Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwimmender Roboter nutzt Flosse statt Propeller

22.09.2009
Antrieb nach Fischvorbild erleichtert Einsatz in Flachwasser

Forscher am Ocean Technologies Lab der University of Bath haben einen schwimmenden Roboter entwickelt, der auf einen fischähnlichen Flossenschlag statt einem Propeller als Antriebssystem setzt.

Dadurch kann sich der "Gymnobot" in komplexen Flachwasser-Umgebungen besser bewegen. "Ein konventioneller Propeller kann sich hoffnungslos in Seetang verfangen und in beengten Kanälen oder Korallenriffen sich oder die Umgebung durch Anschlagen schwer beschädigen", meint William Megill, Biomimetrik-Spezialist am Ocean Technologies Lab, gegenüber pressetext.

Eben solche Probleme kann die flexible Flosse verhindern. Gleichzeitig ist die Antriebslösung potenziell energieeffizienter und auch für den Tiefsee-Einsatz interessant.

Der Gymnobot nutzt nach dem biologischen Vorbild des Amerikanischen Weißstirn-Messerfischs eine Flosse, die entlang der Unterseite des starren Körpers verläuft und den Roboter durch wellenförmige Bewegungen antreibt. "Diese Form des Antriebs ist potenziell viel effizienter als konventionelle Propeller", so Megill. Die besten derzeit verfügbaren rotierenden Propeller würden etwa 70 bis 80 Prozent der eingesetzten Energie in nutzbaren Schub umwandeln und viel mehr sei physikalisch nicht mehr möglich. "Fische dagegen wandeln 90 bis 95 Prozent des Muskelkraft in nutzbaren Schub um", so der Wissenschaftler. Davon sei der Gymnobot zwar noch weit entfernt, doch hoffe das Team, dass diese hohe Effizienz langfristig mit Robotern erreicht werden kann - was Propeller definitiv ausstechen würde. Allerdings sei der erreichbare Schub begrenzt, weshalb die Antriebstechnik eher kompakten Wasserfahrzeugen vorbehalten bleiben dürfte, so Megill.

Schon jetzt hat der Flossenantrieb den Vorteil, dass er im Gegensatz zum einen Propeller keinen Seetang-Knoten aufwickeln und sich damit selbst blockieren kann. Das macht die Lösung beispielsweise für den Einsatz in küstennahen Gewässern zum Studium von Ökosystemen oder der Überprüfung von Strukturen wie Bohrinseln interessant. Für Tiefseeanwendungen könnte der Ansatz aus einem anderen Grund ebenso attraktiv sein. "Eines der größten Probleme in der Tiefsee-Technik ist, dass teure Dichtungen um rotierende Achsen nötig sind, um das Wasser bei hohem Druck aus den trockenen Teilen des Roboters zu halten", erklärt Megill. Ein Roboter mit schwingender Flosse dagegen könnte einfach von einer durchgehenden Außenhaut umschlossen werden.

Die Entwicklung am Gymnobot geht indes weiter. "In späteren Projektstadien hoffen wir zu studieren, wie das Wasser um die Flosse fließt", so Gymnobot-Entwicklerin Keri Collins. Speziell die entstehenden Wirbel seien von Interesse, da manche Fische beim Schwimmen zwar durch ihren Flossenschlag zunächst Wirbel bilden, diese aber dann durch den Gegenschlag wieder zerstören. Somit wird die im Wirbel steckende Energie wiederverwertet, die Schwimmbewegung also insgesamt energieeffizienter. "Es wird sehr interessant zu sehen, wie sich der Schub ändert, wenn wir bei unserer Flosse von einer Wellenbewegung mit konstanter Amplitude zu einer übergehen, die sich an einem Ende verjüngt", meint daher Collins.

Thomas Pichler | pressetext.deuschland
Weitere Informationen:
http://staff.bath.ac.uk/enswmm/lab

Weitere Berichte zu: Antrieb Flosse Flossenschlag Gymnobot Pacific Ocean Propeller Roboter Schub Wirbel specimen processing

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Forschende der Uni Kiel entwickeln extrem empfindliches Sensorsystem für Magnetfelder
15.02.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Getarntes Virus für die Gentherapie von Krebs
31.01.2018 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics