Entwickelt sich im Dickicht ein Waldbrand? Entstehen an den Brückenpfeilern kleine Risse? Funktionieren auch die unzugänglichen Teile der Fertigungsanlage einwandfrei? Zukünftig könnten so genannte autonome vernetzte Sensorsysteme – auch "smart dust" oder "e-Grain" genannt – schon bald Antworten auf diese und andere Fragen geben.
Ein autonomes vernetztes Sensorsystem besteht aus einer Vielzahl von kleinen Mikrosystemen, die am Untersuchungsobjekt verteilt – also beispielsweise mit dem Hubschrauber über einem potenziellen Waldbrandgebiet abgeworfen oder beim Brückenbau an den Pfeilern angebracht – werden. Obwohl oft nicht größer als ein Stück Würfelzucker, sind diese Systeme ausgesprochen vielseitig: Sie können wichtige Parameter ihrer Umgebung wie beispielsweise Vibrationen oder Temperatur messen und verarbeiten, sie können drahtlos Daten senden und empfangen und sie verfügen über eine unabhängige Energieversorgung. Damit können sie jahrelang dezentral zum Beispiel die Funktionsfähigkeit einer Fertigungsanlage überwachen, ohne ausgetauscht werden zu müssen.
Im Rahmenprogramm Mikrosysteme 2004-2009 (Themenschwerpunkt "Mikrosystemtechnik für autonome vernetzte Sensorsysteme") sowie im Förderungsprogramm "IT-Forschung 2006" (Forschungsbereich "Kommunikationstechnologien") fördert das BMBF mit mehr als 15 Millionen Euro die Entwicklung von innovativen Lösungen in diesem Bereich. Im Fokus stehen vor allem Anwendungen in der Industrie- und in der Prozessautomatisierung sowie im Bereich Sicherheit und Personenschutz. In den geförderten Verbundprojekten können sowohl mobile als auch stationäre Sensornetzwerke entstehen, die für neuartige Aufgaben der Datenerfassung und Auswertung geeignet sind.
Wichtige Forschungsschwerpunkte sind unter anderem die Zuverlässigkeit und Robustheit sowohl der einzelnen Knoten als auch der gesamten vernetzten Systeme, die Themen Energiemanagement und Echtzeitfähigkeit, die Entwicklung von selbstkonfigurierbaren Kommunikationsschnittstellen, neue Funksysteme und Netzarchitekturen, die Vernetzung verschiedener Systeme (Sensor- und Datenfusion) und die Integration in ein Kommunikationsnetz sowie notwendige Software- Entwicklungen.
Ebenfalls gefördert werden sollen Arbeiten zur Sicherung der Privatsphäre und zur Erhöhung der Datensicherheit im Sensornetzwerk, zur Entwicklung von low-power Sensorik und applikationsorientiertem low-power Schaltungsdesign, Entwicklungen für die freie Konfigurierbarkeit der Knoten und für die Ein- und Anbindung an Kommunikationsnetze sowie Arbeiten zur Mensch-Maschine-Schnittstelle.
(BMBF, 15.09.2006 – NPO)
