3D-gedruckte Roboter sollen bei Such- und Rettungseinsätzen eingesetzt werden

Bei Such- und Rettungseinsätzen sind Timing und Flexibilität oft der Schlüssel zum Erfolg. Es ist nicht nur wichtig, dass die Rettungsmaßnahmen so schnell wie möglich durchgeführt werden, um die größtmögliche Zahl von Überlebenden zu erreichen, sondern auch, dass die Maßnahmen auf die jeweilige Katastrophe zugeschnitten sind. Dies kann jedoch schwierig zu erreichen sein. Nun soll es aber eine Lösung geben. Der Forscher Markus Nemitz vom Worcester Polytechnic Institute (WPI) hat von der National Science Foundation einen CAREER Award in Höhe von 599.815 Dollar erhalten, um kleine und flexible 3D-gedruckte Roboter zu entwickeln, die in der Lage sind, sich schwimmend, krabbelnd, kletternd und tauchend durch schwieriges Gelände zu bewegen, um bei Such- und Rettungsaktionen zu helfen.

Nemitz‘ Projekt wurde zum großen Teil durch die Tham-Luang-Höhlenkrise von 2018 inspiriert. Damals waren 12 Mitglieder eines Jugendfußballcamps und ihr Trainer in der Tham-Luang-Höhle eingeschlossen, einem Karsthöhlensystem in Thailand, das aufgrund von Monsunüberschwemmungen, die durch plötzliche, starke Regenfälle am 23. Juni verursacht wurden, überflutet wurde. Die Notlage des Teams erregte damals große internationale Aufmerksamkeit, da die Bemühungen, die Gruppe zu finden, durch starke Strömungen und steigende Wasserstände behindert wurden. Und selbst nachdem alle 13 am 2. Juli, über eine Woche nach dem Betreten der Höhle, lebend gefunden wurden, gestaltete sich die Rettung aufgrund der engen Gänge und des schlammigen Wassers schwierig. Schließlich wurden alle zwischen dem 8. und 10. Juli von einem internationalen Team gerettet, an dem 10.000 Menschen, darunter 100 Taucher, beteiligt waren.

Markus Nemitz hat das Stipendium erhalten, um maßgeschneiderte Roboter für den Einsatz bei Such- und Rettungsaktionen zu entwickeln (Bildnachweis: WPI)

Um alle 13 Mitglieder des Teams zu retten, war Innovation der Schlüssel. Genau das hat Nemitz inspiriert. Er arbeitet an der Entwicklung dieser 3D-gedruckten Roboter mit integrierten Fluidikkreisläufen, um herauszufinden, wie sie schnell hergestellt und bei Katastrophen wie in der Tham Luang-Höhle eingesetzt werden können. Im Rahmen des auf fünf Jahre angelegten Projekts plant er, miniaturisierte Modelle der Roboter in nachgebauten Teilen der thailändischen Höhle zu testen.

Nemitz erläutert den Zweck der Roboter weiter: „Katastrophen erfordern oft einzigartige, spezialisierte Reaktionen, wie es bei der Krise in der Tham Luang Höhle der Fall war. In der Entwicklung von kleinen Robotern, die schnell aus weichen, flexiblen Materialien hergestellt werden können, liegt ein großes Potenzial. Diese Roboter können die Rettungsbemühungen erheblich unterstützen, indem sie Gebiete erkunden, die eine potenzielle Gefahr für Menschen darstellen oder aus anderen Gründen unzugänglich sind, wie z. B. Erdbebentrümmer, überschwemmte Gebiete und sogar Orte von Atomunfällen.“

Herstellung von 3D-gedruckten Robotern für Such- und Rettungszwecke

Bei diesem Projekt stützt sich Nemitz auf seine eigenen Erfahrungen mit der Soft-Robotik, einem Bereich, in dem wir zunehmend den Einfluss des 3D-Drucks beobachten. Genauer gesagt hofft er, die Bereiche der Soft-Robotik und der druckbaren Robotik voranzubringen, indem er neue Prinzipien für das Design und die Herstellung von Robotern entwickelt, wobei er sich besonders auf die Integration elektronischer Schaltungen mit 3D-gedruckten Fluidik-Schaltungen konzentriert. Diese wurden ausgewählt, weil sie im Vergleich zu herkömmlicher Elektronik dank der Verwendung von Luftimpulsen widerstandsfähiger gegen mechanische Beschädigungen und elektromagnetische Störungen sind.

Außerdem scheint es, als würden die entstehenden Roboter relativ einfach herzustellen sein. Nemitz plant, kommerzielle 3D-Drucker und Elastomerfilamente zu verwenden, um die Machbarkeit und Wirksamkeit dieser 3D-gedruckten Roboter zu gewährleisten. Nach ihrer Fertigstellung wird ihre Leistung in dem laborgestützten Höhlenmodellsystem anhand der Art und Weise, wie sie die vorgegebenen Ziele erreichen, bewertet. Es besteht die Hoffnung, dass die Roboter in noch mehr Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Weltraumforschung, bei der Klimaüberwachung und bei Inspektionsarbeiten in feindlichen Umgebungen.

Nemitz schlussfolgert: „Roboter können an Orte gelangen, die für Menschen unerreichbar sind. Ausgestattet mit Sensoren wie Mikrofonen und Kameras werden diese Roboter die Fähigkeiten von Rettungskräften verbessern, insbesondere bei Naturkatastrophen. Um eine dynamische und schnelle Reaktion auf Notfälle zu gewährleisten, müssen wir ständig innovativ sein und neue Technologien entwickeln. Die Robotik steht bei dieser Entwicklung an vorderster Front“. Weitere Informationen finden Sie in der Pressemitteilung des WPI HIER oder in dem Video unten:

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*Titelbildnachweis: AP Photo/Sakchai Lalit