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Kletterroboter: Lernen vom Faultier

Mit einer weltweit einzigartigen Röntgen-Videokamera wollen Forscher jetzt die letzten Geheimnisse tierischer Kletterprofis lüften: Faultier, Ratte und Chamäleon als Vorbilder für neue akrobatische Roboter.



Die Röntgenvideoanlage von Siemens filmt die Klettertechnik von Ratten
Picture by Friedrich Schiller Universität Jena

Hinz und Kunz haben ihre Lektion gelernt: Egal ob das Fließband-Seil, auf dem die beiden Ratten laufen waagrecht steht oder wie ein Schiffstau auf den letzten Metern zur rettenden Bordwand fast senkrecht: sie laufen und klettern unbeirrt vorwärts und aufwärts. – Zur Freude des Forscherteams um den Zoologen Prof. Dr. Martin Fischer von der deutschen Universität Jena, die jede ihrer Bewegungen mit einer Spezial-Videokamera aus zwei Winkeln aufnehmen.

Die Klettertechnik der beiden Nager ist schnell wie die eines menschlichen "Freeclimbers", allerdings wirkt sie nicht sonderlich sicher. Ganz anders als bei der Faultier-Dame Lisa, die sich in atemberaubender Langsamkeit wie in ihrer Heimat Costa Rica kopfüber vorwärts bewegt. Die putzige Baumbewohnerin mit den extravaganten "Fingernägeln", die in freier Urwald-Wildbahn etwa einmal in der Woche seinen luftigen Ausguck verlässt, um am Boden ihr Geschäft zu verrichten, hat eine ganz andere, einzigartige Kletterstrategie.

Prof. Fischer im Interview: "Lisa hangelt sich eigentlich nicht an ihrem Ast entlang, wie es zum Beispiel ein Affe tun würde, sie geht. Und das kopfüber. Wenn man die Filmaufnahmen, die wir von ihr machen, auf den Kopf stellt, unterscheiden sich die Bewegungen ihres Arm- und Schulter-Skeletts kurioserweise nicht sehr von denen eines Hundes beim Morgenspaziergang."

Möglich macht diese für Grundlagenforscher sehr wertvollen Erkenntnisse eine weltweit einzigartige Spezialkamera, die in einjähriger Zusammenarbeit mit der Firma Siemens entstanden ist und inzwischen Experten aus aller Welt in das Städtchen Jena lockt. Das circa 1,5 Millionen Euro teure Gerät ist in der Lage 2000 Röntgen-Bilder pro Sekunde in bester HDTV-Qualität zu schießen, sodass die Wissenschafter auch noch in Superzeitlupe und starker Nahaufnahme einen gestochen scharfen Film sehen: Wie genau greift ein Faultier? In welcher Reihenfolge schließt ein Chamäleon seine Finger um einen Ast? Wann präzise krümmt eine kletternde Ratte ihren Rücken um beim Strecken zum nächsten Griff nach oben zusätzlich ein paar Zentimeter Wegstrecke gutzumachen?

1,5 Millionen Euro kostet diese einzigartige Röntgen-Videokamera in Jena
Picture by Friedrich Schiller Universität Jena

All dies wollen die Forscher in den Bau eines neuen Kletter-Roboters einfließen lassen. "Inspirat" soll schon in etwa drei Jahren marktreif und in der Lage sein, senkrechte Kabelschächte und Rohrleitungen selbsttätig zu erklimmen ohne sich von unterschiedlich dicken "Kletterstangen" oder Materialien wie Stahl, Plastik und Gummi bremsen zu lassen.

Prof. Fischer: "Schon jetzt werden wendige kleine Roboter dazu eingesetzt, enge Abwasser-Kanalsysteme oder Öl-Pipelines auf Risse oder Verstopfungen zu inspizieren. Für die Sicherheit von Wolkenkratzern wäre so eine Methode ebenfalls sehr wertvoll. Der von uns gemeinsam mit der Technischen Uni Ilmenau entwickelte Roboter könnte zum Beispiel mit einem Gas-Sensor ausgestattet selbsttätig einen für Menschen zu engen Kabelschacht hinaufklettern und ein gefährliches Leck zwischen dem 15. und dem 23. Stock genau lokalisieren."

Die Röntgenvideoanlage von Siemens in Jena filmt in HDTV-Qualität Ratten
Picture by Friedrich Schiller Universität Jena

Allerdings würde man einem solchen Roboter nicht ausgerechnet die Klettergeschwindigkeit eines Faultiers mit auf den Weg geben. Evolutionsbiologe Prof. Fischer: "Wichtig ist bei allem, was wir uns von der Natur abschauen, dass wir es auch richtig umzusetzen lernen: Einfach möglichst genau einen fliegenden Vogel nachzuahmen hätte nie zur Entwicklung eines sicheren Passagierflugzeugs geführt. Aber man kann vom Vogelflug sehr viel über die Gesetze der Aerodynamik lernen."

All das haben die Forscher als Ziel vor Augen, wenn es wieder einmal gilt, Lisa, die nachtaktive Faultier-Dame zu mitternächtlicher Stunde vor laufender Kamera mit viel Geduld und einem Stück köstlicher Gurke zu einem Überkopf-Spaziergang am Seil zu bewegen.


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© Eine Reportage von T. Micke (02-09-07) – Kontakt