Kugel-Auge Sphäre aus Glasfasern sieht rundum

Um Maschinen sehen zu lassen, bildete der Mensch bisher sein eigenes Auge nach: Linse und Netzhaut, Objektiv und Film oder optischer Chip. Aus lichtempfindlichen Glasfasern formen US-Wissenschaftler nun sehende Sphären - mit eingebautem Richtungssinn.


Das Ding sieht dem Gerippe einer Reispapierlampe ähnlich, ein kugelförmiges Gestell aus hellen, durchsichtigen Röhrchen. Globus, Vogelkäfig, Luftschiff - viele Assoziationen liegen näher als jene, dass es sich bei der selbstgebastelten Sphäre um ein Auge handeln könnte. Genau das ist aber der Fall.

Fliegendes Auge: Die transparente Faser-Kugel kann rundum sehen
Greg Hren

Fliegendes Auge: Die transparente Faser-Kugel kann rundum sehen

Zwar sieht die Kugel noch nicht scharf, dass sie aber überhaupt optische Reize messen und umformen kann, war der Fachzeitschrift "Nature Materials" ein Titelblatt wert. "Fibers for the big pictures" titelte sie. Nun lässt sich "big picture" schlicht mit großem Bild übersetzen. Die Redewendung steht aber auch für das große Ganze. Was der Materialwissenschaftler Yoel Fink mit seinen Mitarbeitern und Studenten am Massachussets Institute of Technology (M.I.T.) zusammengeklebt hat, könnte beiden Beschreibungen gerecht werden.

Die durchsichtigen Glasfasern, aus denen ihre Sphäre besteht, können Licht in elektrische Impulse umformen, beschreiben Fink und seine Kollegen in "Nature Materials" (Bd. 5, S. 532). Umgeben von einem durchsichtigen Kunststoff ziehen sich durch die Mitte der Röhrchen lichtempfindliche Glasfasern und leitende Metallelektroden. Trifft ein Lichtstrahl das Glas oder streift es, leitet die Elektrode einen elektrischen Impuls weiter. Das sagt noch nichts über den Ort des Kontakts aus. Werden aber viele Fasern als Netz übereinandergelegt, lassen sich diese Punkte zwischen den Faserkreuzungen lokalisieren. Ein Computer errechnet aus diesen Signalen dann eine Art Bild.

Richtung von Lichtstrahlen feststellen

Dass das funktioniert haben Fink und seine Kollegen mit einem flachen Glasfasernetz gezeigt, das in der Lage war, die Umrisse des Buchstabens "E" abzubilden. Eine Schablone gleicher Form hatten die Forscher von hinten mit Licht angestrahlt.

Erst in der Kugelform zeigt das ungewöhnliche Material aber seine wahre Stärke: "Wenn man etwas mit eigenen Augen betrachtet, gibt es ja auch immer eine bestimmte Blickrichtung", sagte Fink. Die Sphäre hingegen kann ihre gesamte Umgebung wahrnehmen, 360 Grad, rundherum. Vor allem aber liefere die - weitgehend transparente - Kugel auch Daten darüber, an welcher Stelle ein Lichtstrahl durch sie hindurch gedrungen ist. So kann die Kugel die genaue Richtung berechnen, aus der ein Lichtstrahl kommt.

Falls sich die Technologie erfolgreich verkleinern lasse und damit ausreichend präzise und hoch auflösend einzusetzen sei, glaubt Fink an Anwendungen von neuartigen Raumteleskopen über alternative Eingabegeräte für Computer oder Videospiele bis hin zu Hilfstechniken für Sehbehinderte - und umsichtige Kleidung für künftige Soldaten.

Eingewebt in Uniformen könnten die Fasern den Kampfanzügen ein "Umgebungsbewusstsein" verleihen. Dieser Hinweis könnte auch jenen Förderern geschuldet sein, die Finks Forschung finanziert haben. Darunter befinden sich das M.I.T. Institute for Soldier Nanotechnologies und die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) des US-Verteidigungsministeriums.

stx



© SPIEGEL ONLINE 2006
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.