Mit Roboterfischen das Meer erkunden

Das Meer gehört zu den am wenigsten erforschten Gebieten der Erde. Insbesondere die Tiefsee, die den grössten Teil des Meeres ausmacht, ist nur zu einem geringen Prozentsatz erforscht. Das Wissenschaftsmagazin "Quarks" sagt, wir wissen von der Tiefsee weniger als vom Mond.

Zu den vielen Gründen dafür gehört, dass Geräte zur Meeresforschung teuer und selten sind. Besonders teuer ist es, wenn Menschen in die Meerestiefen abtauchen, da sie Rettungs- und Lebenserhaltungssysteme benötigen.

Dank "Flossen" besonders wendig

Es erstaunt darum nicht, das Forschungsinstitutionen an schwimmenden Robotern arbeiten, die für den Archäologen und andere Wissenschafter das Erkunden des Meeresgrundes übernehmen. Einen solchen Roboter stellte unlängst die Università Politecnica delle Marche vor. Postdoc Daniele Costa habe sich beim Design und vor allem bei der Fortbewegungstechnik an Fischen orientiert - speziell an solchen, die vor allem durch Schläge mit ihren Brustflossen vorankommen, berichtet "Pressetext".

Die Idee dafür kam Costa nach Abschluss seiner Dissertation. Die Systeme, an denen er zu dieser Zeit arbeitete, waren nur begrenzt manövrierfähig. Gemeinsam mit dem Informationstechniker David Scaradozzi entwickelte er darum ein Antriebssystem, das dem Roboter die Wendigkeit von Fischen verleihen sollte.

Bewegt der Roboter seine "Brustflossen" gegenläufig, kann er sich auf der Stelle drehen, ähnlich einem Ruderboot, dessen Riemen gegenläufig eingetaucht werden. Dieser Mechanismus ähnelt dem, der sich bei vielen Meerestieren beobachten lässt, wenn sie unter Wasser jagen.

Laut dem Bericht benötigten bisher entwickelten Roboterfische bis zu vier Motoren, um die Flossen anzutreiben. Costas Gerät kommt mit nur einem aus. Die synchronen oder beliebig gegeneinander versetzten Schläge der Flossen erreicht er mit einem mechanischen Getriebe, ebenso eine Änderung der Anstellwinkel. In Tests habe sein Roboterfisch andere Geräte übertroffen, und zwar sowohl bezüglich Geschwindigkeit als auch Wendigkeit: "Unser Roboter kommt mit fünf Körperlängen pro Sekunde voran und hat einen Wendekreisradius von weniger als einer Körperlänge", lässt sich Mitentwickler Scaradozzi zitieren.

Nicht verstossen von "Artgenossen"

Wie erwähnt ist der Roboterfisch aus Italien nicht der erste seiner Art. Ein anderer ist "Sofi - The Soft Robotic Fish", der 2018 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt wurde. Der Roboter, den ein Taucher fernsteuern kann, navigiere erfolgreich um andere Lebewesen herum, schreibt das MIT, und demonstriert die Fähigkeiten in einem Video. Dank der weichen Schwanzflosse könne sich der Roboter besser in die natürliche Umgebung integrieren.

Ein Jahr früher schon stellte auch die ETH Lausanne einen schwimmenden Roboter vor. Dabei wollte die Hochschule untersuchen, ob Tiere auf Interaktionsversuche von Robotern reagieren. Der Roboterfisch der EPFL könne erfolgreich Zebrafische imitieren und sich unter sie mischen, heisst es in der Mitteilung.

"Wir haben eine Art 'Geheimagent' geschaffen, der sich in diese Schwärme kleiner Fische einschleusen kann", lässt sich Co-Studienautor Frank Bonnet zitieren. Wie dies funktioniert, zeigt die Hochschule in einem Video.