Quanten-Magnetfeldsensor Sensor steuert Avatare mit Nervensignalen

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Das Stuttgarter Quantentechnologie-Unternehmen Qant hat einen Magnetfeldsensor entwickelt, mit dem feinste elektrische Ströme über deren Magnetfeld einfacher und präziser als bisher gemessen werden können. Mit dem Sensor können beispielsweise Prothesen über Muskelsignale gesteuert werden.

Technologien an der Schnittstelle von Mensch und Maschine haben das Potenzial, ganze Industriebereiche zu revolutionieren. Das Stuttgarter Quantentechnologie-Unternehmen Qant hat mit seinem Magnetfeld­sensor nun einen entscheidenden Schritt in diese Richtung getan und leitet damit einen Paradigmenwechsel ein. Mit dem neuen Sensor lassen sich feinste elektrische Ströme über deren Magnetfeld einfacher und präziser messen als bisher. Damit ist so auch erstmals der native und intuitive Zugang zu Bio­signalen möglich. So kann der alltagstaugliche Miniatursensor beispielsweise Prothesen über Muskelsignale steuern und die Sensorik in der Medizintechnik auf ein neues Niveau heben.

Einsatz in der Automobil- und der Elek­tronikindustrie

Quantensensorik gilt neben Quantencomputing als Katalysator industriellen Fortschritts. Qant ist in beiden Bereichen führend und treibt seine Entwicklungsaktivitäten bis zur industriellen Anwendungsreife voran. Ein Beispiel ist der Magnetfeldsensor. «Die Quantensensorik ist ein Game-Changer für die Industrie. Für unseren Sensor kommen zahlreiche Anwendungsbereiche in Betracht, sei es in der Medizintechnik, der Elektronik- oder der Automobilindustrie. Mit ihm lassen sich feinste elektrische Ströme und daraus resultierende Magnetfelder messen. Wir schaffen hier etwas ganz Neues und das wird in vielen Branchen zu einem Umdenken führen. Die Anwendungen reichen von der Qualitätssicherung von Festplatten bis zum Identifizieren von Fehlströmen in Leistungschips oder Batterien, selbst Maschinen und Geräte dürften sich irgendwann durch Gedanken steuern lassen können», sagt Dr. Michael Förtsch, CEO von Qant.

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Klein, präzise, alltagstauglich

Dabei ist der Magnetfeldsensor von Qant mit seiner extrem hohen Sensitivität trotz kompakter Grösse eines Brillenetuis einzigartig. Er ermöglicht die Messung kleinster Magnetfelder im Picoteslabereich, was einem Millionstel des Erdmagnetfelds entspricht – und das unter Alltagsbedingungen. Andere technische Lösungen erreichen einen vergleichbaren Empfindlichkeitsbereich nur in besonderen Laborumgebungen und durch Abkühlung der Sensoren auf den absoluten Nullpunkt (-273 °C) oder durch Aufheizen auf 150 °C. Der Magnetfeldsensor von Qant ist dagegen empfindlich genug, um sogar menschliche Muskelsignale in Nervenbahnen zu detektieren. Den Nachweis erbringt Qant auf der Hannover Messe: Das Unternehmen zeigt an einem Aufbau mit einer Handprothese, wie der Magnetfeldsensor die Signale der menschlichen Muskulatur erkennt und sie an die Prothese überträgt, die sich da­raufhin binnen Millisekunden zur Faust schliesst.

Anwendungsbeispiel Medizintechnik und Prothetik

Die Kombination aus Sensitivität, minimaler Grösse und Betrieb bei Raumtemperatur ohne direkten Körperkontakt machen den Sensor bereits heute alltagsreif. In der Prothesensteuerung funktionieren magnetische Signale präziser und zuverlässiger als elektrische, die beispielsweise durch Schweiss oder Haare auf der Haut gestört werden können. «Die neue Technologie hebt die prothetische Versorgung von Menschen mit Arm- oder Beinamputation auf eine neue Ebene und verbessert damit deren Lebensqualität. Ausserdem trägt sie zu einer besseren gesellschaftlichen Integration von Menschen mit fehlenden Gliedmassen bei», sagt Dieter Jüptner, Präsident des Bundesverbands für Menschen mit Arm- oder Beinamputation. Darüber hinaus lässt sich der Sensor in der Rehabilitation zur Muskeltrainingssteuerung oder in der Diagnostik von Muskeldysfunktionen einsetzen. So könnten sich damit neuronale Störungen erkennen oder die Diagnostik bei Querschnittslähmungen verbessern lassen. Auch Exoskelette lassen sich intuitiv steuern und tragen zur Arbeitssicherheit bei. Für die Telemedizin wäre sogar denkbar, in Zukunft damit Avatare im Metaverse zu steuern.

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