Ein Team chinesischer Wissenschaftler hat zusammen mit internationalen Fachkollegen eine Roboterdrohne entwickelt, die sich sowohl in der Luft als auch unter Wasser bewegen und an Oberflächen anderer beweglicher Objekte festhalten kann.

Forscher der Universität für Luft- und Raumfahrt Peking und des Imperial College London ließen sich dabei von dem Remora-Fisch inspirieren, einer Fischart, die für ihre Haftscheiben bekannt ist, mit denen sie sich an Meerestieren wie Walen und Haien festhalten können. Die einzigartige Fähigkeit dieser Fische, sich an bewegliche Objekte anzuhängen, hilft ihnen, Kraft zu sparen.

Den Wissenschaftlern zufolge kann der 3D-gedruckte, ungebundene Roboter in weniger als einer Sekunde von einer Unterwasserdrohne zu einem Luftfahrzeug werden. Dies sei auf das einzigartige Design seiner Propeller zurückzuführen, die den Wechsel zwischen Wasser und Luft schneller ermöglichten als bei den meisten bisherigen Luft- und Wasserroboter, hieß es in einer am Donnerstag in der Fachzeitschrift „Science Robotics“ veröffentlichte Studie.

Der Roboter ist mit einem ferngesteuerten Saugnapf ausgestattet, der sich an nassen und trockenen Oberflächen mit unterschiedlicher Beschaffenheit festhalten kann, sogar an beweglichen Objekten. Er kann sich sowohl in der Luft als auch unter Wasser schnell an schwierigen Oberflächen festsaugen und wieder lösen, einschließlich gekrümmter, rauer, unbearbeiteter und bewachsener Oberflächen. Besonders erwähnenswert ist der Studie zufolge seine Fähigkeit, eine lang anhaltende Haftung mit minimalen Schwingungen zu erreichen.

Unterwasser-Drohnen sind normalerweise an den Bediener gebunden oder angeleint. Einige sind jedoch extra ungebunden und können sich frei in Räumen bewegen, die eine Drohne mit Leine behindern könnten. Ungebundene Drohnen eignen sich daher gut für die Arbeit in weitläufigen oder abgelegenen Umgebungen – allerdings nicht ohne Nachteile. Ein großes Hindernis für ihre Anwendung besteht darin, dass die Batterien der Drohnen dazu neigen, sich schnell zu entladen. Das von der Universität für Luft- und Raumfahrt Peking und dem Imperial College London gemeinsam entwickelte Modell zielt demnach eigens darauf ab, das Energieproblem zu lösen.

Bei den Anwendungstests fuhr der Roboter auf einem schwimmenden Unterwasser-Fahrzeug mit, um Bilder von Einsiedlerkrebsen, Jakobsmuscheln und Seetang auf dem Meeresboden zu machen. Der Studie zufolge verbrauchte er dabei etwa 19-mal weniger Energie als bei Eigenantrieb.

Außerdem können die Propeller des Roboters, die sich in der Luft entfalten und unter Wasser einklappen, die Luft-Wasser-Grenze in 0,35 Sekunden überwinden.

Wen Li von der Universität für Luft- und Raumfahrt Peking, ein Mitverfasser der Studie, erklärt, in Zukunft könne das Design des Roboters autonome Erkennungs-, Überwachungs- und Verfolgungsfunktionen in einer Vielzahl von Luft- und Wasserumgebungen ermöglichen.