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Smarte Zukunft: Sensoren ohne Batterie

Sie sind umweltfreundlich und sicher: Mechatroniker um Prof. Thomas Ußmüller arbeiten mit Wirtschaftspartnern an neuartigen Chips, die ohne Batterie funktionieren und ihre Daten verschlüsselt übertragen. Das spart Ressourcen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.

Wir nutzen sie, um zu bezahlen, uns zu identifizieren und falls der Hund ausbüxt, sind auf ihm im Hundehalsband Kontaktdaten des Besitzers oder der Besitzerin gespeichert: Immer mehr Alltagsgegenstände sind mit einem Speicher- oder Sensorchip ausgestattet. Der Haken: Alle diese Sensoren benötigen Energie, der Stromverbrauch steigt – und sensible Daten können mangels Verschlüsselung von jedem mit einem entsprechenden Gerät ausgelesen werden. Hier setzen Innsbrucker Mechatroniker um Univ.-Prof. Thomas Ußmüller an: „Wir arbeiten an einem Funksystem, das mit batterielosen Sensoren funktioniert – das ist ökologisch nachhaltig und umweltfreundlich. Außerdem werden die Daten verschlüsselt übertragen“, erklärt er.

Nachhaltig

Im vom Land Tirol geförderten Projekt „Cryptolink“ arbeitet Ußmüllers Team gemeinsam mit den Firmen Riegler Elektronik und inndata Datentechnik an Chips, die das leisten. „Cryptolink ist Teil einer größeren Strategie in unserer Arbeitsgruppe. Das Ziel ist eine Funkplattform, die ohne Batterien arbeitet und damit wartungsfrei funktioniert, außerdem für alle denkbaren Anwendungen taugt“, sagt Thomas Ußmüller. Für die Verschlüsselung, die zum Einsatz kommen soll, ist bereits ein ISO-Standard definiert, der bislang allerdings noch nicht kommerziell eingesetzt wird.

Da die Sensorchips selbst ohne eigene Stromversorgung auskommen, wird die für die Übertragung benötigte Energie von einem Lesegerät selbst übertragen. „Sehr vereinfacht ausgedrückt: Wenn Sie die Daten abrufen wollen, übertragen Sie drahtlos nicht nur den Befehl ‚Sag mir, was du gemessen hast’, sondern auch die für die Übertragung notwendige elektrische Energie.“ Das funktioniert nur, wenn die Sensoren sowohl für die Übertragung als auch für die Verschlüsselung extrem niedrige Energiemengen benötigen – ebenfalls ein Teilbereich von Thomas Ußmüllers Forschung. „Wir bewegen uns hier im Nanowatt-Bereich, das ist eine Milliardstel kleiner als das, was eine Glühlampe an Strom verbraucht.“ 

Breiter Einsatz

Die Einsatzmöglichkeiten sind nur durch die Fantasie begrenzt: Etwa in der Industrie 4.0, wo Werkzeuge mit Sensorchips ausgestattet sind und so melden, ob sie ersetzt werden müssen. Oder in elektrischen Geräten, die dann nicht mehr im Standby laufen müssen, sondern mit so einem Chip erst den Befehl zum Einschalten bekommen – was wiederum Strom spart. Vorstellbar ist auch der Einsatz in Supermärkten, in neuen, „smarten“ Kühlschränken oder generell in Smart-Home-Lösungen. Für die weitere Forschung wurde Thomas Ußmüller im Frühjahr eine Research-Studio-Förderung des Wissenschaftsministeriums in der Höhe von 1,1 Millionen Euro zugesprochen.


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