Forschende der North Carolina State University haben ein tragbares Sensorpatch entwickelt, das Umweltgefahren wie gefährliche Gase, Aerosole und Schwermetalle im Wasser erkennt und die Trägerin oder den Träger durch gezielte Vibrationen warnt. Die im Fachjournal Device vorgestellte Innovation adressiert das Problem herkömmlicher Warnsysteme, die oft erst über Smartphones übermittelt werden und so kritische Reaktionszeiten verzögern könnten. Das knapp fahrscheinkartengroße Pflaster vereint einen Mikrocontroller, eine Miniaturbatterie, sechs verschiedene Umweltsensoren und einen taktilen Aktuator. Besonderes Augenmerk lag auf der taktilen Wahrnehmung: Durch mikrostrukturierte Oberflächen an der Hautoberfläche lässt sich die Vibration präzise anpassen, um Aufmerksamkeit zu erregen, ohne zu irritieren. Jedes erkannte Gefahrenelement löst ein eindeutiges Vibrationsmuster aus, sodass Träger umgehend identifizieren können, welcher Stoff die Warnung auslöst. Zur Energieversorgung integrieren die Entwickler dünnste photovoltaische Zellen an der Außenhaut des Patches, die Solarstrom gewinnen und so die Akkulaufzeit signifikant verlängern. In Proof-of-Concept-Tests bestätigte sich die Zuverlässigkeit der Detektion sowie die effiziente Energienutzung, wodurch ein kontinuierlicher 24-Stunden-Betrieb gewährleistet ist. Parallel zur menschlichen Anwendung untersuchten die Forschenden die Übertragbarkeit des Prinzips auf die Robotik. Dabei entstand eine sogenannte E-Skin, die das Sensorpatch auf einer piezoelektrischen Schicht auflagt. Erzeugt der Sensor eine Warnvibration, wandelt die darunterliegende Schicht diese Bewegung in ein elektrisches Signal um, das von der Roboterelektronik verarbeitet werden kann. Mit dieser Technologie ausgestattete vierbeinige Roboter konnten in Tests Umweltgefahren erfolgreich detektieren und ihren Bewegungspfad automatisch anpassen, um gefährdete Zonen zu umgehen. Die Architektur des Systems setzt bewusst auf Standardkomponenten, um eine kostengünstige Skalierbarkeit und einfache Anpassung an verschiedene Einsatzszenarien zu ermöglichen. Die Sensoranordnung ist modular aufgebaut, sodass je nach Anforderung gezielt Messfelder für spezifische Schadstoffe hinzugefügt oder entfernt werden können. Das Entwicklerteam um Erstautor Baha Erim Uzunoğlu sowie die korrespondierenden Autorinnen Amay Bandodkar und Lilian Hsiao betonte, dass die Kombination aus personalisierbarem Tragekomfort, präziser Detektion und unmittelbarem taktilem Feedback ein bedeutender Schritt in der Wearable- und Robotersensorik darstelle. Mit der nun gezeigten Machbarkeit in realen Umgebungen eröffnet die Technologie neue Anwendungen im persönlichen Schutz, im industriellen Umfeld sowie in der autonomen Mobilität von Robotersystemen.