Vernetzte Sensoren und eine Datenbrille erleichtern als Cyberanzug den Alltag

| Redakteur: Hendrik Härter

Eine Datenbrille und Sensoren in der Kleindung ermöglichen es, verschiedene Vitalparameter aufzunehmen. Die ausgewerteten Messdaten können dem Träger auf der Datenbrille visualisiert werden.
Eine Datenbrille und Sensoren in der Kleindung ermöglichen es, verschiedene Vitalparameter aufzunehmen. Die ausgewerteten Messdaten können dem Träger auf der Datenbrille visualisiert werden. (Bild: Westsächsischen Hochschule Zwickau)

Einen sogenannten Cyberanzug haben Wissenschaftler entwickelt, bei dem vernetzte Sensoren in die Kleidung integriert sind. Über eine Datenbrille lassen sich zudem wichtige Parameter darstellen. Die Einsatzgebiete sind vielfältig.

Wissenschaftler der Westsächsischen Hochschule Zwickau haben mithilfe einer Datenbrille und in Kleidung integrierten Sensoren einen Cyberanzug entwickelt. Die Datenbrille besitzt eine Blicksteuerung. Damit kann der Anwender, ohne seine Hände zu bewegen, Eingaben tätigen. Zusätzlich wurde die Datenbrille mit weiteren Sensoren ausgestattet, um Vitalparameter am Kopf zu messen. Das können beispielsweise Schall oder Temperatur sein.

Der Cyberanzug selbst ist mit Dehnungssensoren ausgestattet, die Bewegungen von Armen und Beinen messen. Ein zusätzliches EKG erfasst die Herzfrequenz und gibt Aufschluss über die Belastung des Trägers. Verschiedene Beschleunigungssensoren an unterschiedlichen Stellen am Körper und der Füße erfassen die Geschwindigkeit der Bewegungen. Alle Informationen der Sensoren werden in Echtzeit von einer Computereinheit ausgewertet und lassen sich über die Datenbrille visualisieren. Zusätzlich sollen Langzeit- und Tagesauswertungen abrufbar sein.

Unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten

Die reine Datenbrille mit Blicksteuerung wurde primär für ALS-Patienten entwickelt, um eine Kommunikation mit Angehörigen oder Pflegepersonal zu ermöglichen. Die Kombination mit dem Sensoranzug kann auch zur Unterstützung von älteren Menschen eingesetzt werden. Gemeinsam mit einem Arzt kann im Cyberanzug ein zum derzeitigen Trainings- und Gesundheitszustand zugehöriges Belastungsprofil hinterlegt werden. Die vernetzte Sensorik des Nutzers überwacht im Hintergrund die Bewegung und Vitalwerte und kann somit sofort Warnmeldungen bei einer Überlastung signalisieren.

In der Industrie kann der Cyberanzug insbesondere bei schweren körperlichen Arbeiten den Nutzer unterstützen. Ein Beispiel ist der Einsatz im Stahlwerk, hier tragen Arbeiter einen Hitzeanzug und bewegen gleichzeitig schwere Gegenstände. Die vitalen und kognitiven Belastungen und Aktivitäten des Mitarbeiters werden in der aktuellen Situation erfasst, Überlastungen dem Nutzer signalisiert.

Im Sport kann sich zu einem weiteren Anwendungsfeld entwickeln. Insbesondere bei Multi-Sport-Formen bietet der Cyberanzug viele Möglichkeiten. So könnte beim Biathlon der Puls des Sportlers permanent erfasst und parallel zum Streckenprofil über die Datenbrille visualisiert werden. Der Sportler wäre somit in der Lage gezielt vor der nächsten Schießeinlage seinen Puls senken. Während des Schießens kann über die Datenbrille sofort das Trefferbild und die daraus resultierenden Strafrunden angezeigt werden. Während des Wettkampfs wird dem Sportler ständig seine Position angezeigt. Nach dem Wettkampf stehen dem Sportler gemeinsam mit dem Trainer Auswertemöglichkeiten für die Optimierung des weiteren Trainings zur Verfügung.

Cyberanzug ist gemeinsames Projekt

Die Entwicklung des Cyberanzugs ist nur durch die Zusammenarbeit von sächsischen Hochschulen und Unternehmen möglich. Die Datenbrille mit Blicksteuerung wird im Projekt „EyeLLis“ entwickelt, wobei die Fakultät Elektrotechnik die Datenbrillen-Hardware realisiert. Die Professur für Ingenieurpsychologie und die Neurologische Universitätsklinik der TU-Dresden evaluieren die Anwendung der Datenbrille mit Blicksteuerung für ALS-Patienten.

Der Cyberanzug selbst ist mit Dehnungssensoren ausgestattet, die Bewegungen von Armen und Beinen messen. Ein zusätzliches EKG erfasst die Herzfrequenz und gibt Aufschluss über die Belastung des Trägers.
Der Cyberanzug selbst ist mit Dehnungssensoren ausgestattet, die Bewegungen von Armen und Beinen messen. Ein zusätzliches EKG erfasst die Herzfrequenz und gibt Aufschluss über die Belastung des Trägers. (Bild: Westsächsischen Hochschule Zwickau)

Die Firma Interaktive Minds Dresden erstellt die Anwendungssoftware für die Interaktion mit Blicksteuerung. Der Sensoranzug entsteht in der WHZ-internen Nachwuchsforschergruppe midasKMU unter der Leitung von Prof. Torsten Merkel. Das Institut für Textil- und Ledertechnik erarbeitet den textilen Sensoranzug sowie die Integration der Sensoren, die Fachgruppe Physikalische Technik entwickelt die Biosensorik und deren Auswertung.

Der Fachbereich Wirtschaftsinformatik bearbeitet die Aufbereitung der Messdaten im Kontext zur Anwendung. Die Fakultät AKS erstellt das Produktdesign der Datenbrille. Als assoziierter Projektpartner ist die Professur für Professur Sportgerätetechnik, der TU-Chemnitz beteiligt, welche Sensoren und Auswerteinheiten mit einbringt.

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