Armband kühlt den Körper

MIT-Forscher haben ein thermoelektrisches Armband entwickelt, das mit wenig Aufwand für eine angenehme Körpertemperatur sorgt.

Eine Gruppe von MIT-Studenten hat ein Gerät entwickelt, das die heimischen Heiz- und Klimatisierungskosten deutlich senken könnte. Wristify macht sich einen interessanten Effekt zunutze: Es ist möglich, dem Menschen durch äußere Reize auf stark durchblutete Hautpartien das Gefühl von Wärme oder Kälte zu geben, selbst wenn es objektiv kühler oder wärmer ist.

Als wirkungsvoller Bereich erwies sich dabei nach Tests die Unterseite des Handgelenks, wo manche Menschen ihre Uhr tragen. Wristify ist deshalb als thermoelektrisches Armband ausgeführt, das Luft- und Haupttemperatur analysiert und über ein Kühl- beziehungsweise Wärmeelement maßgeschneiderte Impulse in Wellenform abgibt.

Es zeigte sich in Experimenten mit mehr als einem Dutzend vorläufigen Prototypen, dass die menschliche Haut sehr sensibel arbeitet – insbesondere auf kurze und schnelle ablaufende Temperaturveränderungen reagiert sie, was dann wiederum den ganzen Körper beeinflussen kann. Das Wristify-Team fand heraus, dass es ausreicht, die punktuelle Temperatur in einer Größenordnung von 0,1 Grad Celsius pro Sekunde zu ändern, damit sich der gesamte Körper wärmer oder kälter anfühlt. Der Aufwand hält sich also in Grenzen.

Das Armband ist derzeit noch eher grobschlächtig ausgeführt – mit Kabelverbindung zu einem Steuerrechner. Später soll es aber aus einem einzelnen Stück Hardware bestehen. Das letzte Prototypsystem nutzt speziell entwickelten Heatsink – also eine Kühlrippe – aus einer Kupferlegierung, in das zusätzlich Thermometer eingebaut sind, die Körper- und Außentemperatur erfassen.

Momentan setzen die Forscher es im Versuch vor allem dazu ein, dass sich die Testpersonen wohler fühlen – Menschen etwa, die gerne frösteln. In der fertigen Version könnte Wristify dann dazu führen, dass Nutzer ihre Heizung oder Klimaanlage kälter beziehungsweise wärmer stellen und damit mächtig Energie sparen. Die lokale Klimaanlage am Körper ersetzt die industrielle Variante.

Dabei würde schon ein geringe Gradabsenkung reichen, um großen Einfluss auf die Umwelt und den Geldbeutel zu haben. In einem typischen amerikanischen Gebäude, haben die MIT-Forscher berechnet, würde ein Grad Celsius weniger im Monat auf den Stromverbrauch gerechnet rund 100 Kilowattstunden ausmachen. Das ist ja schon was. Und: Der Anteil der Wärme- und Klimatechnik von Gebäuden am Gesamtenergieverbrauch der USA liegt derzeit bei 16,5 Prozent. Ein paar Grad weniger im Winter sind also aktiver Klimaschutz.

"Wir wollten diesen Wert reduzieren und gleichzeitig dafür sorgen, dass der Nutzer sich in Sachen Temperatur weiterhin wohlfühlt", sagte Sam Shames, Materialwissenschaftler und Miterfinder der Wristify, laut einer Pressemitteilung des MIT. "Wir fanden heraus, dass die beste Methode dafür in der lokalen Behandlung von Teilen des Körpers besteht."

Man habe eine tragbare Technologie entwickelt, die die menschliche Hautempfindlichkeit nutzt und Temperaturveränderungen detektieren und veranlassen kann. "Für den Menschen soll es dabei genauso komfortabel bleiben wie bisher, während die Notwendigkeit, Gebäude zu beheizen und zu kühlen, abnimmt." In einem Büro müssten dann aber wirklich alle Angestellten eine Wristify tragen.

Für seine Idee hat das Forscherteam, das neben Shames auch noch aus Mike Gibson, David Cohen-Tanugi und dem Postdoc Matt Smith besteht, bereits einen Preis bekommen: Insgesamt 10.000 Dollar gab es für den ersten Platz beim MADMEC, dem einmal jährliche ausgetragenen materialwissenschaftlichen Designwettbewerb des MIT. Explizites Ziel der Veranstaltung ist es, dass die Gewinner ihre Technik möglichst kommerzialisieren.

Mit dem MADMEC-Geld arbeitet das Wristify-Team nun weiter an dem Prototypsystem und will vor allem den proprietären Temperaturanpassungsalgorithmus verbessern, der für das Aussenden der korrekten Impulse zuständig ist. (bsc)