ECO-touch

Energieautarke Touch-Interfaces mit PyzoFlex®-Technologie

Ein österreichisches Konsortium bestehend aus der KEBA AG, dem Media Interaction Lab der Fachhochschule Oberösterreich und JOANNEUM RESEARCH entwickelt ein energieautarkes,kraftsensitives Touch-Interface für die mobile Maschinenbedienung.

Es klingt noch wie Zukunftsmusik: Die intuitive Steuerung von Industrierobotern mittels eleganter und verlässlicher, drucksensitiver Touch-Interfaces an Stelle von Drehreglern, Tastern und Schaltern.  In dem von der FFG geförderten Projekt „ECO-touch“ wird diese Vision verwirklicht. Berührungssensitive Folienelemente werden in die Oberflächen von mobilen Bediengeräten der Firma KEBA AG integriert. Mit diesen großflächig druckbaren Sensoren, basierend auf der bei JOANNEUM RESEARCH entwickelten PyzoFlex®-Technologie, werden Berührungen durch den piezoelektrischen Effekt in elektrische Energie umgewandelt, auf der Bedienfläche lokalisiert und deren Druckkraft quantifiziert. Dank der Nutzung von Siebdruck können derartige Sensoren auf flexiblen Oberflächen sehr kostengünstig hergestellt werden.

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Technologie

Die Technologie hinter PyzoFlex®-Sensoren

Überall wo Druck-/Temperaturänderungen, Schwingungen, und Stoßwellen auftreten, können Piezogeneratoren die mechanischen Deformationen (Dickenänderungen) und Pyrogeneratoren die Temperaturunterschiede in elektrische Energie umwandeln. Als Materialbasis dienen dabei ferroelektrische Polymere aus der PVDF-Klasse (Polyvinylidenfluorid), welche nach einer elektrischen Polung starke piezo- und pyroelektrische Aktivität zeigen und ausgesprochen stabil sind, d.h. eine hohe chemische Robustheit aufweisen, sehr UV-beständig und witterungsfest sowie schwer entflammbar sind. Die Sensoren sind in der Lage Druckunterschiede zwischen 30 Gramm und einem Kilogramm akkurat zu erkennen. Je nach Elektronik und Anzahl der verwendeten Sensoren können diese bis zu 100-mal pro Sekunde abgetastet werden, wodurch schnelle Reaktionszeiten und eine flüssige Interaktion ermöglicht werden.

Flexible, semitransparente PyzoFlex®-Folie.

Projekt Partner

JOANNEUM RESEARCH: Die Innovationsschmiede in Zahlen und Fakten

Die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH entwickelt Lösungen und Technologien für Wirtschaft und Industrie in einem breiten Branchenspektrum. Rund 455 Mitarbeitende der  Innovationsschmiede betreiben Spitzenforschung auf internationalem Niveau an den Standorten Graz, Wien, Weiz, Hartberg, Niklasdorf und Leoben. Unter Einsatz moderner, auf Miniaturisierung, Integration und Werkstoffoptimierung beruhender Technologien und Verfahren, bietet das Institut MATERIALS interdisziplinare Lösungsansätze für die gesamte Wertschöpfungskette. Dazu zählen großflächige Mikro- und Nanostrukturen, Bio- und Chemosensoren, Lichttechnologien, funktionalisierte Oberflächen oder Laserprozesse.

Media Interaction Lab - FH Oberösterreich, Campus Hagenberg

Das Media Interaction Lab ist eines der führenden österreichischen Forschungslabore im Bereich “Human Computer Interaction”. Dabei liegen die Forschungsschwerpunkte auf Interface- und Interaktionsdesign sowie der Evaluierung von Anwendungen im Bereich von interaktiven Multi-User-Oberflächen. Durch die Verwendung von modernsten Eingabetechnologien (u. a. digitale Stifte, Touchscreens oder Bewegungserkennung) wird für jede Aufgabenstellung ein innovatives und bestmögliches Bedienkonzept entwickelt.

KEBA AG

Im Jahr 1968 in Linz gegründet ist KEBA heute ein international agierendes Unternehmen, das seinen Erfolg aus technologischen Innovationen, höchstem Qualitätsanspruch und der Dynamik und Begeisterungsfähigkeit seiner Mitarbeiter schöpft. In mehreren Geschäftsbereichen arbeitet KEBA laufend an neuen Entwicklungen und Branchen-Lösungen mit dem Ziel, ihren Kunden nachhaltige Wettbewerbs­vorteile zu verschaffen. Für den Bereich Industrieautomation stehen Steuerung und Bedienung komplexer Automatisierungssysteme im Fokus. Aber auch Steuerungen für Biomasseheizungen, Geld­auto­maten, Strombetankungs- und Logistiksysteme und einiges mehr werden an internationale Kunden geliefert.

Stimmen

„Das Anwendungsspektrum für derartige Sensoren, die dank ihrer Biegbarkeit auf beliebig gekrümmten und dimensionierten Oberflächen integriert werden können, scheint aus heutiger Sicht unbegrenzt. PyzoFlex®-Sensoren könnten in allen Bereichen des täglichen Lebens und auch im industriellen Umfeld eingesetzt werden, um Oberflächen interaktiv zu machen. Besonders die Bereiche Unterhaltungselektronik (intuitive Mensch-Maschine-Interfaces), Sicherheit (Arbeitsplatzschutz, 360°-Bewegungsmelder, Biometrie), nutzungsorientierte effiziente Haustechnik, Robotik (künstliche Haut), Life Science (großflächige, medizinische Diagnostik), industrielle Diagnostik (Thermometrie) und Automotive (Energy Harvesting) sind als interessant einzustufen.“ erläutert Mag. Dr. Barbara Stadlober, Leiterin der Forschungsgruppe Mikro- und Nanostrukturierung.

„Die Herausforderung bei der Entwicklung der Folie war zum einen die Umsetzung eines robusten Trackings und zum anderen die Implementierung von neuen (geeigneten und intuitiven) Interaktionstechniken“, so Dr. Michael Haller, Leiter des Media Interaction Labs der FH OÖ.

Für DI Peter Kögl, Projektleiter und Innovationsmanager Industrieautomation KEBA, stehen Kundennutzen und praktische Einsetzbarkeit im Vordergrund:  "Mühelose und verlässliche Bedienung sowie maximale Energieeffizienz sind mit Sicherheit wesentliche Schlüsselfaktoren für die nächsten Generationen intelligenter Produkte. Mit PyzoFlex® können im ersten Schritt schon bestehenden Bedienkonzepte deutlich aufgewertet werden. Aufgrund der großen gestalterischen Potenziale werden aber auch ganz neue Interface-Designs möglich, bei denen die Interaktionsfähigkeit unmittelbar in die intuitive und ergonomischen Gestaltung des Produktes integriert ist. Für KEBA ist dabei äußerst wichtig, die hohen Erwartungen der Kunden immer auch in Bezug auf Zuverlässigkeit und Robustheit zu erfüllen."

Förder-geber

 

 

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.

Facts
Projektlaufzeit:

April 2012 bis März 2015

Projektbudget:

€ 1.096.392.-