Diskussion:Japetella heathi

Ausgelagertes aus dem ursprünglichen Artikel zur Bionik

Einfluss auf die Bionik

2011 wurde von Biochemikern der Universität Harvard der Prototyp eines Roboters vorgestellt, dessen Aufbau von den Physiocharakteristika gallertartiger Meeresorganismen inspiriert ist, die über kein inneres oder äußeres Skelett verfügen. Es handelt sich bei dieser Herangehensweise um einen sog. bottom-up-approach aus dem Bereich der Abstraktionsbionik: Baupläne und Funktionen in der Natur werden mechanisch und chemisch nachempfunden und weiterentwickelt. Der seiner nachgiebigen Oberfläche wegen ?soft-robot? genannte Robotertypus zeichnet sich durch erhöhte Flexibilität aus und ist fähig, fließende Bewegungen durchzuführen. Mit seinen vier einem Kraken nachempfundenen Armen kann er wellenförmige Bewegungen ausführen und, krakenähnlich, durch sehr schmale Hindernissen durchkriechen. Die Robotersysteme sollen in ihren ausgefeilten Versionen so programmiert sein, dass sie über ein eingebautes Radar verfügen, zwischen Umweltsituationen unterscheiden und ihre Bewegungsrichtung stetig readjustieren können. Ebenso ausschlaggebend für ihre Nutzbarkeit ist die Fähigkeit der aus dem Erstversuch weiterentwickelten Versionen, sich optisch rasant an die Umwelt anpassen zu können. Vor allem bei diesem Punkt sind die soft robots unter anderem an Cephalopoden wie Japetella orientiert, da in ihre äußeren Schichten Transferkanülen eingebaut sind, in die bei Bedarf hochpigmentierte (zur farblichen Tarnung), fluoreszierende (um Leuchtsignale in der Dunkelheit auszusenden) oder verschieden temperierte Flüssigkeiten (zwecks thermischer Tarnung) eingeschleust werden können.

Im Tierreich sind viele Arten fähig, zwecks Tarnung oder Kommunikation Farbwechsel zu vollführen. Dazu gehören zum Beispiel Chamäleons oder Veränderliche Krabbenspinnen. Tintenfische allerdings können ihr Aussehen weit schneller wechseln als andere Arten, da es sich hierbei um physiologischen (im Gegensatz zum länger dauernden morphologischen) Farbwechsel handelt.

Prof. George Whitesides, einer der Autoren der Roboter-Studie, hielt dazu fest:

"Conventional robotics is a pretty highly developed area, and if you look at various robots you find that most are basically built on the body plan of a mammal. Our question is: […] Why not think about organisms that are soft, that might have quite different structures and ways of moving and strategies for camouflage. And the obvious place to look is underwater."

(Dt. "Herkömmliche Robotik ist eine bereits weit entwickelte Forschungsrichtung; und wenn man sich verschiedene Robotertypen ansieht, kommt man zu dem Schluss, dass die meisten dem Bauplan von Säugetieren nachempfunden sind. Unsere Frage ist nun: […] Warum nicht Organismen betrachten, die weich sind, die andere Strukturen, Bewegungsmechanismen und Tarnstrategien haben. Der naheliegendste Ort um danach zu suchen liegt unter Wasser.")

Das innere Gerüst, das im Laufe der Evolution von Landlebewesen weiterentwickelt wurde, um der höheren Gravitation standzuhalten, ist hier entbehrlich. Die Soft-Roboter, von denen sich einige auch ähnlich Quallen unter Wasser fortbewegen (robo-jellys) können, operieren an Land problemlos, da sie einerseits aus elastisch machenden Silikonpolymeren bestehen, wodurch sie relativ leicht und in der Herstellung preisgünstig sind. Andererseits wird das fehlende Skelet durch die Kanülen kompensiert. In diese wird solange Luft gepumpt, bis sie unter Innendruck stehen und somit Stabilität entsteht, ohne die die Konstrukte keine Bewegungen ausführen könnten. Die Erstversion bewegt sich mit 40 m/h, da der Bewegungsapparat noch in einem primitiven Stadium steckt, wie in den Demovideos zum Experiment ersichtlich wird (vgl. ? Videomaterial). Die Roboter sollen in Zukunft dahingehend entwickelt werden, dass die Speicherung der Flüssigkeiten im Gebilde erfolgt und der Liquidtransport nicht mehr von einer äußeren Quelle abhängig ist.

Einsatz

Durch die Beständigkeit und Flexibilität sowie die Simulation von Muskelgewebe und Flüssigkeitszirkulation eignen sich die soft robots mitunter für den Einsatz in der Medizin als chirurgisches Trainingsmaterial, als Hilfsmittel zum Verständnis evolutiver Entwicklung von Tarn- und Bewegungsprozessen, im militärischen Bereich (v.a. Aufklärung) und/oder bei Rettungs- und Sucheinsätzen.

• Artikel: Die Tintenfisch-Maschine. In: DerStandard. Online verfügbar unter URL: http://derstandard.at/1343745030842/Die-Tintenfisch-Maschine. Zuletzt abgerufen am 23. Januar 2012.
• Rebecca Morelle: Camouflage bendy robot changes colour for disguise, BBC, 2012.