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Umwelttechnik 17.08.2020, 14:27 Uhr
Roboter fängt Schmutz nach Korallenart ein
Niederländische und britische Forscher haben einen Roboter entwickelt, der wie ein Korallenpolyp Schadstoffe im Wasser einsammeln kann.
Inspiriert von Korallenpolypen haben Forscher der Technischen Universität Eindhoven und der University of Warwick aquatische Roboter entwickelt, die Schadstoffe im Wasser einsammeln, sodass sie vernichtet werden können. Angetrieben werden sie von Dauermagneten und Licht. Sie bestehen aus speziellen Kunststoffen, die auf äussere Kraftfelder reagieren.
Tentakeln erzeugen Strömungen
In Bewegung gesetzt werden die künstlichen Korallen von einem rotierenden Magneten. Dieser lässt die Tentakeln der kleinen Roboter tanzen. Dabei erzeugen sie Strömungen, die Schmutzpartikel direkt in die Arme der Roboter treiben. Korallenpolypen nutzen ihre Tentakeln, um Nahrung aus dem Meer zu «angeln». «Ich war von der Bewegung dieser Korallenpolypen fasziniert, insbesondere von ihrer Fähigkeit, durch selbst erzeugte Strömungen mit der Umwelt zu interagieren», sagt die niederländische Forscherin Marina Pilz Da Cunha.
Die künstliche Koralle ist etwa zehn mal zehn Millimeter gross. Ihr Stiel reagiert auf ein elektrisches Feld, das ihn, wenn es sich dreht, tanzen lässt. Die Tentakeln bekommen zusätzliche Bewegungsimpulse durch Licht. Sie packen zu, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt sind und lösen sich wieder, um die «Beute» freizugeben, wenn sie mit blauem Licht bestrahlt werden.
Neues photomechanisches Polymer
Die Eindhovener Forscher und ihre Kollegen hatten Anfang des Jahres einen landgestützten Roboter vorgestellt, der lichtgesteuert Objekte ergreifen und wieder loslassen kann. Das war das Vorbild für den Unterwasserroboter, der für die neue Funktion allerdings konstruktiv verändert werden musste. Er reagierte auf Infrarotlicht, also auf Wärmestrahlen. Dieses Prinzip liess sich auf die Unterwasserwelt nicht übertragen, weil Wärme direkt an die Umwelt abgegeben wird.
Pilz Da Cunha entwickelte deshalb ein photomechanisches Polymer, das sich nur unter dem Einfluss von Licht bewegt, nicht von Wärmestrahlen. Einmal aktiviert, behalten die Tentakeln ihre Position bei, geben also das Objekt, das sie sich geschnappt haben, nicht frei, wenn das Licht ausgeht. Dazu ist ein neuer Reiz nötig, den blaues Licht liefert. Im nächsten Schritt will die Doktorandin ihrem Roboter das Schwimmen beibringen.
Autor(in) Wolfgang Kempkens, pte