Billige Sensoren und raffinierte Algorithmen sorgen für staubfreie Luft

Von Staub umhüllte Baustelle: Diese lässt sich künftig entschärfen (Foto: dustscan.co.uk)

Die Quellen von Staub und anderen Verunreinigungen der Luft lassen sich künftig mit kostengünstigen Sensoren und raffinierten mathematischen Algorithmen aufdecken und in der Folge bekämpfen, sagen Forscher der University of Birmingham. Das soll helfen, Steinbrüche, Tagebaue zur Gewinnung von Kohle, Baustellen und andere Emittenten zu entschärfen. Das System hat Francis Pope von der Hochschule zusammen mit dem Unternehmen DustScanAQ entwickelt, das die Technik nun vermarktet.

Drohnen "erschnüffeln" giftige Algenblüten

Selbst der idyllischste See kann allmählich vergiftet werden (Foto: Tony Cordaro, pixabay.com)

Eine neue Technik von Forschern der Oregon State University erkennt die unkontrollierte Vermehrung von Cyanobakterien im Wasser, die früher als Blaualgen bekannt waren und giftig für den Menschen sind. Kimberly Halsey und ihr Team haben entdeckt, dass eine bestimmte Kombination flüchtiger organischer Verbindungen, die sich in Gewässern nachweisen lässt, von Cyanobakterien verseucht sind. Verursacht werden sie von Microcystinen, die die winzigen Mikroorganismen produzieren. Diese können Leberkrebs auslösen.

Kamera funktioniert wie menschliches Auge

Menschliches Auge als Vorbild für neue Hightech-Kamera (Bild: maryannandco photography, pixabay.com)

Ein von der Natur inspiriertes Gerät von Forschern der Pennsylvania State University (Penn State) erzeugt Bilder, indem es die roten, grünen und blauen Fotorezeptoren sowie das neuronale Netzwerk des menschlichen Auges nachahmt. Die drei eingesetzten Fotosensoren bestehen aus Materialien mit Perowskit-Struktur, die Rot-, Grün- und Blautöne erfassen, so wie die Zapfen in der Netzhaut des Auges. Die von diesen natürlichen Sensoren erfassten optischen Eindrücke werden von einem ebenfalls natürlichen neuronalen Netzwerk verarbeitet, sodass das Gehirn darauf farbige Bilder erstellt.

"Sprechender" Beton hält den Verkehr flüssig

Einbau des 'sprechenden' Sensors in eine neue Fahrbahn (Foto: purdue.edu)

Mit "sprechendem Beton" wollen Forscher der Purdue University einen Beitrag zum Klimaschutz und zur Verflüssigung des Verkehrs auf Autobahnen leisten. In die Fahrbahnen sollen Sensoren eingebaut werden, die das Abbinden des Betons überwachen und dem Bauunternehmen via Smartphone mitteilen, wann die höchste Festigkeit erreicht ist. Erst dann werden neue oder sanierte Strecken für den Verkehr freigegeben. Das schützt, so das Konzept, den Beton vor vorzeitigem Versagen.

Nanosensoren: Neues Implantat meldet sich, bevor es versagt

Implantat mit neuer intelligenter Beschichtung (Illustration: illinois.edu)

Eine multifunktionale Beschichtung der University of Illinois soll Entzündungen und andere Probleme im Zusammenhang mit Implantaten - etwa Wirbelkörper aus Kunststoff - verhindern. Sie enthalten Dehnungssensoren sowie Stacheln im Nanoformat. Die Sensoren melden frühzeitig, wenn das Implantat zu versagen droht, sodass es rechtzeitig ersetzt werden kann. Die winzigen Stacheln bohren sich durch die Zellwände von Bakterien, wenn diese versuchen anzudocken, um etwa eine Entzündung auszulösen, sodass sie absterben.

Grössere Reichweite für drahtlose Sensoren

Feldtest im Weinbau: Projekt LoRaBridge - grössere Reichweiten für drahtlose Sensoren (© FH St. Pölten/Henri Ruotsalainen)

Smart Homes, Häuser mit unterstützender Technik, verwenden eine Vielzahl an Sensoren für unterschiedlichste Aufgaben. So manche beabsichtigte Funktion scheitert aber an der Reichweite der verwendeten drahtlosen Sensoren. Ein Forschungsprojekt der Fachhochschule St. Pölten arbeitet an einer Technik, um die Reichweiten zu erhöhen.

Smarte Bionase ist 10.000 Mal empfindlicher

Roboter mit biologische Nase vor dem Einsatz im Labor (Foto: english.tau.ac.il)

10.000 Mal empfindlicher als gängige Geruchssensoren ist ein biologischer Sensor, den Forscher der Universität Tel Aviv entwickelt haben. Er wird an einem kleinen vierrädrigen Roboter befestigt, der ferngesteuert oder autonom Regionen anfahren kann, an denen verdächtige Gerüche vermutet werden. Die Experten aus Israel glauben, dass sich ihre biologisch-technische Nase bei der Drogenfahndung, zur Sprengstofferkennung und zur Diagnose von Krankheiten einsetzen lässt.

Sensornetz überwacht Umweltkatastrophen

Forscher Supratik Guha mit Sensor in seinem Labor (Foto: John Zich, pme.uchicago.edu)

Supratik Guha von der University of Chicago will mit einem neuartigen Sensornetz Echtzeitdaten mit hoher Dichte erfassen, die für die Erstellung eines genauen Bildes eines Ökosystems unerlässlich sind. "Wir wollen sehen, wie Flüsse verschmutzt werden und wie viel Dünger aus dem Boden ausgewaschen wird. Mit besseren Daten können Ökologen bessere Stickstoff- und CO2-Kreislaufmodelle entwickeln und Landwirte können ihre Pflanzen genau zur richtigen Zeit bewässern", sagt Guha.

Neuer Sensor versorgt sich selbst mit Energie

nternet der Dinge: Unzählige Sensoren verbrauchen viel Strom (Bild: Tumisu, pixabay.com)

Forscher des Australian Research Council Center of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) haben einen neuen platz- und zugleich stromsparenden Hochleistungssensor für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt. Er besteht aus tausenden Nanodrähten, die Licht in elektrischen Strom umwandeln. Diese Drähte haben einen Abstand von 600 Nanometern. Der Sensor ist quadratisch mit einer Kantenlänge von einem Fünftel Millimeter. Die Nanodrähte, die je drei bis vier Mikrometer lang sind, bestehen aus Indiumphosphid.

Seecontainer wird zur smarten Hightech-Box

Unit One-Container und klassische Boxen im direkten Vergleich (Foto: aeler.com)

Schweizer Ingenieure machen herkömmliche Seecontainer zu Hightech-Boxen. Laut David Baur, Gründer und CEO des Startups Aeler, sowie Anastasios Vassilopoulos und Véronique Michaud von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), sind bereits 60 "Unit One-Container" auf den Weltmeeren unterwegs.

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