HOCHEMPFINDLICHE SENSOREN FÜR ROBOTER 24.01.2014, 10:25 Uhr

US-Forscher entwickeln elektronische Schnurrhaare

Amerikanische Wissenschaftler haben Sensoren entwickelt, die ähnlich funktionieren wie die Schnurrhaare von Katzen oder Ratten. Sie registrieren sogar leichtesten Druck. Roboter könnten damit zu hochsensiblen Maschinen entwickelt werden.

Der Druck, den ein Geldschein auf eine Unterlage ausübt, ist minimal. Die elektronischen Schnurrhaare, die Wissenschaftler am Laurence Berkeley National Laboratory in Kalifornien entwickelt haben, können aber schon derart leichte Berührungen registrieren – sie sind mehr als zehnmal so sensibel wie herkömmliche Drucksensoren.

Das Team um Projektleiter Ali Javey hat dazu elastische Fasern entwickelt, die schon optisch den Schnurrhaaren einer Katze gleichen. Die Fasern sind beschichtet mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die für die Leitfähigkeit sorgen, und Silber-Nanopartikeln, die die enorme Empfindlichkeit herstellen. Je nach Verhältnis der beiden Beschichtungen ließen sich die Eigenschaften der Sensoren individuell für jede Anwendung variieren, sagt Javey.

Neuartige Pulsmessgeräte möglich

Die Forscher haben eine Anordnung aus sieben dieser E-Schnurrhaare gebaut, um ihre Entwicklung zu testen. Damit konnten sie zwei- und dreidimensionale Karten von Luftströmungen erstellen.

Der praktische Nutzen könnte vielfältig sein. Beispielsweise ließen sich Roboter mit den Schnurrhaaren ausstatten. Je genauer diese ihre Umgebung erfassen, desto präziser können sie ihre Arbeit verrichten. Das gilt beispielsweise für Roboter, die zur Erkundung von Gefahrenstellen nach Erdbeben eingesetzt werden. Weitere Anwendungen seien in der Medizin denkbar: „Die Sensoren können zur Entwicklung neuer, tragbarer Messgeräte zum Beispiel für Herzschlag und Puls führen“, so Javey.

Umweltdaten ermitteln

Auch Umweltdaten könnten mithilfe der feinen Sensoren in Zukunft ermittelt werden, meinen die Wissenschaftler. Dabei hätten die Schnurrhaare mehrere große Vorteile, erklärt Javey: „Sie sind einfach herzustellen, haben ein sehr geringes Gewicht und funktionieren absolut zuverlässig.“ Die Forschergruppe am Berkeley Lab, die sich seit Jahren mit den Möglichkeiten der Nanotechnologie beschäftigt, hat bereits eine elektronische „Haut“ entwickelt, die ebenfalls auf Umweltreize reagiert. Sie soll ähnliche Funktionen erfüllen wie die neuen Fasern, könnte aber auch der Informationstechnologie dienen – „e-skin“ macht den menschlichen Arm zur Tastatur und eine Tapete zum Touchscreen.

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