ETH-Studierende entwickeln schlangenartigen Rettungsroboter

stsc, sda

4.11.2021 - 14:00

Nach einem schweren Erdbeben suchen Rettungskräfte in Trümmerhaufen nach Überlebenden. ETH-Studierende tüfteln an einem Schlangenroboter, der sie dabei unterstützen könnte – und Leben retten soll.

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4.11.2021 - 14:00

Aus einer grossen Kiste kriecht eine schwarze Schlange aus weichem Material. Die wie eine Socke zusammengefaltete Hülle der Schlange stülpt sich nach und nach um – bis das Reptil bis zu einer Länge von zwanzig Metern anwächst. Mit einer Smartphone-Applikation steuert Patricia Hörmann den Kopf der Schlange, nach links, nach rechts, nach oben.

Natürlich handelt es sich hierbei nicht um eine echte Schlange, sondern um einen schlangenartigen Roboter, der durch Luftdruck angetrieben immer länger wird. Diese Technologie minimiert die Reibung zur Aussenwelt, während sich die Schlange fortbewegt. Gemeinsam mit ihren Kommilitonen tüftelt die Robotik-Studentin Hörmann seit mehr als zwei Jahren an dem Rettungsroboter namens RoBoa.

3D-Karte des Trümmerhaufen-Inneren

Die Vision: Einst soll sich die Roboterschlange einen Weg durch Trümmerhaufen bahnen, um Rettungskräfte bei der Suche nach verschütteten Personen zu unterstützen. Eine Kamera an der Spitze des Schlangenkopfs liefert Bilder, sodass der robotische Helfer zielgenau durch freie Spalten und Löcher gesteuert werden kann. Trifft die Schlange auf die Verschütteten, ermöglichen Mikrophone und Lautsprecheranlagen eine Kommunikation zwischen Retter und Opfer.

Zudem arbeiten die Studierenden mit einer Forschungsgruppe zusammen, um mithilfe von Kamerabildern ein 3D-Abbild aus dem Inneren des Trümmerhaufens zu erstellen. «Damit wissen die Rettungskräfte, wo es einen sicheren Weg gibt, um zu den Verschütteten zu gelangen», sagte Hörmann im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA bei einem Besuch an der ETH, wo sie und ihr Kollege Pascal Auf der Maur den Roboter präsentierten.

Eine Idee ist auch, Sensoren an den Kopf der Schlange anzubringen, die gefährliche Gase erschnüffeln. Diese Eigenschaft könnte den Schlangenroboter auch für Industrie-Inspektionen interessant machen, so Hörmann.

Keine Drahtlosübertragung nötig

Die Inspiration für den Schlangenroboter lieferte den Studierenden ein Projekt der US-amerikanischen Universität Stanford. Die dortigen Ingenieure schufen einen Roboter, der sich wie eine Liane um Gegenstände hochschrauben kann. «Unser Roboter ist allerdings robuster, was es ihm ermöglicht, sich durch Trümmerhaufen zu bewegen», sagte Hörmann. Der Roboter bestehe aus einem Material, das auch für Fallschirme genutzt werde. Es sei leicht, extrem reissfest und halte viel Druck aus.

Ein weiterer Vorteil des zwanzig Meter langen Schlangenkörpers ist, dass er keine drahtlose Übertragung für die im Inneren der Trümmerhaufen gesammelten Daten braucht. «Eingestürzte Armierungseisen können den drahtlosen Kontakt stören, sodass es bisher kaum möglich war, Daten über Strecken von mehreren Metern zu schicken», sagte Hörmann.

Wasser für Verschüttete

Es ist bereits die zweite Version des Schlangenroboters, die nun im ETH-Gebäude über den Boden kriecht. Anders als beim ersten Prototyp, bauten die Studierenden zusätzlich ein System ein, mit dem sich Flüssigkeit durch den Roboter leiten lässt, um Verschüttete mit Wasser und in Wasser gelöste Medikamente zu versorgen. So sollen die Opfer so lange überleben können, bis menschliche Retter bis zu ihnen vordringen können.

Das Team arbeitet eng mit den Rettungskräften der Schweizer Armee zusammen. So demonstrierten sie bereits mit dem Vorgängermodell in einem Trümmerhaufen auf einem Armee-Übungsplatz in Wangen an der Aare BE, dass der Roboter zuverlässig eine verschüttete Person finden und mit ihr kommunizieren kann.

Noch viel Arbeit

Die neue Version des Schlangenroboters ist allerdings noch alles andere als ausgereift, wie Hörmann und Auf der Maur zu denken geben: «Die einzelnen Funktionen laufen gut, aber das Zusammenspiel funktioniert noch nicht.» Auch müsse das System noch robuster werden und nach einer kurzen Einführung intuitiv und einfach zu bedienen sein.

Sie gehen davon aus, dass es noch einige Jahre an Tüftelei braucht, bis der Roboter bereit für Einsätze in Katastrophenfällen ist. Und sie sind sich bewusst, wie wichtig es ist, den Roboter erst in Einsatz zu schicken, wenn er sehr verlässlich funktioniert. Denn: «Wenn er in einer Notsituation einmal nicht funktionieren würde, dann wird ihn der Retter oder die Retterin nie mehr benutzen wollen», sagte Hörmann.

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