Das iPhone 5s, das Apple 2013 auf den Markt brachte, hat einen eingebauten Fingerabdrucksensor. Der misst die elektrischen Eigenschaften der Hügel und Täler eines Fingers und erkennt so den Fingerabdruck. Damit lässt sich das Handy zum Beispiel entsperren. Doch schon einige Tage nach der Einführung hatte der Chaos Computer Club den Sensor überlistet. Ausgehend vom Foto eines Fingerabdrucks erstellten die Hacker eine Fingerabdruck-Attrappe aus Kunststoff, auf die der Sensor hereinfiel. David Horsley von der University of California glaubt, eine Lösung für solche Probleme gefunden zu haben.

"Jeder kennt Ultraschall. Er wird zum Beispiel dafür benutzt, um Babys im Mutterleib anzuschauen. Was wir versuchen ist, Ultraschall in ganz flachen Tiefen einzusetzen. Anstatt einige Zentimeter in den Körper einzudringen, messen wir nur Bruchteile eines Millimeters tief."

Diese Technik will David Horsley nutzen, um Fingerabdrücke zu erkennen.

"Wir können Merkmale messen, die unterhalb der Fingeroberfläche sind. Dort ist der Fingerabdruck nämlich auch zu finden. Außerdem könnten wir Dinge wie winzige Blutbahnen erkennen und damit auch, dass es sich um einen echten Fingerabdruck handelt und keinen falschen."

Das alles schaffen die Forscher um David Horsley mit einem speziellen Sensor, den sie entwickelt haben.

"Der funktioniert im Prinzip wie ein medizinisches Ultraschallgerät. Er besteht aus elektronischen Bauteilen, die Ultraschall aussenden und empfangen können. Sie senden einen Ultraschall-Puls aus, dann schalten sie sofort in den Empfang-Modus und lauschen dem Echo."

Anhand dieses Echos erkennt der Sensor die Strukturen auf und in einem Finger. Das alleine ist noch nichts Besonderes. Es gibt kapazitive und optische Sensoren, die Ähnliches schaffen. Andere Geräte messen zum Beispiel die Wärme eines Fingers, um Attrappen auszuschließen. Was die Erfindung so besonders macht, ist die Art, wie sie konstruiert ist. Das Herzstück ist ein mikroelektromechanisches System – also das, woraus die meisten Sensoren von Smartphones bestehen. Der ganze Ultraschallsensor passt deswegen auf einen kleinen Chip. Das ist eine Voraussetzung, um ihn in Handys einzubauen. Die andere ist, dass man den Sensor in Massen produzieren muss.

"Wenn Sie mich fragen, ob der Sensor reif für den Massenmarkt ist ... Ich glaube wir sind nahe dran. Wir haben schließlich den Prototypen bereits in einer Fabrik gebaut, die monatlich Zehntausende Silizium-Scheiben für die Computerindustrie zu Chips verarbeitet."

Trotzdem ist noch viel zu tun. David Horsley muss etwa die Auflösung des Sensors verbessern. Erst dann könnte er als sicherer Fingerabdrucksensor seinen Weg in die Handys von morgen finden. Und nicht nur das.

"Einer unseres Studenten hatte die Idee, den Körperfettanteil mit diesen Fingerabdrucksensoren zu messen. Es stellte sich heraus, dass das ziemlich einfach funktioniert. Man könnte auch den Blutfluss und den Blutdruck damit messen. Man könnte die Sensoren also in diese Fitness-Armbänder einbauen, die viele Leute heutzutage tragen."

Die letzten Jahre haben gezeigt: Sobald neuartige Sensoren im Chip-Format auftauchen, überlegen sich findige Köpfe Anwendungen, für die die Sensoren ursprünglich gar nicht gedacht waren. Smartphone-Mikrofone messen mittlerweile Geräuschpegel, GPS-Chips dienen dazu, Menschenmassen bei öffentlichen Veranstaltungen zu überwachen, und die Beschleunigungsmesser moderner Handys fungieren als Seismografen oder als Schrittzähler. Und so könnte es sein, dass nicht mal die Forscher hinter dem Ultraschallsensor für Handys ahnen, wozu ihre Erfindung irgendwann dienen könnte.