Das 3D-Druck-Unternehmen B9Creations stellt in einer Pressemitteilung eine 3D-gedruckte Klebehaut vor, die eine intelligente und reversible Haftung in Unterwasserumgebungen bietet und die fortschrittliche Manipulation, Sensorik und Kontrolle von Oktopussen nachahmen soll. Diese Darstellung der Biomimikry soll in der Lage sein, komplexe menschliche Herausforderungen zu bewältigen. Sie hat laut B9Creations das Potenzial, in Bereichen von der Unterwassertechnik bis hin zu fortschrittlichen medizinischen Anwendungen eingesetzt zu werden.
Anwendungsbeispiele
- Unterwasser-Klebstoffe: Die Oktopus-inspirierte Haut könnte zur Entwicklung von Klebstoffen führen, die unter Wasser effektiv funktionieren und das Verkleben von Materialien und Geräten in aquatischen Umgebungen möglich machen.
- Medizinische Anwendungen: Die Haut, die von Tintenfischen inspiriert ist und sich zum Beispiel rauen Oberflächen anpassen kann, könnte für die Entwicklung medizinischer Klebstoffe genutzt werden, die an Geweben und Organen haften können.
- Unterwasserbau: Von Oktopussen inspirierte Haut könnte dabei helfen, Unterwasserbauprojekten wie die Installation von Pipelines und Offshore-Windkraftanlagen zu erforschen, bei denen herkömmliche Klebstoffe aufgrund der rauen aquatischen Umgebung nicht eingesetzt werden können.
- Meeresforschung: Der Grip von Unterwasserrobotern ließe sich durch von Oktopussen inspirierte Haut verbessern. So könnten diese besser in schwierigen Unterwasserumgebungen manövrieren, Tiefseelebensräume erkunden und Proben für Forschungszwecke sammeln.
- Tauch- und Schwimmausrüstung: Auch Neoprenanzüge, Handschuhe und Badekappen könnten von besserem Halt und reduziertem Luftwiderstand profitieren.
- Nationale Verteidigung: Unterwasserroboter oder -Geräte könnten an den Seiten von Schiffen oder U-Booten mit von Oktopussen inspirierter Haut besser haften. Ebenso könnten Manipulationsschutzvorrichtungen für empfindliche Geräte und Infrastrukturen damit entwickelt werden, auf die Unbefugte schwieriger zugreifen können.
Vorteile der Kopffüßer
Kraken und andere Kopffüßer haben die Fähigkeit, starke Bindungen in Unterwasserumgebungen mit einer Raffinesse in Bezug auf Sensor- und Kontrollmechanismen aufzubauen. Klebstoffe halten auf nassen Oberflächen deutlich schlechter. Das Sensorsystem der Kopffüßer umfasst photorezeptives Sehen durch ihre Augen, Mechanorezeptoren, die Flüssigkeitsfluss, Druck und Kontakt, sowie chemorezeptive taktile Sensoren. So erhalten sie ihre Informationen über die Befestigung und Objektnähe, damit sie aktiv greifen und sich wieder lösen können.
Aktuelle Manipulatoren basierend auf synthetischen Klebestoffen werden grundsätzlich manuell bedient und verfügen nicht über Sensor- und Steuerungsfunktionen. Es fehlen ausgeklügelte Sensorsysteme zur Näherungserkennung und von Mechanorezeptoren zur Erkennung von Oberflächenkontakten erschwert die aktive Steuerung von Klebeelementen. Wenn optische und akustische Sensoren zur Erkennung von Annäherung in synthetischen Systemen verwendet werden, schränkt die Größe dieser Sensoren die Integration mit synthetischen Klebstoffen oft ein.
Unterwasser-Klebstoffsystem
Das Unterwasser-Klebstoffsystem der Forscher besteht aus schaltbaren Klebstoffkomponenten sowie einem sensorischen System, Verarbeitungs- und Kontrollmechanismen zur autonomen Aktivierung und Freisetzung. Das System kann mehrere Klebeelemente intelligent steuern, wodurch eine geschickte Handhabung in trockenen und nassen Umgebungen ermöglicht wird.
Die Kombination von Sensorik, Verarbeitung und Steuerung mit schnell schaltbaren Klebstoffen bietet einige Möglichkeiten für die Manipulation von Unterwasserobjekten mit kompakten Systemen ohne Vorkenntnisse der Umgebung. Die Entwickler demonstrierten die Funktionalität in einem tragbaren Handschuh, der die fortschrittliche Manipulation, Wahrnehmung und Kontrolle von Oktopussen und anderen Kopffüßern nachahmt. Jeder einzelne Finger enthält einen Sensor und ein aktives Klebeelement, das durch das Gießen von Elastomer in Formen entsteht. Diese und ein optischer Mikro-LIDAR-Sensor zur Näherungserkennung wurde mit der Technologie von B9Creations gedruckt. Die Manipulation von Objekten auf Zeitskalen, die durch die Echtzeit-Objekterkennung in Verbindung mit schnell umschaltbaren Klebstoffen ermöglicht wird, ist den Verantwortlichen zufolge für die menschliche Bewegung relevant.