Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Delfinen vor Tsunami warnen

21.07.2005


Foto: Kebkal


Wissenschaftler der TU Berlin entwickeln drahtlose Übertragungstechnik für Messstationen in der Tiefsee

... mehr zu:
»Delfin »Kilohertz »Meeresgrund »Tsunami

Bilder vom Meeresgrund, Messdaten für Tsunami-Warnsysteme oder seismische Fühler für Seebeben: Um solche Informationen möglichst schnell und störfrei an die Meeresoberfläche zu leiten, können Wissenschaftler von Delfinen lernen. Einem Team der TU Berlin um den ukrainischen Forscher Dr. Konstantin Kebkal ist es gelungen, die von den Meeressäugern genutzte komplexe Kommunikation in technische Systeme umzusetzen. Damit wird es möglich, auch große Datenmengen wie beispielsweise für Videosequenzen kabellos aus der Tiefe zu übertragen. "Aus Beobachtungen und Experimenten am Schwarzen Meer wissen wir, dass die Delfine in der Lage sind, ihre Informationen im Ultraschallbereich komplex zu modulieren", erläutert Dr. Konstantin Kebkal. "Sie können ihre Frequenzbänder spreizen und die Signale derart modulieren, dass Störungen ausge-schaltet werden. Delfine können zum Beispiel erkennen, ob sie ein Signal direkt oder nur auf Umwegen erreicht, etwa durch Reflexion an Klippen oder dem Meeresgrund." Die Delfine verständigen sich untereinander in einem Frequenzbereich von vier bis 80 Kilohertz. Am empfindlichsten hören sie zwischen 40 und 80 Kilohertz. In diesem oberen Frequenzbereich können sie zwei bis 2,5 Kilometer überbrücken. Mit tieferen Frequenzen zwischen vier und 16 Kilohertz schaffen sie sogar bis zu zehn Kilometer.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen entwickelten die Berliner Forscher ein Übertragungsmodem, mit dem sich elektronische Daten bis zu zwei Kilometer weit im Meer verbreiten lassen. "Ein industriereifer Prototyp existiert bereits", bestätigt Konstantin Kebkal, der die fünfköpfige Arbeitsgruppe bei den TU-Bionikern leitet. "Unsere Tests unter den akustischen Bedingungen der Ostseeküste und in der Nordsee haben erwiesen, dass es allen anderen technischen Systemen deutlich überlegen ist. Derzeit arbeiten wir an einem zweiten Modem, das noch robuster sein wird und Distanzen zwischen sechs und acht Kilometern überbrücken kann." Damit wären auch große Teile der Tiefseegräben direkt erreichbar, deren seismische und vulkanische Aktivität immer wieder die gefürchteten Tsunami herauf beschwört. So hatte im Dezember des vergangenen Jahres vor Sumatra die Erdkruste gebebt, in rund 30 Kilometern Tiefe. Dadurch hob sich der Meeresboden auf rund 1000 Kilometern Länge um bis zu 30 Metern. Die Folge war eine verheerende Flutwelle, die Hunderttausende Tote kostete; sogar an weit entfernten Küsten von Indien, den Malediven und Ostafrika waren Opfer zu beklagen. "Will man in diesen instabilen Zonen ein effektives Frühwarnsystem installieren, ist es nicht damit getan, Messsonden in den Meeresboden zu versenken", sagt Konstantin Kebkal. "Entscheidend wird sein, die Daten schnell und zuverlässig nach oben zu den Informationszentralen zu leiten."


Bisher müssen Tieftauchsysteme, Messfühler auf dem Meeresgrund oder Inspektionsgeräte für Pipelines verkabelt werden, da die Funkverbindungen im Meerwasser sehr störanfällig sind. Schon oft ging deshalb teure Spezialtechnik im Einsatz verloren. Außerdem wären bei einem Warnsystem im Indischen Ozean unzählige Messfühler und Zigtausende Kilometer teure Spezialkabel erforderlich - mit ausufernden Kosten. Das neue Unterwassermodem der TU Berlin, das in einen handlichen Metallzylinder passt, macht diese physische Vernetzung überflüssig. "Wir nutzen auch aus, wie die Delfine ihre Verwandten und Artgenossen innerhalb einer größeren Gruppe erkennen", meint Konstantin Kebkal. "Dazu modifizieren sie ihre Signale auf eine spezielle Weise, indem sie eine zweifache Frequenzmodulation anwenden. Das können wir Menschen in unserer Kommunikation überhaupt nicht."

Um das erste Modem zu entwickeln, gründeten die TU-Wissenschaftler vor fünf Jahren die Firma EvoLogics, die bereits neun Mitarbeiter hat. Sie wurde seinerzeit mit 1,5 Millionen DM aus dem Futour-Programm des Bundesforschungsministeriums (BMBF) unterstützt. Die zweite und deutlich leistungsfähigere Generation des Ultraschallmodems wird das BMBF innerhalb des Bionik-Wettbewerbs mit weiteren 200.000 Euro unterstützen. Das gab das Ministerium im März 2005 bekannt.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Dr. Konstantin Kebkal vom Fachgebiet Bionik und Evolutionstechnik der TU Berlin, Ackerstraße 71-76, 13355 Berlin, Telefon: 314-72676, Fax: 314-72658, E-Mail: kebkal@bionik.tu-berlin.de

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de

Weitere Berichte zu: Delfin Kilohertz Meeresgrund Tsunami

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Sparsame Zeitsynchronisierung von Sensornetzen mittels Zeitreihenanalyse
24.01.2017 | Alpen-Adria-Universität Klagenfurt

nachricht Viele glauben, Industrie 4.0 kann man kaufen
24.01.2017 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie