Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wearable Technology: Smarte, gedruckte Sensoren zum Bewegungsmonitoring

21.04.2016

Um Gesundheit und Fitness zu steigern, setzen immer mehr Menschen auf Wearable Technologies. Die nützlichen Helfer werden am Körper getragen und messen beispielsweise körperliche Aktivität. Eine trainingsunterstützende Kontrolle von Bewegungsabläufen könnten Sensoren in funktionellen Kleidungsstücken leisten. Das Fraunhofer ISC hat ein neues, transparentes Material für Sensoren entwickelt, das sich einfach auf Textilien drucken lässt und Bewegung misst. Vorgestellt wird die gedruckte Sensorik auf Textil am Stand F16 auf der IDTechEX Europe im Estrel Berlin vom 27.-28. April 2016.

Accessoires wie Armbänder oder Uhren können mittlerweile als intelligente »Gesundheitscoaches« agieren, die ihre Träger dabei unterstützen, für genügend Schlaf und Sport sowie für die richtige Ernährung zu sorgen.


Bild 1 und 2 zeigen den Unterschied zwischen transparentem und nicht-transparentem gedrucktem Sensormaterial.

Quelle: K. Selsam-Geißler/Fraunhofer ISC


Quelle: K. Selsam-Geißler/Fraunhofer ISC

Entsprechende Sensorik in Textilien zu integrieren, ist sehr viel aufwendiger und teurer. Oft muss dabei die Optik der Funktion untergeordnet werden. Neue Materialien aus dem Fraunhofer ISC könnten hier eine kostengünstige, optisch anpassbare Variante sein.

Zusammen mit dem Fraunhofer ISIT wird ein erstes Shirt mit der entsprechenden Sensor-Technologie entwickelt. Dabei werden die Wissenschaftler durch Vertreter aus der Industrie beraten. Das sogenannte MONI-Shirt soll verschiedene Funktionen erfüllen und ist insbesondere für die Überwachung von Bewegungsabläufen gedacht.

Im ersten Schritt hat das Fraunhofer ISC neuartige piezoelektrische polymere Druckpasten ohne toxische Lösungsmittel für die Sensorik entwickelt, das Fraunhofer ISIT erarbeitete die dazugehörige Auswertungselektronik.

Im engen Austausch mit Industriepartnern werden in der weiteren Entwicklung die Wissenschaftler von ISC und ISIT Feldtests für verschiedene Anwendungen und Textilien durchführen. Außerdem müssen die Sensormaterialien auf Abriebfestigkeit und Waschbarkeit getestet und die Elektronik optimiert werden.

Die verwendeten Sensormaterialien sind flexibel, transparent und könnten für verschiedene Zwecke genutzt werden: Sie registrieren Druck und Verformung und können so als Touch- oder Bewegungssensoren eingesetzt werden. Die zusätzliche Temperatursensitivität ermöglicht darüber hinaus auch eine Temperaturänderungsüberwachung, die Anwendung als Näherungssensor und die berührungslose Interaktion.

Mit einem simplen Siebdruckverfahren können die Sensorpasten auf textile Stoffe oder auch Folien aufgetragen werden. Die Herstellung besteht dabei aus zwei Schritten: Zunächst werden die Sensorstrukturen gedruckt, anschließend werden die Sensoren einem elektrischen Feld ausgesetzt und so die piezoelektrischen Polymere gepolt und ausgerichtet, damit sie die gewünschten drucksensitiven Eigenschaften haben. Das kostengünstige Siebdruckverfahren ist ein entscheidender Pluspunkt für die industrielle Anwendung, wenn gedruckte Sensorik für Textilien für die Massenproduktion geeignet sein soll.

Durch die Transparenz und die Flexibilität des Sensormaterials ist Designfreiheit von Textilien und Kleidungsstücken in Bezug auf Farbe und Form gewahrt. Da die Sensoren um ein vielfaches dünner als ein Haar sind und sehr fein in beliebiger Form aufgetragen werden können, werden sie für den Träger des Kleidungsstücks kaum spürbar sein. Ein weiterer Vorteil: Die Sensoren benötigen keine Stromquelle in Form einer Batterie, sondern erzeugen selbst Strom.

Textilien mit entsprechender Sensorik ließen sich im Gesundheitsbereich oder in der Pflege einsetzen. Auch für ältere Menschen kann im Alltag ein Monitoring von Bewegungsabläufen hilfreich sein. In Krankenhäusern könnten Textilien mit Sensorik neben Bewegungsüberwachung auch die Kontrolle der Körpertemperatur und der Atmung beispielsweise für bettlägerige Patienten oder Babys übernehmen.

Denkbar wäre in Zukunft auch die Überwachung des Herzschlags. Indem funktionelle, sensorische Kleidung die Gesundheitsvorsorge und die Betreuung von Patienten unterstützt, könnte sie einen wesentlichen Beitrag zur Kostenentlastung des Gesundheitswesens leisten.

Neben gedruckten Sensoren für Textilien präsentiert das Fraunhofer ISC auf seinem Stand textilintegrierte Elastomersensoren aus Silicon zur Druckmessung beispielsweise in Schuhen.

Weitere Informationen:

http://www.isc.fraunhofer.de

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics