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Virtuelle Welten zum Anfassen

18.06.2001


Mit der so genannten Elastographie wird die Dehnbarkeit eines Gefäßes durch Ultraschall bestimmt. links: Ein Gefäß ohne Verhärtung, rechts: wenig gedehnte - harte - Bereiche sind rot dargestellt.



Die virtuelle Welt wird der realen immer ähnlicher. In sie hineinhorchen und -sehen kann man schon; nun soll es sie zum Anfassen geben: Im Verbundprojekt "HASASEM", das seit dem 1. April drei Jahre lang vom Bundesforschungsministerium (BMBF) mit insgesamt ca. 3,5 Mio. DM gefördert wird, entwickeln Wissenschaftler der Fakultäten für Bauingenieurwesen (Prof. Dr.-Ing. Otto T. Bruhns) und Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB (Prof. Dr.-Ing. Helmut Ermert) gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Silicatforschung in Würzburg, dem Institut für Mikrotechnik Mainz und der Fachhochschule Regensburg haptische Displays. Ihre Oberfläche soll es ermöglichen, virtuelle Gegenstände direkt anzufassen.

"Smart Materials" verändern ihre Konsistenz

Nicht nur die Kollision der Hand mit dem Gegenstand soll simuliert werden, sondern auch seine Beschaffenheit z. B. seine Festigkeit. Das geplante Modell besteht aus einem Sensor- und einem Aktorsystem. Der Sensor detektiert mittels Ultraschallelastographie die Festigkeitsverteilung des realen Objekts. Die so gewonnen Daten können entweder zwischengespeichert oder direkt an das Aktorsystem übertragen werden. Dessen Display hat eine ebene Oberfläche aus so genannten "Smart Materials", die auf elektrische oder magnetische Felder mit einer Veränderung ihrer Konsistenz reagieren. Die etwa 1000 Zellen des Displays können einzeln elektrisch angesteuert werden. Mit einer Ortsauflösung von 2 mm - entsprechend dem physiologischen Auflösungsvermögen der Fingerspitzen - erzeugt es fühlbare Festigkeitsverteilungen.

Hände schütteln via Internet

Besonders für die Medizintechnik bietet sich das System an: So kann es dem Chirurgen die durch die minimalinvasive Operationstechnik verloren gegangene Möglichkeit zum Abtasten von Gewebe ersetzen. Die Trennung von Sensor- und Aktorsystem erlaubt auch tele-medizinische Untersuchungen. Ganz andere Anwendungsbereiche wären etwa Einkäufen im Internet, bei denen Kunden Obst und Gemüse prüfen und sich die Hände schütteln könnten. Kinder könnten sich auf eine neue Generation des Tamagotchis freuen. Nicht zuletzt sind ganz neue Mensch-Maschine-Schnittstellen, z. B. neuartige Blindendisplays denkbar.

KMR schließt Wertschöpfungskette

HASASEM gehört mit zum Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR). Das Zentrum, dem knapp 30 Uni-Institute, Kliniken, Abteilungen und Unternehmen angehören, will eine "Wertschöpfungskette" schließen: Von der Uni als Ideen- und Talentschmiede über die Industrie bis hin zum Krankenbett sollen Forschungsprodukte ihren Weg finden.

Neben diesem Beitrag in der Rubrik "News" und einem Editorial zum Start des Kompetenzzentrums Medizintechnik Ruhr Bochum (Sprecher: Prof. Dr. Helmut Ermert) finden Sie in RUBIN 1/01 die Themen: Alarm in der U-Bahn: Mit "NADiS" sicher aus dem Tunnel; Krebsgen gegen Nervenleiden; Checkpoint im Gehirn: Jetzt in der Kulturschalfe; Chemische Tricks mit molekularen Klümpchen; Stoßfrei durch die Nanostruktur; Simulation Intelligenter Netze; Der Islam und die europäische Kultur; Münzen machen Geschichte. RUBIN ist in der Pressestelle der RUB für 5 DM erhältlich.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Helmut Ermert, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/23-22842/-22977, Fax: 0234/32-14167, Email: helmut.ermert@ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw

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