Wissen
22.03.2018

Spektakuläres Video: Ein Roboter, der sich bewegt wie ein Fisch

"Soft Robotic Fish" ist ein Unterwasserroboter mit Schwanzflosse: Fische akzeptieren ihn und fliehen nicht vor ihm - Meeresbewohner können so in ihrer natürlichen Umgebung beobachtet werden.

Ein neuartiger Unterwasserroboter sieht nicht nur aus wie ein Fisch - er bewegt sich auch so und erregt deshalb bei Meeresbewohnern kein Aufsehen. Bei Versuchen im Pazifik seien Fische auch dann nicht geflohen, wenn das Gerät näher als einen Meter an sie herankam, berichteten US-Forscher im Fachmagazin Science Robotics.

Daher könne der Roboter SoFi (Soft Robotic Fish) Meerestiere in ihrer natürlichen Umwelt beobachten, ohne sie zu stören. Darauf wiesen Robert Katzschmann und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge hin.

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“, schrieben 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.

Eine Kamera an der Spitze

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 unterzubringen, 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.

Kinderkrankheiten beheben

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.