Roboterinsekt läuft am Wasser

MIT-Forscher auf der Spur der Wasserläufer

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben erstmals einen Roboter entwickelt, der an der Wasseroberfläche laufen kann. Robostrider, so der Name des künstlichen Insekts, kann ebenso wie seine natürlichen Artgenossen auf der Wasseroberfläche dahingleiten. Damit ist den Experten gelungen, das Prinzip der Wasserläufer zu verstehen. Das berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature.

Die Wissenschaftler hatten ursprünglich angenommen, dass junge Wasserläufer zu schwach sind, um auf der Oberfläche der Gewässer zu laufen. Nach den Erkenntnissen trifft das aber nicht zu, vielmehr können sich auch junge Wasserläufer bereits wie adulte verhalten. „Über den Halt der Insekten an der Oberfläche waren weniger Zweifel vorhanden“, berichtet der MIT-Mathematiker und Projektleiter John Bush. „Von der Hydrodynmsaik semiaquatisch lebender Tiere ist der Wissenschaft aber generell bisher wenig bekannt gewesen“, so Bush. Zu den Rätseln zählte die Frage, wie Wasserläufer bis zu 150 Zentimeter pro Sekunde über die Oberfläche gleiten können, oder wie es die größten Arten, die bis zu 20 Zentimeter lang werden, schaffen nicht unterzugehen“, führt Bush aus. Mit Hilfe von Färbemitteln im Wasser konnten die Wissenschaftler den Lauf der kleinen Insekten beobachten. Hochgeschwindigkeitskameras filmten die Bewegungsabläufe. „Wasserläufer rudern über das Wasser ohne die Wasseroberfläche zu durchbrechen“, so Bush, der gemeinsam mit David Hu und Brian Chan an dem Projekt arbeitete. „Die Bewegungen des Wasserläufers hinterlassen verräterische kleine Wirbel auf der Wasseroberfläche, die hinter der Kamera deutlich sichtbar wurden“, berichten die Forscher. Diese Wirbel waren der Schlüssel zur Erforschung der Bewegungsabläufe.

Der künstliche Roboter-Wasserläufer (Bild) ist etwas größer als seine natürlichen Verwandten und aus Getränkedosen und Stainless-Steel gefertigt. „Außerdem sind seine Bewegungen bei weitem nicht so elegant“, berichten die Wissenschaftler. Die Robotervariante zeigt aber deutlich, dass die MIT-Forscher das Prinzip der Bewegungsabläufe und der Ausnutzung der Oberflächenspannung der echten Wasserläufer richtig verstanden haben. Bush will aber weitere wasserlebende Tiere und deren Bewegungen und Antriebe mathematisch untersuchen. „Die Physik und die Dynamik der Flüssigkeiten bei Lebewesen wurden bisher viel zu ungenau untersucht“, so der Mathematiker. Der Wissenschaftler glaubt, dass dabei weitere biologische Phänomene vorhanden sind. Darüber hinaus könne das Wissen auch für die Entwicklung neuer Technologien von Nutzen sein.