. Dennoch gehen Experten davon aus, dass die Technologie voraussichtlich bis 2025 auf sich warten lassen wird. Zurzeit untersucht Ford, wie viel Kontrolle Fahrer heutzutage wirklich bereit sind, abzugeben. Dem Unternehmen zufolge ist ein langsamer Fortschritt in Richtung autonomes Fahren für jene unter uns, die sich vorerst nicht vorstellen können, blindes Vertrauen in einen Roboter zu stecken, von Vorteil.

BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

fibrisTerre GmbH

Krümmung, Dehnung & Vibration � Vielseitiges Messen mit optischen Fasern

Die
Flügel von Windkraftanlagen, die Felsen einer Steilküste, das
reibungslose Funktio­nieren einer Produktionsanlage � ein plötzliches
Versagen kann schwere
Folgen haben. Mit Hilfe von faseroptischen Sensoren ist es möglich,
frühzeitig kleinste Verän­derungen zu lokalisieren und somit ein
Frühwarnsystem zu installieren. Faseroptische Systeme eignen sich
deshalb nicht nur für die Informationsübertragung, sondern
kön­nen auch als Mess-Sensoren eingesetzt werden. Um das Potenzial
dieser Technik weiter aus-schöpfen zu können, hat die fibrisTerre GmbH
gemeinsam mit der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
ein neues Forschungsprojekt ge­startet.

Ziel
des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen
des Programms �KMU-innovativ� geförderten Projektes ist die Entwicklung
eines
neuen Messgerätes, das optische Fasern zu hochempfindlichen Sensoren
macht, die Deh­nungen, Temperaturänderungen, Vibrationen und viele
andere Änderungen in der Um­gebung spüren. Wenn beispielsweise Zugkräfte
auf die Faser einwirken, ändern sich an dieser
Stelle der Faser die optischen Eigenschaften. Es entsteht ein
Streulicht. Das rückgestreute Licht wird aufgefangen, und das Messgerät
kann aus der Laufzeit schließen, an welcher Stelle das Ereignis
stattgefunden hat.

Bei
dem neuen Messgerät setzt man auf die digitale optische
Frequenzbereichs-Reflektometrie (OFDR). Im Gegensatz zu herkömmlichen
Geräten, die die Laufzeit
der Rückstreuung von kurzen Lichtimpulsen messen, wird bei der OFDR der
Impuls in seine spektralen Anteile aufgespalten, die dann einzeln
gemessen werden. Die neue Technik ermöglicht so kurzen Messzeiten, dass
Schwingungen, etwa an Brücken oder Wind­kraftanlagen,
schneller erfasst werden. Darüber hinaus wird das neue Verfahren neben
den bei­spielsweise aus dem Telekombereich bekannten Glasfasern auch
neuartige verlust­arme Polymerfasern nutzen und somit Bereiche
erschließen, für die Glasfasern zu zer­brechlich sind.

Im
Projekt wird das Know-how zur digitalen Fasersensorik der 2010 in
Berlin gegrün­deten fibrisTerre GmbH mit der Erfahrung der BAM in der
faseroptischen
Mess- und Prüftechnik zusammenfließen. �Ziel ist es, nach Abschluss des
Projektes ein universel­les, kosten- und energieeffizientes Messgerät
zu entwickeln, das sich auch am Markt etablieren kann�, sagt
Projektleiter Nils Nöther. Das Forschungsvorhaben innerhalb
des �KMU-innovativ�-Programms läuft bis März 2015.  Mit �KMU-innovativ�
fördert das BMBF kleine und mittlere Unternehmen, die Forschung für
neue Hightech-Produkte betreiben.

Kontakt:

Dr.-Ing. Nils Nöther

Nanotechnologie schafft Mini-Schwamm, der Feuchtigkeit aufnimmt

Montreal (pte/31.08.2005/11:32) – Glas, das auch bei noch so hoher
Luftfeuchtigkeit niemals anläuft, haben Wissenschaftler des
Massachusetts Institute of Technology MIT in Boston herstellen können.
Das Einsatzgebiet dieser beschichteten Gläser wäre vielseitig und
reicht von der Schibrille über den Badezimmerspiegel bis hin zur
Autowindschutzscheibe. Das Glas kann aber auch noch etwas anderes: es
spiegelt nicht, berichten die Forscher beim Jahrestreffen der American
Chemical Society in Washington DC
http://www.chemistry.org/portal/a/c/s/1/home.html.

Forschungsleiter Michael Rubner vom MIT hat das Glas mit einer
Nanobeschichtung versehen, die nur noch 0,2 Prozent des einfallenden
Lichts reflektiert. Das ist um einiges mehr als bisheriges
Antireflex-Glas, das zwischen zwei und drei Prozent reflektiert. Das
besondere an dem neuen Glas ist aber die Tatsache, dass es kleine
Wasserpartikel aufsaugen kann und dadurch das Beschlagen verhindert.
Winzige Polymerpartikel und Glas-Nanopartikel wirken ähnlich wie ein
Schwamm: Sie saugen die Wassertröpfchen auf und bilden einen dünnen
Wasserfilm. Normalerweise sind es nämlich die Tröpfchen, die dafür
sorgen, dass sich das Glas beschlägt. "Das System funktioniert wie
molekulare Windeln", meint Rubner.

Die Partikel messen im Querschnitt nur etwa sieben Nanometer und sorgen
dafür, dass das Glas immer noch durchsichtig bleibt. Mit Hilfe von
chemischen Lösungen, die positiv und negativ geladen sind, werden die
Partikel auf das Glas aufgetragen, das anschließend auf 500 Grad
Celsius erhitzt wird, um die Beschichtung kratzfest zu machen. Bisher
ist es den Forschern nur gelungen, diese Partikel auf Oberflächen
aufzutragen, die hohen Temperaturen standhalten können. In Zukunft will
das Forscherteam um Rubner aber auch Materialien verwenden, die
niedrigere Schmelzpunkte haben.

Im Zuge der Untersuchungen haben Rubner und sein Team auch ein Glas
entwickelt, das das Wasser ähnlich wie eine Lotusblume sofort abrinnen
lässt. Wird nämlich zusätzlich eine schicht mit wachsähnlichen
Polymeren aufgetragen, rollen die Wassertropfen ähnlich wie an einer
Lotusblüte herab und nehmen Schmutzpartikel auch gleich mit. "Eine
Mischung dieser Eigenschaften, gibt es in der freien Natur auch: Ein
Käfer der Gattung Stenocara, der in der Namib-Wüste lebt, hat einen
Teil des Panzers, der Wasser anzieht und einen anderen, der es extrem
abstößt", so Rubner. Damit kann das Insekt, das in einer der
trockensten Regionen der Erde lebt, in der es fast nie regnet,
Wassertröpfchen zum Überleben einfangen.

Die Erfindung der MIT-Forscher beurteilt auch der Wiener
Wissenschaftler Hans Kuzmany vom Institut für Materialphysik der
Universität Wien http://www.univie.ac.at/materialphysik als höchst
interessant. Es sei eine Frage der Oberflächenspannung, ob ein Glas
beschlägt oder nicht. Ausschlaggebend dafür ist die Tröpfchenbildung,
so der Experte im Gespräch mit pressetext. Dass es solche Erfindungen
nicht schon längst in großindustrieller Fertigung erzeugt werden, sei
letztlich wahrscheinlich auf das Problem der mechanischen Qualität
zurückzuführen. "Ich könnte mit vorstellen, dass die
Widerstandsfähigkeit das Problem ist", meint Kuzmany. Es sei
uninteressant, ein Glas herzustellen, bei dem ein Fingerabdruck zur
Zerstörung der Nanoschicht führt.