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pte20210201024 Technologie/Digitalisierung, Forschung/Entwicklung

Fadensensor schlägt bei Sekundenschlaf Alarm

Winzige neue Sensoren der Tufts University warnen sicher bei Überlastung und Übermüdung


Lastkraftwagen: Sensor warnt bei Ermüdung  (Foto: Andreas Hermsdorf, pixelio.de)
Lastkraftwagen: Sensor warnt bei Ermüdung (Foto: Andreas Hermsdorf, pixelio.de)

Boston (pte024/01.02.2021/13:55) - Wie ummantelte Fäden aussehende Sensoren der Tufts University http://tufts.edu messen Bewegungen menschlicher Körperteile und können davor warnen, wenn sich der Kopf eines Fahrers nach vorn neigt, er also einzuschlafen droht. Genauso lassen sich die Sensoren verwenden, um Bewegungen von Sportlern zu detektieren, die ihnen Schaden zufügen.

Sensor sieht wie Tattoo aus

Die Sensoren bestehen aus x-förmig angeordneten elektrisch leitenden Fäden, die eingehüllt sind in eine dünne Schicht auf Kohlenstoffbasis. Die Anordnung wird direkt auf der Haut des Probanden platziert. Sie ist so klein, dass sie kaum auffällt und ähnelt einem punktförmigen Tattoo, sagt Entwickler Yiwen Jiang. Werden die Fäden verdreht, ändert sich der elektrische Widerstand. Jiang ist es gelungen, den Sensor mit einer winzigen Stromversorgung und einem Bluetooth-Modul anzureichern, sodass die erfassten Daten auf ein Smartphone oder einen Laptop in der Nähe übertragen werden.

Die Software dahinter basiert auf Künstlicher Intelligenz. Nach einem vielstufigen Lernprozess war es ihr möglich, die Bewegungen eines Kopfes zu interpretieren, etwa Ermüdung festzustellen oder Drehungen, die dem Bewegungsapparat nicht guttun. In 93 Prozent der Fälle lag das Programm in seiner Bewertung richtig. "Das ist eine vielversprechende Entwicklung für die Überwachung der menschlichen Leistung und der Gesundheit, ganz ohne Kabel und Kamera - also ohne Beeinträchtigung etwa der Bewegungsfreiheit", sagt Jiang. Bei bisherigen Systemen ist das nicht der Fall. Um Kopfbewegungen zu messen, muss bislang ein Sensor auf der Stirn und einer im Nacken befestigt werden.

Sportbewegungen überwachen

Vor allem Sportler könnten von den neuen Sensoren profitieren. Sie sollen an mehreren Stellen des Körpers platziert werden, um Bewegungsabläufe zu überwachen. Schon früher an der Hochschule entwickelte Fadensensoren, die in die Sportkleidung eingewebt sind, würden die Zusammensetzung des Schweißes messen, die darauf schließen lässt, ob ein Athlet noch Reserven hat oder bereits überlastet ist.

(Ende)
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