Die globale Positionierung hält Einzug in die Nanobranche
Präzision heißt das Zauberwort in der Nanotechnologie. Ein kühnes F&E-Projekt, finanziert im Rahmen des Information Society Technologies (IST) Programms, richtete sich auf die Entwicklung von Mikrorobotern, die in der Nanobranche zum Einsatz kommen können. Die Ingenieure an der Spitze des Projekts wussten, dass es entscheidend ist, ein akkurates, unmittelbares Feedback zur genauen Position der Mikroroboter zu erhalten. Während herkömmliche GPS-Geräte (Global Positioning System) auf einen Meter genau arbeiten, wurde an der Universität Karlsruhe ein System mit einer Genauigkeit von einem Mikrometer konstruiert. Diese Meisterleistung wurde durch die Ausnutzung des optischen Moiré-Effekts vollbracht, der dann auftritt, wenn ein Bild über ein anderes gelegt wird. Das Mikropositionierungssystem (MPS) erfasst Bilder eines speziell geformten Rasters, das dem Mikroroboter mit Hilfe einer CCD-Kamera (Charge Coupled Device) beigefügt wird. Ein zweites virtuelles Raster wird über die MPS-Software erstellt, und die Kombination der beiden Raster erzeugt die Moiré-Effekte. Die Bildverarbeitungskomponente der MPS-Software löst dann ein System mathematischer Gleichungen, um die Position des Objekts bis auf einen Mikrometer genau zu bestimmen. Neben der bemerkenswerten Genauigkeit weist das MPS auch fast eine Realzeitantwort innerhalb von zwei Zehntelsekunden auf. Außerdem ist es in der Lage, zeitgleich die Position von bis zu 30 separaten Objekten zu berechnen. Und schließlich wurde besonders auf eine anwenderfreundliche Schnittstelle zwischen Nutzer und MPS-Software geachtet. Die Universität Karlsruhe hat für das MPS ein Patent beantragt und sucht nun nach Möglichkeiten, das MPS an die Nutzung in anderen Anwendungen anzupassen.
