Neuer Unterwasserroboter schwimmt und spürt wie ein Fisch
In den letzten Jahren sind Unterwasserroboter verstärkt in einer Vielzahl industrieller und ziviler Sektoren anzutreffen. Sie werden sehr häufig von Wissenschaftlern zur Erforschung der Meere eingesetzt. So können mit Unterwasserrobotern beispielsweise eine Reihe von Tieren und Pflanzen der Tiefsee in ihrer natürlichen Umgebung entdeckt oder beobachtet werden. Jetzt gibt es eine neue Klasse von Unterwasserrobotern, die in der Natur anzutreffende Formen imitieren. Diese "biomimetischen" Fahrzeuge können bei Antrieb und Wendigkeit bessere Ergebnisse erzielen, da sie erfolgreich die Natur zum Vorbild genommen haben. Das von der EU finanzierte Projekt FILOSE (Robotic fish locomotion and sensing) beschäftigt sich mit einem wichtigen Problem der Unterwasserrobotik, nämlich der Frage, wie Fische die Unterwasserumwelt wahrnehmen. Wenn ein Fisch in seiner natürlichen Umgebung schwimmt, kann er die Strömung des Wassers um ihn herum spüren und auf Änderungen der Strömungsmerkmale reagieren. Die Partner des vom Zentrum für Biorobotik der Technischen Universität Tallinn geleiteten FILOSE-Projekts sind überzeugt: Sobald sie die Vorgänge verstanden haben, die in Fischen ablaufen, können sie dieses Wissen bei der Entwicklung besserer Unterwasserroboter anwenden. Ein wichtiges Versuchsinstrument war für FILOSE ein Roboterprototyp, der wie ein Fisch aussieht und sich auch so verhält. Der "FILOSE-Fisch" ähnelt in seiner Form und auch seinem Verhalten einer Regenbogenforelle. Forellen schwimmen subcarangiform, d. h. sie bewegen sich fort, indem sie Wellenbewegungen im hinteren Teil ihres Körpers erzeugen, während der vordere Teil nahezu unbeweglich bleibt. Der Schwanz des FILOSE-Fischs wird von einem Servomotor in seiner Brust bewegt. Er erzeugt eine wogende Welle, die sich am Körper entlang bewegt und so den Roboter vorwärts schiebt. Die Forscher des FILOSE-Projekts können den Fischschwanz ändern, um zu untersuchen, wie sich Materialeigenschaften auf die Effizienz und die Schwimmbewegungen des Roboters auswirken. Der Kopf des Roboters ist wasserdicht und enthält die Sensoren und Elektronik zur Steuerung des Fisches. Die Experimente werden in einem Labor mit Hilfe eines Strömungstanks durchgeführt. Die Forscher fanden heraus, dass so ausgestattete Roboter nicht nur Bereiche suchen, in denen störende Strömungen am schwächsten sind, sondern Gegenströmungen nutzen können, um sich vorwärts zu drücken. Die Ergebnisse des FILOSE-Projekts sind richtungsweisend. Es ist Forschern gelungen den ersten strömungswahrnehmenden Roboter mit strömungsgestützter und strömungsbezogener Fortbewegung zu entwickeln. Ein wichtiger Schritt hierbei war die Entwicklung einer künstlichen Haarzelle, welche die Erkennungsphysiologie natürlicher Haarzellen imitiert. Das Projekt schuf außerdem neue Hydrodynamikforschungseinrichtungen und schulte Mitarbeiter, welche die im Rahmen von FILOSE begonnene Arbeit fortsetzen. Insgesamt sollten die Ergebnisse neue Unterwassertechnologien für die Unterstützung der Erdöl- und Erdgasindustrie, Mienenräumung unter Wasser, Umweltüberwachung, Such- und Rettungsoperationen, Aktivitäten im Kampf gegen den Terrorismus, Hafenüberwachung, Küstensicherheit, Fischbewirtschaftung usw. ermöglichen. Alle werden von effizienteren und leistungsstärkeren Unterwasserrobotern profitieren.Weitere Informationen sind abrufbar unter: FILOSE http://www.filose.eu/tiki-index.php Tallinn University of Technology's Centre for Biorobotics http://www.university-directory.eu/Estonia/Tallinn-University-of-Technology---Center-for-Biorobotics.html#.UclmRvkyZBk
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Estland, Italien, Lettland, Vereinigtes Königreich