Kleinste Sensoren wie Mikrofone und Ultraschallsensoren sind quasi die Sinnesorgane der Technik. Sie erfassen als „digitales Ohr“ akustische Signale und erlauben schnelle Untersuchungen. Ziel des EU-Projekts „Listen 2 Future“ unter der Leitung von Infineon Austria ist es, kleinste mikro-elektro-mechanische Sensoren, kurz „MEMS-Sensoren“, zu global wettbewerbsfähigen Kosten in die Serienproduktion zu bringen. Die Forscher wollen sie für eine Vielzahl von Anwendungen für Industrie und Medizin bereitstellen. Europa nimmt bei MEMS-Sensoren mit einem weltweiten Marktanteil von mehr als 40 Prozent bereits heute eine führende Position ein. Die Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt sollen die Marktposition europäischer Unternehmen weiter stärken.
Die Forschungen werden höhere Bildauflösungen bei Ultraschallsonden, robuste Mini-Hörhilfen mit erstklassiger Klangqualität und geringem Energieverbrauch hervorbringen. Im Fokus stehen auch tragbare Ultraschall-Pflaster etwa zur Früherkennung von Herzkrankheiten und Ultraschallgeräte für schnelle Infektionskontrollen bei Säuglingen. In der Industrie soll eine kontinuierliche Qualitätskontrolle von Materialien sowie die intelligente Überwachung der Energieinfrastruktur umgesetzt werden.
Neues Sensor-Konzept
Das Forschungsteam von „Listen 2 Future“ arbeitet dazu an kleinen, piezoelektrischen Ultraschallsensoren und Mikrofonen basierend auf neuartigen, flexiblen Dünnschichtmaterialien. Durch neue Materialien und Sensor-Konzepte soll die Elektronik präzisere Signale und Bilder bieten sowie ein höheres Klangerlebnis liefern, und zudem auch dehnbar und flexibel anpassbar sein und dabei wenig Energie verbrauchen. Die Forschungen laufen über die gesamte Entwicklungskette – vom Material, dem Design, der Signalverarbeitung, den Aufbau- und Verbindungstechnologien, Softwareentwicklungen und Künstlichen Intelligenz Algorithmen bis hin zur miniaturisierten und integrierbaren Systemlösung. Am Ende wird das gesamte System intelligenter, kleiner, robuster, stromsparender und mobiler.
Mini-Hörgeräte verbrauchen weniger Strom
Konkret könnten so Hörgeräte kleiner und leichter handhabbar werden und damit von mehr Menschen mit verminderter Hörleistung akzeptiert werden. Die Weiterentwicklungen bei MEMS-Piezomikrofonen sollen kleinste, robuste, wasserdichte Designs ermöglichen und durch effiziente Energiewandlung den Stromverbrauch um mehr als 15 Prozent senken.
Winziger Sensor erkennt Infektionen bei Säuglingen
Mit neuartigen miniaturisierten Ultraschallsonden wird wiederum die Diagnose von Infektionen und lebensbedrohlichen Erkrankungen bei Säuglingen wie etwa Meningitis schnell, einfach, schmerzfrei und nicht-invasiv ermöglicht. Hochintegrierte und kostengünstige MEMS-Technologien aus dem „Listen 2 Future“ Projekt machen die Geräte auch für den breiten Einsatz, etwa außerhalb des Krankenhauses und in Entwicklungsländern leistbar. Die Forschungsergebnisse können dazu beitragen, die Sterblichkeitsrate von Neugeborenen in Entwicklungsländern weiter zu senken.
Sensor im Pflaster zur Herzkontrolle
Das Projekt soll auch die Entwicklung von flexiblen Ultraschall-Pflastern entscheidend voranbringen. Mit tragbaren Ultraschallpflastern werden dauerhafte, kontinuierliche und nicht-invasive Herzkontrollen möglich, um etwa die Herzleistung, Insuffizienzen und das Pumpvolumen zu überprüfen. In Zukunft könnten die Patienten mit dem auf der Brust befestigten Pflaster schmerzfrei von zu Hause aus ihre Herzleistung kontinuierlich überwachen. Die Ärzte erhalten mehr Informationen für eine bessere medizinische Behandlung und die Krankenhausaufenthalte werden reduziert.
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