Hightech-Plankton soll Unterwasserwelt erforschen

Ein Team von italienischen Wissenschaftlern arbeitet an einem Sensorsystem unter dem Namen „Smart Plankton“, mit dem die Unterwasserwelt eingehender erforscht werden soll.

Die Forscher entwickeln am SmartLab der Universität in Genua kleine planktonähnliche Geräte, die sie mit Sensoren bestücken. In großer Anzahl sollen diese Datensammler im Schwarm durch die Meere driften, Messungen durchführen und diese an ein zentrales System weiterleiten, berichtet der NewScientist.

Laut dem am Projekt beteiligten Wissenschaftler Davide Brizzolara kann das System helfen, die Weltmeere in größerem Ausmaß zu erforschen, als dies stationäre Sensoren erlauben. Darüber hinaus sei das technisch aufgerüstete Plankton deutlich billiger, als wenn man ferngesteuerte Unterwasser-Boote zur Forschung einsetzen würde. Ein Smart-Plankton-Schwarm soll dabei Tausende einzelne Geräte umfassen, die mit verschiedenen Sensoren bestückt sind. Dies erlaube die Beobachtung der Unterwasserwelt ebenso wie archäologische Untersuchungen oder die Minensuche unter Wasser.

Jedes einzelne sensorbestückte Planktonteilchen sammelt Informationen – beispielsweise Wassertemperatur oder Salzgehalt – und gibt die Daten von Plankton zu Plankton weiter bis sie an einen zentralen Empfänger auf einer Boje angelangt sind. Als Möglichkeit zur Datenübertragung wählten die Forscher blinkende LEDs. Die üblicherweise bei dieser Art Netzwerk eingesetzten Radiowellen stellen die Wissenschaftler im Wasser vor Probleme, da das Signal nur die Distanz von etwa einem Meter überbrücken kann. Wie die Forscher herausgefunden haben, wird Licht in sichtbarer Wellenlänge von Plankton oder Sedimentpartikeln deutlich weniger gestreut und eignet sich daher für die Übertragung.

Die verwendete Wellenlänge zur Lichtkommunikation ist hierbei von der Größe der Partikel sowie der Distanz der Smart-Plankton-Teilchen zueinander abhängig. „Unser Plankton wird also anpassungsfähig sein“, berichtet Brizzolara dem Wissenschaftsmagazin. Sobald die Datenübertragungsrate unter einen bestimmten Wert fällt, wird die Lichtfarbe gewechselt.

„Das ermöglicht bei einem Abstand von zehn Metern zueinander noch eine Datenrate von einem Gigabit pro Sekunde“, berichtet der Forscher. Durch die Messung der Zeitverzögerung könne zudem die Distanz zwischen dem Smart-Plankton und der fixen Empfangsstation ermittelt werden. Derzeit bauen die Wissenschaftler einen Prototypen ihres technisch aufgerüsteten Planktons. Der Durchmesser der Geräte liegt derzeit bei rund 20 Zentimetern, allerdings wollen die Forscher noch eine Miniaturisierung auf zwei Zentimeter erzielen.