05.23

Monatswechsel ist prompd-Zeit. Auch jetzt, da es in den Juni geht, haben wir spannende und designrelevante Innovationsnews für euch zusammengestellt.

Das bietet der prompd-Reader 05.23 – für Member

• FEED: Kompakte News aus der Forschung, recherchiert und aufbereitet von Martin Krautter

• SPOTS: Ausgewählte Nutzfahrzeug-Konzepte für den automatisierten Betrieb. Noch bewegen sich die Fahrzeuge assistiert und auf fixen Strecken, aber bald schon könnte das alles automatisiert passieren

• CHARGE: Empfehlungen für noch mehr Knowhow-Input, beispielsweise Literatur, Konferenzen und Vorträge 

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Wir freuen uns auf dein Feedback, empfehle uns ruhig weiter und einen erfolgreichen Juni!

Viele Grüße
Armin Scharf & Martin Krautter

#optoelektronik #biotechnologie

Nano-Led macht Smartphone zum Mikroskop

Foto: Singapore-MIT Alliance

Unter dem griffigen Titel ‚SMART‘ (Singapore-MIT Alliance for Research and Technology) arbeiten Forschende aus Singapur mit dem MIT in Boston zusammen. Jüngstes Ergebnis dieser Kooperation: die kleinste LED der Welt. Die Lichtquelle ist kleiner als die Wellenlänge des von ihr produzierten Lichts, sie wird in CMOS-Technologie auf Siliziumwafern hergestellt und lässt sich somit direkt in Photonik-Chips integrieren. Mit Hilfe der winzigen LED konstruierte das Forschungsteam als Anwendungsbeispiel das kleinste bisher gebaute holografische Mikroskop: Es benötigt keine Linsenoptiken, sondern rekonstruiert die Abbildung durch Berechnungen eines neuronalen Netzwerks. Auch hierbei gelang ein Durchbruch: Das neuronale Netzwerk muss nicht trainiert werden, da ein physikalisches Modell in den Algorithmus eingebettet ist.

Dieser Ansatz macht miniaturisierte, robuste und billige Mikroskope denkbar, die sich zum Beispiel in mobilen Analysegeräten oder Implantaten für Biologie, Medizin und Landwirtschaft integrieren lassen. Prinzipiell, so die Forschenden, könnten selbst Smartphone-Kameras mit der Technik ausgerüstet werden und sich so in jederzeit und überall verfügbare, leistungsfähige Mikroskope verwandeln.

Singapore-MIT Alliance for Research and Technology | https://smart.mit.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Professor Rajeev Ram | Research Laboratory of Electronics, MIT | rajeev@mit.edu (Öffnet in neuem Fenster)

#aerobotics #softrobotics #pneumatik #drohnen

Die Klügere gibt nach: Drohne mit pneumatischer Struktur

Fotos: Arizona State University

Der Luftfahrt-Ingenieur Wenlong Zhang und sein Team an der Arizona State University haben eine experimentelle Quadrocopter-Drohne namens ‚SoBar‘ (Soft-bodied aerial robot) mit einem aufblasbaren Chassis aus PU-beschichtetem Nylon konstruiert. Sie erwies sich als leichter und zugleich robuster als starre Drohnen, zum Beispiel bei unsanften Landungen oder Kollisionen mit Wänden und Objekten. Die Drohne besitzt außerdem einen Greifer aus bistabilen Stahlfedern, der bei Berührung mit einem Objekt zuschnappt und die Drohne ohne weiteren Energieaufwand festhält. Ein pneumatischer Aktuator löst den Greifer bei Bedarf wieder. Ein innovatives Design, das nicht nur wertvolle Energie spart, sondern auch die Risiken beim Einsatz zum Beispiel zur Erkundung eingestürzter Gebäude oder in unmittelbarer Nähe von Menschen senkt.

Arizona State University, Ira A. Fulton Schools of Engineering | http://engineering.asu.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Wenlong Zhang| wenlong.zhang@asu.edu (Öffnet in neuem Fenster)

#uxdesign #interfacedesign #haptik

Elektro-Osmose bringt Haptik auf Touchscreens

Fotos: Future Interfaces Group, Carnegie Mellon University

Flache Touch-Displays sind inzwischen allgegenwärtig, bieten jedoch nur minimale haptische Rückmeldungen. Um dies zu verbessern, wird viel Forschung in haptische und formverändernde Displaytechnologien investiert, die schnell reagieren und millimetergenaue Veränderungen ermöglichen. Eine neue Art eines solchen formverändernden Displays präsentierten Forschende der Carnegie Mellon University: Es verwendet eingebettete elektroosmotische Pumpen (EEOPs), die nur 1,5 mm dick sind und dennoch genug Druck erzeugen können, um dynamische taktile Merkmale auf einer Oberfläche zu hervorzurufen.

Für Interface- und UX-Designer*innen eröffnet diese Technologie interessante Möglichkeiten, um die Bedienung von Touchscreens zu erleichtern und das Benutzererlebnis zu verbessern – etwa, was Barrierefreiheit und Zugänglichkeit zum Beispiel bei Smartphones oder Automaten im öffentlichen Bereich angeht. Besonders viel Potenzial hätten solche Displays allerdings im Automotive-Bereich: Dort wird die Notwendigkeit, zur Bedienung von Touchscreens den Blick vom Verkehr abwenden zu müssen, stets kritisiert.

Future Interfaces Group, Carnegie Mellon University | www.figlab.com (Öffnet in neuem Fenster)
Craig Shultz | cshultz@cmu.edu (Öffnet in neuem Fenster)

#uxdesign #interfacedesign #sensorik #displays

Alles wird zum Touchpad

Foto: Interactive Sensing and Computing Lab, University of Michigan

Ein neues Berührungseingabesystem namens ‚SAWSense‘ präsentierte ein Forschungsteam der University of Michigan. Es funktioniert akustisch und nutzt die Technologie von Knochenschall-Mikrofonen: Diese registrieren nur jene Schallwellen, die sich an der Oberfläche von Objekten fortpflanzen. Das System erkennt verschiedene Eingaben wie Tippen, Kratzen und Streichen mit 97-prozentiger Genauigkeit und soll selbst in lauten Umgebungen, entlang unregelmäßiger Geometrien und auf Textiloberflächen von Kleidung und Möbeln funktionieren.

„Damit könnte man zum Beispiel die gesamte Oberfläche des Körpers wie eine interaktive Oberfläche behandeln“, erklärt der am Projekt beteiligte Doktorand Yasha Iravantchi. Aber auch Tische oder andere Arbeitsflächen ließen sich einfach und wenig störanfällig als Interface verwenden. Zur Auswertung der Schallwellen kommt einmal mehr Maschinenlernen, sprich eine KI zum Einsatz

University of Michigan, Ann Arbor | Interactive Sensing & Computing Lab | https://theisclab.com/projects/SAW-Sense/SAW-Sense.html (Öffnet in neuem Fenster)
Alanson Sample | apsample@umich.edu (Öffnet in neuem Fenster)

#security #kryptografie #plagiate

Gegen Plagiate: Barcode codiert Oberflächenstruktur

Foto: Fraunhofer IAP

Produktpiraterie – ein Dauerärgernis für Gestaltende, aber auch ein potenzielles Sicherheitsrisiko, nicht nur bei Medikamenten oder Ersatzteilen. Am Fraunhofer-Institut IAP entsteht im Rahmen des Projektes ‚SmartID‘ ein fälschungssicheres Barcode-System, mit dem sich Produkte einfach per Smartphone, offline und ohne Zugriff auf eine Datenbank authentifizieren lassen. Das System nutzt die individuelle Oberflächentextur jedes einzelnen Produkts oder der Verpackung als Sicherheitsmerkmal.

Der Barcode am Produkt enthält eine Herstellersignatur sowie einen kryptografisch erzeugten Schlüssel auf Basis der individuellen Oberflächenmerkmale. Die Kamera des Smartphones erfasst Barcode wie auch Oberflächentextur, eine spezielle App gleicht die erfassten Daten ab. Laut den Forschenden bietet das Verfahren Sicherheit durch eine physikalisch nicht klonbare Funktion und lässt sich einfach in bestehende Produktionslinien integrieren. 

Fraunhofer IAP | www.iap.fraunhofer.de/de/Projekte/smartid.html (Öffnet in neuem Fenster)
Dr. Tobias Jochum | tobias.jochum@iap.fraunhofer.de (Öffnet in neuem Fenster)

#displays #wearable

Durchbruch in Sachen flexible Displays

Foto: University of Chicage / John Zich

Elastisch dehnbare, flexibel formbare Displays sind seit langem ein Traum von Designer*innen, denn die Anwendungsmöglichkeiten scheinen grenzenlos: von aufrollbaren Bildschirmen bis zu Displays, die sich an frei geformte Produktoberflächen oder als Wearable an den Körper anschmiegen. Jetzt gelang einem Team an der Pritzker School of Molecular Engineering (PME) der University of Chicago ein Durchbruch dank neuen OLED-Materialien. Ihr Display-Prototyp kann auf mehr als das Doppelte seiner Länge gedehnt werden, behält dabei Lichtemission und ein klares Bild bei. Da sie auf der Elektro-Lumineszenz von Polymeren basieren, waren OLEDs die vielversprechenden Kandidaten für flexible Displays. Allerdings waren sie bisher eher steif und spröde.

Die Forschenden simulierten im Computer, welche Polymere Leuchtkraft und Dehnbarkeit optimal verbinden konnten und stellten diese dann im Labor her. Den Schlüssel zum Erfolg lieferte ein Effekt namens „thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz“ – sie ermöglicht es den Materialien, elektrische Energie äußerst effizient in Licht umzuwandeln.

University of Chicago – Pritzker School of Molecular Engineering | https://pme.uchicago.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Sihong Wang | sihongwang@uchicago.edu (Öffnet in neuem Fenster)

Autonome Laster und mehr

Während die Welt noch immer auf den selbstfahrenden Pkw wartet, setzen Nutzfahrzeuge fast unbemerkt zum Überholen an. Wir haben recherchiert – und hier aus Design- und Technologiesicht interessante Projekte zusammengetragen.

Die Agrarspezialisten Lemke und Krone zeigen mit der Konzeptstudie Combined Powers, wie dereinst auf dem Acker geschafft wird: autonom. Die zwei Prototypen wurden bereits auf dem Feld mit unterschiedlichsten Anbaugeräten getestet. Die Fahrzeuge mit ihren 38-Zoll-Rädern eignen sich für Schub- und Zugbetrieb, wiegen maximal acht Tonnen und werden dieselelektrisch betrieben – die Substitution des 170 kW-Dieselmotors lässt sich