Die moderne RFID-Technik muss sich über Innovationsmangel nicht beklagen. Immer vielseitiger werden die Anwendungen und Bereiche, in denen die Technologie zum Einsatz kommt. Dies wurde auf der Smart SysTech 2012 in München deutlich, zu der die Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG) gemeinsam mit den Partnern VDMA, AIM und der TU München internationale Experten eingeladen hatte.

In einem Gemeinschaftsprojekt loten das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) und das Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung (IFF) in Magdeburg zurzeit die Potenziale der RFID-Technik zur Identifizierung von speziellen Frachtcontainern im Bereich der Logistik aus. Zwar ist die einheitliche RFID-basierte Kennzeichnung von Containern über die gesamte Transportkette hinweg bisher noch Zukunftsmusik. Dessen ungeachtet kann die RFID-Technologie nach Einschätzungen von Branchenkennern und Forschern die Datenqualität und damit die Transportsicherheit erhöhen. Zu den Etappenzielen gehört eine im Test befindliche Entwicklung, bei der ein mit einem RFID-System ausgestatteter Gabelstapler die Container während des Ladevorgangs scannt und diese via WLAN weiterleitet.

Über die Herausforderungen der Integration von RFID-Transpondern in faserverstärkte Kunststoffe berichteten Prof. Gunther Reinhart von der TU München und Josef Bernhard vom Erlanger Fraunhofer IIS. Aufgrund ihrer herausragenden Materialeigenschaften sind faserverstärkte Materialien in den verschiedensten Anwendungsbereichen zu finden. Ein Fokus ist der Flugzeugbau, wo faserverstärkte Komponenten wegen ihrer herausragen Materialeigenschaften in Verbindung mit einem geringen Gewicht besonders begehrt sind. Als Hemmschuh für die Verbreitung erwiesen sich jedoch bislang die relativ hohen Kosten, die vor allem durch den komplexen Produktionsprozess dieser Materialien hervorgerufen werden. Angaben der Forscher zufolge ist es mit Hilfe von in faserverstärkte Materialien integrierten RFID-Transpondern erstmals möglich, Produktionsprozesse sehr viel genauer als bisher zu analysieren und die daraus gewonnen Informationen zur Optimierung der Produktion zu nutzen.

Energieversorgung von Sensorknoten

Die Entwicklung von energieautarken drahtlosen Sensornetzwerken zur Zustandsüberwachung in industriellen Anlagen ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten im Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). In seinem Vortrag stellte Johannes Schmid ein neues Konzept zur Umsetzung einer optimierten Schaltung eines solarversorgten Sensorknotens vor. Netzwerke aus drahtlos kommunizierenden Kleincomputern, die jeweils mit mehreren Sensoren ausgestattet sind, finden in immer mehr Anwendungsgebieten Verwendung. Diese drahtlosen Sensornetze (WSNs) bieten die Möglichkeit, Phänomene der realen Welt verteilt und in Echtzeit zu erfassen und zu verarbeiten.

Die Energieversorgung dieser Sensorknoten ist dabei ein zentrales Thema, da Batterien nur begrenzte Laufzeiten haben und darum regelmäßigen Wartungsaufwand erfordern. Ziel der aktuellen Forschungsarbeit ist die Umsetzung eines Energy-Harvesting-Konzeptes durch Solarzellen. Hierzu soll ausgehend von einem bereits entwickelten Konzept eine Schaltung konzipiert werden, die es erlaubt die von der Solarzelle bereitgestellte Energie optimal auszunutzen. In der Fachterminologie wird dies als Maximum Power Point Tracking, kurz MPPT bezeichnet.

Anwendungen in der Medizintechnik

Tobias Volk vom Institut für Angewandte Forschung (IAF) der Hochschule Offenburg stellte anlässlich der Tagung das Projekt µTRANS vor. Dahinter verbirgt sich die Herausforderung, dass in der Entwicklung von Medikamenten, bei der Prüfung von Substanzen auf Verträglichkeit sowie für unzählige andere Zwecke in großem Umfang Versuchstiere, hauptsächlich Ratten und Mäuse, zum Einsatz gelangen, deren physiologische Reaktion auf die entsprechenden Stimulanzen gemessen werden müssen. Dies erfolgt entweder durch Töten der Tiere und anschließende Analyse oder durch Erfassung der physiologischen Parameter am Tier selbst, wozu die Tiere mit quälenden Anschlüssen und elektrischen Elektroden „verdrahtet“ werden müssen.

Die am Institut entwickelte RFID-Technologie und die damit verbundene extreme Miniaturisierungsmöglichkeit der Elektronik durch Integration in Silizium-Chips ermöglicht es nun, die Datenerfassung und Speicherung so zu verkleinern, dass sie in ein Implantat verlagert werden kann, das in das Versuchstier implantiert wird. Damit können alle elektrophysiologischen Daten berührungslos von außen über eine Käfigelektronik gelesen werden.