Dadurch ist er ähnlich wendig wie ein echter Fisch und kann so durch plötzliches scharfes Wenden vor drohenden Gefahren flüchten. Zudem ist dank der weichen Konstruktion Kollisionsvermeidung nicht so wichtig wie bei normalen, sehr festen Robotern. Der Fisch ist dabei ein Beispiel für eine Konstruktionsform, die auch an Land sehr vielversprechend ist.

«Wenn Roboter immer mehr Verbreitung finden und mehr mit Menschen interagieren, ist es viel leichter, die Roboter sicher zu machen, wenn sie so herrlich weich sind, dass es keine Gefahr ist, wenn sie einen schlagen», erklärt Daniela Rus, Informatikprofessorin am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Im Fall des Roboterfisches, den ihr Team in der ersten Ausgabe des neuen Fachmagazins Soft Robotics vorstellt, steht freilich eher die Wendigkeit im Vordergrund.

Flink wie ein Fisch

Roboterfische werden immer mehr zum Thema, beispielsweise im Kampf gegen Wasserverschmutzung. Doch wenngleich sie den Wasserbewohnern oft optisch zumindest vage ähneln, sind sie in der Regel längst nicht so beweglich. Die neue Konstruktion des MIT-Doktoranden Andrew Marchese ist wendiger. Das liegt nicht nur an einer weichen Oberfläche, sondern vor allem an zwei langen Kanälen auf beiden Seiten des Fischschwanzes. Diese können mittels Kohlendioxid aus einem internen Kanister aufgebläht werden.

Das ermöglicht dem Roboter ein Fluchtmanöver ähnlich echten Fischen. Denn bläht sich ein Kanal auf, biegt sich der Schwanz und der Fisch dadurch scharf ab - um bis zu 100 Grad, also mehr noch als im rechten Winkel. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Roboter davon macht, ist dabei vom Winkel praktisch unabhängig. Das ähnelt dem, was Biologen bei realen Fischen beobachten. Wenngleich der Roboter damit ein toller Flüchter ist, mangelt es an Ausdauer - einfach nur herumschwimmen leert den Gaskanister sehr schnell. Doch die Forscher hoffen, Systeme zu entwickeln, die wendig sind und doch längere Zeit in Betrieb bleiben können.

Schwimmende Spione

Bewegliche und doch ausdauernde Roboterfische dürften interessante neue Anwendungen eröffnen. Eine Zukunftsvision, die Rus anspricht, sind Modelle, die dem biologischen Vorbild so gut entsprechen, dass sie sich in Schwärme realer Fische eingliedern können. Das würde eine bisher nicht dagewesene Möglichkeit bieten, das Verhalten der Tiere in ihrer natürlichen Umgebung extrem detailliert zu studieren.

Jedenfalls dient der MIT-Fisch als Beispiel, welche Vorteile weiche Roboter eröffnen. Ein aus steifen Komponenten gefertigter Roboterfisch könnte seinen Schwanz niemals derart frei verformen, so Rus. Zudem machen Zusammenstösse einem weichen Roboter und seinem Umfeld weniger aus. «Manchmal ist es sogar von Vorteil, wenn diese Roboter an die Umgebung anstossen, da sie das nutzen können, um schneller an ihr Ziel zu gelangen», so die Informatikerin.

(bert/pte)