5 inspirierende Such- und Rettungsroboter

Nach einer Katastrophe sind es immer Menschen, die als erstes vor Ort sind und ihr Leben riskieren. Aber gibt es eine bessere Lösung? Treten Sie dem Rettungsteam bei.

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Es gab ein Erdbeben. Ein Flugzeug ist abgestürzt. Ein Tornado hat eine Stadt zerstört. Was passiert als Nächstes? Die Bodenmannschaft sucht unter den Trümmern nach Überlebenden, beurteilt das Ausmaß der Schäden und ermittelt weitere mögliche Gefahrenquellen.

Diese schwierigen und gefährlichen Aufgaben müssen jedoch nicht mehr von Menschen ausgeführt werden. Jetzt kommen die neuen Helden am Unglücksort zum Einsatz: die Such- und Rettungsroboter.

Der Einsatz von Robotern bei der Suche nach Verschütteten ist nichts Neues. Bei innerstädtischen Such- und Rettungseinsätzen wurden sie erstmals nach den Anschlägen auf das World Trade Center eingesetzt. Die Technologien dieser Maschinen bieten ganz neue Möglichkeiten, Rettungseinsätze zu beschleunigen.

Schwärme von Cyber-Kakerlaken

Sie liegen mehrere Meter tief unter Trümmern begraben, sind verletzt, aber noch am Leben. Ein Schwarm von Kakerlaken, der auf Sie zu krabbelt, ist wahrscheinlich das Letzte, was Sie jetzt sehen wollen. Doch genau das könnte passieren, wenn CRAM, ein Akronym für „Compressible Robot with Articulate Mechanisms“ zum Einsatz kommt.

Der kleine Roboter wurde von einem Team von Wissenschaftlern der UC Berkeley und der Harvard University entwickelt. Er hat die Form einer Kakerlake und gelangt durch die kleinsten Spalten an bisher unzugängliche Stellen. Dadurch kann er Einsatzkräfte nach Naturkatastrophen wie Erdbeben unterstützen.

„Wenn es viele Risse, Lüftungsöffnungen und Schächte gibt, ist es vorstellbar, einfach einen Schwarm dieser Roboter hineinzuwerfen, um Überlebende und sichere Zugänge für Ersthelfer zu orten“, so Professor Robert Full, University of California, Berkeley, in einem Interview mit der britischen Zeitung Telegraph.

Wie ist die Idee zu diesem Design entstanden? Sie haben Stunden damit zugebracht, die Bewegungen echter Insekten zu beobachten und dabei bemerkt, dass diese sich auf eine minimale Körperhöhe von bis zu 2,5 mm platt drücken und gleichzeitig mit voller Geschwindigkeit laufen können. Zudem können sie einem Druck von bis zum 900-fachen ihres Körpergewichts standhalten.

Der Prototyp repliziert diese Biologie in Form eines günstigen, handtellergroßen Roboters, der seine Beine abspreizen kann und mit einem mehrlagigen Kunststoffgehäuse ausgestattet ist.

Mithören von oben

Schon seit über zehn Jahren werden Drohnen in Notfallsituationen eingesetzt. So auch bei den Aufräumarbeiten nach den Erdbeben in Haiti (2010) und Nepal (2015). Diese Augen im Himmel eignen sich hervorragend für eine visuelle Beurteilung des Katastrophengebiets, sie sind allerdings nicht in der Lage, Menschen oder mögliche Gefahren unter den Trümmern zu orten.

Auftritt (von oben) der „hörende Drohne“.

Dieses inspirierende unbemannte Luftfahrzeug (UAV) wurde von einem japanischen Forscherteam als Teil des Regierungsprogramms ImPACT Tough Robotics Challenge entwickelt und bietet ein in der Drohnenwelt völlig neues Feature: es kann akustische Signale erkennen.

Dazu verfügt die „hörende Drohne“ neben den üblichen Lasern, Sensoren und Kameras auch über ein Mikrofonarray (die Roboterohren) und ein Robotergehör (eine Schnittstelle zur Visualisierung der unsichtbaren Töne). Damit können verschüttete Menschen schneller gefunden werden. Das ist besonders wichtig, da die Überlebenschancen nach den ersten 72 Stunden rapide sinken.

Walk-Man hat das Gebäude betreten

Warum Menschenleben riskieren, wenn Sie auch einen humanoiden Roboter in die Gefahrenzone schicken können? Wissenschaftler des Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) in Genua, Italien, sind der gleichen Meinung. Sie haben den Walk-Man entwickelt, einen Roboter-Avatar, der auf einem Roboter aus der DARPA Robotics Challenge basiert und Einsatzkräfte unterstützen soll.

Der Walk-Man ist über 1,80 Meter groß und wiegt etwa 10 kg. Er ist mit 32 Motoren und Steuerplatinen, Kameras, einem 3D-Laser-Scanner und einem Mikrofon sowie chemischen Sensoren ausgestattet, mit deren Hilfe er seine Umgebung „sieht“ und interpretiert. Durch sein geschicktes, leichtes Design kann er sich schnell bewegen und reagieren und selbst auf unebenem Gelände das Gleichgewicht halten.

Zudem ist er laut Ioannis Sarakoglou, Forschungsingenieur, IIT, unglaublich stark: „Jedes Robotergelenk gleicht der Leistung eines 50-ccm-Rollermotors” (auf Euronews).

Bisher ist er in Testszenarien durch beschädigte Räume gefahren, hat beschädigte Türen geöffnet, ein Gasleck gestoppt, Trümmer aus dem Weg geräumt und Feuer erkannt und gelöscht. Aktuell wird der Roboter noch per Fernbedienung von Menschen gesteuert, doch eines Tages könnte er oder eine ähnliche Plattform auch selbständig Trümmer absuchen.

Suche in radioaktiven Gewässern

Fukushima hat die ganze Welt erschüttert. Nach dem Erdbeben und dem Tsunami in Japan 2011 sind radioaktive Abfälle in den Pazifik gelangt und zu einer Umweltkatastrophe geführt. Obwohl der Vorfall bereits sieben Jahren her ist, werden die Aufräumarbeiten noch Jahrzehnte andauern. Im letzten Jahr kam es jedoch zu einem Durchbruch in der Form eines Fisches.

Manbo („Kleiner Sonnenfisch“) wurde von Kenji Matsuzaki und einem Team aus Ingenieuren von Toshiba und dem International Research Institute for Nuclear Decommissioning (IRID) entwickelt. Er wurde in dunklen, radioaktiven Gewässern eingesetzt, um nach ausgelaufenem geschmolzenem Uran-Kraftstoff zu suchen.

Sobald dieser nuklearfeste Roboter von der Größe eines Brotlaibs abgetaucht war, hat er eine Kombination aus Front- und Rückkameras, Leuchten und Sensoren für die Suche genutzt.

Er war erfolgreich, wo andere Roboter zuvor trotz erheblicher Investitionen gescheitert sind, und wurde im nahegelegenen Kontrollraum, von dem aus er überwacht wurde, gebührend gefeiert. Jetzt arbeiten Wissenschaftler an Ideen für die nächste Generation von Robotern: Solche, die den Kraftstoff auch entfernen können.

Der Formwandler

Im Juli 2017 hat Science Robotics einen Artikel der Stanford University über einen neuen Typ „Soft“-Roboter veröffentlicht, der bei Such- und Rettungsmaßahmen eingesetzt werden könnte. Er erinnert an ein Tentakel, eine Schlange oder eine Kletterpflanze. Anders als bei den meisten Robotern ist das Design jedoch nicht von Tieren inspiriert, sondern vom Wurzelwachstum von Pflanzen und Pilzen.

Wie funktioniert das? Der Roboter – im Grunde eine dünne Kunststoffmembran mit Steuerkammern – wird mithilfe einer pneumatischen Pumpe mit Luft gefüllt. Dabei wächst die Spitze auf eine Länge von bis zu 72 m. Der Roboter kann sich durch seine Umgebung schlängeln und sich dabei so verformen, dass er durch Löcher passt.

Im Artikel heißt es, dass sich einer dieser Roboter „von seiner Spitze bis zum Tausendfachen seiner ursprünglichen Körperlänge verlängern kann, und das in einer Geschwindigkeit, die mit der von Tieren und Robotern vergleichbar ist“ – etwa 35 km/h.

Ausgestattet mit Kameras und Sensoren kann er sich ohne menschliche Steuerung frei bewegen. Er kann sogar die Form von Werkzeugen wie Haken annehmen und so Objekte manipulieren. Durch den Druck im Inneren ist er stark genug, Objekte anzuheben, während er wächst.

Von Kakerlaken-Roboterschwärmen bis hin zu Roboterfischen: Die Zukunft von Such- und Rettungseinsätzen scheint in den Händen neuer Maschinen zu liegen. Sie arbeiten nicht nur schneller und effizienter, sie sorgen auch dafür, dass weniger Menschen ihr Leben riskieren müssen.

Aber auch wenn feststeht, dass diese Roboter die menschlichen Rettungskräfte unterstützen werden, werden Menschen vorerst weiterhin die Kontrolle übernehmen und die Einsätze aus sicherer Entfernung steuern.

Wann immer die nächste Katastrophe eintritt, wird einer dieser Roboter vermutlich als erstes am Unglücksort eintreffen.