Die Sensoren reagieren sofort, sobald jemand versucht, den Zaun zu überklettern oder zu durchbrechen, und liefern Informationen über die genaue Position der Sicherheitslücke. Sie können sogar tief fliegende Drohnen erkennen. Das dünne Kabel mit den Magnetfeldsensoren lässt sich problemlos an allen Arten von Umzäunungen anbringen.
Das Forschungsteam arbeitet derzeit an der Entwicklung eines Systems, das die Ursache einer Störung erkennt und Fehlalarme, die durch Wind oder Tiere ausgelöst werden, automatisch identifiziert. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern entwickelt das Team ein Kabel, das sich für die Massenproduktion eignet.
Wer versucht, einen Zaun zu manipulieren, darüber zu klettern oder ihn mit einem Bolzenschneider zu durchtrennen, verursacht unweigerlich eine Vibrationsstörung. Die Hin- und Herbewegung des Metallzauns, die Bewegung des Bolzenschneiders oder sogar der Gürtel des Eindringlings beeinflussen das Erdmagnetfeld. Diese Veränderungen nutzt ein Team von Experimentalphysikern der Universität des Saarlandes für eine neuartige Überwachungstechnologie. „Unsere Magnetometer (Magnetfeldsensoren) sind sehr empfindlich und können selbst kleinste Veränderungen des umgebenden Magnetfelds zuverlässig messen“, erklärt Professor Uwe Hartmann. Die Sensoren sind sogar in der Lage, tief fliegende Drohnen zu erkennen – vorausgesetzt natürlich, die Drohne enthält Metall. „Die Sensoren können Veränderungen im umgebenden Magnetfeld, einschließlich des Magnetfelds direkt über ihnen, in einer Reichweite von mehreren Metern erfassen“, ergänzt wissenschaftlicher Mitarbeiter Haibin Gao, der im Team von Hartmann an der Sensortechnologie arbeitet.
Das Kabel, das die linear angeordneten Sensoren enthält, hat einen Durchmesser vergleichbar mit einem Standard-Elektrokabel und ermöglicht die Fernüberwachung kilometerlanger Zaunanlagen. Es kann am Zaun befestigt, in ihn eingebettet oder sogar darunter vergraben werden. „Wir arbeiten derzeit mit mehreren Unternehmen zusammen, um die Systemgröße zu reduzieren und vor allem die Produktionskosten der Sensoren so weit zu senken, dass eine Serienproduktion möglich wird“, sagt Uwe Hartmann. Die berührungslosen Sensoren sind verschleißfrei und verbrauchen wenig Strom. Sie sind unempfindlich gegenüber Regen und Nebel. „Die Sensoren funktionieren wetterunabhängig, was ihnen einen deutlichen Vorteil gegenüber anderen Überwachungstechniken wie Kameras verschafft, bei denen die Luftfeuchtigkeit oft ein Problem darstellt. Auch aus Datenschutzsicht sind die Messungen unproblematisch. Die Sensoren melden lediglich, dass eine Vibrationsstörung durch eine Person an einem bestimmten Ort verursacht wurde. Es werden keine weiteren Informationen erfasst“, erklärt Professor Hartmann. Verschiedene von seiner Forschungsgruppe entwickelte Sensorsysteme werden bereits in Verkehrsmanagementsystemen, beispielsweise an Flughäfen, eingesetzt.
Die Miniatursensoren am Kabel sind vernetzt, und jede von ihnen erfasste Veränderung wird umgehend an die Analyseeinheit übertragen. Der Ort der Störung lässt sich hochpräzise bestimmen, was insbesondere bei der Überwachung sehr großer Flächen von unschätzbarem Wert ist. Die Wissenschaftler in Hartmanns Team arbeiten daran, die Technologie so weiterzuentwickeln, dass die Sensoren eine bestimmte Art von Vibration oder eine spezifische Veränderung des gemessenen Magnetfelds eindeutig einer bestimmten Störungsart zuordnen können. „Ziel ist die Entwicklung eines Systems, das Fehlalarme, ausgelöst durch Wind, Tiere oder andere harmlose Ursachen, automatisch erkennt“, erklärt Hartmann. Zu diesem Zweck simulieren die Forscher verschiedene Arten von Störungen. Eine Reihe von Zäunen auf dem Saarbrückener Campus wird derzeit langfristig überwacht, um festzustellen, wie das System von Faktoren wie Wind beeinflusst wird. Diese Felddaten nutzen Physiker, um typische Störungsszenarien zu modellieren und das System mithilfe komplexer mathematischer Methoden zu trainieren. Die Ergebnisse werden zur Programmierung der Sensoren und der Analyseeinheit verwendet. Die neuen Informationen ermöglichen es der Analyseeinheit, eine Störung automatisch einer bestimmten Ursache zuzuordnen. Wird die Ursache als menschlich identifiziert, wird ein Alarm ausgelöst; Wenn die Störung durch Tiere verursacht wurde, die sich am Zaun rieben, wird der Alarm nicht ausgelöst.
