Aufgrund ihrer einzigartigen Art, sich durch das Wasser zu bewegen, werden Quallen häufig als Inspiration für weiche, wasserbasierte Roboter verwendet. Jetzt haben Forscher entdeckt, dass das Schlagantriebssystem einer Roboterqualle nicht nur gut für die Fortbewegung ist, sondern auch kleine Trümmerstücke berührungslos vom Meeresboden hochziehen kann. Ein solcher Roboter könnte nützlich sein, um Müll aus empfindlichen Meeresumgebungen wie Korallenriffen zu entfernen.
Die neuen Roboter, erfunden von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS), sind etwa handgroß und bestehen aus einer Reihe von sechs Aktuatoren, die mit künstlichen Muskeln, sogenannten HASELs, gefüllt sind. Diese Muskeln sind im Grunde ölgefüllte Säcke, die von Elektroden bedeckt sind. Wenn die Elektroden einen Strom erhalten, werden sie mit einer positiven Ladung gefüllt. Anschließend leiten sie den Strom an das umgebende, negativ geladene Meerwasser ab. Dieser Zyklus treibt das Öl in den Beuteln dazu, hin und her geschoben zu werden, wodurch die Aktuatoren ihre Schlagbewegung ausführen.
Am wichtigsten ist, dass die Schlagbewegung eine Strömung im Wasser erzeugt, die Partikel nach oben ziehen kann, was mehr oder weniger die Art und Weise nachahmt, wie ein Kolben Verstopfungen aus einem Abfluss zieht.
„Wenn eine Qualle nach oben schwimmt, kann sie Objekte auf ihrem Weg einfangen, während sie Strömungen um ihren Körper herum erzeugt“, sagte Erstautorin Tianlu Wang, Postdoc in der Abteilung für Physische Intelligenz am MPI-IS und Erstautorin der Veröffentlichung. „Auf diese Weise kann er auch Nährstoffe sammeln. Auch unser Roboter wälzt das Wasser um ihn herum. Diese Funktion ist nützlich, um Gegenstände wie Abfallpartikel zu sammeln. Er kann den Abfall dann an die Oberfläche transportieren, wo er später recycelt werden kann.“ .“
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Die Roboter sind nahezu geräuschlos, was sie in Kombination mit ihrem berührungslosen Ansatz zu einem umweltsensiblen Werkzeug macht, das in verschiedenen Situationen eingesetzt werden könnte.
„Es ist auch in der Lage, zerbrechliche biologische Proben wie Fischeier zu sammeln“, sagte Wang vom Jellyfish-Bot. „Inzwischen gibt es keine negativen Auswirkungen auf die Umgebung. Die Interaktion mit Wasserlebewesen ist sanft und nahezu geräuschlos.“
Während der Jellyfish-Bot seine Meerespflege erledigen kann, ohne tatsächlich etwas zu greifen, konnten die Forscher tatsächlich zeigen, dass der Roboter Greifbewegungen ausführen konnte, wenn zwei der Aktuatoren in einer Zangengeste aufeinander zu gebracht wurden. Sie zeigten auch, dass zwei Roboter zusammenarbeiten könnten, um einen komplizierteren Gegenstand wie eine Gesichtsmaske vom Meeresboden zu heben, wie Sie im folgenden Video sehen können.
Quallenähnliche Roboter könnten eines Tages die Weltmeere säubern
Während die Leistung des Jellyfish-Bots beeindruckend ist, hat er an dieser Stelle eine ernsthafte Einschränkung: Er muss an ein Kabel angeschlossen werden, um Strom zu erhalten. Das Forschungsteam arbeitet jedoch daran, diesen Bedarf zu eliminieren und hat bereits einen Musterroboter mit einer Batterie und einer drahtlosen Kommunikationseinheit beladen und im Teich des Max-Planck-Campus in Stuttgart losgelassen. Während sich der Roboter vorwärts bewegen konnte, konnte das Team ihn nicht dazu bringen, seinen Kurs zu ändern, aber es arbeitet daran, diese Funktionalität als nächstes einzubauen.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.
