US-amerikanische Forscher träumen den Aquaman-Traum und könnten mit einem neuen Unterwasserhandschuh die Interaktion des Menschen mit dem Wasser revolutionieren. Tatsächlich soll der neu entwickelte Unterwasserhandschuh namens Octa-Glove seinen Trägern die Fähigkeiten eines Oktopus verleihen.
Objekte greifen wie ein Oktopus
Für den Menschen ist die Unterwasserwelt ein Ort voller Geheimnisse und Gefahren. Selbstredend hat die Evolution unsere natürlichen Fähigkeiten nicht direkt für die Erkundung der Tiefen des Ozeans konzipiert. So benötigt der Mensch künstliche Hilfsmittel, um zu atmen, zu sehen und sich im Wasser zu bewegen. Selbst die einfache Aufgabe, sich an einem Gegenstand festzuhalten, wird durch unsere an Land gewöhnte Finger erschwert.
Das Forscherteam unter der Leitung von Michael Bartlett von der Virginia Tech könnte nun zumindest eine Teillösung entworfen haben. Die Wissenschaftler haben einen vom Oktopus inspirierten Handschuh entwickelt, der es sogar auf die Titelseite der gestrigen Ausgabe von Science Advances geschafft hat. Das Unterwasser-Tool ist mit winzigen Saugnäpfen ausgestattet, die es ihm ermöglichen, Objekte unter Wasser sicher zu greifen. Der von den Tentakeln des Oktopus inspirierte Handschuh gewährleistet dem Benutzer entsprechend einen geschickteren und zuverlässigeren Halt auf glitschigen Unterwasserobjekten.
In the wild, octopuses use a combination of controllable adhesives and intricately embedded abilities to manipulate objects underwater. Scientists have now harnessed these abilities to create a wearable glove.
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— Science Advances (@ScienceAdvances) July 13, 2022
In der natürlichen Umgebung schlängelt sich ein Oktopus mit seinen Armen um Felsen und Oberflächen und hält sich an glatten Muscheln und rauem Gestein fest. Das Forschungsteam des Soft Materials and Structures Lab wollte ein System erschaffen, dass seinen Trägern ebenfalls erlauben würde, Dinge mühelos aufzunehmen und sich an verschiedene Formen und Größen anzupassen, wie es ein Oktopus tun würde. Das Team konzentrierte sich entsprechend darauf, die Saugnäpfe des natürlichen Vorbildes neu zu gestalten: nachgiebige Stiele aus Gummi, die mit weichen, aktivierten Membranen versehen sind. Das Design wurde so konzipiert, dass es die gleiche Funktion wie die Saugnäpfe eines Kraken erfüllt – die Aktivierung einer zuverlässigen Befestigung an Objekten mit leichtem Druck, ideal, um sowohl an flachen als auch an gewölbten Oberflächen zu haften. Die Verwendung von Sensoren zur Aktivierung der Saugnäpfe macht das System außerdem anpassungsfähig.
„Indem wir weiche, reaktionsfreudige Haftungsmaterialien mit eingebetteter Elektronik kombinieren, können wir Objekte greifen, ohne sie zu quetschen“, so Bartlett in einer Pressemitteilung. „Das macht die Handhabung von nassen oder unter Wasser befindlichen Objekten viel einfacher und natürlicher. Die Elektronik kann die Haftung schnell aktivieren und lösen. Du musst nur deine Hand auf ein Objekt zubewegen, und der Handschuh übernimmt die Arbeit des Greifens. Und das alles, ohne dass der Nutzer einen einzigen Knopf drücken muss.“
Erste Tests erfolgreich
Um die Fähigkeiten ihres neuen Oktopus-Handschuhs zu testen, haben die Forscher bereits einige verschiedene Greifmodi ausprobiert. Dabei fanden sie heraus, dass sie flache Objekte, Metallspielzeug, Zylinder, den doppelt gekrümmten Teil eines Löffels und einen ultraweichen Hydrogel-Ball schnell aufnehmen und loslassen konnten. Durch eine Neukonfiguration des Sensornetzwerks, um alle Sensoren für die Objekterkennung zu nutzen, konnten sie auch größere Objekte wie einen Teller, eine Schachtel und eine Schüssel greifen.
Ein solcher Greifer könnte eine Vielzahl von Anwendungen ermöglichen. Insbesondere Rettungstaucher, Unterwasserarchäologen, Brückeningenieure und Bergungsmannschaften seien auf ihre Hände angewiesen, um Menschen und Gegenstände aus dem Wasser zu holen, so die Forscher. Sie müssten jedoch eine enorme Kraft aufwenden, um nasse und glitschige Objekte zu greifen. „Es gibt kritische Momente, in denen dies zu einer Belastung wird“, so Bartlett. Das Ingenieurs-Team adaptierte entsprechend Lösungen aus der Natur, um diese durch neue Technologien aus weichen Materialien und Robotik zu erweitern. „Die Natur hat bereits einige großartige Lösungen, also hat unser Team in der Natur nach Ideen gesucht. Der Oktopus war die offensichtliche Wahl für die Inspiration“..
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