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Studio 9 | Beitrag vom 30.06.2014

ElektronikPapier ist nicht länger geduldig

In Zukunft wird mit "aktivem Material" anstatt Tinte gedruckt

Von Andrej Tschitschil

(picture alliance / ZB / Universität Jena)
Gedruckte Elektronik - Silberstruktur für mobile DNA-Analyse (picture alliance / ZB / Universität Jena)

Im Supermarkt eine Dose berühren und auf dem Smartphone sofort erfahren, was da alles drin ist - Experten meinen, dies wird in ein paar Jahren möglich sein dank "connected paper". Es wird mit aktivem Material bedruckt, das seine Informationen bei Berührung über den Körper auf das Smartphone überträgt.

Lars Bauer, Ericsson: "Es läuft so ab, ich berühre das bedruckte Papier, die Berührung aktiviert die Elektronik auf dem Papier, die Datenübertragung, also die Identität des Produkts oder der Link ins Internet samt Fehlerkorrektur wird mit 10KB/s über den Körper übertragen. Die App im Empfangsgerät verarbeitet dann die Identität, unterhält sich mit der Datenbank im Internet und stellt die Informationen über das Produkt so zur Verfügung, dass es vom Smartphone oder anderem Endgerät angezeigt werden kann."

Für Lars Bauer von Ericsson ist dieses Szenario, bei dem der Körper als USB-Kabel fungiert in zehn Jahren Realität. Der moderne Smartphonebesitzer, der homo smarticus, kann dann durch Berührungen auf Jagd gehen und Informationen sammeln. Connected paper heißt die Technologie, die Umgebung, Körper und Telefon miteinander verbindet. Dr. Peter Dyreklev ist Projekt-Manager im Bereich organische und gedruckte Elektronik am schwedischen Forschungsinstitut Acreo.

Dr. Peter Dyreklev: "Gedruckte Elektronik ist eine neue Produktionsmethode, bei der man herkömmliche Druckverfahren, wie zum Beispiel beim Drucken von Bildern einsetzt, nur wird die Tinte ersetzt durch aktives bzw. funktionales Material. So können sie elektronische Bauelemente drucken, also Halbleiter, Metalle, Isolatoren, sogar Sensoren sind denkbar - verschiedene elektronisch aktive Materialien. Sie können also ein elektronisches Gerät mit einem Drucker herstellen."

Gedruckte Elektronik kann kommunizieren und sich vernetzen

Bereits jetzt beherrscht die Technik unseren Alltag. Ob Chipkarten, Solarzellen, leuchtende Verpackungen oder organische LEDs. In den kommenden Jahren wird die noch junge Technologie enorm an Einfluss gewinnen. Sie hat einen weiteren Vorteil: gedruckte Elektronik kann kommunizieren, fühlen, Daten sammeln und ist mit dem Internet verbunden. Jan Hederen von Ericsson erklärt in einem youtube Video die Zusammensetzung von connected paper.

Jan Hederen: "Das hier ist ein ganz normales Verpackungsetikett, sichtbar ist die bedruckte Oberfläche, auf der Rückseite bzw. im Inneren befindet sich die Elektronik. In diesem Fall haben wir eine gedruckte Batterie und eine gedruckte Antenne, es könnte aber auch ein gedruckter Sensor oder ein simples Display sein. Und dann brauchen wir noch einen kleinen Chip für die Verarbeitung der Daten. Dieses kleine Etikett kann dann an Dosen, Verpackung oder, wenn ich das möchte, sogar an mir persönlich angebracht werden."

Mit der Berührung der Verpackung wird ein Datenpacket mit einer Größe von wenigen Bits durch den Körper gesendet. Es enthält einen Verweis zu den gewünschten Informationen im Internet. Der Körper stellt somit das Netzwerk zwischen Verpackung und Endgerät her. Kapazitative Kopplung heißt diese neue Form der Datenübertragung. Entwickelt an der Universität Linköping ermöglicht sie auch den Transport von größeren Datenmengen wie Musik oder Bildern durch den Körper. Magnus Bergren ist Professor für organische Elektronik an der Universität Lingköping.

"Bei der gedruckten Elektronik besteht das Signal aus Elektronen. Durch den direkten Kontakt mit dem Körper werden dann Ionen bzw. kleinste Moleküle minimal aufgeladen. Das bedeutet nicht, dass ein starker Strom durch ihren Körper fließt. Das bedeutet nur, dass diese Ionen im Körper hin und her bewegt werden und diese Vibration wird durch den Körper weiter transportiert."

Dinge berühren und ihre Identität erfahren

Die Übertragungsfrequenz beträgt 10 Mhz und ist somit höher als bei allen anderen Körperfunktionen. Im Telefon erkennt ein Sensor die Spannungsschwankungen und kommuniziert mit einer dazugehörigen Anwendung. Dazu reicht es aus, wenn das Telefon sich am Körper, in der Jacke oder Hosentasche befindet. Im nächsten Schritt verarbeitet die Anwendung das Datenpacket mit dem Verweis und stellt die Verbindung zu den im Netz gespeicherten Informationen her.

Jan Hederen: "Also es geht wirklich darum, das Ganze einfach zu gestalten, Dinge zu berühren und die Identität des Produkts über die Berührung in ihr Endgerät zu bekommen. Dazu nutzen wir die Cloud, wir nutzen das Netzwerk, alle Informationen da draußen - die Identität des Produkt wird auf das Telefon transportiert und kommt mit personalisierten Informationen aus der Cloud direkt zu ihnen."

Connected paper befindet sich noch im Forschungsstadium.Innerhalb der nächsten Jahre hoffen die beteiligten Akteure, die Produktionskosten für gedruckte Elektronik zu senken und die Stabilität der kapazitativen Datenübertragung zu verbessern. Es fehlen zudem auch Industriestandards für den flächendeckenden Einsatz im Mobilfunkbereich. Die möglichen Anwendungsfelder sind aber bereits definiert.

Neue Form der Intelligenz

Lars Bauer (Ericsson): "Erste Einsatzgebiete könnten in der Tat Produktinformationen sein, zu Inhaltsstoffen, zu Unverträglichkeiten, bei Medikamenten auch zur Art der Einnahme. Sie können aber auch beliebige Zusatzinformationen beinhalten, von Kochrezepten über Rabattaktionen. In einem nächsten Schritt, wenn man entsprechende Sensorik damit koppelt, könnte man als Verbraucher dann auch sicherstellen, wenn man in die Tiefkühltruhe greift, dass das Produkt, das man da greift, während der ganzen Lieferkette gekühlt gewesen ist."

Mit connected paper erhält jede Oberfläche, jede Verpackung eine Identität und kann mit dem Internet kommunizieren. Diese neue Form der Intelligenz soll uns Sicherheit geben, der Kontrolle dienen und Verbraucher entlasten. Vor 20 Jahren hat der Mensch gelernt auf Links zu klicken und sich im virtuellen Raum zurechtzufinden. Nun wird das Internet real und Teil der menschlichen Umgebung. Mit all seinen Vor- und Nachteilen.

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Technik - Dinge herstellen, die man "so im Laden gar nicht kaufen kann" (Deutschlandradio Kultur, Thema, 28.01.2013)

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