«Am liebsten hätte ich zehn Stück davon!» Gewässer-Ökologe Francesco Pomati von der Forschungsanstalt Eawag ist begeistert vom ersten Freiland-Test des «Medusa-Systems». Einer Drohne, die sowohl fliegen, wie auch auf der Wasseroberfläche landen und ein Unterwasser-Modul absetzen kann.
Was mich am inspiriert, ist die Idee, Roboter zu entwickeln, die sich wie künstliche Lebewesen in der Natur bewegen können.
Was an diesem Nachmittag zum ersten Mal am Zürichsee an den Start geht, ist ein hoch spezialisierter, autonom arbeitender Roboter für die ökologische Überwachung von Gewässern. Entwickelt wurde das wissenschaftliche Multitool von einem schweizerisch-britischen Team um den Robotiker Mirko Kovac.
«Was mich am meisten inspiriert, ist die Idee, Roboter zu entwickeln, die sich wie künstliche Lebewesen in der Umgebung, in der Natur im Aussenbereich bewegen können.» Der perfekte Roboter wäre für Mirko Kovac gar «ein Roboter, der wie ein Lebewesen selbst lernt, sich selbst anpasst, sich selbst reproduziert und in der Natur ganz selbstständig leben kann.»
Wie wichtig autonom arbeitende Robotik-Systeme gerade während der Klimaerwärmung werden können, betont der Gewässerexperte Francesco Pomati. Bei der Eawag ist er verantwortlich für das Überwachen der Wasserqualität in Schweizer Gewässern, die mit der Klimaerwärmung immer stärkeren Veränderungen unterliegen. Besonders bedenklich und noch wenig erforscht sind dabei die regelmässig auftretenden und für Haustiere wie Hunde oder Katzen mitunter giftigen Blüten von Blaualgen.
Besonders im Sommer und Herbst, an warmen und relativ windstillen Tagen kommt es in Seen und kleineren Gewässern zu so genannte Algenblüten. Besonders berüchtigt sind dabei die so genannten Blaualgen.
Aus wissenschaftlicher Sicht sind Blaualgen jedoch keine Algen, sondern Bakterien, weil sie keinen echten Zellkern besitzen. Aufgrund ihrer blau schimmernden Färbung bezeichnet man sie als Cyanobakterien.
Sie gehören zu den ältesten Lebensformen der Erde. Forschende nehmen an, dass sie die ersten Organismen der Erde waren, die ihre Energie durch Photosynthese gewannen und Sauerstoff in die Atmosphäre abgaben. Weltweit existieren mehrere Tausend Arten – damit sind Cyanobakterien die am häufigsten vorkommenden photosynthetischen Mikroorganismen in den Ozeanen.
Bisher ist bekannt, dass etwa 40 Arten Stoffwechselprodukte produzieren, die für Tiere giftig sind. Hunde und Katzen sollten also auf keinen Fall das Wasser eines Gewässers trinken, wenn es darin eine Cyanobakterien-Blüte gibt.
«Normalerweise werden Seen beprobt von Forschungsteams oder Technikerinnen, die per Boot hinfahren müssen, Proben nehmen und sie dann im Labor untersuchen. Das ist sehr zeitaufwendig.»
Pomati sieht in Zukunft die Notwendigkeit, Seen grossflächig und zuverlässig überwachen zu können, denn gerade gefährliche Algenblüten könnten häufiger auftreten – doch es fehlt an Personal und Geld. Autonom arbeitende Roboter könnten helfen, das Problem zu bewältigen.
Nach fast vier Jahren Entwicklung geht das «Medusa-System» nun also erstmals an den Start. Surrend hebt die Drohne vom Holz-Steg ab. Dann fliegt sie zur festgelegten Koordinate und landet sanft auf der ruhigen Oberfläche des Zürichsees. Nach wenigen Sekunden schickt sie das per Kabel mit ihr verbundene Unterwassermodul in die Tiefe.
Wir können schon jetzt mit Umweltwissenschaftlern zusammenarbeiten, um zu zeigen, wie die Robotik das Gebiet erweitern kann.
Dort unten, in etwa 1,5 Metern saugen Pumpen gut 80 Milliliter Wasser ein und pressen es durch kleine Filter. Dann kehrt der kleine Tauchroboter zu seinem «Mutterschiff» zurück, koppelt an und gemeinsam geht es zurück ans Ufer. Sobald die kreisrunden Filterpapierchen in Francesco Pomatis Händen liegen, bestätigt sich: Die gewünschten Planktonproben wurden tatsächlich genommen.
Die Mission ist damit erfüllt und Teamleiter Mirko Kovac entsprechend stolz: «Was mich sehr freut ist, dass wir gezeigt haben, dass dieses System schon heute funktioniert. Wir können also schon jetzt zusammenarbeiten.
