AIMS – Entwicklung autarker und intelligenter Miniatur-Sensoren für selbstbestimmtes Wohnen

Die Integration mehrerer hundert Sensoren wird eine der größten Herausforderungen im Bereich des „digitalen Wohnens“ in den nächsten Jahren sein. Um eine automatische und intelligente Steuerung zur Raumklimaoptimierung, Heizkostenersparnis und Healthdetection zu integrieren, müssen nicht nur globale Parameter wie Raumtemperatur und Beleuchtung erfasst werden, vielmehr sind Informationen über lokale Eigenschaften (Lichtverhältnis in jeder Raumecke, Temperatur und Luftstrom an jedem Fenster zur Belüftungssteuerung etc.) notwendig. Im Rahmen einer selbstorganisierenden und autonomen Infrastruktur von Sensoren können dann Aktoren gezielt und ressourcenschonend gesteuert werden. Jedoch ist es mit derzeitigen Sensoren nicht möglich, eine flächendeckende Abdeckung der Wohnung zu erreichen. Der Grund liegt in Aufbau und Konstruktion solcher Sensoren, die vornehmlich aus auf einer Platine aufgebrachten Standardkomponenten bestehen. Dies führt zu großen Abmessungen und einem hohen Stromverbrauch, wodurch eine autarke Funktionsweise der Sensoren nicht zu erreichen ist.

Ein möglicher Ausweg aus diesem Dilemma ist die Integration aller Komponenten innerhalb eines hochintegrierten Schaltkreises. Dadurch kann der Platz- und Energiebedarf erheblich reduziert werden. Weitere Vorteile, wie redundante drahtlose Sensoren und eine ermöglichte Energieautarkie, sprechen ebenfalls für eine Entwicklung in diese Richtung. Um das langfristige Ziel eines „intelligenten Sensors zum Kleben“ zu erreichen, der nahezu beliebig in der Wohnung verteilt werden kann,  wird in diesem Projekt ein erster energieeffizienter Prototyp anhand eines Drucksensors erstellt. Sensor, Analog-/Digital-Umsetzung und Datenverarbeitung sollen dazu mittels einer gezielt optimierten Low-Power-Technologie zu einem Chip verschmolzen werden. Durch definierte Schnittstellen und einen generischen Architekturaufbau ist eine Integration verschiedenster Sensoren und Formen von Datenverarbeitung leicht umsetzbar. Mit Hilfe dieses Vorhabens soll ein erheblicher Beitrag zur praktischen Realisierung der Vision eines energieeffizienten und komfortablen Wohnens geleistet werden.