Bionik-Kamera

Elektrische Farben zeigen, was in trüben Flüssigkeiten los ist

20190415_Elektro-Durchblick_in_trueben_Gewaessern.jpg
Probelauf für die Unterwasserkamera im Aquarium: Dr. Hendrik Herzog, Martin Gottwald und Prof. Gerhard von der Emde (v. li.) testen das Gerät (Bild: © Barbara Frommann/Uni Bonn)
Anzeige
In Katastrophenfällen kommen meist Roboter oder Drohnen mit Kameras zum Einsatz. Im trüben, dunklen Wasser stoßen diese an ihre Grenzen. Zoologen entwickeln daher eine Spezialkamera, die – nach dem Vorbild eines afrikanischen Fisches – Bilder mit „elektrischen Farben“ liefert.

Afrikanische Elefantenrüsselfische (Gnathonemus petersii) sind nachtaktiv und können sich deshalb bei der Beutesuche nicht auf ihre Augen verlassen. Mit ihrem Schwanz erzeugen sie rund 80 Mal pro Sekunde kurze elektrische Pulse. Elektrorezeptoren auf ihrer Haut und insbesondere auf ihrem rüsselartigen Kinn messen, wie die Pulse von der Umgebung moduliert werden. Mit diesem Elektro-Sinn können die Fische Distanzen abschätzen, Formen und Materialien wahrnehmen und sogar zwischen lebendigen und toten Objekten unterscheiden. In Sekundenbruchteilen erkennen sie mit Hilfe der Elektro-Pulse, wo sich am Gewässergrund Zuckmückenlarven – ihre Lieblingsbeute – verstecken.

Aktive Elektroortung

Die Forscher um Prof. Gerhard von der Emde vom Zoologischen Institut der Universität Bonn erforschen schon seit vielen Jahren, wie der eigenartige Elektrosinn der Afrikanischen Elefantenrüsselfische funktioniert. Für die „aktive Elektroortung“ nutzen die Fische zwei verschiedene Typen von Elektrorezeptoren. Der eine misst nur die Intensität des Signals und der andere die Pulsform. „Wir konnten vor kurzem zeigen, dass der Fisch das Verhältnis der beiden Messwerte nutzt, um seine Beute zu identifizieren“, berichtet von der Emde. Dadurch werden ganz ähnlich wie auf der menschlichen Netzhaut „Farben“ erzeugt – aber nicht durch sichtbares Licht, sondern durch elektrische Signale.

Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung

Prof. Gerhard von der Emde, der Doktorand Martin Gottwald und Dr. Hendrik Herzog vom Institut für Zoologie der Universität Bonn brachten nun ihre Erkenntnisse aus ihrer Grundlagenforschung des Elefantenrüsselfischs zum Einsatz, um einen ersten Kamera-Prototyp nach dem Vorbild dieser aktiven Elektroortung zu entwickeln. „Mit dieser ‚bionischen‘ elektrischen Kamera können ganz ohne Licht auch in trüber Umgebung ‚elektrische Bilder‘ von Objekten geschossen werden, die außerdem noch eine Analyse der elektrischen und räumlichen Eigenschaften der abgebildeten Gegenstände ermöglichen“, berichtet von der Emde.

Belebte Objekte erzeugen elektrische Farben

Analog zum Elefantenrüsselfisch erzeugt die Kamera ein schwaches elektrisches Feld um sich herum und erfasst die elektrischen Bilder von Objekten in ihrer Umgebung mit mehreren Sensoren (Elektroden) auf ihrer Oberfläche. Belebte Objekte, wie Fische und Pflanzen, erzeugten unterschiedliche „elektrische Farben“ – genauso wie sie auch von den elektrischen Fischen erkannt werden.

Neben dem Einsatz für Inspektionen in trüben, dunklen Gewässern, können sich die Forscher die Verwendung der elektrischen Kameras auch bei der Materialkontrolle, der Geräteüberwachung bis hin zu medizinischen Anwendungen vorstellen.

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748–3190/ab08a6/meta

www.uni-bonn.de

Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Titelthema: Mobilfunkstandard 5G

 

Was ein 5G-Netz in Krankenhaus und Produktion leisten könnte

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

medicine&technology

Die englische Ausgabe finden Sie hier als PDF.

Sie erscheint 2 Mal im Jahr mit europaweiter Verbreitung.

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Aktuelles Webinar

Multiphysik-Simulation

Medizintechnik: Multiphysik-Simulation

Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Kalender

Termine für die Medizintechnik-Branche

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de