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Lenkradintegrierte Sensoreinheit erfasst Vitalfunktionen

Während der Fahrt den Gesundheitszustand des Wagenlenkers ablenkungsfrei überwachen: Das ist mit der neuen Entwicklung von BMW-Forschern und Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM) möglich. Denn es ist gelungen, für die Überwachung des Gesundheitszustandes eine lenkradintegrierte Sensoreinheit zu entwickeln. So kann der Fahrer während er unterwegs ist einen kleinen Gesundheitscheck durchführen lassen, zudem könnte das Gerät in Zukunft zur Früherkennung von Schwächeanfällen oder auch Infarkten dienen.

Das könnte ein weiterer Schritt in Richtung der Verbesserung der Fahrtüchtigkeit der Verkehrsteilnehmer sein. Wie es in diesem Zusammenhang auch Systeme wie den Müdigkeitsassistenten gibt. Zu nennen wäre beispielsweise das neue System von Ford namens Driver Alert, das mithilfe einer Frontkamera und dazugehöriger Software den Fahrstil auswertet. Ist das System der Meinung, dass eine Pause eingelegt werden sollte, erscheinen Warnmeldungen im Display. Ein weiteres System, das der Fahrerüberwachung dient, ist der neuartige EKG-Sitz, der im Rahmen eines Kooperationsprojektes zwischen dem Philips Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik der RWTH Aachen und dem europäischen Ford-Forschungszentrum in Aachen entwickelt und geprüft wurde. Dabei handelt es sich um ein kapazitives, in den Autositz integriertes Elektrokardiogramm-Messsystem, mit dem eine Überprüfung der Herzaktivität des Fahrers möglich wird.

Die nun neue Entwicklung, welche der TUM zusammen mit BMW-Forschern unter der Leitung von Professor Tim C. Lüth am Lehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik (Mi-Med) der TUM gelungen ist, ist ein System das Vitalparameter wie beispielsweise die Herzfrequenz, den Hautwiderstand sowie die Sauerstoffsättigung im Blut über einfache Sensoren im Lenkrad ermitteln kann. Die Forscher vermieden bei der Neuentwicklung die Verkabelung des Fahrers, indem sie geeignete Sensoren in das Lenkrad integrierten, erläutert die Hochschule. Über Funk werden die Messwerte an einen Mikrocontroller weiter gegeben. Dieser könne dann die Messergebnisse auf dem Display des Fahrzeuginformationssystems anzeigen. So lasse sich beispielsweise über den Hautleitwert des Fahrers erkennen, ob er sich in einer akuten Stresssituation befinde oder ob der Blutdruck einen kritischen Wert übersteige. Voraussetzung dafür sei lediglich, dass die Hände die lenkradinternen Sensoren berühren.

Zentraler Bestandteil der fahrzeugintegrierten Vitalparametermessung sind zwei marktübliche Sensoren. Ein Sensor sendet Infrarotlicht in die Finger und ermittelt aufgrund des reflektierten Lichts die Herzfrequenz sowie die Sauerstoffsättigung des Blutes, ein zweiter Sensor misst bei Berührung den elektrischen Widerstand der Haut. Darüber hinaus entwickelten die Wissenschaftler am Mi-Med eine Mikrocontrollerapplikation, die die Daten verarbeitet und zum Fahrzeug überträgt. Um die Datenbasis zu erweitern und möglichst zuverlässige Aussagen über den Gesundheitszustand des Fahrers treffen zu können, soll sich per Funk auch eine Verbindung zu weiteren externen Instrumenten, wie beispielsweise einem Blutdruckmessgerät, herstellen lassen.

Erste Tests mit Probanden in Kooperation mit dem Seniorenbeirat München verliefen vielversprechend, berichtet die TUM. Die in das Lenkrad integrierten Sensoren hätten während vier Fünftel der Fahrtzeit Messdaten geliefert. Mehr als die Hälfte der Testpersonen fühlten sich durch das System animiert, öfter mal einen Check durchzuführen, heißt es aus München.

Das Ziel des Projekts gehe aber über die Erfassung der Parameter und das Erkennen einzelner Dysfunktionen hinaus. "Unsere Vision ist, dass das Fahrzeug merkt, wenn der Fahrer sich nicht mehr wohl fühlt und dann geeignete Maßnahmen einleitet", betont Professor Lüth. "Wird eine Stresssituation mittels des Hautleitwerts erkannt, können beispielsweise Anrufe automatisch blockiert oder die Lautstärke des Radios selbständig reduziert werden. Bei schwerwiegenderen Problemen könnte das System auch die Warnblinkanlage einschalten oder die Geschwindigkeit reduzieren, bis hin zur automatischen Notbremsung".

Die Ergebnisse entstanden im Rahmen des Forschungsprojekts Fit4Age in der Gruppe der "Assistenzsysteme für die älter werdende Gesellschaft" und wurden von der Bayerischen Forschungsstiftung (BFS) gefördert. Den technischen Einbau der Komponenten in das Fahrzeug übernahmen die Kooperationspartner in der BMW Group.

Eine detaillierten Darstellung dieser neuen Entwicklung bietet ATZ 11/2011 im Fachartikel: "Integrierte Systeme zur ablenkungsfreien Vitalparametermessung in Fahrzeugen".
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