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StartseiteForschung aktuellBis auf den Zentimeter genau13.03.2015

Ultrabreitband-NavigationBis auf den Zentimeter genau

Smartphones sind heute üblicherweise mit GPS ausgestattet, jederzeit kann man sich damit orten lassen. Das funktioniert jedoch nicht innerhalb von Gebäuden, dort wird meist WLAN oder Bluetooth genutzt, womit die Ortung allerdings relativ ungenau bleibt. Eine präzisere Ortung verspricht der Ultrabreitbandfunk.

Von Haluka Maier-Borst

Eine Hand hält ein Schild mit einem WLAN-Symbol, im Hintergrund das Hamburger Rathaus. (dpa / Daniel Reinhardt)
Bisher funktioniert die Ortung in Gebäuden meist mit WLAN oder Bluetooth - das ist aber relativ ungenau. (dpa / Daniel Reinhardt)

Wo ist das Hotel? Wie komme ich zur Frauenkirche? Und wo kann ich abends noch ein Bier trinken? Das sind wohl einige der Fragen, die sich Touristen stellen, wenn sie in Dresden unterwegs sind. Um sie zu beantworten, schauen die wenigsten aber noch auf einen Stadtplan. Lieber schalten sie ihr Smartphone ein und fragen das Gerät um Rat.

Doch während im Freien das Handy als Fremdenführer prima funktioniert, gibt es zum Beispiel in Museen ein Problem. Die Mauern schirmen das Handy vom Signal der GPS-Satelliten ab. Und auch sonst gibt es wenige Möglichkeiten, eine Person in einem geschlossenen Gebäude zu orten, wie Samuel Van De Velde von der Universität Gent erklärt:

"Die großen Anbieter nutzen WLAN und Bluetooth für die Indoor-Lokalisation, weil diese Systeme überall vorhanden sind. Aber diese Methode ist nicht sehr präzise. Man hat damit nur eine Genauigkeit von zwei bis drei Metern. Das bedeutet mitunter, dass ein System nicht einmal genau sagen kann, ob Sie sich entweder in dem einem Raum befinden oder in dem Raum daneben."

Präzision von wenigen Zentimetern

Eine mögliche Lösung für dieses Problem ist die sogenannte Ultrabreitbandtechnik, die seit Längerem diskutiert wird. Sensoren, die dieses Signal verarbeiten, sind in der Lage, bis auf wenige Zentimeter genau die Position zu bestimmen. Möglich ist das, weil die Ortung anders funktioniert als bei WLAN- und Bluetooth-Sensoren.

"WLAN- oder Bluetooth-Sensoren messen einfach nur, wie stark das Signal an einer Stelle ist. Je schwächer das Signal ist, desto weiter muss also die Quelle des Signals entfernt sein. Bei Ultrabreitband dagegen schickt ein Sender einen elektromagnetischen Puls hinaus und dieser wird von einem Empfängersensor aufgefangen. Indem man nun sehr genau misst, wie lange der Puls von A nach B braucht, errechnet man die Distanz," sagt Pascal Fabre, Entwickler bei der französischen Halbleiter-Firma BeSpoon. Vor allem über große Entfernungen sei die Breitband-Technologie im Vorteil, erklärt er. Während Signale von WLAN und Bluetooth ab 10, 20 Metern sehr schwach werden und damit ungenauer, kann ein Breitbandsystem selbst in hundert Metern Entfernung eine Präzision von wenigen Zentimetern erreichen. Seit Kurzem vermarktet der Chiphersteller BeSpoon erste Geräte, die einen solchen Ultrabreitband-Chip enthalten.

"Wir haben unseren Chip inzwischen in ein Handy verbaut. Vorgestellt haben wir dieses Gerät erstmals in Las Vegas vor etwa einem Jahr. Und seit Oktober 2014 vermarkten wir jetzt ein System, das nicht nur die Entfernung zu einzelnen Sendern misst, sondern präzise die Position von einer Person in alle drei Raumrichtungen bestimmt."

Technologie auch für intelligente Roboter denkbar

Die genaue Lokalisierung könnte in Zukunft jedoch nicht nur für Besucher von Museen interessant sein. Samuel Van De Velde glaubt, dass diese Art der genauen Positionsbestimmung auch wichtig wird, wenn Roboter eines Tages in unseren Haushalt Einzug halten.

"Es gibt schon heute Staubsaugerroboter, die autonom durch das Haus fahren. Aber sie sind nicht intelligent. Sie fahren, bis sie gegen etwas prallen, drehen dann um und fahren weiter, bis sie wieder gegen etwas prallen. Will man wirklich, dass sich etwas so im eigenen Haus bewegt? Ich glaube nicht. In der Zukunft sollte sich ein Roboter unfallfrei durch das Haus bewegen. Und wenn das geht, kann man auch ausgefeiltere Roboter entwickeln, also auch solche, die das Essen bringen, das Geschirr spülen, da sind keine Grenzen gesetzt."

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