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Smart Medicine: Die Gasmesspillen des Royal Melbourne Institute of Technology (MIT) werden geschluckt. Im Darm angekommen, messen sie Darmgase und senden die Daten an ein Mobiltelefon. - Bild: MIT

Viele Unternehmen wollen von ihm profitieren. Gerade in der Medizintechnik: Die Minisysteme können injiziert, geschluckt oder implantiert werden. Die Vitalfunktionen, die sie aufzeichnen, könnten für Diagnosezwecke oder Notfallmaßnahmen genutzt werden – könnten – denn noch gibt es weder solide Tests, Bewertungen noch Standards für Wearables im Medizinbereich. Und Mediziner fürchten schon heute, demnächst mit Hunderten von Patienten konfrontiert zu werden, die beunruhigt in die nächste Sprechstunde kommen, sobald ihre Vital-App sich meldet. Die Folge: Verwirrung und unnötige Sorgen auf beiden Seiten.

Wie sinnvoll sind Wearables?

Und ein Ärgerniss für Unternehmen wie Flex, die schon länger auf dem Gebiet tätig sind: „Wearables werden häufig von Unternehmen auf den Markt gebracht, die nur die Verkaufszahlen in die Höhe treiben wollen. Das ist problematisch, wenn diese Unternehmen aus der Konsumerbranche stammen und nun in der Medizintechnik 'herum-dilettieren'. Das verscheucht die Patienten“, sagt John Carlson, President Flex Medical Solutions. „Nur wenn diese Technologie in der Lage ist, ein vorhandenes Problem sinnvoll zu lösen, bringt sie das voran,“ ergänzt Bader.

Dr. Johannes Kreuzer, Mitarbeiter des Münchner Start-ups Cosinuss spricht von einem "besseren Leben", das die Technologie dem potenziellen Nutzer bescheren sollte. Cosinuss entwickelt am Ohr tragbare Sensoren und Algorithmen zur Erfassung von Vitalparametern. Produkt-Innovationen für 'das bessere Leben' erwarteten auch die Besucher einer Diskussionsveranstaltung zum Thema.

„Die Killerapp für den Blutdruck wird schon so lange diskutiert und ist immer noch nicht da“, empörte sich dort ein Besucher. Ein einfacher zuverlässiger Wear­able-Blutdruckmesser würde einen großen Gewinn für Patienten bedeuten, aber auf dem Markt sei nichts Brauchbares verfügbar, so der Besucher.

Sensoren im Ohr

Dabei spielt sicherlich eine Rolle, dass noch nicht alle technischen Probleme gelöst sind. So machen den Herstellern die Akkus und deren Laufzeiten weiterhin Probleme.

„Die Sportbrille arbeitet einen Tag, bevor sie wieder aufgeladen werden muss“, berichtet Funk-Forget, „unser Ziel ist es, den Zeitrahmen auf fünf bis sieben Tage zu verlängern. Eine Vision, die wir in zwei, drei Jahren umgesetzt haben werden“, da ist die Bosch Sensortec-Mitarbeiterin zuversichtlich.

Für Wearables werden in der Regel kleine LiPolymer-Batterien oder LiCoin-Akkus genutzt. Kniffelig wird es laut Flex, wenn die Batterie flexibel sein soll, das Gerät wasserdicht und außerdem noch mehrere Sensoren untergebracht werden müssen: „Das Gerät braucht all dies, um seinen Job durchzuführen. All diese Faktoren müssen in einem ästhetischen Design untergebracht werden“, sagt Bader – ein Spagat für die Hersteller.

Allen Widrigkeiten zum Trotz taucht bereits eine neue Welle am Horizont auf: „Nach den Wearables kommen nun die Earables “, so Funk-Forget. Die Earables zeichne eine Konvergenz zwischen Hörhilfe und Wearable aus. Eine integrierte Geräuschunterdrückung mache sie besonders attraktiv. Mit ihnen nähere sich das 'x-able' seiner Vervollkommnung: „Wearables müssen möglichst unsichtbar sein, man darf sie nicht spüren und sie müssen dem Anwender wertvolle Empfehlungen geben“, zählt Funk-Forget die Rahmenbedingungen für ein erfolgreiches Wearable-Projekt auf.

Mikrodisplay

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Datenbrille für Mensch-Maschine-Interaktion. - Bild: Fraunhofer FEP

Mit den am Fraunhofer FEP entwickelten sogenannten 'bi-direktionalen' OLED-Mikrodisplays lassen sich die Funktionalitäten eines 'Wearable Displays' mit einer hands-free Augensteuerung für die Nutzung u. a. in Augmented-Reality-Anwendungen verbinden.

„Blickgesteuerte Augmented-Reality-Datenbrillen können mit unseren OLED-Mikrodisplays verhältnismäßig klein und leicht gestaltet werden, da Display und Bildsensor in einem Chip integriert sind. Zur Entwicklung eigener Produkte steht unseren Kunden nun eine verbesserte Entwicklungsplattform zur Verfügung“, erklärt Judith Baumgarten, Projektleiterin am Fraunhofer FEP.

Die Datenbrille entstand im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt FAIR. Ziel war es, Datenbrillen für die Mensch-Maschine-Interaktion zu entwickeln, deren Steuerung – basierend auf visuellen Informationen – über die Erfassung und Auswertung von Blickbewegungen erfolgt.

Thermogeneratoren

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Thermorezeptoren zur Stromerzeugung. - Bild: Infineon

Ein wesentliches Kriterium für die komfortable Integration von Elektronik in intelligente Textilien ist eine sehr geringe Leistungsaufnahme, ein ausgefeiltes Power-Management und eine innovative Stromversorgung.

Vor diesem Hintergrund demonstrierte Infineon das Konzept eines Thermogenerators, der die Körperwärme zur Stromversorgung elektronischer Komponenten nutzt. Ziel dieses Ansatzes sind letztendlich Bekleidungs-Applikationen ohne Batterie.

Miniaturisierte Thermogeneratoren können die Temperaturdifferenz zwischen der Körperoberfläche und der umgebenden Kleidung zur Erzeugung von elektrischer Energie nutzen. Dieses Prinzip wurde bereits in speziellen Applikationen wie etwa der Raumfahrt eingesetzt. Neue thermoelektrische Materialien, reduzierte Leistungsaufnahme der Chips und geringere Produktionskosten erschließen nun ein erweitertes Anwendungsfeld.

Sensorhub

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MEMS-Sensoren - Bild: Bosch

Die neuen Bosch Sensortec MEMS-Sensoren BHI160 und BHA250 mit integriertem Mikrocontroller für Android-Smartphones erreichen minimalen Energieverbrauch für 'Always-On'-Apps wie Fitness-Tracking, Indoor-Navigation oder Gestenerkennung. Diese Sensor-Hubs ermöglichen es, Sensordaten direkt zu verarbeiten und lokal zwischenzuspeichern.

Der Hauptprozessor eines Mobilgeräts muss nicht mehr aktiviert werden, nur um Sensordaten zu verarbeiten. Der Stromverbrauch für 'Always-On'-Anwendungen in Smartphones kann so um bis zu 95 Prozent gesenkt und damit die Akkulaufzeit deutlich verlängert werden – ein wichtiges Verkaufsargument für Smartphone-Anbieter.

Die Sensor-Hubs BHI160 und BHA250 integrieren die branchenführenden 3- oder 6-achsigen MEMS-Inertialsensoren mit dem neuen DSP 'Fuser Core' von Bosch Sensortec.

Der BHI160 ist die energieeffizienteste Lösung in diesem Applikations-Segment und verbraucht weniger als 1,55 mA für eine 9-achsige Sensor-Fusion. Diese Größe beinhaltet dabei bereits das Gesamtsystem bestehend aus Fuser Core, integriertem Beschleunigungssensor, Gyroskop und einem externen Magnetometer. 3,0 x 3,0 x 0,95 mm.