Unterwasserroboter bewegt sich wie ein Fisch
Bei Versuchen im Pazifik seien Fische auch dann nicht geflohen, wenn das Gerät näher als einen Meter an sie herankam, berichten die Forscher in einer neuen Studie. Daher könne der Roboter „SoFi“ (Soft Robotic Fish) Meerestiere in ihrer natürlichen Umwelt beobachten, ohne sie zu stören, betonen Robert Katzschmann und Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge.
Studie
”Exploration of underwater life with an acoustically controlled soft robotic fish”, Science Robotics, 21.3.2018
Unterwasserroboter bewegen sich in der Regel durch Propeller oder Wasserstrahlantrieb vorwärts. „Diese Antriebssysteme erzeugen jedoch erhebliche Turbulenzen und haben das Potenzial, Meereslebewesen zu erschrecken und Nahbeobachtungen zu verhindern“, schreiben die Forscher. Deshalb entwarfen sie einen Unterwasserroboter, der sich wie ein Fisch bewegt: durch das Hin- und Herbewegen der Schwanzflosse. Ein Hydraulikmotor setzt das weiche Hinterteil in Bewegung und kann auf verschiedene Geschwindigkeiten eingestellt werden.
Reichweite der Fernbedienung von 20 Metern
Ein entscheidendes Bauteil in „SoFi“ ist die Auftriebseinheit: In ihr wird mit einem Kolben das Volumen der eingeschlossenen Luft geregelt. Wird die Luft zusammengepresst, sinkt SoFi, kann sie sich ausdehnen, steigt der Roboter auf. Unterstützt werden die Bewegungen durch zwei verstellbare Seitenflossen. An der Spitze trägt „SoFi“ eine kleine Kamera, die Aufnahmen vom Leben im Meer ermöglicht. Taucher können „SoFi“ per Fernbedienung mit einer Reichweite bis zu 20 Metern steuern.
Der Fischroboter ist 47 Zentimeter lang und 1,6 Kilogramm schwer. Um Antriebsmotor, Sensoren und andere Technik darin unterzubekommen, mussten Katzschmann und sein Team viele Roboterbauteile verändern oder neu entwickeln. Doch der Aufwand scheint sich gelohnt zu haben: Filmaufnahmen zeigen, dass „SoFi“ von Meeresbewohnern nicht als Bedrohung wahrgenommen wird. Deshalb sind die Forscher zuversichtlich, dass ihr Roboter neue Einblicke in verschiedene Ökosysteme der Meere gewähren wird. „SoFi“ ist in Wassertiefen bis 18 Metern einsetzbar, weiter unten wird der Wasserdruck zu stark.
Katzschmann et al., Sci. Robot. 3, eaar3449 (2018)
Der Roboter mit Fernbedienung
“Kinderkrankheiten“ kurieren
Einige „Kinderkrankheiten“ müssten aber noch behoben werden, räumt das Team ein: So sorgt die Schwanzbewegung dafür, dass sich der ganze Roboterfisch hin- und herbewegt, was sich in den Kameraaufnahmen zeigt. Dennoch haben die Forscher schon weitere Pläne:
Sie wollen „SoFi“ einsetzen, um „erstens das Verhalten von Meereslebewesen über lange Zeiträume ohne menschliche Eingriffe in die Szene zu untersuchen, zweitens zu prüfen, ob „SoFi“ dazu verwendet werden kann, das Verhalten von Meereslebewesen zu beeinflussen, und drittens, um Roboterschwärme zu erzeugen“. Damit lasse sich etwa die Dynamik von Fischschwärmen besser analysieren.
science.ORF.at/dpa