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 Forschung aktuell | Aus Naturwissenschaft und Technik

29.10.2002

Weinprobe für Roboter

Duft-Sensoren messen sich mit dem menschlichen Riechorgan

Medizin. – Noch sind die Sinne von Mensch und Tier ungeschlagen und unverzichtbar für viele Anwendungen. Geht es dagegen um ganz spezielle Aufgaben, so können heute auch Automaten damit betraut werden. Auf dem Hermann-von-Helmholtz-Symposium, das heute an der Technisch-Physikalischen Bundesanstalt in Braunschweig stattfand, stellten Forscher ihre neuesten Entwicklungen vor und diskutierten die Zukunft der Sensorik.

Weinliebhaber werden mit Grausen daran denken, dass eines Tages ein Sensor sie des Vergnügens berauben könnte, die Qualität eines Weins anhand seiner Aromen zu beurteilen. Andererseits ist dieses Experiment, das Forscher heute im Rahmen eines Vortrages auf dem Hermann-von-Helmholtz-Symposium an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig vorstellten, ein Paradebeispiel dafür, was künstliche Sensoren heute bereits vollbringen und was sie möglicherweise niemals lernen werden. Elektronische Nasen sind heute bereits sehr leistungsfähig und können zahlreiche Einzelsubstanzen zuverlässig detektieren. Allerdings darf dies nicht mit dem Riechen und dem Geruchssinn des Menschen verwechselt werden, der auch feinste Unterschiede oder auch kleinste Stoffmengen innerhalb beispielsweise eines Weinbouquets wahrnimmt. So empfindlich sind die elektronischen Schnüffler bei weitem noch nicht und überdies müssen sie sich noch auf spezielle Düfte konzentrieren, für die sie die jeweiligen Sensoren besitzen.

Während also geübte Önologen derzeit noch vor synthetischer Konkurrenz sicher sind, erobern die künstlichen Riecher heute dennoch zahlreiche Anwendungen. Ein Beispiel dafür ist die Qualitätskontrolle von Verpackungen etwa für Lebensmittel. Die Handelshüllen müssen einerseits stabil und dicht sein, andererseits dürfen sie selbst keine störenden Eigengerüche besitzen. Keine leichte Aufgabe, beinhaltet die Verpackung doch auch Weichmacher oder Kleber. Bislang werden neue Prototypen solcher Materialien über eine Stunde in Einmachgläsern auf über 40 Grad Celsius erhitzt und anschließend zehn Profi-Riechern vorgesetzt, die etwaige Ausdünstungen entdecken und beurteilen. Wie viel kostengünstiger wäre da doch ein Apparat, der diese Aufnahme übernimmt und bereits in der Fertigung vor schadhaften oder unangenehm duftenden Folien warnt. Das Verpackungsmaterial könnte dann chemisch analysiert und entsprechend abgeändert oder verworfen werden.

So beschränkt sich die Welt elektronischer Riechorgane auf die reine Simulation ihrer biologischen Pendants. Auch sie können zwar Weine voneinander unterscheiden, jedoch nur an Einzelmerkmalen, wie etwa dem Alkoholgehalt. Da dieser intensive Eindruck aber die viel kleineren Mengen an charakteristischen Duftstoffen überdeckt, bleiben diese Details den Messinstrumenten noch eine Weile verborgen. Überdies fehlen den Automaten zumeist Verknüpfungen zu anderen Sinnesorganen wie etwa dem Auge, die aber entscheidende Zusatzinformationen zur Beurteilung eines Produktes liefern.

Erst wenige Ansätze wie etwa die "Akustische Kamera" setzen auf die Kombination von unterschiedlichen Sinnen. Dieser Apparat gleicht einem Fahrradreifen, an dessen Felge über 30 kleine Richtmikrofone angebracht sind. Die zahlreichen Mikrofone erzeugen sprichwörtlich ein Klangbild, das von einer im Zentrum des Rades sitzenden Digitalkamera aufgenommen wird – etwa vergleichbar mit Wärmebildern. Auf diese Weise können akustische Umgebungen erstmals hochauflösend und anschaulich aufgezeichnet und dargestellt werde.

[Quelle: Jo Schilling]

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