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Entwicklung smarter textiler Touchpads

3x3-Touch-Matrix, Schematische Darstellung
Textile Touch-Sensor Array based on Circular and Non-Circular Polymer Optical FibersKallweit , J.; Bunge, C.-A.; et.al.

Verbundprojekt mit Partnern aus der Möbelindustrie (Ponsel), der Signalverarbeitung (Incoretex, ein Startup), einem Textilweber (LECO-Werke), der RWTH Aachen und der HfTL steht kurz vor dem Start.

In diesem Projekt steht die Entwicklung eines textilen Touchpads im Fokus, welches man aber auch als ortsaufgelösten Drucksensor verwenden kann. Vereinfacht gesagt ist es ein "smartes" Stück Stoff, in das druckempfindliche Fasern in einer schachbrettähnlichen Struktur eingebracht werden. An den jeweiligen Punkten, wo die Fasern sich treffen und auf einander liegen, gibt es eine Überkopplung von Licht in Abhängigkeit vom einwirkenden Druck. Durch Auslesen der einzelnen Fasern kann man den Druck, den Ort der Druckentstehung u.ä. Faktoren ermitteln und als Interaktionsschnittstelle nutzen.

Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interfaces, HMI) werden in Zeiten von Digitalisierung und des Internet of Things immer allgegenwärtiger. Nebst Display-Touchpads werden zukünftig flexible, textile Touchpads zur Smartifizierung vieler Industrie- und Konsumgüter wichtiger werden. Insbesondere für die Steuerung so genannter Smart Textiles bieten textile Touchpads die optimale Interaktionsschnittstelle. Dies gilt vor allem für textile Flächen in z.B. Bekleidung, Polstermöbeln, Autositzen und Heimtextilien. Dabei ist für die Kundenakzeptanz und Marktdurchdringung neuer textiler HMI neben der Zuverlässigkeit und Robustheit vor allem die intuitive Bedienung wichtig. So kann dem Nutzer nach einer Eingabe durch eine optische Rückmeldung in Form einer leuchtenden Faser oder durch eine bereits durch Smartphones bekannte Wisch- oder Zoom-Bewegung die Bedienung vereinfacht werden. Bisherige Konzepte für textile Touchpads basieren zumeist auf kapazitiven, potentiometrischen oder piezoelektrischen Funktionsweisen. Sie stellen daher Quellen elektromagnetischer Interferenzen oder elektrischer Entladungen dar oder sind diesen gegenüber empfindlich. Dies bedeutet, sie können nicht dort eingesetzt werden, wo ein starkes elektrisches Feld besteht (z.B. Nähe zur Steckdose oder Elektromotoren), wo Nässe auftreten kann (z.B. bei Outdoor-Kleidung) oder wo andere Geräte durch elektromagnetische Interferenzen gestört werden können (z.B. Nutzer mit Herzschrittmacher). Zudem fehlt es zurzeit komplett an einer optischen Rückmeldung gegenüber dem Nutzer, was eine intuitive Bedienung erschwert. Bisherige Arbeiten zu auf faseroptischen Touchpads weisen trotz ihrer lichtbasierten Funktionsweise ebenso keinen Rückmeldungsmechanismus auf. Zudem fehlt die Kombination von textiler Integration und Multitouch-Fähigkeit. Zusammenfassend gibt es daher aktuell kein Multi-Touchpad, welches flexibel ist, textileingebettet umgesetzt und günstig gefertigt werden kann sowie zusätzlich noch eine Rückkopplung an den Bediener zulässt.

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