Georg Kaniak hat Ultraschallmessungen zur 3-D-Orientierung verbessert: So bekommen mobile Roboter eine höhere Messgenauigkeit und weitere Messwinkel.
Ultraschallmessungen kennen die meisten bloß vom Besuch beim Arzt. Doch Schallwellen werden auch in der Industrie häufig eingesetzt, um in Dinge hineinzublicken oder um unbelebten Objekten eine Orientierung im Raum zu ermöglichen. Georg Kaniak verbesserte in seiner Dissertation Ultraschallsender und -sensoren, die man für die 3-D-Orientierung von Greifarmen oder mobilen Robotern im Industrieprozess verwenden kann (TU Wien, Betreuer: Gottfried Magerl, Herbert Schweinzer). Da seine Grundlagenforschung viel mit technischen Anwendungen zu tun hat, erlangte der junge Wiener kürzlich auch den ersten Preis in der Kategorie IKT bei den Inits-Awards des universitären Gründerservice. „So wie Fledermäuse zur Orientierung breitbandige Schallsignale aussenden, verwenden wir hier eine Bandbreite von etwa 25 Kilohertz“, so Kaniak. Die unterschiedlichen Frequenzen führen zu unterschiedlichen Reflexionen der umgebenden Objekte. „In industriellen Innenräumen hat man sehr glatte Oberflächen. Diese reflektieren den Schall so wie ein Spiegel das Licht“, erklärt Kaniak.
Seine Messungen kann man sich vorstellen, „wie wenn man im Spiegelkabinett einen Blitz aufleuchten lässt und die Reflexionen dreidimensional abbildet“. Bewegt man den Sensor, bewegen sich die reflektierten Punkte, und so kann man auf die Geometrie der umgebenden Objekte schließen. Die Messung ist aber auch von der Raumtemperatur abhängig. „Wenn man Temperaturschwankungen in der Messung kompensiert, können wir auf die Distanz von einem Meter nun auf den Zehntelmillimeter genau die Umgebung vermessen.“ Dies war ebenso ein Highlight in der Weiterentwicklung des Ultraschallsensors wie die Tatsache, dass der Sensor quasi „auf die Seite schielen“ kann.
„Bisher konnten solche Sensoren meist nur in der Hauptkeule der Abstrahlung Dinge erkennen, also in einem Öffnungswinkel von 20 bis 25 Grad. Aber mit der neuen Technik unter Berücksichtigung der ,Abstrahlcharakteristik‘ können wir Signale auswerten, die 90 Grad von der Seite kommen.“ Ein mobiler Roboter könnte also mit dem ausgesendeten Ultraschall auch die Wand abtasten, an der er entlangfährt. Kaniak hat inzwischen sein eigenes Unternehmen gegründet und beschäftigt sich bei „BlueLocar“ nun mit Ultraschallkommunikation und Ortung für Taucher (ebenfalls gefördert vom Inits-Gründerservice).
("Die Presse", Print-Ausgabe, 13.11.2011)