16.10.2019

Überwachung per Magnetfeld

Magnetfeldsensoren als Alternative zu Kameras und Infrarotdetektoren.

Einen Flughafen, eine Lagerhalle oder einen Militär­stützpunkt abzusichern, ist eine riesige Heraus­forderung. Oft umfassen solche Areale kilometerlange Zäune, die es Kriminellen leicht machen, eine abgelegene Stelle zum Einbruch zu finden. Eine Lösung könnte ein Sensorkabel sein, das mit Magnetfeld­sensoren ausgestattet ist. Bereits minimale Änderungen des Erdmagnet­felds zeigen dann an, wenn sich jemand am Zaun zu schaffen macht. Ein solches Kabel hat die Arbeitsgruppe von Uwe Hartmann in den vergangenen Jahren entwickelt. Nun soll es zur Marktreife gelangen. Dafür erhält das Team rund 350.000 Euro aus dem Euro­päischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE.

Abb.: Uwe Hartmann mit einem Prototyp des Sensor­kabels, das das...
Abb.: Uwe Hartmann mit einem Prototyp des Sensor­kabels, das das Erdmagnet­feld misst und so kleinste Erschüt­terungen wahr­nehmen kann. (Bild: O. Dietze)

„Ein Mitarbeiter eines der größten Automobil­hersteller hat mir zum Beispiel erzählt, dass aus einem großen Reifen­lager oft Ware gestohlen wird, indem die Diebe unbemerkt durch den Zaun, der das Gelände umgibt, einbrechen und auch wieder verschwinden“, nennt Hartmann ein Beispiel. Solche riesigen Lager­hallen, wie sie beispiels­weise ein Automobil­hersteller braucht, sind schwer zu überwachen. „Üblicher­weise mache ich das heute mit Kameras, Infrarot­sensoren und ähnlichen Tech­nologien“, erklärt der Physiker. Hinzu kommen teure Ergänzungen wie ein patrouil­lierender Wachdienst oder Scheinwerfer­anlagen, die die Überwachung möglichst lückenlos und für alle Wetterlagen und Tageszeiten zu gewähr­leisten. 

„Wir haben in den vergangenen Jahren in Saar­brücken eine Reihe von Sensoren entwickelt, die diese Überwachung sehr viel intelligenter und kosten­günstiger übernehmen könnten“, sagt Hartmann. So hat er gemeinsam mit seinem Team am Lehrstuhl für Nanostruktur­forschung und Nano­technologie in Saarbrücken ein dünnes Kabel entwickelt, das in einigen Metern Umkreis um sich herum alles wahrnehmen kann, was das Erdmagnet­feld in irgendeiner Weise ändert. Es kann an Zäunen angebracht unterscheiden, ob nur der Wind an den Maschen rüttelt oder ein Bolzenschneider. Im Boden verlegt erkennt es Autos, nimmt wahr, in welche Richtung sie fahren, unterscheidet sie von Lastwagen. Sogar Drohnen, die in ein paar Metern Höhe das Kabel überfliegen, bemerkt es – ebenso wie auch den Reiß­verschluss oder das Handy von dem, der darüber geht. 

Dieses Kabel soll nun entscheidend verbessert werden, etwa, indem seine Bauweise modular auf mehrere Kilo­meter Länge ausgelegt wird. Zudem sollen die darin befindlichen Sensoren mithilfe Künstlicher Intel­ligenz über Jahre stetig besser werden, indem sie lernen, kritische Ereignisse wie zum Beispiel einen Einbruchs­versuch von alltäglichen Dingen wie Wind, Regen, Hagel oder auch einem Vogel, der sich auf den Zaun setzt, unterscheiden zu lernen. Die jeweiligen spezifischen Erschütterungs­muster würde sich das intelligente Sensoren­geflecht in Echtzeit selbst beibringen. Außerdem sind auch drahtlose, völlig autonom arbeitende Varianten in der Entwicklung „Die Hauptaufgabe wird sein, den best­möglichen Kompromiss aus Sensi­tivität, Echtzeit­fähigkeit, geringer Fehlalarm­quote und Herstellungs­kosten für bestimmte Sicherungs­objekte zu finden“, erklärt Hartmann. 

Gelingt es den Wissenschaftlern, während der Projektlaufzeit von zwei Jahren das Sensorkabel zur Anwendungsreife zu bringen, könnte diese Technologie in Zukunft große Areale, aber auch Privatgrundstücke effizient und günstig gegen Einbruch absichern. Weitere denkbare Einsatzfelder wären beispielsweise die Verkehrsüberwachung oder der Zugverkehr, wo die Messdaten als Grundlage für eine effektivere Verkehrsleitsysteme genutzt werden könnten.

U. Saarland / JOL

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