Roboter als Umwelthelden

Der LarvaBot rettet Korallenriffe
Korallenriffe stellen neben Regenwäldern die größten Ökosysteme der Erde dar und sind die mit Abstand produktivsten und artenreichsten Meeresgebilde. Ein Viertel aller Meerestiere und -pflanzen sind hier zuhause. 

Derart sensible Ökosysteme bekommen die weitreichenden Folgen des Klimawandels besonders stark zu spüren, denn Ozeane absorbieren einen Großteil der globalen Erwärmung. Wenn die Temperaturen im Wasser zu hoch steigen, stoßen die Korallen Algen ab, dabei verlieren sie ihre Farbe und werden weiß. Diese sogenannte Korallenbleiche hat in den vergangenen Jahrzehnten rasant zugenommen. Konkret bedeutet das: Die Erderwärmung verursacht ein Massensterben der Korallen. 

Die meisten Korallen vermehren sich durchs Laichen. Dazu geben sie Eier und Spermien gleichzeitig ins Wasser ab. Professor Peter Harrison, Forscher der Southern Cross University in Lismore, und Professor Matt Dunbabin der QUT-University in Brisbane wollen diesen Prozess nutzen, um Korallenriffe wiederherzustellen. Im Rahmen ihres Programms “Coral IVF” befruchten sie seit 2020 Korallenriffe.

Und das geht so: Während des massiven Laichens am Great Barrier Reef, dem größten Riff an der Nordostküste Australiens, sammeln Forscher:innen Millionen von Koralleneiern. Diese werden in schwimmenden Behältern zu Babykorallen aufgezogen und anschließend von einem schwimmenden Roboter namens LarvaBot zu beschädigten Riffen gebracht. Die Roboter sind den Forscher:innen zufolge effizienter als menschliche Taucher:innen und bis zu 100 mal erfolgreicher als frühere Methoden. Dieses Zusammenspiel von Natur und Technologie hat das Potenzial, Riffe auf der ganzen Welt zu regenerieren.

Bild: YouTube | TheQUTube

angsa saugt die Wiesen frei
Bonbonpapiere, Kronkorken, Zigarettenstummel – Müll, der nach jeder Grillparty im Park, dem Nachmittag im Freibad oder dem Festival-Wochenende am See liegen bleibt. Die Natur kann Inhaltsstoffe und Bestandteile solcher Abfälle nicht verarbeiten. Die Folge: Der Müll verschmutzt unser Grundwasser und kann bei Kindern, die sich an Zigarettenstummeln verschlucken, im schlimmsten Fall zu einer Vergiftung führen.  

Um Wiesen und Kiesflächen von Hand zu reinigen, fehlt der Stadtreinigung die Zeit. Das junge Start-up angsa aus München will dieses Problem lösen. Es baut autonome Roboter, die Müll auf solchen Flächen entfernen können. Die darin integrierte KI erkennt kleinteiligen Müll auf heterogenem Terrain und der Roboter saugt diesen zielgerichtet auf, ähnlich wie ein Staubsaugerroboter. 

GIF: YouTube | Angsa Robotics

Die RoboBee bestäubt Pflanzen
In Deutschland leben mehr als 550 verschiedene Bienenarten. 37 davon sind bereits ausgestorben, von den restlichen Arten sind etwa 50 Prozent vom Aussterben bedroht – die Bestände der kleinen Nützlinge sinken. 

Die Ursachen: Die industrielle Landwirtschaft verwendet viele Pestizide und setzt auf Monokulturen – das schränkt den Lebensraum von Bienen immer mehr ein. Auch der Klimawandel trägt mit häufigen Starkwetterperioden und damit längeren Trockenzeiten sowie kurzen, aber stärkeren Niederschlägen entscheidend zum Bienensterben bei. Blüteperioden werden seltener, Bienen müssen Trockenperioden überstehen. Das Ergebnis: starke Hungerperioden.

Denn angesichts des Insektensterbens könnte es auf Dauer zu einem Problem bei der Bestäubung kommen. Die Bienen, die dafür notwendig sind, fehlen. 

Forschende arbeiten deshalb weltweit an insekten-inspirierten Robotern, die unter anderem dazu in der Lage sein sollen, Pflanzen zu bestäuben. Die RoboBee ist eine davon. Sie wurde von Forscher:innen des Wyss Instituts für biologisch inspirierte Ingenieurwissenschaften der Harvard University entwickelt. Der Roboter ist nur halb so groß wie eine Büroklammer und wiegt 80 Milligramm. Um sich zu orientieren, nutzt die RoboBee dieselbe Technologie wie viele autonome Fahrzeuge, die LiDAR-Technologie. Sogenannte piezoelektrische Aktoren – schmale Keramikstreifen, die sich bei elektrischer Spannung ausdehnen und zusammenziehen können – ermöglichen es der RoboBee, ihre Flügel bis zu 120 Mal pro Minute zu schlagen.

Die RoboBee könnte also echten Bienen helfen und Pflanzen bestäuben. Dennoch halten es Expert:innen für unwahrscheinlich, dass Roboter echte Bienen vollständig ersetzen könnten. Bienen-Roboter wie die RoboBee könnten aber auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. Potentielle Anwendungsgebiete wären Such- und Rettungseinsätze, Überwachung oder Wetter-, Klima- und Umweltbeobachtung. 

Bild:  YouTube | Harvard University

Die AirSeed-Drohne pflanzt Millionen Bäume
Ein dürres Jahr nach dem anderen. Zuletzt standen in Südeuropa ganze Wälder in Flammen. In den vergangenen Jahren haben solche Katastrophen weltweit zugenommen und sind allgegenwärtiger denn je. 

Mit der zunehmenden Klimaerwärmung trocknen die Wälder aus und die Gefahr, Feuer zu fangen, steigt. Die entstehenden Waldbrände tragen durch die freigesetzten Treibhausgase zur Klimaerwärmung bei. Diese Vorgänge verstärken sich also gegenseitig.

Das Unternehmen AirSeed Technologies und die australische Organisation World Wide Fund For Nature (WWF) wollen bis 2024 mit Hilfe von Drohnen 100 Millionen Bäume pflanzen und damit primäre Lebensräume wiederherstellen.

Und zwar in vier Stufen: Auf Basis von Technologie und Wissenschaft möchten die Wissenschaftler:innen zuerst den Boden verstehen und herausfinden, welche Arten an welchem Ort gepflanzt werden sollten. In der zweiten Phase werden Samenkapseln hergestellt. Sie dienen als Transportgefäß, das die Samen von der Drohne in den Boden transportiert. Während der dritten Stufe bewegt sich die autonom fliegende Drohne je nach Samen in unterschiedlichen Höhen über das Gelände und weiß genau, wo die einzelnen Arten zu pflanzen sind. Die Bodenhärte wird getestet, damit das System weiß, mit welchem Druck die Saatkapsel abgefeuert werden muss. Diese Lösung ermöglicht sogar Schutz vor Wind, Regen und Erosion. In der vierten Phase wird das Wachstum der Bäume überwacht und bestmöglich geschützt.

GIF: YouTube | WWF-Australia