Unterwasserroboter: Nachgeahmtes Fischorgan könnte bei Navigation helfen
In dunklem und trübem Gewässer fällt Unterwasserrobotern die Orientierung schwerer. Da kann man sich einiges von Fischen abschauen.
Tauchroboter können sich in hellen Umgebungen gut orientieren (Beispielfoto).
(Bild: ETH Zürich (Screenshot))
Ein Forschungsteam der University of Bristol hat einen neuen Ansatz entwickelt, wie Unterwasserroboter in den Tiefen besser navigieren können, beispielsweise, um nicht mit Hindernissen, Fischen oder anderen Robotern, die in Schwärmen agieren, zusammenzustoßen. Die Forschenden haben sich dazu am Seitenlinien-Organ von Fischen orientiert, mit dessen Hilfe in der Natur Fische Zusammenstöße vermeiden können.
In der Dissertation "A biologically-inspired artificial lateral line: Observations of collective behaviour in fish lead to the development of a novel design of simple and low-cost artificial lateral line sensor" (PDF) von Elliott J. Scott beschreibt der Wissenschaftler seine Forschungen, wie ein Seitenlinien-Organ von Fischen künstlich für Unterwasserroboter gebaut werden könnte.
Navigation durch Wasserdruckunterschiede
Das Seitenlinien-Organ befindet sich bei den meisten Fischen über Kopf, Rumpf und Schwanz verteilt. In der wissenschaftlichen Arbeit orientierten sich Scott und seine unterstützenden Kollegen an afrikanischen Buntbarschen. Mit dem Seitenlinien-Organ, das aus Neuromasten besteht, die sich in Kanälen unter der Haut oder auf der Hautoberfläche befinden, können die Fische Wasserdruckunterschiede um sich herum erspüren. Diese Informationen können sie dann interpretieren, etwa um andere Fische in der Nähe, Wasserströmungsänderungen und Hindernisse zu erkennen.
Die Untersuchungen ergaben, dass das Organ rund um den Kopf dafür verantwortlich ist, wie gut sich ein Fisch in einem Schwarm bewegen kann. Scott überprüfte dies mithilfe von Simulationen. Seiner Ansicht nach könne die Funktion des Seitenlinien-Organs durch einen Drucksensor künstlich nachgeahmt werden. Die von dem Sensor gelieferten Daten können Unterwasserroboter dann dazu nutzen, um sich in dunklem und trüben Wasser zurechtzufinden. In solchen Umgebungen sind herkömmliche optische Systeme häufig überfordert. Teuer sei ein solcher Sensor nicht, sagt Scott.
Einen solchen von Scott vorgeschlagenen Sensor will ein Team der University of Bristol nun weiterentwickeln, um ihn in einem Unterwasserroboter zu verwenden und dessen Funktion zu demonstrieren.
(olb)