Diese Roboterqualle ist ein Klimaspion.

Um die Korallenriffe und die dort lebenden Lebewesen zu untersuchen, setzen Wissenschaftler manchmal Unterwasserdrohnen ein. Aber Drohnen sind keine perfekten Spione. Ihre Propeller können Riffe zerreißen und Lebewesen schädigen. Drohnen können auch laut sein und Tiere verscheuchen. Ein neuer Roboter-Jolleyfisch könnte die Antwort sein.

Erik Engeberg ist Maschinenbauingenieur an der Florida Atlantic University in Boca Raton. Sein Team entwickelte das neue Gadget. Betrachten Sie diesen Roboter als einen ruhigeren, sanfteren Meeresspion. Weich und matschig, gleitet er lautlos durch das Wasser, so dass er die Riffe nicht schädigt oder die Tiere um ihn herum stört. Der Roboter trägt auch Sensoren zur Datenerfassung.

Das Gerät hat acht Tentakel aus weichem Silikonkautschuk. Pumpen auf der Unterseite des Roboters nehmen Meerwasser auf und leiten es in die Tentakel. Das Wasser bläst die Tentakel auf und lässt sie sich ausstrecken. Dann schaltet die Stromversorgung der Pumpen kurzzeitig ab. Die Tentakel entspannen sich nun und Wasser schießt aus den Löchern an der Unterseite des Gerätes zurück. Dieses schnell austretende Wasser treibt die Qualle nach oben.

Der Roboter hat auch ein hartes, zylindrisches Gehäuse auf der Oberseite. Hier befindet sich die Elektronik, die die Quallen steuert und Daten speichert. Eine Komponente ermöglicht die drahtlose Kommunikation mit der Qualle. Das bedeutet, dass jemand den Roboter fernbedienen kann, indem er verschiedene Tentakel zu unterschiedlichen Zeiten bewegt. Der Hartschalenkoffer könnte auch Sensoren aufnehmen.

Engebergs Gruppe beschrieb das Design ihres Roboters am 18. September in Bioinspiration & Biomimetik.

Natürliche Inspiration

Die Forscher hatten praktische Gründe, ihr Gerät nach dem Vorbild von Quallen zu bauen. “Echte Quallen benötigen nur geringe Mengen an Energie, um von Punkt A nach B zu reisen”, sagt Engeberg. “Wir wollten diese Qualität wirklich in unseren Quallen einfangen.”

Quallen bewegen sich langsam und sanft. Genau wie der Roboter-Jelly. Deshalb denken die Forscher, dass es die Meerestiere nicht erschrecken wird. Außerdem, sagt Engeberg: “Der weiche Körper unserer Quallen hilft ihr, Ökosysteme zu überwachen, ohne sie zu schädigen.” So könnte der Roboter beispielsweise einen Sensor zur Erfassung der Meerestemperaturen tragen. Die gesammelten Daten könnten den Wissenschaftlern helfen, festzustellen, wo und wann sich der Ozean aufgrund des Klimawandels erwärmt.

Korallenriff

Korallenriffe sind das Rückgrat eines vielfältigen Ökosystems. Das ist ein Grund, warum Wissenschaftler hart daran arbeiten, zu verstehen, was es braucht, um sie gesund zu halten.

VitalyEdush/iStockphoto

“Quallen bewegen sich seit Millionen von Jahren in unseren Ozeanen und sind daher ausgezeichnete Schwimmer”, sagt David Gruber. Er ist Meeresbiologe am Baruch College in New York City, der nicht an dem Roboter beteiligt war. “Ich bin immer dann beeindruckt, wenn Wissenschaftler Ideen aus der Natur bekommen”, sagt Gruber. “Besonders etwas so Einfaches wie die Qualle.”

Der Kampf gegen den Klimawandel motiviert Engeberg und sein Team. “Ich habe den tiefen Wunsch, gefährdeten Riffen auf der ganzen Welt zu helfen”, sagt er. Er hofft, dass seine Roboter-Jolleys den Forschern helfen werden, die ansonsten verborgenen Auswirkungen des Klimawandels auf See zu untersuchen.

Die Verfolgung von Meerestemperaturen und anderen Daten kann auch den Menschen zugute kommen, indem sie vor sich verschlechternden Bedingungen warnt. Warmere Ozeane können Stürme stärker und zerstörerischer machen. Wärmeres Meerwasser hilft auch beim Schmelzen von Meereis, indem es Gletscher von unten erodiert. Dieses Schmelzwasser trägt zum Anstieg des Meeresspiegels bei. Und höhere Meere können zu Küstenüberschwemmungen führen oder tief liegende Inseln ganz verschwinden lassen.

Die Roboterqualle ist in Arbeit. “Wir machen gerade eine neue Version”, sagt Engeberg. Er schwimmt tiefer und kann mehr Sensoren tragen als das ältere Modell. Dies sollte es zu einem noch besseren Spion für die Bedingungen in den Korallenriffen weltweit machen.

Machtwörter
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Atlantik Einer der fünf Weltmeere, der nur nach dem Pazifik an zweiter Stelle steht. Sie trennt Europa und Afrika im Osten von Nord- und Südamerika im Westen.

Biologie Das Studium der Lebewesen. Die Wissenschaftler, die sie untersuchen, werden als Biologen bezeichnet.

Klima Die Wetterbedingungen, die typischerweise in einem Gebiet, im Allgemeinen oder über einen längeren Zeitraum bestehen.

Klimawandel Langfristige, signifikante Veränderung des Klimas auf der Erde. Es kann natürlich oder als Reaktion auf menschliche Aktivitäten geschehen, einschließlich der Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Rodung von Wäldern.

Korallen Meerestiere, die oft ein hartes und steiniges Exoskelett produzieren und dazu neigen, an Riffen zu leben (die Exoskelette von toten Ahnenkorallen).

Drohne Eine ferngesteuerte, führerlose Maschine oder Rakete.

Ökosystem Eine Gruppe von interagierenden lebenden Organismen – einschließlich Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren – und ihrer physikalischen Umgebung in einem bestimmten Klima. Beispiele sind tropische Riffe, Regenwälder, alpine Wiesen und polare Tundra. Der Begriff kann auch auf Elemente angewendet werden, die eine künstliche Umgebung ausmachen, wie z.B. ein Unternehmen, ein Klassenzimmer oder das Internet.

Ingenieur Eine Person, die die Wissenschaft zur Problemlösung einsetzt. Als Verb bedeutet Ingenieur zu sein, ein Gerät, Material oder einen Prozess zu entwerfen, das ein Problem oder einen unerfüllten Bedarf löst.

Gletscher Ein langsam fließender Fluss aus Eis, der Hunderte oder Tausende von Metern tief ist. Gletscher sind im Berg zu finden.

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