Soft Robotics 18.03.2014, 07:00 Uhr

Roboterfisch mit weicher Hülle schwimmt wie Forelle

US-Forscher haben eine technischen Klon geschaffen, der einer Forelle gleicht. Er ist mit weichen, flexiblen Bauteilen ausgestattet und bewegt sich wie sein lebendes Vorbild durch Schläge mit der Flosse. Der Roboterfisch soll einmal zur Erforschung von Schwärmen eingesetzt werden.

Projektmitarbeiter Andrew Marchese und der Roboterfisch. Die äußere Hülle besteht aus Silikon und ist damit weich und flexibel. Im Innern befindet sich die Technik. 

Projektmitarbeiter Andrew Marchese und der Roboterfisch. Die äußere Hülle besteht aus Silikon und ist damit weich und flexibel. Im Innern befindet sich die Technik. 

Foto: Screenshot ingenieur.de/MIT

Wer flüchtig hinschaut könnte den Fisch in einem Becken des Massachusetts Institute of Technolgy für eine kostümierte Regenbogenforelle halten. Er ist grün statt grau, bewegt sich aber ähnlich wie sein lebendes Vorbild durch Schläge mit dem Schwanz, ist aber ein Roboterfisch. Selbst plötzliche Richtungsänderungen sind für ihn kein Problem. Er schafft einen Winkel von mehr als 90 Grad. Nur seine Geschwindigkeit lässt zu wünschen übrig. Er erreicht gerade mal 150 Millimeter pro Sekunde. Auf die Stunde umgerechnet sind das ganze 540 Meter. So weit kommt er allerdings nicht. Das Becken, in dem er sich tummelt, misst nur wenige Meter.

Der Roboterfisch in Aktion.

Der Roboterfisch in Aktion.

Foto: Screenshot ingenieur.de/MIT

Der Roboterfisch von Professor Daniela Rus und ihrem Doktoranden Andrew Marchese ist ein prominentes Beispiel für einen Trend in der Welt der Roboter. Ihr hartes technisches Innenleben wird kaschiert von einer Hülle aus Silikon, dem Material, das in Bädern Fugen abdichtet und zu Brustimplantaten verarbeitet wird. Eigens dafür gibt es jetzt eine Fachzeitschrift namens „Soft Robotics“, in deren erster Ausgabe der weiche Fisch ausführlich vorgestellt wird.Der Fisch ist dabei ein Beispiel für eine Konstruktionsform, die auch an Land sehr vielversprechend ist. Weil der Roboter so soft ist, besteht keine Verletzungsgefahr im Fall einer Kollision.

Ziel der Forscher in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts ist die Entwicklung eines Roboters, der sich genauso bewegt wie ein echter Fisch. Er könnte eingesetzt werden, um die Gewohnheiten von Schwärmen zu erforschen, oder auch als Wegweiser für Fischer. Dazu müsste der 30,5 Zentimeter lange Roboterfisch allerdings deutlich schneller werden.

Antriebsenergie ist schnell verbraucht

Genau das ist ein Problem. Wenn er autonom reagieren soll muss er genügend Antriebsenergie an Bord haben. Doch die ist stark eingeschränkt. Sie besteht aus einer Druckflasche mit stark komprimiertem Kohlendioxid. Um den Schwanz zu bewegen wird abwechselnd Gas in zwei Kammern geleitet. Diese bewegen den Schwanz, sodass sich der künstliche Fisch vorwärts bewegt. Je höher der Wechseldruck, desto schneller kommt er voran. Wird eine der beiden Kammern mit Maximaldruck beaufschlagt nimmt der Roboter eine schärfere Kurve als sein lebendes Vorbild. Das schafft ein solches Fluchtmanöver beinahe beliebig oft, weil es sich immer wieder durch Nahrungsaufnahme neue Energie verschafft. Der Roboterfisch kommt auf allenfalls 30 scharfe Kurven. Dann ist die Gaskartusche leer. Die Forscher hoffen, künftig Systeme zu entwickeln, die wendig sind und doch längere Zeit in Betrieb bleiben können. 

Von Wolfgang Kempkens Tags:

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