"In diesem Fall demonstrieren wir die Belastung nicht durch eine Explosion, sondern durch einen Schuss mit einer kleinen Plastikkugel. Auf dem Bildschirm sieht man jetzt den Einschlag."
Die Technik dahinter besteht aus zwei Zentimeter großen Sensoren, die in Beton eingelassen sind. Bei Druck auslösen sie Alarm aus und melden ihre Position. Das System hat das Fraunhofer Ernst-Mach-Institut für Kurzzeitdynamik mitentwickelt. Student Hagen Meyer schreibt darüber seine Abschlussarbeit und erläutert:
"Benötigt wird das zum Beispiel in Gebäuden oder Tunnels. Wenn da ein Unfall passiert oder Sprengstoff explodiert, kann das von Sensoren sofort in Echtzeit erkannt werden, Position berechnet und per Funk an Einsatzkräfte weitergeleitet werden."
Die hochsensiblen Sensoren werden wie ein Netz in die Mauern von sicherheitssensiblen Gebäuden oder Bauwerken eingegossen. Sie analysieren künftig auch, ob nach einem Unfall oder Anschlag gefährliche Stoffe austreten. Das Projekt befindet sich noch in der Versuchsphase, doch der Leiter des Fraunhofer Verbundes Verteidigungs- und Sicherheitsforschung, Professor Klaus Thoma, versichert:
"Wir sind dran, wir sind mit einem großen Tunnelhersteller in Verbindung und planen da im Rahmen eines Forschungsprojektes, das wirklich industriell umzusetzen. Also das wird es in absehbarer Zeit geben. Die Hardwarekomponenten gibt es in der Grundform schon."
Die Sicherheitsforscher testen die Komponenten durch und prüfen, wie engmaschig ein derartiges Sensornetzwerk ausgelegt werden muss:
"Wir wollen natürlich auch einerseits in etwa die Lokalisierung haben, wir möchten aber auch die Information darüber kriegen, wie geschädigt ist das Bauwerk, ist die Wand. Können die Rettungskräfte dahin oder sind die gefährdet, weil die Wand gleich einstürzt. Da muss ich schon eine etwas höhere Auflösung haben- ich schätze mal alle zwei Meter oder so."
Für Neubauten, aber auch für bestehende Gebäude, die mit einem Sensornetzwerk nachgerüstet werden sollen, ist es wichtig, dass diese Sensornetzwerke energieautark- also ohne Energiezufuhr von außen- funktionieren können:
"Die meisten Systeme schlafen erst mal, sind in einem so genannten Schlafmodus und werden dann durch ein bestimmtes Signal erst mal aufgeweckt. Auch aus Energiespargründen. Aber es ist natürlich viel intelligenter, die Energie aus der Umwelt zu nehmen, also sei es Schwingungen, Temperaturschwankungen und ähnliche Dinge."
Professor Albert Heuberger vom Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen in Erlangen ist Spezialist für die Entwicklung dieser energieautarken Systeme. Er sieht eine Lösung darin, die Energie für die benötigten Sensornetzwerke im Tunnel durch Energiewandler zu gewinnen, die auf Temperaturdifferenz reagieren:
"Zum Beispiel in dicken Mauern haben sie konstante Temperatur, außen haben sie eine andere Temperatur und allein schon diese Schwankungen würden ausreichen. Selbst geringste Temperaturdifferenzen von ein bis zwei Grad reichen aus, um genügend Energie für solche Sensoren abzuleiten."
In anderen Anwendungen können die aufmerksamen Fühler auch Vibrationen, Druck oder elektromagnetische Strahlung nutzen, um Energie zu gewinnen. Da die kleinen Wächter zudem äußerst unauffällig sind, sind sie gerade für die Sicherheitsforschung sehr interessant. Aktuell diskutieren die Forscher um Albert Heuberger eine spezielle Anwendung im Feldlagerschutz:
"Sie haben meinetwegen in Afghanistan so ein Feldlager, da legen sie auf den Boden solche Sensoren auf und dann können sie sehen, wer da geht und wo er geht und sie könnten dann die Signatur überwachen, ob das ein Mensch ist oder ein Wildtier ist, das kann man alles aus diesen Charakteristika dieser Schallereignisse zurückschließen."
Der Präsident der Fraunhofer Gesellschaft, Hans-Jörg Bullinger, geht noch einen Schritt weiter und spricht von einer Zukunft, in der energieautarke Sensorschwärme beispielsweise den Luftraum über Flughäfen überwachen könnten. US-amerikanische Militärforscher experimentieren bereits mit so genannten smart dust - also intelligenten Staubkörnern. Entwickler Heuberger winkt ab:
"Das ist ein bisschen im Bereich des Science Fiction angesiedelt. Aber die Vision, dass sie wirklich ganz kleine Knoten haben, die hoch integriert, hoch miniaturisiert sind - vielleicht nicht gerade staubkorngroß, aber so Kantenlänge fünf Millimeter, das ist Realität, das kann man heute schon machen."
Die Technik dahinter besteht aus zwei Zentimeter großen Sensoren, die in Beton eingelassen sind. Bei Druck auslösen sie Alarm aus und melden ihre Position. Das System hat das Fraunhofer Ernst-Mach-Institut für Kurzzeitdynamik mitentwickelt. Student Hagen Meyer schreibt darüber seine Abschlussarbeit und erläutert:
"Benötigt wird das zum Beispiel in Gebäuden oder Tunnels. Wenn da ein Unfall passiert oder Sprengstoff explodiert, kann das von Sensoren sofort in Echtzeit erkannt werden, Position berechnet und per Funk an Einsatzkräfte weitergeleitet werden."
Die hochsensiblen Sensoren werden wie ein Netz in die Mauern von sicherheitssensiblen Gebäuden oder Bauwerken eingegossen. Sie analysieren künftig auch, ob nach einem Unfall oder Anschlag gefährliche Stoffe austreten. Das Projekt befindet sich noch in der Versuchsphase, doch der Leiter des Fraunhofer Verbundes Verteidigungs- und Sicherheitsforschung, Professor Klaus Thoma, versichert:
"Wir sind dran, wir sind mit einem großen Tunnelhersteller in Verbindung und planen da im Rahmen eines Forschungsprojektes, das wirklich industriell umzusetzen. Also das wird es in absehbarer Zeit geben. Die Hardwarekomponenten gibt es in der Grundform schon."
Die Sicherheitsforscher testen die Komponenten durch und prüfen, wie engmaschig ein derartiges Sensornetzwerk ausgelegt werden muss:
"Wir wollen natürlich auch einerseits in etwa die Lokalisierung haben, wir möchten aber auch die Information darüber kriegen, wie geschädigt ist das Bauwerk, ist die Wand. Können die Rettungskräfte dahin oder sind die gefährdet, weil die Wand gleich einstürzt. Da muss ich schon eine etwas höhere Auflösung haben- ich schätze mal alle zwei Meter oder so."
Für Neubauten, aber auch für bestehende Gebäude, die mit einem Sensornetzwerk nachgerüstet werden sollen, ist es wichtig, dass diese Sensornetzwerke energieautark- also ohne Energiezufuhr von außen- funktionieren können:
"Die meisten Systeme schlafen erst mal, sind in einem so genannten Schlafmodus und werden dann durch ein bestimmtes Signal erst mal aufgeweckt. Auch aus Energiespargründen. Aber es ist natürlich viel intelligenter, die Energie aus der Umwelt zu nehmen, also sei es Schwingungen, Temperaturschwankungen und ähnliche Dinge."
Professor Albert Heuberger vom Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen in Erlangen ist Spezialist für die Entwicklung dieser energieautarken Systeme. Er sieht eine Lösung darin, die Energie für die benötigten Sensornetzwerke im Tunnel durch Energiewandler zu gewinnen, die auf Temperaturdifferenz reagieren:
"Zum Beispiel in dicken Mauern haben sie konstante Temperatur, außen haben sie eine andere Temperatur und allein schon diese Schwankungen würden ausreichen. Selbst geringste Temperaturdifferenzen von ein bis zwei Grad reichen aus, um genügend Energie für solche Sensoren abzuleiten."
In anderen Anwendungen können die aufmerksamen Fühler auch Vibrationen, Druck oder elektromagnetische Strahlung nutzen, um Energie zu gewinnen. Da die kleinen Wächter zudem äußerst unauffällig sind, sind sie gerade für die Sicherheitsforschung sehr interessant. Aktuell diskutieren die Forscher um Albert Heuberger eine spezielle Anwendung im Feldlagerschutz:
"Sie haben meinetwegen in Afghanistan so ein Feldlager, da legen sie auf den Boden solche Sensoren auf und dann können sie sehen, wer da geht und wo er geht und sie könnten dann die Signatur überwachen, ob das ein Mensch ist oder ein Wildtier ist, das kann man alles aus diesen Charakteristika dieser Schallereignisse zurückschließen."
Der Präsident der Fraunhofer Gesellschaft, Hans-Jörg Bullinger, geht noch einen Schritt weiter und spricht von einer Zukunft, in der energieautarke Sensorschwärme beispielsweise den Luftraum über Flughäfen überwachen könnten. US-amerikanische Militärforscher experimentieren bereits mit so genannten smart dust - also intelligenten Staubkörnern. Entwickler Heuberger winkt ab:
"Das ist ein bisschen im Bereich des Science Fiction angesiedelt. Aber die Vision, dass sie wirklich ganz kleine Knoten haben, die hoch integriert, hoch miniaturisiert sind - vielleicht nicht gerade staubkorngroß, aber so Kantenlänge fünf Millimeter, das ist Realität, das kann man heute schon machen."