Vom Tauchgang in den Flug in nur 0,35 Sekunden: Forscher:innen haben eine Roboterdrohne entwickelt, die den Übergang zwischen Wasser und Luft perfekt beherrscht. Die Unterwasserdrohne ist in der Lage, sich in weniger als einer Sekunde in eine fliegende Drohne zu verwandeln. Und nicht nur das: Sie hat noch einen anderen Trick auf Lager. Dank ihrer von der Natur inspirierten Saugscheibe kann sie sich an andere, sich bewegende Objekte – egal, ob bei trockener oder nasser Oberfläche – heften und quasi per Anhalter mitfahren.
Drohne operiert im Wasser und in der Luft
Der rasante Übergang von einer Unterwasserdrohne in ein Luftfahrzeug ist einem neuen Propellerdesign zu verdanken, das sich in der Luft entfaltet und einen schnelleren Wechsel zwischen den unterschiedlichen Medien ermöglicht, als es bei den meisten bisherigen Luft-Wasser-Robotern möglich war. Die Drohne, die von Wissenschaftler:innen aus China, dem Vereinigten Königreich und der Schweiz im 3D-Druckverfahren entwickelt wurde, dient nicht etwa dem Zweck, Schiffe oder U-Boote auszuspähen, sondern wurde für die biologische und ökologische Überwachung von Meeresökosystemen konzipiert.
Wie die Forscher:innen der Beihang University, des Imperial College London und der Empa in einer neuen in Science Robotics veröffentlichten Studie erklären, soll die Unterwasserdrohne beispielsweise zur Untersuchung der Umweltverschmutzung auf hoher See eingesetzt werden. Bei verschiedenen Tests gelang es dem Roboter nicht nur, Videoaufnahmen vom Meeresboden zu machen, sondern auch während des Übergangs von der Luft ins Wasser zu filmen. Außerdem war das Gerät in der Lage, sowohl in Süß- als auch in Salzwasser Bergungsarbeiten durchzuführen.
Per Anhalter schwimmen und Strom sparen
Dank seiner Saugscheibe, die von der Natur inspiriert und Schiffshalter-Fischen nachempfunden wurde, kann die Drohne auch „trampen“ und sich selbst an Meerestiere wie Wale oder Haie heften – und dadurch ihren Energieverbrauch senken. Die neue Roboterdrohne eignet sich deshalb auch für längere Forschungsexpeditionen. Der Stromverbrauch ist generell ein Problem bei „freien“, unbemannten Drohnen, da sie ohne externe Energiequellen auskommen müssen und auf langen Missionen gerne mal schlapp machen, wenn ihr Akku ausfällt.
„Unsere Studie zeigt, wie wir uns vom Adhäsionsmechanismus der Schiffshalter-Fische inspirieren ließen und ihn mit luftgestützten Robotersystemen kombiniert haben, um neuartige Mobilitätsmethoden für die Robotik zu erreichen“, so Mirko Kovac, der sowohl das Materials and Technology Center of Robotics der Empa als auch das Aerial Robotics Lab am Imperial College London leitet. Der trampende Roboter verbraucht dabei fast 20-mal weniger Strom als mit einem Eigenantrieb.
