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15.06.2009
Folge 172

Filme im Reisepass

Die Bundesdruckerei (http://www.bundesdruckerei.de) hat einen Entwicklungsvertrag mit dem koreanischen Display-Hersteller Samsung Mobile Display (SMD) geschlossen. Ziel ist es, Display-Technologien für eine neue Generation von Ausweisdokumenten zu entwickeln, die beispielsweise die Anzeige kurzer Videos erlauben. Die Arbeit wird sich primär auf Aktiv-Matrix-Displays mit organischen Leuchtdioden (AMOLEDs) konzentrieren und baut auf bisherige Ergebnisse auf. Der Prototyp eines E-Passes mit AMOLED-Display konnte bereits gezeigt werden.


Heinz Schmitz berichtet

Reisedokumente der Zukunft, so die Vorstellung, sollen statt eines normalen Fotos ein Kurzvideo anzeigen können, das eine Drehung des Kopfes von rechts nach links wiedergibt. Der bisherige E-Pass-Prototyp nutzt eine Datenseite mit Farbdisplay, die nur 700 Mikrometer dick ist. Ziel der Entwickler, die Displays noch dünner zu gestalten.

Das ist aber nur ein Bereich, in dem Displays für die nächste Dokumenten-Generation noch optimiert werden. Für praktischen Einsatz müssen die Displays auch Umwelteinflüssen widerstehen können. Neben Hitze und Kälte zählen dazu auch mechanische Belastungen, beispielsweise wenn sich jemand auf sein Ausweisdokument setzt oder der Pass aus Versehen in der Waschmaschine landet.

Wann und ob neuartige Dokumente mit integriertem Video-Display tatsächlich zur praktischen Anwendung kommen, ist noch nicht genau abzuschätzen. Langfristig sollen den Pässen auch ID-Karten, Führerscheine und andere Ausweise folgen.

Bei Dokumenten, die elektronisch Informationen speichern, stellt sich natürlich immer die Frage nach dem Datenschutz. Die Bundesdruckerei verweist dabei in Sachen sicherer Identitäts-Systeme auf verschiedenste Kooperationen. Dazu zählen das Mitinitiieren des Innovationsclusters der Fraunhofer-Gesellschaft "Sichere Identität Berlin-Brandenburg" [urlwindow](http://www.sichere-identitaet.de[/urlwindow]), die Stiftung des Lehrstuhls "Secure Identity" an der Freien Universität Berlin und die Gründung diverser Sicherheitslabore mit Fraunhofer-Instituten.

Neben der Datensicherheit stellt auch die Energieversorgung der aktiven LED-Anzeigen ein Problem dar. Eine andere Alternative wären vielleicht Displays die mit e-Paper in das Dokument gedruckt werden könnten. Bei der Technologie bestehen allerdings auch noch Probleme mit dem Kontrast und der Alltagstauglichkeit.



Massenspeicher der Zukunft.

Der US-Konzern General Electric (GE) http://www.ge.com will  2012 eine Disk mit einer Speicherkapazität von 500 Gigabyte auf den Markt bringen. Auf dem Layer werden Daten als Hologramm abgelegt. Die Holodisk hat das Format wie die CD, DVD oder Blue Ray Disk. Deswegen könnten Laufwerke so konstruiert werden, dass sie abwärtskompatibel sind und auch die zurzeit aktuellen Datenträger lesen.

Die Wissenschaftlerin Susanne Orlic vom Institut für Optik an der Technischen Universität Berlin (http://www.opttech.tu-berlin.de) teilt die Zuversicht der GE-Techniker nicht. "Keiner weiß im Moment, wie es in den nächsten Jahren weitergeht. Durch die Auswirkungen der Wirtschaftskrise liegen im Moment alle Projekte in dieser Richtung auf Eis", sagt Orlic.


Heinz Schmitz berichtet

Bereits 2007 meldete die TU Berlin die Entwicklung eines Verfahrens, mit Hilfe dessen 500 Gigabyte auf einer Disk abgespeichert werden können. Diese Microholografie wird auch von GE verwendet. Die Forscher von GE verwendeten vermutlich ein ähnliches Verfahren wie bei Tesa-ROM  vor zehn Jahren vorgestellten, aber nie marktreif gewordenen Experiment. Beim Schreibvorgang belichtet ein fokussierter Laserstrahl den Klebefilm und ändert den Brechungsindex des verwendeten Propylens an dieser Stelle

Die Holodisk wird mit 500 GByte die 10-fache Kapazität des heutigen Champions Blue-Ray haben. Die CD konnte 700 MByte speichern, die DVD 4,7 GByte beziehungsweise 8,6 GByte und die neue Blue-Ray-Disk 25 bis 50 Gigabyte.

Vorerst sollen die holografischen Disks für industrielle Anwendungen zur Verfügung stehen und danach auf den Endkundenmarkt kommen. Langfristig wird der Schritt zur vierten Generation bei optischen Speichermedien jedoch erfolgen.

Ein anderer Aspekt könnte die Prognostizierte Haltbarkeit darstellen. Während eine Steintafel auch nach 6000 Jahren noch zu lesen ist, ein säurefreies Papier mehrere hundert Jahre hält und der Mikrofilm wahrscheinlich nach 100-400 Jahre noch lesbar ist, sieht bei elektronischen Speichern schlecht aus. Der Festplatte wird 5-10 Jahre, der Diskette 5-10 Jahre, der CD/DVD 10-50 Jahre gegeben. Sind CD oder DVD selbst gebrannt, tritt ihr statistischer Tod schon nach 5-10 Jahren ein. Und die beliebten USB-Sticks halten statistisch gesehen gerade mal 3-10 Jahre. Von der Holodisk erwartet man eine Lebensdauer von bis zu 100 Jahren.

Allerdings sehen die Fraunhofer Wissenschaftler in Punkto Speicherdichte das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht. Sie erreichen mit Polarisationshologrammen  die doppelte Datendichte.

Hologramme dienen zur Speicherung großer Datenmengen oder zur dreidimensionalen Darstellung. Ein Hologramm erzeugt eine beliebige Lichtwelle, indem es einer einfallenden Lichtwelle entweder eine definierte Phase aufprägt oder deren Helligkeit, die Amplitude, verändert. Freiburger Forscher vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM haben nun in Zusammenarbeit mit dem Rowland Institute der Harvard University erstmals ein Verfahren entwickelt, mit dem in einem Hologramm gleichzeitig Phase und Amplitude eingestellt werden können.

Bisher existierten nur Hologramme, die entweder die Phase oder die Amplitude beeinflussen. Die Prägehologramme auf Kreditkarten zum Beispiel wirken überall gleich hell, weil das an einer strukturierten Metallfolie reflektierte Licht mit unterschiedlicher Laufzeit beim Betrachter ankommt. Eine Änderung der Amplitude ist hiermit nicht möglich - das Motiv kann nicht fotorealistisch dargestellt werden.

Für das neuentwickelte Verfahren nutzen die Wissenschaftler ein spezielles Photopolymer, das in einer dünnen Schicht auf einen reflektierenden Träger gebracht wird. Mit polarisiertem Licht werden in das Polymer Hologramme geschrieben. Dabei ändert ein Laserstrahl die Orientierung von optisch aktiven Molekülgruppen innerhalb des Materials. Dadurch können erstmals sowohl die Stärke der Orientierung als auch der Winkel der Ausrichtung verändert werden. Legt man eine Polarisatorfolie über den Polymerfilm, lassen sich so Hologramme für Phase und Amplitude belichten.

Neben einer doppelten Datendichte bieten diese Polarisationshologramme die Möglichkeit, völlig neuartige optische Elemente zu entwickeln.
Fraunhofer IPM verfolgt Anwendungen in der Sicherheitstechnik, im Produktschutz und in der Strahlformung von Lasern. Hier sind zum Beispiel optische Pinzetten denkbar, die die eingefangenen Teilchen nicht nur fixieren, sondern auch an mehreren Stellen durch die Übertragung eines Drehimpulses rotieren können. Dies ist etwa in biologischen Anwendungen von großem Interesse.


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