Berührungslose Technologie: Textilien mit einer Handbewegung steuern

Von: luk

Bozen – Innovative, berührungslose und waschbare Technologie: Ein internationales Forschungsteam der Nottingham Trent University, des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und der Freien Universität Bozen hat eine neuartige Lösung entwickelt, die in Textilien integriert werden kann. Durch die Interaktion von Sensoren und einem Magneten lassen sich verschiedene Funktionen intuitiv steuern.

Einen Finger über ein Textil halten und so mit Alltags- oder Spezialkleidung interagieren: Eine Vision, die schon bald Realität werden könnte. Ein Forschungsteam der Nottingham Trent University, des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Freien Universität Bozen hat elektronische Textilien entwickelt, die Magnetfelder nutzen, um mit der Umwelt zu interagieren und unterschiedliche Anwendungen zu realisieren.

Bei dieser innovativen Technologie werden flexible Magnetfeldsensoren, die von Forschenden des HZDR entwickelt wurden, mit Hilfe einer von der Nottingham Group entwickelten Lösung in Textilien integriert. Möglich wird dies durch die flexible Beschaffenheit der Sensoren und den Einsatz einer industriellen Flechtmaschine, mit der die Sensoren – ähnlich einem Schuhband – mit einem schlauchförmigen Gewebe umhüllt werden können. Das Ergebnis ist ein Textil, das ganz normal aussieht, in seinem Inneren aber magnetfeldempfindliche Sensoren enthält, die perfekt in das Garn eingearbeitet sind. „Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung smarter Textilien besteht darin, den Sensor in den Faden zu integrieren – also das Garn selbst so zu modifizieren, dass es ohne zusätzliche Komponenten als Sensor fungieren kann“, erklärt Michael Haller, Professor an der Fakultät für Ingenieurwesen der unibz.

In einer im Fachjournal Communications Engineering veröffentlichten Studie erläutern die Forschenden, wie diese flexiblen, auf Magnetfelder reagierenden Sensoren mithilfe herkömmlicher Textilmaschinen in Gewebe integriert werden können. Ein kleiner Magnet in der Nähe genügt, um das Magnetfeld zu verändern und den Sensor zu aktivieren. Und nicht nur das: Diese Textilien sind waschmaschinenfest und behalten dabei ihre Funktionalität; sie eignen sich sogar für den Einsatz in Tauchanzügen. Zudem sind die Sensoren vor unbeabsichtigter Aktivierung geschützt, anders als kapazitive Sensoren in Smartphone-Displays, die auch auf die Annäherung nicht-magnetischer Objekte reagieren. „Unser Projekt könnte elektronische Textilien revolutionieren – sowohl für Spezial- als auch für Alltagskleidung“, sagt Pasindu Lugoda, Forscher an der Nottingham Trent University und Erstautor der Studie.

Das Forschungsteam der Freien Universität Bozen, unter der Leitung von Niko Münzenrieder, Professor für Physik an der Fakultät für Ingenieurwesen, untersucht mögliche Anwendungen dieser Technologie. Beispiele sind ein Armband zur Navigation in virtuellen Umgebungen oder eine in den Verschluss eines Motorradhelms integrierte Sensorlösung, die überprüft, ob der Helm korrekt geschlossen ist. Der Phantasie sind keine Grenzen gesetzt: Von der Temperaturregelung in beheizbaren oder kühlenden Textilien bis hin zum Einsatz in Arbeits- und Funktionskleidung verwandeln diese Sensoren Kleidungsstücke in interaktive Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine. Innerhalb eines Kleidungsstücks können mehrere Sensoren an verschiedenen Stellen eingesetzt werden. Diese sind durch unterschiedliche Stofffarben gekennzeichnet und können für verschiedene Funktionen genutzt werden.

„Unsere Forschung ist vielfältig einsetzbar – nicht nur, weil wir erstmals magnetfeldempfindliche Sensoren auf dezente und nicht-invasiv in Textilien integrieren, sondern auch, weil wir eine Technologie entwickelt haben, die sich über magnetische Sensoren hinaus an verschiedene Sensortypen anpassen lässt. Damit eröffnen wir völlig neue Möglichkeiten für die Entwicklung unterschiedlichster intelligenter Textilien“, erklärt Münzenrieder.

„Am NOI Techpark entsteht derzeit in Zusammenarbeit mit Prof. Nitzan Cohen von der Fakultät für Design und Künste das von der Europäischen Union kofinanzierte EFRE-Projekt Sustainable Sensing Textile Lab, das die hier vorgestellten Konzepte weiterentwickelt. Im Rahmen dieses Vorhabens kommen unter anderem Industrie-Strickmaschinen zum Einsatz, mit denen innovative smarte Textilien – von integrierter Sensorik bis hin zur finalen textilen Lösung – gefertigt werden können“, erklärt Michael Haller abschließend.