Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart haben einen von Quallen inspirierten Unterwasserroboter entwickelt. Der Prototyp namens »Jellyfish-Bot« arbeitet nahezu geräuschlos, kann Objekte unter seinem Körper einfangen, ohne sie zu berühren, und ist somit in der Lage, sich auch in empfindlichen Umgebungen wie zum Beispiel Korallenriffen fortzubewegen. Darüber berichtet das Team unter der Leitung von Metin Sitti, Direktor der Abteilung Physische Intelligenz am MPI-IS, in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins »Science Advances«.

Bislang sind Unterwasserroboter meist sperrig mit unbeweglichen Körpern, die nicht in der Lage sind, komplexe Umgebungen zu erkunden oder Proben zu nehmen. Zudem sind sie recht laut auf Grund von summenden Elektromotoren oder Hydraulikpumpen. Um sich in empfindlichen Ökosystemen – etwa in der Nähe von Korallenriffen – aufzuhalten, sind solche Roboter entsprechend ungeeignet. »Wir hoffen, dass Unterwasserroboter wie Jellyfish-Bot eines Tages bei der Säuberung unserer Ozeane helfen können«, erklärt Mitautor Hyeong-Joon Joo die Motivation seines Teams laut einer Pressemitteilung des Instituts.

Der Roboter hat einen Durchmesser von etwa 16 Zentimetern und ist damit der Größe einer adulten Ohrenqualle (Aurelia aurita) nachempfunden. Er wird elektrohydraulisch von künstlichen Muskeln, so genannten HASELs, angetrieben. Das Akronym steht für »hydraulically amplified self-healing electrostatic actuators« (hydraulisch verstärkte, sich selbst heilende elektrostatische Aktuatoren). Dabei handelt es sich um mit Pflanzenöl gefüllte Kunststoffbeutel, die teilweise von Elektroden bedeckt sind. Durch Anlegen einer Hochspannung wird der Muskel positiv aufgeladen, das umgebende Wasser dagegen negativ. So entsteht eine Kraft zwischen der positiv geladenen Elektrode und dem negativ geladenen Wasser, die das Öl innerhalb der Beutel hin- und herschiebt. Dadurch ziehen sich die Beutel rhythmisch zusammen und entspannen – ähnlich wie ein echter Muskel. Jellyfish-Bot arbeitet laut Angaben der Wissenschaftler schneller als vergleichbare Erfindungen und erreicht eine Geschwindigkeit von bis zu 6,1 Zentimetern pro Sekunde. Außerdem benötige der Roboter nur eine geringe Leistung von etwa 100 Milliwatt.

Aktuell braucht Jellyfish-Bot allerdings noch ein Kabel. »Das ist natürlich ein Nachteil, wenn wir ihn wirklich eines Tages im Ozean einsetzen wollen«, gibt Joo zu. Daher sei das Team bereits einen Schritt weiter gegangen und habe eine Steuerungseinheit an der Oberseite des Roboters und eine Batterie sowie einen Mikrocontroller an der Unterseite befestigt. Auf diese Weise sei der Roboter im Teich des Max-Planck-Campus Stuttgart geschwommen – bislang jedoch lediglich in eine Richtung: geradeaus.