Oktopus-Trick macht Roboter-U-Boot pfeilschnell
«Als würde ein Mini Cooper unter Wasser in einer Sekunde von Null auf 100 km/h kommen». (Foto: southampton.ac.uk)
Southampton – Ein Forscherteam hat einen Roboter entwickelt, der sich unter Wasser viel schneller fortbewegen kann als bisherige Unterseefahrzeuge. Möglich macht das ein Antriebs-Trick, den sich die Experten beim Oktopus abgeschaut haben. Der Roboter füllt sich wie ein Ballon mit Wasser und beschleunigt, indem er dieses nach hinten ausstösst. Das Robo-U-Boot wird zudem nicht nur sehr schnell, sondern auch besonders wendig. Der Ansatz ist daher interessant für Roboter, die beispielsweise Riffe erforschen – könnte aber auch neuartige Unterwasser-Fähren ermöglichen.
Viele Tintenfische nutzen für schnelle Fluchtbewegungen einen Rückstoss-Trick, bei dem sie Wasser ansaugen und dieses dann wie durch eine Düse mit hohem Druck ausstossen. Dieses Vorbild kopiert der neue Roboter und beschleunigt dadurch so stark, als würde ein Mini Cooper unter Wasser in einer Sekunde von Null auf 100 km/h kommen. «Es geht vor allem um das Manövrieren», betont jedoch Gabriel Weymouth, Dozent am Southampton Marine and Maritime Institute der University of Southampton, gegenüber pressetext. Denn auch Torpedos können schnell durchs Wasser gleiten – aber im Gegensatz zum neuen Roboter nur in annähernd gerader Linie.
Flexibel wie die Natur
Oktopoden verdanken ihre Beweglichkeit vor allem einem: «Die Tiere ändern ihre Form teils drastisch, wenn sie einen Geschwindigkeitsschub brauchen oder um zu wenden», erklärt Weymouth. Der 30 Zentimeter lange Roboter kopiert dieses Prinzip. Er nutzt eine elastische Hülle und dazu ein 3D-gedrucktes Polykarbonat-Skelett, um einen Oktopus-Körper nachzuahmen. Damit erzielt der Oktopus-Roboter eine nie dagewesene Beschleunigung und erreicht seine Spitzengeschwindigkeit in weniger als einer Sekunde. Obwohl bisherige Unterwasserfahrzeuge schön stromlinienförmig sind, kann dem allenfalls ein Torpedo mit massiver Treibladung annähernd das Wasser reichen.
Starre Torpedos sind zudem primär dazu geeignet, in gerader Linie auf ein Ziel zuzuschiessen. Das Oktopus-artige Design des Roboters soll im Vergleich dazu auch mehr Beweglichkeit sichern. «Weiche Roboter sind grundsätzlich sehr gut für die unschädliche Erkundung chaotischer Unterwasser-Regionen geeignet», betont Weymouth. Es erscheint daher sinnvoll, den Antrieb nach Oktopus-Vorbild zu nutzen, um autonome Unterwasserfahrzeuge beweglicher zu machen. Eine flexible Hülle sorgt zwar dafür, dass Kollisionen beispielsweise mit Riffen keine groben Schäden verursachen – mehr Beweglichkeit kann aber unnötige Zusammenstösse ganz verhindern.
Passagier-Potenzial
Bei dem Projekt, an dem auch das Massachusetts Institute of Technology (MIT) und die Singapore-MIT Alliance for Research and Technology beteiligt sind, stehen zunächst Robo-U-Boote für Forschungszwecke im Vordergrund. Berechnungen der Forscher zeigen, dass die Beschleunigung bei grösseren Ausführungen noch besser ausfallen müsste. Das ist ein Grund, weshalb der Antriebs-Ansatz langfristig auch für neuartige Passagier-U-Boote interessant sein könnte. Zudem könnten die gesammelten Erkenntnisse im Bereich Strömungswiderstand auch für andere Fachgebiete relevant sein, beispielsweise für die Luftfahrttechnik. (pte/mc/ps)
