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Funktechnik

Raketenstart für eine neue Schlüsseltechnologie

Ultrabreitband gilt als Zukunftstechnologie für drahtlose Datenübertragung und Ortung.
Ultrabreitband gilt als Zukunftstechnologie für drahtlose Datenübertragung und Ortung.(c) imago images/McPHOTO (Fotograf via www.imago-images.de)
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Ultrabreitband gilt als Zukunftstechnologie für drahtlose Datenübertragung und Ortung. Ein Kärntner Forscher hat sie optimiert und ist überzeugt, damit renommierte Weltkonzerne übertrumpfen zu können.

Es kommt nicht alle Tage vor, dass ein Wissenschaftler von sich behaupten darf, mit seinem Team praktisch im Alleingang etwas entwickelt zu haben, was die Erzeugnisse namhafter Markenhersteller um Längen schlägt. Daniel Neuhold vom Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme der Universität Klagenfurt kann das für sich in Anspruch nehmen.

Konkret geht es um eine Technologie, die unter dem Kürzel UWB derzeit bei Smartphone-Herstellern auf reges Interesse stößt und in vielen Mobiltelefonen der neuesten Generation bereits eingebaut ist. Die drei Buchstaben stehen für „Ultra Wide Band“ (Ultra-Breitband). Der Funkstandard gilt als möglicher Nachfolger von Bluetooth, dient ebenso dem schnellen und zuverlässigen Datenaustausch zwischen Geräten und wird auch – ähnlich dem Satellitennavigationssystem GPS – für Lokalisierungsaufgaben genutzt. Neuhold und sein Team haben diese Technologie zwar nicht erfunden, aber wesentlich verbessert – vor allem, was die Genauigkeit der Lokalisierung betrifft.

Bisher ungekannte Präzision

GPS ist in der Lage, bei guten Empfangsbedingungen Objekte mit einer Abweichung von etwa drei Metern zu orten. Wenn große Unternehmen jetzt damit werben, dass die in ihren Geräten verbaute UWB-Technologie eine Standortbestimmung auf zehn Zentimeter genau ermöglicht, entlockt das Neuhold aber nur ein Lächeln. „Unsere Lösung schafft eine Präzision von wenigen Millimetern“, sagt er. Neue Software-Konzepte, mathematische Modelle und Berechnungsalgorithmen wurden dazu entwickelt sowie 14 Patentansprüche bewilligt.

Auch ein etwa drei mal zwei Zentimeter großes UWB-Elektronik-Board wurde vom Team rund um den Klagenfurter Übertragungstechnik-Spezialisten entworfen. Die Software kann als Plug-in (Zusatzmodul) zur Lokalisierung von Smartphones verwendet werden. Doch darum geht es Neuhold nicht. Ihm schweben Einsätze in Industrie, Logistik und Robotik vor. So kann das Board die Schlüsseltechnologie für ein vollständig automatisiertes Logistiksystem, etwa im Versandhandel, bilden: Die präzise Lokalisierung erlaubt es dem System, dreidimensional zu operieren. So können Bestellungen selbstständig abgearbeitet werden, indem Roboter die gewünschten Artikel zielgenau aus den Warenregalen greifen und bis zur Versandstelle bringen. Das verkürzt die Lieferzeit, reduziert teilweise gefährliche Tätigkeiten von Mitarbeitern und senkt die Kosten für Logistikbetreiber.

Da die von Neuhold entwickelte Lösung die Ortung mit nur minimaler Verzögerung im Tausendstelsekunden-Bereich – also praktisch in Echtzeit – durchführt, sieht er weitere Einsatzmöglichkeiten „überall dort, wo sich viel bewegt“. Beispielsweise bei Drohnen. „Wenn Dutzende dieser Geräte im Schwarm mit 200 km/h Geschwindigkeit eng beieinander fliegen, muss jede Positionsänderung sofort erkannt und benachbarten Drohnen mitgeteilt werden, um Zusammenstöße zu verhindern.“
Die Kärntner Wissenschaftler arbeiten seit nunmehr sechs Jahren an der Optimierung der UWB-Technologie und haben ihre Lösung bereits in Flugzeugen sowie in einer Ariane-Trägerrakete getestet. Ein derzeit in Gründung befindliches Start-up wird das Konzept als Business-to-Business-Lösung anbieten und soll damit, so Neuhold, den renommierten Weltkonzernen den Rang ablaufen.

Lexikon

Ultrabreitband oder Ultra Wide Band, (UWB) ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie, die hochfrequente Funksignale über eine Bandbreite von mehreren Hundert Megahertz überträgt. Damit ausgestattete Geräte können die exakte Position anderer Objekte in ihrer Umgebung bestimmen und zugleich unter Verwendung hoher Datenraten mit diesen kommunizieren.