Von Fischrobotern und künstlichen Muskeln

Ein Roboter, der sich wie ein Fisch bewegt, ein Anzug mit k¨¹nstlichen Muskeln, eine Herz-Lungen-Maschine f¨¹r S?uglinge und eine Methode, um aus gebrauchten Kleidern Garn zu spinnen ¨C das sind nur vier der Ideen, die ETH-Bachelorstudierende der Maschinenbauwissenschaften in diesem Jahr im Rahmen der Fokusprojekte vorangetrieben haben. Am 30. Mai pr?sentieren die Teams ihre Produkte der ?ffentlichkeit.

Im Projekt Surf-eDNA entwickeln Studierende einen autonomen Unterwasser-Roboter, der sich wie ein Fisch und beinahe so ger?uschlos bewegt. Man kann damit in Gew?ssern filmen und Proben sammeln, die dar¨¹ber Auskunft geben, welche Lebewesen dort vorkommen: ?ber einen eingebauten Filter sammelt der Roboter Bruchst¨¹cke der Erbsubstanz DNA, die im Wasser vorhanden ist. Angetrieben wird der Roboter ¨¹ber eine Silikon-Flosse, in die zyklisch Wasser gepumpt wird. Dank seiner ger?uscharmen Fortbewegung kann er auch in empfindlichen ?kosystemen eingesetzt werden, ohne diese zu st?ren.

Die Virtuelle Realit?t (VR) hautnah erlebbar machen m?chten die Studierenden des Projekt Metasuit: Sie entwickeln einen Anzug, in den sie k¨¹nstliche Muskeln einbauen. Wer den Anzug tr?gt, kann in virtuelle Welten eintauchen und dabei einen Widerstand sp¨¹ren, der zum Beispiel gegen die Arme wirkt. Damit erm?glicht der Anzug neue VR-Erlebnisse, f¨¹r die sich auch die Filmindustrie interessiert. Ausserdem k?nnte der Anzug in der medizinischen Rehabilitation eingesetzt werden.  

Das Team von Bypulse nimmt sich einem Problem an, dass sich stellt, wenn S?uglinge und Kleinkinder am Herz operiert werden m¨¹ssen. Die jungen Patient:innen werden dazu an eine Herz-Lungenmaschine angeschlossen. Diese optimal einzustellen, ist allerdings nicht einfach, und eine falsche Einstellung kann bleibende Hirnsch?den verursachen. Die Studierenden entwickeln eine Herz-Lungen-Maschine, die betrieben werden kann, w?hrenddem die Durchblutung des Gehirns mittels Magnetresonanztomografie (MRT) ¨¹berwacht wird. Die Hoffnung ist, dank einer solchen ?berwachung die Ursache f¨¹r Hirnsch?den bei Kleinkindern ermitteln zu k?nnen. Derzeit kommerziell erh?ltliche Herz-Lungen-Maschinen sind wegen ihrer Metallteile und Elektromotoren nicht mit dem starken Magnetfeld der MRT kompatibel.

Im Projekt Retex m?chten Studierende die Bekleidungsindustrie f¨¹r die Kreislaufwirtschaft fit machen. Das Team entwickelt ein Verfahren, um aus gebrauchten Kleidern Textilfasern zur¨¹ckzugewinnen und diese zu einem hochwertigen Garn zu verspinnen. Derzeit wird nur jedes hundertste gebrauchte Kleidungsst¨¹ck Second Hand wiedergetragen. Der grosse Rest wird geschreddert und als Isolationsmaterial verwendet oder landet in M¨¹lldeponien. Die neue Technologie soll helfen, die Textilindustrie nachhaltiger zu gestalten.

Bei den Fokus-Projekten der Studieng?nge Maschinenbau und Elektrotechnik wenden Bachelorstudierende ihr theoretisches Wissen in der Praxis an. In Teams entwickeln sie innerhalb von zwei Semestern aus einer Idee ein innovatives Produkt. ?ber den Entwurf, das Design, die Produktion bis hin zum Marketing durchlaufen sie dabei selbst?ndig s?mtliche Schritte der Produktentwicklung. Am Ende des zweiten Semesters pr?sentieren die Studierenden beim Fokus-Rollout ihre Projekte.

Die weiteren Fokusprojekte 2022/23

• externe SeiteaCentauricall_made baut einen Solarrennwagen, der im Oktober 2023 die 3000 Kilometer lange Strecke der World Solar Challenge in Australien absolvieren soll. Der Wagen ist nicht nur aerodynamisch, sondern auch stabil genug, um starken Seitenwinden standzuhalten.
• externe SeiteCellsius Project H2call_made entwickelt einen Antrieb f¨¹r ein Kleinflugzeug, bei dem eine Wasserstoff-Brennstoffzelle Strom f¨¹r einen Elektromotor liefert. Wasserstoff erm?glicht CO2-freies Fliegen, kurze Betankungszeiten und hohe Reichweiten.
• Cito Libra entwickelt ein f¨¹hrerloses elektrisches Motorrad. Gyroskope (Kreiselstabilisatoren) sorgen daf¨¹r, dass das Zweirad stabil bleibt. M?gliche k¨¹nftige Anwendungen w?ren autonome Zweir?der oder eine bessere Stabilisierung herk?mmlicher Motorr?der.
• Exact baut einen komplett elektrischen und somit ger?uscharmen Bagger (engl. excavator). W?hrend der Greifarm heutiger Bagger hydraulisch betrieben wird, setzt jener des ETH-Teams auf elektrische Linearantriebe, die besonders effizient sind.
• externe SeiteFormula Student Electriccall_made entwickelt ein elektrisches Rennauto, das bei den Formula Student Wettbewerben gegen Studierendenteams anderer europ?ischer Hochschulen antreten wird. Ihr Rennauto mit dem Namen Castor wird von Grund auf neu konzipiert.
• Magnecko entwickelt einen vierbeinigen Roboter, der dank seiner magnetischen F¨¹sse an Stahlkonstruktionen hochklettern kann. Damit soll in Zukunft die Sicherheit von Stahlbauwerken inspiziert werden k?nnen.
• externe SeitePrometheuscall_made entwickelt im Rahmen des Studierendenprojekts Aris ein Raketentriebwerk, das mit Ethanol und fl¨¹ssigem Sauerstoff betrieben wird. Ziel ist es, in den n?chsten Jahren eine so betriebene Rakete bei einem Studierendenwettbewerb ins All zu bef?rdern.
• Sonano entwickelt neues Kontrastmittel f¨¹r die Optoakustik, einem neuen und verh?ltnism?ssig kosteng¨¹nstigen Verfahren der medizinischen Bildgebung. Dank dem auf Gold-Nanopartikeln beruhenden Kontrastmittel sollen Brusttumore besser sichtbar gemacht werden k?nnen.
• externe SeiteSwissloopcall_made entwickelt ein sogenanntes Hyperloop-Transportsystem, mit dem G¨¹ter und Menschen in Zukunft schneller und klimafreundlicher als mit dem Flugzeug bef?rdert werden k?nnen. Die Studierenden bauen dazu einen neuartigen Linearmotor und ein energieeffizientes Schwebesystem.