Unsichtbare Erkennung menschlicher Aktivitäten in Smart Living Umgebungen mit Kapazitiven Sensoren

Smart Living Umgebungen versuchen ihre Bewohner bei der Bewältigung alltäglicher Aufgaben zu unterstützen. Wünsche und Notwendigkeiten werden dynamisch erkannt und eine angemessene Reaktion erzeugt. Dies benötigt mehrere Sensoren, deren Daten intelligent kombiniert werden, um eine Vielzahl von Situationen zu erkennen. Häufig greift man hierbei auf Kameras und Bewegungsmelder zurück, die sich nur schwer unsichtbar in der Umgebung anbringen lassen. Kapazitive Sensoren messen Änderungen in elektrischen Feldern und können durch nicht-leitende Materialien hindurch Messungen vornehmen. In den letzten Jahren stieg ihre Popularität in Forschung und am Markt; insbesondere der fingerkontrollierte Touchscreen ist ein populäres Beispiel. In dieser Arbeit führen wir diese Art von Sensorik ein und stellen vor, inwiefern mit diesen menschliche Aktivitäten in Smart Living Umgebungen gemessen werden können. Wir stellen verschiedene Anwendungen in den Bereichen der Aktivitätserkennung und Mensch-Maschine-Interaktion vor, diskutieren Möglichkeiten und Herausforderungen der kapazitiven Sensorik und stellen zukünftige Forschungsrichtungen vor.

Smart living environments aim at supporting their inhabitants in daily tasks by detecting their needs and dynamically reacting accordingly. This generally requires several sensor devices, whose acquired data is combined to assess the current situation. Capturing the full range of situations necessitates many sensors. Often cameras and motion detectors are used, which are rather large and difficult to hide in the environment. Capacitive sensors measure changes in the electric field and can be operated through any non-conductive material. They gained popularity in research in the last few years, with some systems becoming available on the market. In this work we will introduce how those sensors can be used to sense humans in smart living environments, providing applications in situation recognition and human-computer interaction. We will discuss opportunities and challenges of capacitive sensing and give an outlook on future scenarios.