Elektrisches Sinnesorgan für kleine U-Boote

Haifische erkennen ihre Beute an den extrem schwachen elektrischen Feldern, die sie beim Vorbeischwimmen erzeugt. Ein solches Sinnesorgan zur elektrischen Ortsbestimmung (Elektrolokation) haben US-Forscher jetzt im Ansatz nachgebaut.

Evanston (USA) - Sie wollen damit kleine unbemannte U-Boote ausstatten, damit diese auch in engem Umfeld wie in Höhlen oder Korallenriffen sicher navigieren können. Neben Haien nehmen auch viele andere Fischarten in Salz- und Süßwasser elektrische Felder wahr. Einige erzeugen sogar eigene schwache Felder, um auf kurze Distanz Hindernisse zu erkennen oder zu kommunizieren.

"In enger Umgebung zu manövrieren, erfordert nicht nur eine hohe Beweglichkeit, man muss auch in alle Richtungen wahrnehmen können, um nicht mit nahen Hindernissen zu kollidieren. Elektrolokation eignet sich dafür perfekt", erklärte Malcolm MacIver, Biomechaniker und Professor der Northwestern University, gegenüber dem Magazin New Scientist. MacIvers Team entwickelte einen Prototypen aus zwei einander gegenüber sitzenden Elektroden, die das elektrische Feld aufbauen, und zwei weiteren Elektroden im rechten Winkel dazu, die die Spannung des Feldes wahrnehmen. Befindet sich im Wasser innerhalb dieses Elektrodenrechtecks ein Gegenstand, so wird das ursprüngliche Feld gestört. Die Sensor-Elektroden bekommen veränderte Signale, und falls sich der Gegenstand bewegt, kann ein Computer aus den Messungen genau dessen Ort bestimmen. Durch Verstärkung des Messsignals sind auch kleine Objekte im Feld zu erkennen.

In ersten Experimenten in flachen Wasserschalen hat sich der Prototyp bereits bewährt. Sowohl in Süß- als auch in Salzwasser erkannte er Kugeln aus Metall und Kunststoff. In einer Serie von zehn Messungen konnte er ihren Aufenthaltsort bis auf drei Millimeter genau bestimmen. Das bisher simple Messsystem mit zwei Sensoren umfasst nur eine Fläche von wenigen Quadratzentimetern. Fische hingegen besitzen derer Tausende. MacIvers Team will nun mit in Feldern angeordneten Elektroden experimentieren und hofft, damit letztendlich auch Informationen über die genauere Größe, die Form und sogar die Zusammensetzung eines Gegenstandes zu erhalten.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/nachrichten/2007/elektrisches-sinnesorgan-fuer-kleine-u-boote/