Quanten-Magnetfeldsensor Nervensignale steuern Prothesen, Exoskelette und Avatare

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Q.ANT GmbH

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Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

Die Entwickler von Q.ANT wollen mit ihrem Magnetfeldsensor die Mensch-Maschine-Schnittstelle grundlegend verändern. Der Sensor misst präzise kleinste elektrische Ströme über ihr Magnetfeld.

Technologien an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine haben das Potenzial, ganze Industriezweige zu revolutionieren. Das Stuttgarter Quantentechnologie-Unternehmen Q.ANT hat mit seinem Magnetfeldsensor nun einen entscheidenden Schritt in diese Richtung getan.

Mit dem neuen Sensor lassen sich feinste elektrische Ströme über ihr Magnetfeld einfacher und präziser als bisher messen. Damit ist erstmals ein nativer und intuitiver Zugang zu Biosignalen möglich. Der alltagstaugliche Miniatursensor kann beispielsweise Prothesen über Muskelsignale steuern und die Sensorik in der Medizintechnik auf ein neues Niveau heben.

Automobil- und der Elektronikindustrie

Der von Q.ANT entwickelte Magnetfeldsensor könnte die Mensch-Maschine-Schnittstelle grundlegend verändern. Mit dem Sensor lassen sich feinste elektrische Ströme über deren Magnetfeld messen. Damit erhält man einen nativen Zugang zu Biosignalen. Der kompakte Sensor ist für den Alltagseinsatz geeignet und kann beispielsweise Prothesen über Muskelsignale steuern, wodurch die Sensorik in der Medizintechnik auf ein neues Level gehoben wird. Er basiert auf Stickstoff-Fehlstellen-Zentren in Diamanten, die als hochempfindliche Sensoren für Magnetfelder dienen. .

„Die Quantensensorik ist ein Game-Changer für die Industrie. Für unseren Sensor kommen zahlreiche Anwendungsbereiche in Betracht, sei es in der Medizintechnik, der Elektronik- oder der Automobilindustrie. Wir schaffen hier etwas ganz Neues und das wird in vielen Branchen zu einem Umdenken führen. Die Anwendungen reichen von der Qualitätssicherung von Festplatten bis zum Identifizieren von Fehlströmen in Leistungschips oder Batterien, selbst Maschinen und Geräte dürften sich irgendwann durch Gedanken steuern lassen können,“ sagt Dr. Michael Förtsch, CEO von Q.ANT.

Menschliche Muskelsignale in Nervenbahnen

Der Sensor misst Magnetfelder im Bereich unter 100 Pikotesla bei Raumtemperatur, was einem Millionstel des Erdmagnetfelds entspricht. Diese Empfindlichkeit wurde bisher nur von Sensorsystemen unter sehr spezifischen Umgebungsbedingungen erreicht: gekühlt auf nahezu absoluten Nullpunkt bei -273 °C oder erhitzt auf 150 °C.

Der Magnetfeldsensor ist empfindlich genug, um sogar menschliche Muskelsignale in Nervenbahnen zu detektieren. Das Unternehmen zeigt an einem Aufbau mit einer Handprothese, wie der Magnetfeldsensor die Signale der menschlichen Muskulatur erkennt und sie an die Prothese überträgt, die sich daraufhin binnen Millisekunden zur Faust schließt.

Magnetische Signale sind präziser und zuverlässiger

In der Prothesensteuerung arbeiten magnetische Signale präziser und zuverlässiger als elektrische, die zum Beispiel durch Schweiß oder Haare auf der Haut gestört werden können. „Die neue Technologie hebt die prothetische Versorgung von Menschen mit Arm- oder Beinamputationen auf ein neues Niveau und verbessert damit deren Lebensqualität. Außerdem trägt sie zu einer besseren sozialen Integration von Menschen mit fehlenden Gliedmaßen bei“, sagt Dieter Jüptner, Vorsitzender des Bundesverbandes für Menschen mit Arm- oder Beinamputation.

Darüber hinaus kann der Sensor in der Rehabilitation zur Steuerung des Muskeltrainings oder zur Diagnose von Muskelfunktionsstörungen eingesetzt werden. So könnten neuronale Störungen erkannt oder die Diagnostik bei Querschnittlähmung verbessert werden. Exoskelette können auch intuitiv gesteuert werden und zur Arbeitssicherheit beitragen. Für die Telemedizin wäre es sogar denkbar, damit in Zukunft Avatare im Metaverse zu steuern. (heh)

Steuerung von Prothesen

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Magnetfelder von 300 Picotesla sind messbar

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