Fraunhofer ZSI präsentiert innovatives Baukastenprinzip für Ultraschallsensorik

10.07.2024

Das Fraunhofer-Zentrum für Sensor-Intelligenz ZSI hat mit "SonoOne" ein Ultraschallsensorsystem auf den Markt gebracht, das durch sein modulares Baukastenprinzip neue Maßstäbe in Flexibilität und Kosteneffizienz setzt. "SonoOne" eröffnet innovative Möglichkeiten für eine breite Palette von Anwendungen, von der Medizin bis hin zur Industrie.

Ultraschalltechnologie ist in zahlreichen Bereichen fest etabliert. Seine Vorteile wie Flexibilität, Kosteneffizienz, Echtzeitfähigkeit und Nichtinvasivität machen es zu einem wertvollen Werkzeug in der Medizin und der Industrie.

Bild: Übereinander gesetzte Einzelmodule des Ultraschallsystems "SonoOne"; Copyright: Fraunhofer IBMT

Dank modularem Aufbau ist das Ultraschallsystem "SonoOne" vielseitig einsetzbar.

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Ultraschall: Vielseitig und bewährt, aber häufig teuer

Im medizinischen Bereich reicht die Anwendung von komplexen Diagnosesystemen bis hin zu tragbaren Geräten. Trotz des großen Potenzials im Endanwenderbereich (Wearables, M-Health, Smart Health) und Massenmärkten, bleibt die Ultraschallsensorik aufgrund hoher Kosten häufig unerreichbar.

So lag der Markt für medizinische Wearables im Jahr 2021 bei 27,2 Milliarden US-Dollar, während der Markt für Blutflussmessgeräte (basierend auf Ultraschall-Doppler-Technologie) lediglich 533 Millionen US-Dollar erreichte. Gerade im kostengünstigen Bereich für IoT-Anwendungen, wie beispielsweise Wearables, besteht enormes Marktpotenzial für Ultraschallsensorik in Kombination mit automatisierter Signalanalyse und KI-gestützten Klassifikationen.

SonoOne: Flexibilität trifft Kosteneffizienz

"SonoOne" löst diese Herausforderungen mit einem innovativen Baukastenprinzip. Das System besteht aus kostengünstigen, streichholzschachtelgroßen Modulen, die einfach miteinander verbunden werden können. Diese Module umfassen:

Ultraschallmodul: Erfasst Ultraschall-Zeitsignale über einen weiten Frequenzbereich (kHz-MHz).
Kommunikationsmodul: Ermöglicht die Parametrisierung und Ansteuerung des Ultraschallmoduls sowie den Datentransfer (z. B. via WLAN) an ein Endgerät oder einen Server zur Signalanalyse.
Energieversorgungsmodul: Stellt die benötigten Versorgungsspannungen bereit.

Die Intelligenz des Systems liegt in der Analyse und Auswertung der aufgezeichneten Ultraschall-Zeitsignale. Dies kann durch eine externe Recheneinheit (z. B. Tablet, Smartphone) oder durch eine kompakte Recheneinheit im System selbst erfolgen (Edge-KI-Ansatz). Die Auswertung in Cloud-Netzwerken ist ebenfalls möglich, so dass große Datenmengen von zahlreichen Sensoren an unterschiedlichen Orten zentral gespeichert, analysiert und verarbeitet werden können.

Breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten von "SonoOne" sind vielfältig. Das System eignet sich sowohl für medizinische Anwendungen (Ultraschalldiagnostik, Wearables, M-Health, Smart Health) als auch für industrielle Anwendungen (Messung von Flussgeschwindigkeiten, Abständen, Füllständen, Materialprüfung). Darüber hinaus kann "SonoOne" in den Bereichen Umwelt (Schadstoffmessung, Wasserqualitätskontrolle) und Sicherheit (Personenerkennung, Abstandsmessung, Ortung) eingesetzt werden.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer ZSI

Mehr über das Fraunhofer ZSI unter: www.zsi.fraunhofer.de