Caesar die Hand schütteln – Magnethaut aus Dresden soll’s möglich machen
Helmholtz-Forscher entwickeln hauchdünne elektronische Haut für Navigation in virtuellen Welten
Dresden, 27. März 2025. Haben Sie im Urlaub schon einmal die Ruinen des antiken Forums in Rom angeschaut oder die zerbröselte Agora von Argos? Da denkt sich der gemeine Tourist schon mal: Jetzt würde ich das Herz der alten Stadt gerne mal so sehen, wie es vor über 2000 Jahren aussah, Julius Caesar die Hand schütteln oder Polyklet beim Meißeln zuschauen. Diese und ähnliche Erlebnisse mit augmentierter Realität, modernen Sensorhandschuhen und superschnellen Netzwerken möglich zu machen, daran arbeiten auch Dresdner Forscher an der TU, im Exzellenzzentrum Ceti und im Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf (HZDR) bereits seit Jahren. Nun hat ein Team um den HZDR-Wissenschaftler Dr. Denys Makarov eine verbesserte elektronische Magnethaut vorgestellt, mit der Menschen, Avatare und Roboter besonders intuitiv in virtuellen Welten interagieren können.
E-Häute sind bisher eher unbequem
Versuche, eine künstliche elektronische Haut herzustellen, gibt es zwar schon länger. Bisher sind solche „eSkins“ aber oft recht klobig, unbequem und saugen schnell ihren Akku leer. „Unsere Idee war, ein System zu entwickeln, das energieeffizienter ist und besser zum Menschen und zur weichen menschlichen Haut passt“, sagt Makarov.
Deshalb haben er und sein Kollege Pavlo Makushko eine nur wenige Mikrometer dünne Magnetfolie entwickelt, die besonders leicht, durchsichtig und luftdurchlässig ist, so dass die menschliche Haut darunter weiter atmen kann. Sie ist mit einer hauchdünnen, ebenfalls durchsichtigen Funktionsschicht überzogen, deren elektrischer Widerstand sich ändert, wenn Magnetfelder anliegen. Dadurch kann die E-Haut Magnetfelder „fühlen“. Eine Auswerte-Elektronik berechnet in Kombination mit einem Tomografie-Verfahren, wo sich die Hand mit der künstlichen Haut in einem äußeren Magnetfeld befindet und wie sie sich bewegt – verortet den Menschen also im realen wie im virtuellen Raum.
„Konzeptionell funktionieren E-Skins jetzt ähnlich wie der menschliche Körper“
Pavlo Makushko, HZDR-Forscher
„Solch großflächige magnetosensitive Smart Skins gab es bisher nicht“, betont HZDR-Doktorand Pavlo Makushko. „Konzeptionell funktionieren E-Skins jetzt ähnlich wie der menschliche Körper. Bei echter Haut spielt es keine Rolle, wo ich sie berühre: Das Signal gelangt über die Nerven ins Gehirn, wird dort verarbeitet und das Gehirn erkennt den Berührungspunkt. Bei den neuen E-Skins nutzen wir nun eine einzige globale Sensorfläche – wie unsere Haut. Und eine einzige zentrale Ausleseeinheit rekonstruiert das Signal – wie unser Gehirn“.
Navigation per Kontaktlinse und Smartphone-Zugriff beim Tauchen
Nutzbar ist solch eine elektronische Haut nicht nur für Ausflüge in virtuelle Welten: „Im Winter könnten Menschen ein mit optisch transparenten Magnetsensoren ausgestattetes Smartphone mit einem Magnetpad am Finger eines Handschuhs bedienen“, zählen die HZDR-Forscher potenzielle Einsatzfelder auf. Selbst beim Tauchen lasse sich damit ein Smartphone noch bedienen. Denkbar sei auch, die E-Haut zu verwenden, um per Kontaktlinse in virtuellen Realitäten zu navigieren. Weitere Einsatzfelder sind Roboter mit einer Art „Körpergefühl“, die eigene Bewegungen erkennen, intuitive Maschinensteuerungen oder neue Interaktionswege zwischen Mensch und Roboter.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: HZDR, Wikipedia, Oiger-Archiv
Wissenschaftliche Publikation:
„Scalable magnetoreceptive e-skin for energy-efficient high-resolution interaction towards undisturbed extended reality“ von P. Makushko, J. Ge, G. S. Cañón Bermúdez, O. Volkov, Y. Zabila, S. Avdoshenko, R. Illing, L. Ionov, M. Kaltenbrunner, J. Fassbender, R. Xu und D. Makarov, in: „Nature Communications“, 2025, DOI und Fundstelle im Netz: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56805-x
Die elektronische Haut aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf besteht aus einer durchsichtigen Membran mit hauchdünner Magnetschicht, die die Position der Hand in einem Magnetfeld ortet. Ein kleine Auswerteeinheit samt Mini-Akku unterstützt die Navigation. P. Makushko für das HZDR
An immer mehr historischen Orten wird es möglich, das Ambiente früherer Zeiten per augmentierter Realität für Touristen sichtbar zu machen. Elektronische Magnethäute wie die vom HZDR Dresden sollen künftig auch die intuitive Navigation und Interaktion in solchen Virtuellen oder Agmentierten Welten verbessern. Visualisierung: Gemini, Prompt: Heiko Weckbrodt
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