Neues Funk-System 06.12.2023, 07:00 Uhr

Diese Wearables funktionieren ohne Mobilfunknetz

US-Forschende haben ein neues System zur Datenübertragung von Wearables entwickelt. Es könnte die tragbaren Geräte auch für Gegenden mit schlechtem Mobilfunknetz nutzbar machen und ihnen einen entscheidenden Vorteil für die Gesundheitsversorgung verschaffen.

Wearable am Arm

Das Wearable soll am Unterarm getragen werden. Ein finales Design fehlt natürlich noch.

Foto: Max Farley and Tucker Stuart

Wearables sind stark im Kommen und Fachleute sagen voraus, dass ihnen künstliche Intelligenz (KI) in den nächsten Jahren weiteren Aufschwung verleiht. Schon jetzt werden die kleinen, tragbaren Geräte erfolgreich eingesetzt, um beispielsweise regelmäßig Blutdruckdaten oder Herzströme zu messen und gegebenenfalls ein Warnsignal abzusetzen. Das regelmäßige Monitoring ist ein offensichtlicher Vorteil zur Prävention sowie bei chronischen Erkrankungen. Viel Hoffnung liegt daher auf den Wearables. Denn gerade in Gegenden, wo sich der Mangel an Fachärzten und Fachärztinnen voraussichtlich verstärken wird, könnten sie eine wichtige Rolle spielen und beispielsweise Daten direkt an die Praxis senden. Das setzt allerdings eine funktionierende Mobilfunkverbindung voraus, und die ist gerade dort oftmals nicht gewährleistet, wo die Wearables am wichtigsten wären – in ländlichen Regionen.

Eine Entwicklung der University of Arizona könnte nun Abhilfe schaffen. Die Forschenden haben ein neues System für tragbare Überwachungsgeräte vorgestellt, das Gesundheitsdaten bis zu 15 Meilen weit senden kann. Das sind mehr als 24 Kilometer. Damit übersteigt die Reichweite Wi-Fi- und Bluetooth-Systeme erheblich – und das ohne nennenswerte Infrastruktur.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
APOprojekt GmbH-Firmenlogo
Prozess- und Qualitätsmanager (all genders) APOprojekt GmbH
Hamburg, Düsseldorf, Frankfurt Zum Job 
Schüller Möbelwerk KG-Firmenlogo
Umweltingenieur (m/w/d) Schüller Möbelwerk KG
Herrieden bei Ansbach Zum Job 
N-ERGIE Netz GmbH-Firmenlogo
Maßnahmenplaner für das Netzgebiet (m/w/d) N-ERGIE Netz GmbH
Rothenburg Zum Job 
Nanotec Electronic GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter (w/m/d) Nanotec Electronic GmbH & Co. KG
Feldkirchen Zum Job 
Karlsruher Verkehrsverbund GmbH-Firmenlogo
Angebots- / Verkehrsplaner*in (m/w/d) regionale Busverkehre Karlsruher Verkehrsverbund GmbH
Karlsruhe Zum Job 
Menlo Systems GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) für die Produktion von Frequenzkämmen Menlo Systems GmbH
Planegg Zum Job 
ANDRITZ Küsters GmbH-Firmenlogo
Inbetriebnahme-Ingenieur (m/w/d) ANDRITZ Küsters GmbH
Krefeld Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Consultant Digital Transformation (m/w/d) Schwerpunkte IT, Industrie und Engineering THOST Projektmanagement GmbH
Freiburg im Breisgau, Mannheim, München, Stuttgart Zum Job 
P+R Betriebsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Architekt P+R-Parkhäuser (w/m/d) P+R Betriebsgesellschaft mbH
Hamburg Zum Job 
WEMAG Netz GmbH-Firmenlogo
Prozessorganisator Grundzuständiger Messstellenbetrieb (m/w/d) WEMAG Netz GmbH
Schwerin Zum Job 
Aerologic GmbH-Firmenlogo
Engineer Aircraft Reliability & Maintenance Program (m/f/x) Aerologic GmbH
Leipzig/Halle Airport Zum Job 
Brüninghoff GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Ingenieurin (m/w/divers) als Führungskraft für Arbeitssicherheit / Gesundheitsschutz Brüninghoff GmbH & Co.KG
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Konstruktiver Ingenieurbau/Brückenbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt-Gelnhausen Zum Job 
Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) Bereich Spektrometer und Mikroskopie Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH
Herrsching am Ammersee Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur/in als Bauwerksprüfer (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Darmstadt Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Junior Recruiter (m/f/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur für Funktionale Sicherheit (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg bei Regensburg Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Manager (m/w/d) Export/Zoll & Auftragsabwicklung Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
.Net Software Developer (Munich or Kyiv) (f/m/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching, Kiew (Ukraine) Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Planung Bauwerke (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes

Wearable hat größere Reichweite als Wi-Fi und Bluetooth

Nach Aussage von Philipp Gutruf, Assistenzprofessor für biomedizinische Technik in Arizona, war es die COVID-19-Pandemie, die den Blick auf das globale Gesundheitssystems gelenkt hat, sowie auf die Notwendigkeit einer genauen, schnellen und robusten Fernüberwachung von Patienten und Patientinnen.

Nicht-invasive, tragbare Geräte benötigen derzeit das Internet, damit Ärzte und Ärztinnen auf Patientendaten zugreifen können. „Diese internetbasierten Kommunikationsprotokolle sind effektiv und gut entwickelt, aber sie erfordern eine Mobilfunk- oder Internetverbindung und eine Hauptstromquelle“, sagt Gutruf, der auch Mitglied des BIO5-Instituts der University of Arizona ist. Diese Anforderungen führten oft dazu, dass Personen in abgelegenen oder ressourcenbeschränkten Umgebungen unterversorgt sind.

Das Team um Gutruf hat daher einen anderen Ansatz gewählt: ein Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN), das eine 2.400-mal größere Reichweite als Wi-Fi und eine 533-mal größere Reichweite im Vergleich zu Bluetooth bietet.

Weitere Innovationen aus dem Bereich der Wearables:

Technik ist ins Material des Wearables integriert

Neben der Implementierung dieses Protokolls entwickelten die Forschenden Schaltkreise und eine Antenne im Miniaturformat – bei den üblichen LoRa-fähigen Geräten wird dafür ein großer Kasten benötigt. Bei den neuartigen Wearables ist diese Technik jedoch direkt in das Material eingearbeitet. Seine elektromagnetischen, elektronischen und mechanischen Eigenschaften reichen dennoch aus, Daten über eine große Entfernung an den Empfänger zu senden. Zusätzlich kann die Batterie über eine Entfernung von zwei Metern zum nächsten Stromanschluss aufgeladen werden, was ein kleiner Pluspunkt für den Komfort bedeutet.

Gutruf bezeichnet das weiche Netzgewebe als biosymbiotisch. Es wird individuell im 3D-Drucker gefertigt, um sich dem Benutzer anzupassen. Das Wearable ist dafür gedacht, am unteren Unterarm getragen zu werden und kann dort auch beim Sport verbleiben.

Reichweite der Wearables soll weiter ausgebaut werden

Im nächsten Schritt ist eine weitere Verbesserung und Vergrößerung der Kommunikationsdistanzen geplant. Das wollen die Forschenden erreichen, indem sie LoRa-Wireless-Area-Network-Gateways implementieren, die Hunderte von Quadratkilometern und Hunderte von Gerätebenutzern versorgen könnten, wobei nur eine kleine Anzahl von Verbindungspunkten benötigt würde.

Gutruf ist überzeugt, dass dieses innovative tragbare Gerät und sein Kommunikationssystem das Potenzial haben, die Fernüberwachung in unterversorgten ländlichen Gemeinden zu unterstützen, hochauflösende Aufnahmen in Kriegsgebieten zu gewährleisten und die Gesundheit in belebten Städten zu überwachen. Sein langfristiges Ziel lautet, diese Technologie den Gemeinden mit dem größten Bedarf zur Verfügung zu stellen.

Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.