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Michigan State University Roboter-Fisch verbraucht fast keine Energie

| Redakteur: Peter Koller

Durch eine clevere Kombination von Schwimmen und Gleiten kann ein Roboter-Fisch der Michigan State University über lange Zeiträume in Gewässern bleiben, um Umweltdaten zu sammeln.

Der Roboter-Fisch Grace bei Schwimmversuchen im Labor
Der Roboter-Fisch Grace bei Schwimmversuchen im Labor
(Michigan State University/G.L. Kohuth)

Grace nennt sich der Roboter-Fisch der Michigan State University, kurz für Gliding Robot ACE. Er wurde von Professor Xiaobo Tan und seinen Studenten entwickelt, um als Sensorplattform zur Ermittlung von Umweltdaten in Gewässern aller Art zu dienen. Allerdings stießen die Wissenschaftler schnell auf ein Problem. Durch die ständige Bewegung der Flossen für Antrieb und Steuerung war der Akku zur Stromversorgung schon nach wenigen Stunden leer. Der Roboterfisch musste aus dem Wasser geholt und der Akku wieder aufgeladen werden.

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Um die Reichweite ihres Robo-Fisches zu verbessern studierten die Forscher das Gleiten von Fischen im Wasser, das sich als extrem energieeffizient herausstellte. Um es mit dem Robo-Fisch nachzuahmen, wurde eine Pumpe in das System integriert, die – ähnlich wie bei einem U-Boot – Wasser in Balasttanks und aus ihnen wieder heraus pumpen kann. Gleichzeitig wurde das Akku-Pack an einer Schiene angebracht und kann synchronisiert mit den Pump-Aktionen vor und zurück bewegt werden, um den Schwerpunkt zu verändern.

Damit und mit entsprechenden Algorithmen zur Steuerung gelang es, den Energieverbrauch des Fisches drastisch zu senken. Das ergaben Tests im Kalamazoo-River, der 2010 durch einen Öl-Unfall stark verschmutzt wurde. Die Sensor-Plattform kann nun über lange Zeiträume in einem Gewässer bleiben. "Die Technologie erlaubt es dem Fisch zudem, sich besser an verschiedene Umgebungen anzupassen, vom ruhigen Teich bis hin zu reißenden Flüssen," so Professor Tan. Darüber hinaus ist Grace ungefähr nur etwa ein Zehntel so groß und schwer wie kommerzielle Unterwasserfahrzeuge, wie sie üblicherweise als Sensorplattformen verwendet werden.

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