Wenn Roboter Bäume hochklettern oder Korallenriffe retten

Ein KI-gestütztes Käfigsystem für Labormäuse, Roboter für den Einsatz an Land, im Wasser oder auf dem Mond und neuartige Antriebssysteme für Flugzeuge, Rennwagen, Raketen und Pods. Dabei haben die Teams der Fokus-Projekte den gesamten Prozess von der ersten Idee über Designstudien bis hin zur Sponsorensuche und Produktion selbstständig durchlaufen. Diese Projekte haben sie in diesem Jahr umgesetzt:

MONKEE – ein Roboter, der auf Bäume klettert

Der Kletterroboter MONKEE bewegt sich mit zwei Armen und drei Haftpunkten geschickt auf Bäumen, sowohl vertikal als auch seitwärts. Dabei passt er sich unterschiedlichen Stammformen und Oberflächen an. So kann er bis in die Baumkronen vordringen und Hindernissen ausweichen. Eine integrierte, modulare Plattform bietet eine flexible Grundlage für eine Vielzahl von Anwendungen und ermöglicht die Integration zukünftiger Funktionen wie CO₂-Messungen, Probenentnahmen oder Sensorplatzierungen. MONKEE ermöglicht eine flächendeckende Datenerhebung für die Baumkronenforschung und trägt zum Verständnis des Klimas sowie zum Erhalt der Artenvielfalt bei.

ReefRanger – gesunde Korallenriffe dank einem Roboter

Korallenriffe sind Lebensraum für zahllose Meeresarten, erfüllen zentrale ökologische Funktionen und gehören zu den am stärksten vom Klimawandel bedrohten Ökosystemen. Um ihre Regeneration zu unterstützen, werden Korallen in Unterwasserfarmen gezüchtet. Das Fokus-Projekt ReefRanger entwickelt dafür einen autonomen Unterwasserroboter, der die aufwendige Fütterung und Überwachung unter Wasser übernimmt. Ausgestattet mit Kamera, Sensoren und maschinellem Lernen erkennt er Korallentische, steuert sie gezielt an und versorgt die Korallen mit Nährstoffen und Probiotika. Sein weicher, flexibler Fütterungsmechanismus schützt die empfindlichen Korallen. ReefRanger macht die Wiederherstellung von Korallenriffen effizienter und skalierbar.

ARGOS – das Tierwohl im Blick

Das Fokusprojekt ARGOS entwickelt ein intelligentes Käfigsystem für Labormäuse, das aktuelle Anforderungen an Tierschutz erfüllt und modernsten Überwachungsanforderungen entspricht. Ein hochintegriertes mechatronisches System überwacht laufend die Aktivität und das Verhalten der Mäuse sowie verschiedene Aspekte des Tierwohls wie Wasser- und Futteraufnahme. So kann frühzeitig erkannt werden, wie es den Tieren geht. Dabei arbeitet das Team mit Experten aus den Neurowissenschaften, der Ethik, dem Tierschutz, der Veterinärmedizin und dem ETH AI Center zusammen.

Die weiteren Fokus-Projekte 2024/25  

• ASIRA – anpassungsfähiger Roboterarm für die Industrie: Das Projekt ASIRA entwickelt einen Industrieroboter, der sich flexibel für wechselnde Automatisierungsaufgaben einsetzen lässt. Ziel ist es, den Energieverbrauch durch Gewichtsreduktion, modulare Bauweise und Topologieoptimierung zu senken. Ein Algorithmus passt Geometrie und Steifigkeit anhand eines digitalen Zwillings laufend an. So entsteht ein effizienter Prototyp, der vielseitig einsetzbar ist.
• CELLSIUS H2 – Wasserstoff für die Luftfahrt: Das Projekt CELLSIUS H2 entwickelt einen Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb für Kleinflugzeuge. Ziel ist die Integration in ein Modell des Herstellers Sling – mit Fokus auf Sicherheit und Effizienz. Das Team konstruiert zentrale Komponenten selbst und prüft sie per Simulation. Für den geplanten Erstflug 2025 arbeitet es eng mit den Zulassungsbehörden zusammen.
• Formula Student Electric – AMZ Racing: Studierende der Akademischen Motorsportvereinigung Zürich (AMZ) entwickeln ein vollelektrisches Rennfahrzeug mit autonomer Fahrfunktion von Grund auf neu. In vier Monaten entstehen Antrieb, Fahrwerk, Aerodynamik und Elektrik. Anschliessend wird das Fahrzeug gefertigt, montiert und getestet. Ziel ist die Teilnahme an den internationalen Formula-Student-Wettbewerben im Sommer.
• HEPHAESTUS – Bi-Liquid Rocket Engine: Das Projekt HEPHAESTUS entwickelt ein neues Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk. Es soll leichter und kompakter sein als Vorgängermodelle und den Schub von 700 Newton auf 4 bis 5 Kilonewton steigern. Ziel ist die Integration in eine Trägerrakete und die Teilnahme an der European Rocketry Challenge. Das Design wird gemeinsam mit Industriepartnern in mehreren Testläufen optimiert.
• SERENITY: Im Projekt SERENITY entsteht ein leichter, robuster Roboter für planetare Missionen. Ausgestattet mit omnidirektionalen Federstrukturen, Sprungmechanismen und KI-Steuerung bewegt er sich durch schwieriges Gelände wie Lavaröhren. Dank innovativer Dämpfung übersteht er Stürze aus grosser Höhe. Vor Ort kartiert er Tunnelsysteme mithilfe von Lidar und analysiert die Gaskomposition.
• SWARM – autonome Robotik unter Wasser: Das Projekt SWARM entwickelt einen Schwarm autonomer Unterwasserroboter, der  Schweizer Seen in 3D kartiert. Im Genfersee erfassen sie in Zusammenarbeit mit ARIS und dem Schweizer Wasserforschungsinstitut Eawag Daten zur Verbreitung antibiotikaresistenter Bakterien. Das System funktioniert ohne GPS, kommuniziert drahtlos und koordiniert sich mittels intelligenter Steueralgorithmen – mit Blick auf künftige Einsätze in extremen Umgebungen, auch zur Erkundung anderer Planeten.
• Swissloop – Vision Hyperloop: Schneller als ein Flugzeug und effizienter als ein Zug – mit schwebenden Fahrzeugen in nahezu luftleeren Röhren soll der Hyperloop den Verkehr der Zukunft grundlegend verändern. Aufbauend auf früheren Arbeiten konzentriert sich das Team 2024/25 auf Verbesserungen bei Antrieb, Schwebe- und Führungssystemen sowie der Integration eines Booster-Motors. Auch die Vakuum- und Passagierkompatibilität wird weiter optimiert.
• Way of Water – Tanz von Licht und Wasser: Im Projekt Way of Water entsteht ein Schwarm wasserbasierter Drohnen, die mit Lichtquellen ausgestattet sind und gemeinsam farbige Muster auf dem Wasser erzeugen. Ziel ist, ein robustes, langlebiges und kostengünstiges System für den Dauereinsatz zu entwickeln. Ein eigens entwickelter Algorithmus steuert die präzise Choreographie der Drohnen im Schwarm.