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HZDR: Dresdner Forschungszentren zum "Ausgezeichneten Ort im Land der Ideen" ernannt

  • HZDR: Dresdner Forschungszentren zum "Ausgezeichneten Ort im Land der Ideen" ernannt
    Auf der hauchdünnen Folie, die sich an die Handinnenfläche wie eine zweite Haut anschmiegt und mit dem bloßen Auge kaum zu erkennen ist, befinden sich Sensoren, die den Menschen einen magnetischen sechsten Sinn verleihen könnten.

Die Idee: Ein Magnetsensor, der eine Brücke zwischen realer und virtueller Welt schlägt. Dafür hat die Initiative "Deutschland – Land der Ideen" dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) und der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) am 4. Juni 2018 den Titel "Ausgezeichneter Ort" verliehen. Physiker der drei Einrichtungen haben den ultradünnen, elektronischen Sensor entwickelt, der sich einfach auf der Haut tragen lässt. Allein über die Interaktion mit Magnetfeldern lassen sich mit dem Gerät digitale und physische Objekte berührungslos steuern. Das könnte den Zugang zur Virtuellen Realität vereinfachen.

 

 

Um sich in virtuelle Welten zu begeben, greifen die aktuell angewendeten Systeme hauptsächlich auf optische Mittel zurück. Über eine große Anzahl an Kameras, Beschleunigungsmesser und eine schnelle Bilddatenverarbeitung erfassen sie die Aktionen der Nutzer. "Dabei reicht aber meist die Auflösung nicht aus, um auch feine Bewegungen, zum Beispiel mit den Fingern, zu rekonstruieren", erklärt Dr. Denys Makarov vom HZDR. "Übliche Handschuhe und Brillen sind außerdem meist sperrig, was die Erfahrungen in der virtuellen Realität hemmt." Mit seinem Team sowie der Gruppe um Prof. Oliver G. Schmidt vom Leibniz IFW Dresden und Prof. Martin Kaltenbrunner vom Soft Electronics Laboratory am Linz Institute of Technology der JKU hat der Forscher deshalb eine Alternative entwickelt.

Auf hauchdünne Polymer-Folien haben sie Sensoren gepackt, die Menschen einen magnetischen sechsten Sinn verleihen. In Kombination mit einem Permanentmagneten können diese Sensoren Positionsänderungen eines Körpers im Raum wahrnehmen und verarbeiten. "Wir können dadurch zum Beispiel die Bewegung einer Hand nicht nur digitalisieren und in die virtuelle Welt übertragen, sondern dort sogar Gegenstände manipulieren", erzählt HZDR-Doktorand Cañón Bermúdez. Auf diese Weise gelang es den Forschern, eine virtuelle Glühbirne auf einem Computerbildschirm berührungslos zu steuern. Da die Folien nicht einmal drei Mikrometer dick sind, lassen sie sich wie eine zweite Haut tragen, ohne Nutzer zu behindern. In einer zunehmend digitalen Welt könnte das ein besseres Verbindungsstück zwischen Mensch und Maschine darstellen, schätzt Bermúdez ein.

Durch ihre hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit eröffnet die "elektronische Haut" aber auch neue Anwendungsmöglichkeiten in anderen Bereichen. "Ärzte könnten nach einer Knieoperation zum Beispiel mit unseren Sensoren kontrollieren, ob Patienten die Übungen richtig absolvieren", gibt Makarov einen Ausblick. "Knöpfe oder Regler in Räumen, die wegen einer akuten Gefahr nicht betreten werden dürfen, könnten über die Magnetsensoren auch aus der Ferne bedient werden." Für die Initiative "Deutschland – Land der Ideen" hat das Projekt jetzt schon Vorbildcharakter. Pro Jahr zeichnet sie bei ihrem bundesweiten Wettbewerb 100 zukunftsweisende Innovationen aus. 2018 wurden unter dem Motto "Welten verbinden – Zusammenhalt stärken" insgesamt knapp 1.500 Bewerbungen eingereicht.

Das HZDR ist damit bereits zum zweiten Mal ein "Ausgezeichneter Ort im Land der Ideen". Im Jahr 2008 erhielt das Forschungszentrum den Titel für sein Hochfeld-Magnetlabor. Bei dem Wettbewerb handelt es sich um eine gemeinsame Initiative der Bundesregierung und der deutschen Wirtschaft, die der Bundesverband der deutschen Industrie vertritt. Ziel ist es, Innovationen aus Deutschland im In- und Ausland sichtbar zu machen und die Leistungskraft und Zukunftsfähigkeit des Standortes zu stärken.

Über das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
Das HZDR forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

  • Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
  • Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
  • Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen betreibt das HZDR große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen.

Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat fünf Standorte (Dresden, Freiberg, Grenoble, Hamburg, Leipzig) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

Weiterführende Links

www.hzdr.de

Foto: D. Makarov