Bislang existiert in den Münchener Forschungslabors des Halbleiterherstellers Infineon nur ein so genannter Konzeptdemonstrator: Ein Stück Teppich, in das druckempfindliche Sensoren und Leuchtdioden eingebracht sind. Doch schon Ende dieses Jahres soll es die ersten richtigen Teppiche mit eingewobener Intelligenz geben. Diese können dann als Teil einer Alarmanlage melden, wo sich jemand aufhält und in welche Richtung er gerade geht. Beispiel Museum: Hier registrieren Bewegungsmelder im Teppich alle Bewegungen und leiten sie an eine Alarmanlage weiter. Sobald die Alarmanlage feststellt, dass sich Besucher in einem Bereich bewegen, in dem der Zutritt verboten ist, schlägt sie Alarm. Mit Hilfe integrierter, einzeln ansteuerbarer Leuchtdioden kann ein intelligenter Teppich aber auch als Wegweiser dienen. Je nach Bedarf können die Besucherströme mal hierhin, mal dorthin geleitet werden. Möglich werden diese Anwendungen durch ein Netz aus Mikroprozessoren, die schachbrettartig in die textile Struktur integriert sind und über leitfähige Gewebefasern miteinander kommunizieren. Christel Lauterbach, Forscherin in den Emerging Technology Labors von Infineon:
Jeder einzelne Chip hat eine Intelligenz und diese Chips organisieren sich selbst. Sie fangen also an - ohne irgendeine Vorinformation zu haben - miteinander zu reden. Und durch diese Kommunikation bekommen sie heraus, in welchem Bereich der Fläche jeder einzelne Chip sitzt.
Diese Positionsbestimmung ist beispielsweise wichtig, wenn der intelligente Teppich als Teil einer Alarmanlage dient. Die kann man dann wie im Museumsbeispiel so programmieren, dass einige Bereiche betreten werden dürfen, andere aber nicht. In diesem Fall wären die Chips im Teppich mit Bewegungsmeldern ausgestattet. Generell kann man jedoch alle möglichen Sensoren einbinden. Bei Bedarf wacht das Netzwerk also auch über Temperatur, Druck oder Vibrationen. Die Informationen werden von einem Chip zum nächsten weitergegeben und über eine Datenschnittstelle an das jeweilige System - sei es nun ein Brandmelder oder eine Klimaanlage - übertragen. Dazu Lauterbach:
Der Clou an dem Mikrocontroller-Netzwerk ist, dass man den Teppich praktisch in jede beliebige Form schneiden kann. Das geht sogar soweit, dass man innen Stücke rausschneiden kann und alle Chips, die normalerweise an vier Seiten verbunden sind mit ihren Nachbarn, sich dann noch organisieren können und ihre Informationen mit dem Nachbarn austauschen können, wenn mindestens ein Nachbar noch angesprochen werden kann. So kriegen wir eine hohe Redundanz und damit Fehlertoleranz in das System.
Fällt ein Chip oder eine Verbindung aus, so erkennt das Netz das automatisch und sucht innerhalb des Gesamtsystems über die benachbarten Chips einen neuen Weg, um den Informationsfluss aufrecht zu erhalten. Dieses Prinzip der Selbstorganisation kommt ursprünglich aus der Display-Forschung. In den Teppichen lassen sich die Abstände der Chips zueinander beliebig wählen. Für eine Alarmanlage in großen Räumen dürfte ein Chip pro Quadratmeter Teppich ausreichen. Doch je dichter die Bausteine eingewoben sind, desto genauer arbeiten sie. Neben intelligenten Teppichen arbeiten die Forscher auch an anderen Textilien, in denen die neue Grundlagentechnologie eingesetzt werden kann. Zusammen mit Leuchtdioden sollen etwa Ballonhüllen, Fahnen und Zeltwände zu Werbeträgern werden, auf denen die Botschaft per Knopfdruck verändert werden kann. Ein weiterer, selbst für die Textilindustrie noch relativ neuer Einsatzbereich ist Textilbeton. Lauterbach:
Man könnte zum Beispiel intelligente Gewebe als Textilbeton verarbeiten und könnte dann gleich irgendwelche Risse detektieren. Das ist natürlich besonders wichtig bei tragenden Teilen, beispielsweise in Brückenkonstruktionen. Da müsste man dann nicht mehr regelmäßig durchgehen und messen, ob da Risse auftreten, sondern das Textil könnte sofort Meldung machen, wenn dann etwas gerissen ist.
Jeder einzelne Chip hat eine Intelligenz und diese Chips organisieren sich selbst. Sie fangen also an - ohne irgendeine Vorinformation zu haben - miteinander zu reden. Und durch diese Kommunikation bekommen sie heraus, in welchem Bereich der Fläche jeder einzelne Chip sitzt.
Diese Positionsbestimmung ist beispielsweise wichtig, wenn der intelligente Teppich als Teil einer Alarmanlage dient. Die kann man dann wie im Museumsbeispiel so programmieren, dass einige Bereiche betreten werden dürfen, andere aber nicht. In diesem Fall wären die Chips im Teppich mit Bewegungsmeldern ausgestattet. Generell kann man jedoch alle möglichen Sensoren einbinden. Bei Bedarf wacht das Netzwerk also auch über Temperatur, Druck oder Vibrationen. Die Informationen werden von einem Chip zum nächsten weitergegeben und über eine Datenschnittstelle an das jeweilige System - sei es nun ein Brandmelder oder eine Klimaanlage - übertragen. Dazu Lauterbach:
Der Clou an dem Mikrocontroller-Netzwerk ist, dass man den Teppich praktisch in jede beliebige Form schneiden kann. Das geht sogar soweit, dass man innen Stücke rausschneiden kann und alle Chips, die normalerweise an vier Seiten verbunden sind mit ihren Nachbarn, sich dann noch organisieren können und ihre Informationen mit dem Nachbarn austauschen können, wenn mindestens ein Nachbar noch angesprochen werden kann. So kriegen wir eine hohe Redundanz und damit Fehlertoleranz in das System.
Fällt ein Chip oder eine Verbindung aus, so erkennt das Netz das automatisch und sucht innerhalb des Gesamtsystems über die benachbarten Chips einen neuen Weg, um den Informationsfluss aufrecht zu erhalten. Dieses Prinzip der Selbstorganisation kommt ursprünglich aus der Display-Forschung. In den Teppichen lassen sich die Abstände der Chips zueinander beliebig wählen. Für eine Alarmanlage in großen Räumen dürfte ein Chip pro Quadratmeter Teppich ausreichen. Doch je dichter die Bausteine eingewoben sind, desto genauer arbeiten sie. Neben intelligenten Teppichen arbeiten die Forscher auch an anderen Textilien, in denen die neue Grundlagentechnologie eingesetzt werden kann. Zusammen mit Leuchtdioden sollen etwa Ballonhüllen, Fahnen und Zeltwände zu Werbeträgern werden, auf denen die Botschaft per Knopfdruck verändert werden kann. Ein weiterer, selbst für die Textilindustrie noch relativ neuer Einsatzbereich ist Textilbeton. Lauterbach:
Man könnte zum Beispiel intelligente Gewebe als Textilbeton verarbeiten und könnte dann gleich irgendwelche Risse detektieren. Das ist natürlich besonders wichtig bei tragenden Teilen, beispielsweise in Brückenkonstruktionen. Da müsste man dann nicht mehr regelmäßig durchgehen und messen, ob da Risse auftreten, sondern das Textil könnte sofort Meldung machen, wenn dann etwas gerissen ist.