Schweizer Forscher haben einen aalähnlichen Roboter entwickelt, der die Kontaminationsniveaus von Seen und anderen Gewässern effektiv erfassen kann. Der Roboteraal, bekannt als Envirobot verfügt über integrierte Sensoren und Motoren, die es ermöglichen, in Zukunft autonom zu arbeiten. Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der Ecole Polytechnique Federale De Lausanne EPFL und anderen Schweizer Institutionen.
Envirobot ist mit biologischen Organismen ausgestattet, um potenziell Schadstoffe zu erkennen.
Die Überwachung des Wasserzustands in großen Gewässern wie Seen und Meeren kann sich als herausfordernde und manchmal unmöglich durchzuführende Aufgabe erweisen. Manuelle Tests und das Sammeln von Wasserproben werden derzeit von Menschen mit begrenzter Reichweite durchgeführt. Ein Forscherteam der EPFL istSie haben einen wasserbasierten Roboter namens Envirobot entwickelt, der aus der Ferne durch kontaminiertes Wasser schwimmen kann, um nach der Quelle der Verschmutzung zu suchen.
[Bildquelle : Biorob / 2017 EPFL ]
Der Roboteraal wurde mit verschiedenen Sensoren gebaut, die chemische, physikalische und biologische Anomalien in einem Gewässer erkennen können. Mit seiner aalähnlichen Form und seinem reibungslosen Bewegungsfluss kann Envirobot durch Wasser schwimmen, ohne das Leben im Meer zu störenSchlamm auf seinem Weg aufrühren. Die Sensoren des Roboters sind in der Lage, Messungen an verschiedenen Orten durchzuführen und die gesammelten Daten in Echtzeit einem Computer zuzuführen.
Envirobot besteht aus mehreren Modulen, wodurch es flexibel ist, reibungslos durch das Wasser zu navigieren. Jedes Modul ist mit einem kleinen Elektromotor ausgestattet, um den Roboteraal vorwärts zu treiben. Durch die Konstruktion des Roboters in einem modularen System verfügen die Ingenieure über dieFreiheit, es durch Variation seiner Länge und Zusammensetzung an bestimmte Missionen anzupassen.
[Bildquelle : NanoTera ]
Auke Ijspeert, Leiterin des Biorobotics Laboratory BioRob der EPFL erklärt wie Envirobot im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zur Überwachung der Wildwasserbedingungen viel effektiver ist.
"Die Verwendung von Schwimmrobotern bietet viele Vorteile. Sie können Messungen durchführen und uns Daten in Echtzeit senden - viel schneller als wenn wir Messstationen rund um den See eingerichtet hätten. Und im Vergleich zu herkömmlichen propellergetriebenen Unterwasserrobotern sind sieEs ist weniger wahrscheinlich, dass sie in Algen oder Ästen stecken bleiben, wenn sie sich bewegen. Außerdem produzieren sie weniger Nachlauf, sodass sie Schadstoffe nicht so stark verteilen.
Ijspeert erwähnte auch, dass ihre Technologie weiterentwickelt werden könnte, um autonom zu funktionieren. "Der Envirobot kann einem vorprogrammierten Pfad folgen und hat auch das Potenzial, eigene Entscheidungen zu treffen und die Verschmutzungsquelle unabhängig aufzuspüren." sagte Ijspeert.
[Bildquelle : Alain Herzog / 2017 EPFL ]
Der Roboteraal wird im Rahmen seines Entwicklungsprogramms ständig im Genfer See getestet. Eines der Hauptziele von Envirobot ist der Nachweis von Schwermetallen wie Quecksilber in tiefen oder flachen Gewässern mit zunehmender Toxizität. Das Projekt wird von der Schweizer NanoTera finanziertProgramm und Zusammenarbeit mit anderen Institutionen wie der Universität Lausanne, der Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst der Westschweiz und der Eidgenössischen Hochschule für aquatische Wissenschaft und Technologie.
Jan Roelof van der Meer, Abteilungsleiter für Grundlagenmikrobiologie an der Universität Laussane, und das Forschungsteam führten ein bemerkenswertes Experiment mit Salz durch, um ein kleines Gebiet im Genfersee zu kontaminieren. Envirobot konnte die unterschiedlichen Leitfähigkeitsniveaus erfolgreich kartierenSie können jedoch auch eine Temperaturkarte erstellen. Laut van der Meer ist die Durchführung solcher Experimente an realen Umgebungsbedingungen für den Genfer See jedoch nicht ideal, da dies das darin lebende Wasserleben schädigen wird.
"Wir können einen See offensichtlich nicht so kontaminieren wie das Testwasser in unserem Labor", sagte van der Meer. "Im Moment werden wir weiterhin Salz als Verunreinigung verwenden, bis der Roboter die Quelle der Verunreinigung leicht finden kann. Dann werden wir dem Roboter biologische Sensoren hinzufügen und Tests mit toxischen Verbindungen durchführen."
[Bildquelle : Alessandro Crespi und Behzad Bayat © Alain Herzog / 2017 EPFL ]
Das Forscherteam hat diesen Sommer eine Reihe von Tests geplant, um die Leistungsfähigkeit der biologischen Sensoren von Envirobot zu messen, die entweder Bakterien, kleine Krebstiere oder Fischzellen enthalten. Dabei wird beobachtet, wie die einzelnen biologischen Organismen reagieren, wenn sie auf kontaminiertes Wasser treffenkönnten die Forscher ableiten, welche Schadstoffe im Wasser vorhanden sind.