Robuste Unterseeroboter: RoboSalps schließen sich zu Kolonien zusammen
Gemeinsam ist man stärker. Beim RoboSalps-Konzept schließen sich einzelne Module zusammen, um kollaborativ Aufgaben zu lösen und widerstandsfähiger zu sein.
Einzelne RoboSalps-Module schwimmen und tauchen zusammen.
(Bild: University of Bristol)
Ein Forschungsteam der University of Bristol arbeitet in einer Studie an einem tonnenförmigen Unterwasserroboter mit dem Namen RoboSalps. Der Roboter soll unter extremen Bedingungen unter Wasser arbeiten und in ferner Zukunft etwa außerirdische Ozeane erkunden können, so die Überlegungen.
Die Studie findet unter der Leitung von Valentina Lo Gatto, Doktorandin am Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik in Bristol, statt. Sie beschäftigt sich in ihrer Forschung mit Anwendungen im Bereich zukünftiger autonomer und robotischer Systeme.
Der von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entwickelte RoboSalps orientiert sich an der Quallenart "Salpen", die zur Familie der Tunicata gehören. Diese Quallen können mit ihren halbtransparenten, tonnenförmigen Körpern in ihrem Leben verschiedene Phasen durchlaufen, in denen sie als Einzelgänger in Meeren unterwegs sind oder sich mit anderen Salpen zu Kolonien zusammenschließen, um gemeinsam zu agieren.
Einsam oder gemeinsam arbeiten
RoboSalps greift dieses Konzept für einen Unterwasserroboter auf, der allein und mit anderen seiner Art zusammenarbeiten soll. Bei der Entwicklung griff das Forschungsteam zu einem sehr leichten, weichen Material, um daraus eine röhrenförmige Struktur zu formen. In ihr ist ein Motor mit einem einfachen Drohnenpropeller eingebettet. Damit können einzelne oder zusammengeschlossene Module schwimmen und tauchen. Nach Angaben des Forschungsteams gelinge dies besonders energieeffizient.
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Die Idee dahinter: Gemeinsam bilden die RoboSalps-Module ein deutlich robusteres und redundantes Robotersystem, um zusammen Erkundungsaufgaben durchzuführen. Durch das verwendete Material und das geringe Gewicht sind die einzelnen Module sehr robust. Im Gegensatz zu harten und festen Robotern schädige das weiche Material das Ökosystem, in dem sie sich bewegen sollen, weniger.
Die Fortbewegung des einzelnen RoboSalps-Moduls gelingt allerdings noch etwas ungelenk und ist schwierig zu kontrollieren. Verbinden sich die Module aber miteinander zu einer Art Kolonie, sind ihre Bewegungen stabiler und lassen sich besser steuern. Fällt ein Modul mal aus, macht das wenig, denn die anderen können dies ausgleichen.
Dieses Konzept habe einige Vorteile für autonome Missionen, bei denen keine direkte Kontrolle durch den Menschen möglich ist. Als Beispiel nennen die Forschenden die Verwendung in abgelegenen Unterwasserumgebungen, Abwassertunneln und industriellen Kühlsystemen. Einzelne Module können sich abkoppeln, Einzelaufgaben durchführen und dann wieder mit den anderen zusammenzuschließen, um im Team Aufgaben zu erledigen.
Das Wissenschaftsteam schaut aber noch weiter in die Zukunft und sieht den Einsatz von RoboSalps auch bei extraterrestrischen Missionen. Die Roboter könnten dann gemeinsam außerirdische Meere erkunden. Demnach sei ebenfalls hilfreich, dass die Module wenig wiegen, sich das weiche umgebende Material komprimieren lässt und die Nutzlast und das Ladevolumen für Raumfahrzeuge gering ausfällt.
Die Forschungsarbeit von Lo Gatto und ihren Mitstreitern steht aber noch am Anfang. Bisher können die Salps-Module sich nur bewegen, eine autonome Steuerung und ein funktionierendes Andocksystem ist noch nicht integriert. An den Steuerungssystemen werde noch gearbeitet.
(olb)