Batterielose MIT-Sensoren für Meere entwickelt

Innovativer batterieloser Sensor im Schwimmbadtest des MIT.

Bild: mit.edu

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben neue Sensoren entwickelt, die keine Batterien mehr benötigen und dennoch kommunizieren können. Ziele sind zum einen der Einsatz unter Wasser bei der Erkundung der Geheimnisse der Weltmeere, zum anderen der Aufbau eines Netzes von Datensammlern im Ozean, um Informationen über Temperaturen, Strömungen und das pflanzliche und tierische Leben zu erhalten. Die Energieversorgung ist, obwohl keine Akkus verwendet werden, laut den Forschern über lange Zeit gesichert.

Strom durch externe Vibrationen

Allzu viel Strom benötigen die Sensoren nicht. Sie sind so konstruiert, dass sie sich mit extrem wenig Energie begnügen, wenn sie Daten sammeln und Kontakt mit der Zentrale aufnehmen. Um sie zu gewinnen, haben die Forscher auf zwei Phänomene gesetzt: Zum einen nutzen sie den piezoelektrischen Effekt bestimmter Kristalle. Diese erzeugen Strom, wenn sie Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt sind. Dieser wird zur Datensammlung genutzt. Die Vibrationen lösen ein Transmitter aus, der Schallwellen in Richtung Sensor schickt.

Ausgelesen werden die Daten, ohne Strom zu verbrauchen. Dazu wird die "Backscatter"-Technik (Rückstreuung) eingesetzt, die auch zum Auslesen der Daten in elektronischen Codes (RFID) genutzt wird. Dazu werden die Sensoren mit elektromagnetischen Signalen "beschossen", die zurückgestreut werden. Die Antwort enthält die gesammelten Informationen. Getestet haben die Forscher ihr System im hauseigenen Schwimmbad. Die beiden Sensoren, die zehn Meter voneinander entfernt waren, ermittelten die Wassertemperatur und den Druck. Die Übertragungsrate, die die Forscher erzielten, lag bei drei Kilobyte pro Sekunde.

Auch Einsatz im Weltall ist denkbar

Nicht nur auf der Erde - oder genauer: in den Ozeanen - könnten die Sensoren wichtige Erkenntnisse liefern, sondern auch bei Weltraummissionen, sagt MIT-Assistenzprofessor Fadel Adib. Sie könnten beispielsweise auf Titan, einem Mond des Saturn, eingesetzt werden. Unter dessen Oberfläche gibt es nach bisherigen Erkenntnissen ganze Ozeane. Die US-Weltraumbehörde NASA plant für 2026 den Start der Mission "Dragonfly". Sie soll ein Fahrzeug auf dem Titan absetzen, das Proben nimmt - mit an Bord sind die MIT-Sensoren.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens