Forscher der Universität Tsukuba haben eine berührungslose Methode zur Vibrationsmessung entwickelt, die auf einer speziellen Ereigniskamera basiert. Diese Sensortechnologie orientiert sich an der biologischen Sehsinn-Fähigkeit von Insekten, wie beispielsweise Libellen, und verarbeitet Helligkeitsänderungen in jedem Pixel unabhängig voneinander. Durch die Anwendung geometrischer Analysen auf die Datenströme der Kamera gelang es dem Team erstmals, die vollständige Schwingungsbahn eines Objekts zu rekonstruieren, was bisher mit dieser Technologie eine erhebliche Herausforderung darstellte. Die Entwicklung ist besonders relevant für die Sicherstellung der strukturellen Integrität von Bauwerken, Brücken, Flugzeugen und Schienensystemen. Bisher wurden hierfür häufig laserbasierte Systeme wie Laser-Doppler-Vibrometer eingesetzt. Diese liefern zwar präzise Ergebnisse, sind jedoch mit hohen Kosten verbunden und erfordern aufwendige Einrichtungsprozeduren. Alternative kamera-basierte Verfahren haben an Bedeutung gewonnen, da sie kostengünstiger sind. Herkömmliche Kameras erzeugen jedoch Bilder durch die Integration von Licht über eine bestimmte Belichtungszeit. Um schnelle Vibrationen zu erfassen, müsste diese Zeit drastisch verkürzt werden, was die Lichtmenge, die vom Sensor aufgenommen werden kann, reduziert. Um dieses Problem zu lösen, wäre eine intensive Beleuchtung notwendig, was wiederum zu einem Zielkonflikt zwischen räumlicher Auflösung und Aufnahmegeschwindigkeit führt. Die neue Methode umgeht diese Einschränkungen, indem sie eine Ereigniskamera nutzt. Da diese Sensoren nicht nach festen Intervallen Bilder aufnehmen, sondern nur dann ein Signal generieren, wenn sich die Helligkeit an einem bestimmten Pixel ändert, können sie Bewegungen mit hoher Geschwindigkeit auch bei schwachem Licht erfassen. Bisherige Ansätze mit Ereigniskameras waren in der Lage, die Schwingungsfrequenz abzuschätzen, hatten jedoch Schwierigkeiten, die Amplitude und die Phaseninformation genau zu bestimmen. Um dieses Problem zu lösen, integrierte das Forschungsteam Topologische Datenanalyse, ein mathematisches Verfahren zur Erkennung geometrischer Muster in komplexen Datensätzen. In Kombination mit dem Mapper-Algorithmus gelang es ihnen, Amplitude, Phase und Frequenz der Schwingungen ausschließlich durch die passiven Eingaben der Ereigniskamera präzise zu schätzen. Ein weiterer bedeutender Fortschritt besteht in der Fähigkeit, mehrere Schallquellen gleichzeitig zu trennen und mit einer einzigen Kamera aufzunehmen. Diese Methode bietet somit eine zugängliche und kosteneffiziente Alternative zu herkömmlichen optischen vibrometrischen Techniken. Die Studie wurde im Fachjournal Applied Physics Letters veröffentlicht und markiert einen wichtigen Schritt in der Weiterentwicklung nicht-kontaktierender Messverfahren für die Ingenieurwissenschaften und die Überwachung kritischer Infrastrukturen.