Technische Universität Berlin

Medieninformation | 27. Mai 2021 | sn

Der „gläserne“ Transport

„Safety Bags“ tragen ganz viel Elektronik in sich. Das ermöglicht die lückenlose Überwachung von sensiblen Gütern

Ausgestattet mit Elektronik zur Erfassung von GPS-Daten, zur Detektion von Stößen oder zum Auslösen eines Alarms und ausgestattet mit Sensoren zur Messung von Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck – all das macht es möglich, sogenannte „Safety Bags“ mit ihrem Frachtgut lückenlos zu überwachen. In Echtzeit können Temperatur, Feuchte und Luftdruck im Inneren der „Safety Bags“ kontrolliert werden.

Und sollten die für diese Parameter zuvor festgelegten Grenzwerte überschritten werden, wird ein Alarm ausgelöst. Das geschieht auch, wenn die Container während des Transportes verrutschen, dies bei dem zu transportierenden Gut jedoch nicht sein darf, oder es zu einem Fremdeingriff kommt, indem zum Beispiel Unbefugte versuchen würden, den Container aufzuschneiden, um an das Frachtgut heranzukommen.

Bis zu 1000-mal verwendbar

Basel Adams forscht an solchen „Safety Bags“. Das sind Container aus festen Textilien, die vollgepackt sind mit Elektronik. Von herkömmlichen Pappkartons unterscheiden sie sich darin, dass sie wiederverwendbar, stapelbar, faltbar, belastbar, wetterfest, reparierbar und schnittfest sind. „Täglich fallen Unmengen an Pappkartons an, die nur einmal verwendet und dann entsorgt werden. Das ist ein enormer Verbrauch an Ressourcen, den wir mit unseren bis zu 1000-mal verwendbaren Textilcontainern minimeren können“, sagt Basel Adams, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsschwerpunkt „Technologien der Mikroperipherik“.

Schnelle Klärung bei Versicherungsfragen

Ursprünglich waren die „Safety Bags“ für den Transport von Gütern mit Lastenfahrrädern gedacht, weil der Kooperationspartner, ein Berliner mittelständisches Unternehmen, Fahrradtaschen herstellt. Mittlerweile aber hat sich die Idee weiterentwickelt. Mit den „Safety Bags“ sollen nun auch sensible Güter wie Elektronik, Impfstoffe, Medikamente oder wichtige Dokumente in einem Kraftfahrzeug transportiert werden, um bei Verlust oder Beschädigung strittige Versicherungsfragen schnell und eindeutig klären zu können. „Bislang ist der Transport von Gütern eine Blackbox. Man weiß nicht, was mit ihnen während der Fahrt passiert. Unsere ‚Safety Bags‘ machen den Transport gläsern, weil alles ständig kontrolliert und protokolliert wird“, sagt Basel Adams.

Die Textilcontainer bestehen aus drei Schichten. Aus einer äußeren textilen Schicht, wie man sie von Fahrradtaschen kennt, einer zweiten Schicht, die den Container so robust macht, um mit ihm Güter bis zu einem Gewicht von 50 Kilogramm transportieren zu können, und einer dritten leitenden Schutzschicht, die zum Beispiel beim Versuch, den Container mit einem Messer aufzuschlitzen, automatisch einen Alarm auslösen würde. Die gesamte Elektronik ist im Inneren auf diese dritte Schicht aufgeklebt.

Autarke Energieversorgung

Alle notwendigen Daten und Informationen werden in einer Cloud zur Verfügung gestellt und können dort sowohl von dem Auftraggeber des Transportes als auch von dem Fahrer des Transporters über seine Mainunit (Bordcomputer im Kraftfahrzeug) auf einem Touchscreen abgerufen und überwacht werden.

„Die in dem Transporter und Container verbaute Elektronik kann natürlich nicht über einzelne Kabel verbunden werden. Das würde den Transporter und den Container tonnenschwer machen. Wir nutzen deshalb – wie im Auto – das sogenannte Datenbus-System. Die gesamte Datenübertragung zwischen der Mainunit und dem ‚Safety Bag‘ erfolgt lediglich über zwei Leiter. Wenn zum Beispiel in der Cloud die Daten für die Umgebungsparameter wie zum Beispiel die Temperatur geändert werden muss, dann wird diese Information von der Cloud zur Mainunit geschickt und von der Mainunit über das BUS-System zu dem entsprechenden Sensor im ‚Safety Bag‘. Die Übertragung der Daten von der Cloud zur Mainunit und von dort über das Bus-System zum Container in Echtzeit sowie die Verwendung des Datenbus-Systems im Zusammenhang mit Textilien ist neu und stellt eine echte Herausforderung dar“, erklärt Basel Adams.

Um die Elektronik mit der notwendigen Energie zu versorgen, ist jeder Container mit einem Akku ausgestattet. Die einzelnen Komponenten des Akkus wurden so ausgewählt, dass der Stromverbrauch niedrig ist. Etwa sechs Tage liefert der Akku Strom. Dann muss er aber nicht an die Steckdose, sondern wird über das Datenbus-System aufgeladen.

Das Projekt „E-Textiles: Safety Bag“ wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Es wird innerhalb des Forschungsschwerpunktes (FSP) „Technologien der Mikroperipherik“ bearbeitet und von TU-Professor Dr.-Ing. Martin Schneider-Ramelow geleitet. Der FSP forscht auf dem Gebiet des Electronic Packaging. Neben Prof. Dr.-Ing. Schneider-Ramelow, der an der TU Berlin das Fachgebiet Werkstoffe der Hetero-Systemintegration lehrt, forscht auch die TU-Professorin Dr. Melanie Jaeger-Erben in dem FSP. An der TU Berlin leitet sie das Fachgebiet Transdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung in der Elektronik.

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Einrichtung Forschungsschwerpunkt „Technologien der Mikroperipherik“