Ein Roboterfisch namens Gillbert: Wie eine Studentin die Mikroplastik-Verschmutzung bekämpft

Mikroplastik: Eine unsichtbare Bedrohung

Mikroplastik ist zu einer allgegenwärtigen Bedrohung für unsere Umwelt geworden. Diese winzigen Kunststoffpartikel, die kleiner als fünf Millimeter sind, gelangen durch den Zerfall größerer Plastikabfälle oder durch den direkten Eintrag von Produkten wie Kosmetika in unsere Gewässer. Einmal in der Umwelt, sind sie nahezu unzerstörbar und reichern sich in Flüssen, Seen und Ozeanen an.

Die Folgen sind gravierend: Meerestiere verwechseln Mikroplastik mit Nahrung, was zu gesundheitlichen Schäden und zum Tod führen kann. Zudem gelangen diese Partikel über die Nahrungskette letztlich auch in den menschlichen Organismus, mit bislang noch nicht vollständig erforschten gesundheitlichen Auswirkungen.

Roboterfisch: Ein technologischer Hoffnungsträger

Angesichts dieses wachsenden Problems sind innovative Lösungen gefragt. Eine bemerkenswerte Antwort darauf liefert der Roboterfisch „Gillbert“. Entwickelt wurde dieses Konzept von Eleanor Mackintosh, einer Chemiestudentin, im Rahmen des Natural Robotics Contest der University of Surrey. Dieser Wettbewerb, initiiert von Dr. Robert Siddall, hatte das Ziel, bio-inspirierte Roboterideen zu fördern, die einen positiven Einfluss auf die Umwelt haben können. Mackintosh‘ Entwurf überzeugte die Jury und wurde als Siegerprojekt ausgewählt.

Die Technologie hinter Gillbert

Der Roboterfisch Gillbert ist etwa 50 Zentimeter lang und vollständig modular aufgebaut. Sein Kopf verfügt über ein Maul, das sich öffnen und schließen lässt. Beim Öffnen strömt Wasser in den Mundraum; beim Schließen wird das Wasser durch eine künstliche Zunge durch die Kiemen gepresst. Ein feinmaschiges Nylonnetz in den Kiemen filtert dabei Plastikpartikel ab einer Größe von zwei Millimetern aus dem Wasser.

Angetrieben wird Gillbert durch motorisierte Flossen am hinteren Teil seines Körpers, die ihm ermöglichen, sich im Wasser fortzubewegen. Zusätzlich ist der Roboter mit Sensoren ausgestattet, die Parameter wie Trübung und Lichtverhältnisse unter Wasser überwachen. Bemerkenswert ist auch, dass Gillbert im Dunkeln leuchtet, was seine Sichtbarkeit erhöht.

Einsatz  in der Praxis

Nach der Auswahl des Siegerentwurfs machten sich Dr. Siddall und sein Team daran, einen funktionierenden Prototypen von Gillbert zu entwickeln. Sie nutzten CAD-Verfahren, um ein virtuelles 3D-Modell zu erstellen, das anschließend per 3D-Druck realisiert wurde.

Erste Tests in einem See in Guildford, England, zeigten, dass Gillbert in der Lage ist, an der Oberfläche zu schwimmen und zu tauchen. Allerdings wurde festgestellt, dass die Schwimmgeschwindigkeit mit fünf Zentimetern pro Sekunde noch optimiert werden muss. Zudem traten Probleme auf, da der Roboter in seiner Mundhöhle gelegentlich Luft einschloss, was seine Funktion beeinträchtigte.

Roboterfisch: Ein Blick in die Zukunft

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, planen die Entwickler, das Design und die Steifigkeit der Schwanzflossen zu verbessern. Zudem wird an einer Docking-Station gearbeitet, die es Gillbert ermöglichen soll, autonom zu arbeiten, sich aufzuladen und das gesammelte Plastik abzugeben.

Langfristig ist das Ziel, den Roboter so weiterzuentwickeln, dass er in der Lage ist, auch kleinere Plastikpartikel zu filtern und diese direkt zu analysieren. Die Open-Source-Natur des Projekts erlaubt es Interessierten weltweit, den Roboter nachzubauen und weiterzuentwickeln. Die notwendigen Dateien und technischen Details sind frei verfügbar und können heruntergeladen werden.

Eine Inspiration für die Welt

Die Entwicklung von Gillbert zeigt, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit und kreative Ansätze zur Lösung drängender Umweltprobleme beitragen können. Es ist ein Beispiel dafür, wie individuelle Initiativen, unterstützt durch wissenschaftliche Expertise, praktische Lösungen hervorbringen können, die einen echten Unterschied machen.

Während Gillbert derzeit noch in der Prototypenphase ist, bietet er einen vielversprechenden Ansatz zur Bekämpfung der Mikroplastik-Verschmutzung in unseren Gewässern.

Quellenangaben

1. Forschung und Wissen. „Roboterfisch befreit Gewässer von Mikroplastik.“ Verfügbar unter: https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/technik/roboterfisch-befreit-gewaesser-von-mikroplastik-13376850
2. Utopia.de. „Robo-Fisch aus dem 3-D-Drucker frisst Plastik im Wasser.“ Verfügbar unter: https://utopia.de/news/roboter-fisch-frisst-mikroplastik_413242/
3. Heise online. „Roboterfisch sammelt Mikroplastik aus Gewässern.“ Verfügbar unter: https://www.heise.de/hintergrund/Roboterfisch-sammelt-Mikroplastik-aus-Gewaessern-7341128.html
4. Basic Thinking. „Dieser Roboterfisch soll die Meere von Mikroplastik befreien.“ Verfügbar unter: https://www.basicthinking.de/blog/2022/12/30/roboterfisch-meer-mikroplastik/

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