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Dehnbare Sensorik in der Medizin So messen elektroaktive Polymere im Handschuh

Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 1 min Lesedauer

Ein Spin-off der Universität des Saarlandes hat einen Datenhandschuh mit integrierten Polymersensoren entwickelt. Die Sensoren sollen Kraft, Druck und Dehnung erfassen, ohne beim Tragen zu stören.

Der medizinische Handschuh von Delfa Systems verfügt über eingearbeitete Polymersensoren, die Handbewegungen und die Position der Finger erfassen.(Bild: Delfa)
Der medizinische Handschuh von Delfa Systems verfügt über eingearbeitete Polymersensoren, die Handbewegungen und die Position der Finger erfassen.
(Bild: Delfa)

Eine Bewegungsanalyse liefert nur dann verwertbare Daten, wenn der Sensor die Bewegung selbst nicht verändert. Starre Kraftsensoren oder steife Dehnungsmessstreifen stoßen hier schnell an Grenzen, besonders am Körper und in Textilien. Genau diese Lücke will Delfa Systems mit Sensoren aus elektroaktiven Polymeren (EAP) schließen.

Verformung wird zu einem elektrischen Signal

Laut Delfa ändern die Polymere ihre elektrischen Eigenschaften, wenn sie belastet, gedehnt oder verformt werden. Aus dieser Änderung lassen sich Kraft, Druck, Berührung, Dehnung und Bewegung ableiten. Laut dem Unternehmen setzt man auf dielektrische Elastomere. Dabei handelt es sich um eine Untergruppe der EAP. Eine elastische Silikonfolie liegt zwischen zwei dehnbaren Elektroden. Wird die Folie gedehnt, wächst die Elektrodenfläche, während der Abstand zwischen den Elektroden schrumpft. Dadurch steigt die Kapazität. Im Grunde ist der Sensor also ein verformbarer Plattenkondensator. Dasselbe Bauprinzip lässt sich umgekehrt als Aktor nutzen, und Delfa entwickelt nach eigenen Angaben auch Aktoren.

Flach, dehnbar und in Textilien integrierbar

Als wesentlichen Vorteil nennt das Unternehmen die geringe Bauhöhe. Die Sensoren seien dünn, flexibel und dehnbar und ließen sich an verschiedene Geometrien anpassen. Auch eine direkte Integration in Textilien wie Gurte oder Kleidung sei möglich. Als Anwendungen nennt Delfa Haltungsüberwachung, Bewegungsanalyse, medizinische Assistenzsysteme und Wearables.

Das zeigt Delfa am Beispiel eines Handschuhs, der Handbewegungen und Fingerstellungen erfasst. Mögliche Einsatzfelder sieht das Unternehmen im Motion Capturing, in digitalen Assistenzsystemen und bei der Übersetzung von Gebärdensprache. „Mit unseren EAP-Sensoren möchten wir die Lücke zwischen leistungsfähiger Messtechnik und alltagstauglichen Produkten schließen“, sagt Geschäftsführer Dr.-Ing. Philipp Linnebach. Gerade textile Anwendungen zeigten, „dass Sensorik nicht sichtbar, störend oder starr sein muss“. (heh)

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