Roboterfisch-Schwärme als Wächter für Pipelines

26. August 2009, 15:25
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MIT-Entwicklung ist klein, wendig und besteht aus wenigen Einzelkomponenten

Cambridge - Ein Forschungsteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen Roboterfisch entwickelt, der zukünftig für Mess- und Überwachungsaufgaben eingesetzt werden könnte. Die Roboterfische sind sehr klein und wendig, bestehen nur aus zehn Einzelkomponenten und können kostengünstig hergestellt werden. "Betrachtet man die Robustheit der Fische, wären sie ideal für den Einsatz als Unterwasser-Langzeitmessgeräte. Man kann Schwärme dieser Fische aussetzen, und selbst wenn es nur ein kleiner Teil wieder zurück zum Forscher schafft, wären die finanziellen Verluste verkraftbar", sagt MIT-Ingenieur Kamal Youcef-Toumi.

Die Roboterfische, die Youcef-Toumi gemeinsam mit seinem Kollegen Pablo Valdivia Y Alvarado entwickelt hat, sind nur etwa 30 Zentimeter lang. Sie eignen sich unter anderem für die Unterwasser-Überwachung von Pipelines, könnten in Seen und Flüssen ausgesetzt werden und helfen, Gewässerverschmutzungen ausfindig zu machen und zu erforschen. Dabei bewegen sich die künstlichen Fische erstaunlich naturnah - angetrieben werden die Tiere von einem einzelnen Elektromotor. Dieser ist im Mittelteil des Fisches platziert und initiiert einen Impuls, der entlang des flexiblen Plastikkörpers des Fisches verläuft und für die fischartige Fortbewegung sorgt. Um die Komponenten im Inneren des Roboters zu schützen, besteht das Polymer-Gehäuse nicht aus einzelnen Segmenten. Es wird aus einem einzelnen Guss gefertigt, was es vollkommen wasserdicht macht.

Roboterfische sind keine gänzlich neue Erfindung. Bereits 1994 stellten MIT-Forscher einen Prototypen vor, der allerdings über einen Meter lang war und aus 2.843 Teilen, die von sechs Motoren angesteuert wurden, bestand. Dieser hatte - genau wie alle anderen Fischroboter, die bislang entwickelt wurden - jedoch weder das durchgängige Plastikgehäuse der aktuellen Entwicklung, noch konnte dieser die Bewegung eines Fisches so naturnah imitieren. Derzeit wird der zwischen 2,5 und fünf Watt liegende Stromverbrauch der schwimmenden Roboter noch über ein Kabel gedeckt, zukünftig will man hier aber auf eine in den Fisch integrierte Stromversorgung setzen.

Als Vorbild für die ersten Prototypen des Fischroboters dienten Forellen und Barsche. Diese überzeugten durch schnelle Fortbewegung, lieferten jedoch noch nicht das Optimum an Manövrierfähigkeit. Deshalb ging man bei späteren Versionen des Roboterfischs dazu über, ihn an Tunfischen zu orientieren, die für besonders hohe Schwimmgeschwindigkeiten bekannt sind. Die Geschwindigkeit des Originals - zehn Körperlängen pro Sekunde - erreichen die künstlichen Tunfische zwar nicht, die Geschwindigkeit von einer Körperlänge pro Sekunde ist jedoch trotzdem die bislang höchste bei Roboterfischen verfügbare. In den nächsten Monaten wollen die MIT-Forscher weitere der Tierwelt nachempfundene Roboter entwickeln. "Die Fische waren ein Test, ob unser Konzept funktioniert. Wir hoffen, dass es auch auf andere Arten der Fortbewegung anwendbar ist, es könnte also auch in der Entwicklung anderer Roboter nützlich sein", sagt Valdivia Y Alvarado. Derzeit arbeite man an künstlichen Salamandern und Mantas, lässt er durchblicken. (pte/red)

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