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Sensoraufkleber Multi-Touch-Skin: So wird der Körper zur Multitouch-Oberfläche

Informatiker an der Universität des Saarlandes haben Sensoren entwickelt, die sogar Laien mit etwas Aufwand herstellen können. Das Besondere: Die Sensoren erlauben es erstmals, Berührungen auf dem Körper sehr genau und von gleich mehreren Fingern zu erfassen.

Saarbrücker Informatiker haben neuartige Hautsensoren entwickelt, über die sich an jeder Körperstelle mobile Endgeräte steuern lassen. Bildquelle: © Universität des Saarlandes

Saarbrücker Informatiker haben neuartige Hautsensoren entwickelt, über die sich an jeder Körperstelle mobile Endgeräte steuern lassen.

»Der menschliche Körper bietet eine große Oberfläche an, auf die man schnell zugreifen kann. Das geht sogar ohne Blickkontakt«, erklärt Jürgen Steimle, Professor für Informatik an der Universität des Saarlandes. Doch die Visionen der Wissenschaftler scheiterten bisher daran, dass die dafür notwendigen Sensoren die Berührungen weder präzise genug messen, noch mehrere Fingerspitzen gleichzeitig erfassen konnten. Den geeigneten speziellen Typ von Sensor hat Jürgen Steimle mit seiner Forschergruppe entwickelt.

Der Sensor namens »Multi-Touch Skin« ähnelt im Aufbau einem Touchdisplay, wie man es von Smartphones kennt. Zwei Elektrodenschichten, jeweils in Spalten und Zeilen angeordnet, bilden übereinander positioniert eine Art Koordinatensystem, an dessen Kreuzungspunkten ständig die elektrische Kapazität gemessen wird. Diese verringert sich an der Stelle, an der die Finger den Sensor berühren, da die Finger elektrisch leiten und so die Ladung abfließen lassen. Diese Änderungen werden an allen Stellen erfasst und dadurch auch die Berührungen durch mehrere Finger erkannt.

In weniger als einer Minute gefertigt

Um das Optimum zwischen Leitfähigkeit, mechanischer Robustheit und Flexibilität herauszufinden, haben die Forscher verschiedene Materialien untersucht. Werden beispielsweise die Komponenten Silber als Leiter, der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) als isolierendes Material zwischen den Elektroden und der Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) als Substrat ausgewählt, lässt sich der Sensor mit einem haushaltsüblichen Tintenstrahldrucker in weniger als einer Minute drucken.

»Damit wir die Sensoren wirklich an allen Körperstellen nutzen können, mussten wir sie von ihrer rechteckigen Form befreien. Das war ein wichtiger Aspekt«, erklärt Aditya Shekhar Nittala. Die Wissenschaftler entwickelten daher eine Software für Designer, damit diese die Form des Sensors nach Belieben gestalten können. In dem Computerprogramm malt der Designer zuerst die äußere Form des Sensors, dann umrandet er innerhalb der äußeren Form den Bereich, der berührungsempfindlich sein soll. Ein spezieller Algorithmus berechnet dann für diesen definierten Bereich die möglichst flächendeckende Belegung mit berührungsempfindlichen Elektroden. Anschließend wird der Sensor gedruckt.

Wie hilfreich diese neu gewonnene Formfreiheit ist, wird insbesondere bei einem der vier Testprototypen deutlich, die die Wissenschaftler alle mit ihrer neuartigen Fabrikationsmethode hergestellt haben. Da der Sensor in seiner Form einer Ohrmuschel ähnelt, klebt er bei der Versuchsperson direkt hinter dem rechten Ohr. Die kann auf ihm nach oben oder nach unten streichen, um die Lautstärke zu regulieren. Das Streichen nach rechts und links wechselt das Musikstück, während das Berühren mit dem flachen Finger das Lied stoppt. (me)

 

Für die Saarbrücker Wissenschaftler ist Multi-Touch Skin ein weiterer Beweis, dass die Forschung zu Schnittstellen auf der Haut lohnenswert ist. Bildquelle: © Universität des Saarlandes

Für die Saarbrücker Wissenschaftler ist Multi-Touch Skin ein weiterer Beweis, dass die Forschung zu Schnittstellen auf der Haut lohnenswert ist.