Roboter Andi schwitzt für die Hitzeforschung

Das Unternehmen Thermetrics hat einen schwitzenden, frierenden und atmenden Roboter mit dem Namen Andi entwickelt, den Wissenschaftler der Arizona State University (ASU) dazu benutzen, die Auswirkungen extremer Hitze auf den menschlichen Körper und die Gesundheit zu untersuchen. Dabei wollen sie insbesondere herausfinden, wie sich der von Hitzewellen im Sommer ausgelöste Hitzestress auswirkt.

Der Roboter wurde speziell für die ASU gebaut. Er kann die thermischen Funktionen des menschlichen Körpers nachahmen. Über mehr als 35 Oberflächenbereiche sind Temperatursensoren, Wärmestromsensoren und Poren verteilt. Sie alle können individuell abgefragt beziehungsweise im Fall der künstlichen Poren angesteuert werden. Weltweit sind zehn Andi-Wärmepuppen im Einsatz. Die meisten davon, nämlich acht, werden in Sportbekleidungsunternehmen verwendet, eine weitere, wie der vorliegende Andi, in einer Forschungseinrichtung. Im Vergleich zu den anderen Wärmepuppen, die für Bekleidungstests verwendet werden, kann Andi auch im Freien verwendet werden, da er über interne Kühlkanäle verfügt.

"Es gibt eine Menge großartiger Arbeiten zum Thema extreme Hitze, aber es fehlt auch eine Menge. Wir versuchen, ein sehr gutes Verständnis dafür zu entwickeln, wie sich Hitze auf den menschlichen Körper auswirkt, damit wir quantitativ etwas dagegen unternehmen können", sagt Konrad Rykaczewski, Professor an der School of Engineering der ASU und Leiter des Forschungsprojektes.

Untersuchung der Auswirkungen von Hitzestress

Im Zentrum der Forschung stehen die Auswirkungen von Hitzestress auf den menschlichen Körper. Die Wissenschaftler wollen angesichts der Zunahme sommerlicher Hitzewellen genauer herausfinden und verstehen, warum heißes Wetter so tödlich sein kann.

"Man kann Menschen nicht in gefährliche Situationen extremer Hitze versetzen und testen, was passieren würde", sagt Jenni Vanos, Professorin an der Fakultät für Nachhaltigkeit der ASU. Es sei noch immer nicht komplett geklärt, wieso Menschen bei hoher Hitze sterben. Hier könne Andi dabei helfen, das herauszufinden.

Die Tests werden in einer speziellen Wärmekammer der ASU durchgeführt. Der "Warm Room" kann verschiedene Szenarien, wie etwa Wind und Sonneneinstrahlung, darstellen und bis zu 60 °C aufgeheizt werden. Andi kann allerdings auch im Freien eingesetzt und noch höherer Hitze ausgesetzt werden. Dazu besitzt der Roboter eine Reihe interner Kühlkanäle. Sie halten ihn kühl genug, um auch extremer Hitze standhalten zu können. So ist er in der Lage, aussagekräftige Daten zu messen und zu sammeln. Darunter fallen etwa Informationen zur Sonneneinstrahlung, Infrarotstrahlung vom Boden sowie zu der Konvektion von der Umgebungsluft.

Auswirkungen des Stadtklimas

Die Wissenschaftler planen für den Sommer, Andi und Marty, ein biometeorologischer Hitzeroboter der ASU, gemeinsam einzusetzen. Marty soll dabei Daten liefern, wie bebaute Umgebungen, etwa in Städten, die Wärmemenge verändern. Andi liefert dagegen Daten darüber, was im menschlichen Körper passiert. Zusammen soll so ermittelt werden, welchen Einfluss das Stadtklima auf den menschlichen Körper hat. Dazu werden beide Roboter in verschiedenen hitzeanfälligen Umgebungen auf dem Campus der ASU und in der Stadt Phoenix im Bundesstaat Arizona eingesetzt werden. Dabei wollen sich die Wissenschaftler etwa auf exponierte Straßenzüge sowie etwa ungekühlte Wohnwagen konzentrieren.

Um herauszufinden, wie die Auswirkungen auf verschiedene Menschen sind, können die Wissenschaftler bei Andi unterschiedliche Körpertypen und Gesundheitszustände einstellen. So lassen sich verschiedene Personen simulieren, wie etwa ein älterer Mann mit Diabetes bis hin zu einer jüngeren Frau, die regelmäßig Sport treibt. Damit könne für fast jeden US-Bürger ein individuelles Wärmeregulationsmodell erstellt werden.

Aus den gesammelten Daten beabsichtigen die Forschenden, Maßnahmen abzuleiten und etwa kühlende Kleidung zu entwickeln.

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(olb)