Mechanisches Insekt soll Umweltbelastungen von Gewässern untersuchen

Mechanischer Wasserläufer

Harbin (China) - Insekten, die auf dem Wasser laufen können, bilden das Vorbild für einen neuen, schwimmfähigen Miniroboter. Forscher bauten nun einen ersten Prototyp eines mechanischen Wasserläufers mit zehn dünnen Beinen. Jedes davon ist sechs Zentimeter lang, dank Auftrieb und Oberflächenspannung tragen sie die Maschine elegant auf dem Wasser. Mühelos kann dieser mechanische Wasserläufer manövrieren und, angetrieben von zwei winzigen Elektromotoren, etwa 15 Zentimeter pro Sekunde zurücklegen. In der Fachzeitschrift "Applied Materials & Interfaces" berichten die Forscher, dass ihr einfach und günstig herstellbarer Roboter für die Analyse der Wasserqualität in Seen und Flüssen eingesetzt werden könnte.

"Unsere Forschung eröffnet einen einfachen Prozess, um Mikroroboter zu bauen, die dank superhydrophober Drähte und winziger Motoren auf dem Wasser laufen können", schreiben Qinmin Pan und seine Kollegen vom chinesischen Harbin Institute of Technology. Mit einem Gesamtgewicht von knapp vier Gramm wiegt der Roboter fast 400 Mal so viel wie sein natürliches Vorbild. Allerdings reicht allein der Auftrieb eines kleinen Plastikkörpers nicht aus, um den Roboter über Wasser zu halten. Daher beschichteten die Forscher die Minibeine mit einer nanostrukturierten Oberfläche, die normales Wasser extrem stark abstößt und dadurch die Oberflächenspannung erhöht. Zwei winzige Elektromotoren versetzen Spiralen in Drehung und treiben den Roboter an. Elegant lässt er sich in beliebige Richtungen steuern.

Prinzipiell ließe sich dieser Wasserläufer-Roboter auch mit einer Kamera ausstatten, um während seiner Expeditionen zusätzliche Daten zu gewinnen. Doch um autark über Seen und Flüsse zu laufen, müssen die Forscher ihren Prototyp noch weiter verbessern. Denn bisher werden die Elektromotoren über fest angeschlossene Stromkabel versorgt. Etwas größere Modelle könnten die Traglast soweit steigern, auch eine kleine Batterie und ein Funkmodul transportieren zu können. Gelingt dieser Schritt, lockt ein autarker und günstiger Miniroboter für detaillierte Analysen von Gewässern.