Cesar Harada: Eine neuartige Idee, eine Ölpest zu beseitigen

Was ist im Ozean der gemeinsame Nenner zwischen Öl, Plastik und Radioaktivität?

Die Grafik oben zeigt die BP-Ölpest: Milliarden von Barrel Öl ergießen sich in den Golf von Mexiko. Die Mitte zeigt Millionen Tonnen von Plastikmüll, der sich in unseren Meeren ansammelt, und unten sichtbar ist radioaktives Material, das aus dem Atomkraftwerk in Fukushima in den Pazifik dringt.

Die drei Probleme haben eins gemeinsam: Sie sind menschgemachte Probleme, die von Naturgewalten kontrolliert werden. Das sollte uns Anlass geben, uns sehr, sehr schlecht zu fühlen, aber wir können auch hoffnungsvoll sein, denn wenn wir die Macht hatten, diese Probleme zu schaffen, dann haben wir vielleicht auch die Kraft, diese Probleme zu beheben.

Aber wie steht es um die Naturgewalten? Genau darüber möchte ich heute sprechen: Wie können wir diese Naturgewalten nutzen, um diese menschgemachten Probleme zu beheben. Zur Zeit der BP-Ölpest

arbeitete ich am MIT und kümmerte mich um die Entwicklung einer Technologie zum Säubern einer Ölpest. Und ich hatte die Chance, zum Golf von Mexiko zu gehen, ein paar Fischer zu treffen und mir einen Einblick von ihren furchtbaren Arbeitsbedingungen zu machen. Mehr als 700 dieser Boote wurden eingesetzt, es sind zweckentfremdete Fischerboote, das Ölabsorptionsmittel ist weiß, die Ölbarrikaden sind orange; sie konnten nur drei Prozent des Öls von der Oberfläche beseitigen und die Gesundheit der Reinigenden war ernsthaft beeinträchtigt.

Ich arbeitete damals an einer sehr interessanten Technologie am MIT, aber es war eine langfristig ausgelegte Entwicklung einer Technologie und sollte eine sehr teure Technologie werden, sie sollte auch patentiert werden. Ich wollte nun also etwas entwickeln, das wir sehr schnell entwickeln konnten, das billig sein würde und frei verfügbar, denn Ölkatastrophen geschehen nicht nur im Golf von Mexiko, und außerdem sollte es erneuerbare Energien verwenden. Ich gab also meinen Traumjob auf und zog nach New Orleans, wo ich die Natur der Ölpest weiter untersuchte.

Zur Zeit verwendeten sie diese kleinen Fischerboote und reinigten Streifen in einem Ozean voller Dreck. Nutzt man genau die gleiche Menge von Oberflächen- Absorptionsmittel, aber konzentriert sich nur auf natürliche Muster und bewegt sich gegen den Wind, kann man eine Menge mehr Material einsammeln. Wenn man diesen Aufbau vervielfacht, man multipliziert also, wie viele Absorptionsschichten verwendet werden, kann noch viel mehr aufgenommen werden. Aber es ist extrem schwierig, Ölabsorptionsmittel gegen den Wind, Oberflächenströmung und Wellen zu bewegen. Das sind enorme Kräfte. Die sehr einfache Idee war es also, die uralte Technik des Segelns, des Wendemanövers, zu verwenden um das Öl aufzuhalten oder zu sammeln, das sich im Wind bewegt. Dazu war also keine Erfindung nötig. Wir versuchten einfach, hinter einem einzelnen Segelboot etwas Langes und Schweres hinterherzuziehen, aber bei den Wendemanövern verloren wir zwei Dinge: Zugkraft und die Richtung.

Also dachte ich mir, wir könnten einfach das Steuerruder vom Heck an den Bug verfrachten, vielleicht hätten wir dann bessere Kontrolle? Also baute ich diesen kleinen Segelroboter mit dem Steuerruder im Bug, und versuchte, etwas sehr Langes, Schweres zu ziehen, hier wird also ein Viermeterobjekt gezogen, und ich war überrascht, dass man mit einem Steuerruder von 14cm vier Meter Absorptionsmittel kontrollieren konnte. Das machte mich so froh, dass ich einfach mit dem Roboter weiterspielte. Hier kann man also sehen, dass der Roboter das Steuer vorn hat. Normalerweise ist es hinten. Und beim Herumspielen erkannte ich, dass die Manövrierfähigkeit wirklich ganz verblüffend war. Ich konnte ein Hindernis in der letzten Sekunde verhindern, es war manövrierfähiger als ein normales Boot.

Dann begann ich mit Online-Veröffentlichungen und ein paar Freunde aus Korea begannen, sich dafür zu interessieren und wir bauten ein Boot mit einem Ruder vorn und einem hinten. Mit dem interagierten wir dann und es verbesserte sich leicht, obwohl es sehr klein und etwas unbalanciert war, aber dann dachten wir: "Wenn wir nun mehr als zwei Kontrollpunkte hätten? Was, wenn das gesamte Boot ein Kontrollpunkt wäre? Was, wenn das gesamte Boot die Form veränderte?"

Also... (Beifall)

Vielen Dank. (Beifall)

Und das ist der Anfang von Protei, und das ist das erste Boot in der Geschichte, bei dem man zum Steuern die Form seines Rumpfes komplett verändert, und die Segeleigenschaften, die wir dafür bekommen, sind ungleich besser verglichen zu einem normalen Boot. Bei einer Wende haben wir das Gefühl von Surfen, und es bewegt sich sehr effizient gegen den Wind. Das hier ist langsame Windgeschwindigkeit, und die Manövrierfähigkeit hat sich stark erhöht. Hier vollführe ich eine kleine Halse, schauen Sie sich die Position des Segels an. Da das Boot seine Form verändert, liegen das vordere und das Hauptsegel unterschiedlich im Wind. Wir fangen den Wind von beiden Seiten ein. Und genau das wollen wir auch, wenn wir etwas Langes und Schweres ziehen wollen. Wir wollen weder Zugkraft noch unsere Richtung verlieren. Ich wollte also wissen, ob es möglich wäre, das industriell umzusetzen, also bauten wir ein großes Boot mit einem riesigen Segel, und einem sehr leichten aufblasbaren Rumpf, geringer Kontakt zum Wasser, also haben wir ein riesiges Verhältnis von Größe zu Kraft.

Danach wollten wir sehen, ob wir dieses System automatisieren konnten, also verwendeten wir dasselbe System, aber mit einer Struktur zum Aktivieren der Maschine. Also nutzten wir dasselbe aufblasbare System und testeten es. Das passiert also in den Niederlanden. Wir versuchten es im Wasser ohne eine Haut oder Ballast, nur um die Funktionsweise zu verstehen. Und dann montierten wir eine Kamera zur Steuerung, aber wir erkannten schnell, dass wir eine Menge mehr Gewichte unten brauchten, also musste es zurück ins Labor, und dann bauten wir eine Haut drumherum, fügten Batterien, Fernbedienungen hinzu, und dann ließen wir es zu Wasser und schauten, wie gut das nun funktionierte, hier ist etwas Seil, vielleicht funktioniert es ja, und ja, es funktionierte, aber da war noch viel zu tun. Unser kleiner Prototyp hat uns zu der Erkenntnis gebracht, dass es sehr gut funktioniert, aber wir müssen noch sehr viel mehr daran arbeiten.

Hier sieht man also eine beschleunigte Evolution der Segeltechnologie. Wir gingen vom Steuerruder hinten zum Ruder vorn, zu zwei Rudern, zu mehreren Rudern, bis das ganze Boot die Form veränderte, und je mehr wir uns voranbewegen, desto einfacher und niedlicher sieht das Design aus. (Lachen)

Aber ich wollte noch einen Fisch zeigen, denn – es ist sehr anders als ein Fisch. Der Fisch bewegt sich, weil – er macht so, aber unser Boot wird immer noch vom Wind angetrieben und der Rumpf kontrolliert die Bewegungsbahn.

Ich habe also als Premiere auf der TED-Bühne Protei Nummer Acht mitgebracht. Das ist nicht der letzte, aber man kann daran gut Dinge demonstrieren.

Zuerst möchte ich Ihnen in diesem Video zeigen, dass wir die Bewegungskurve eines Segelboots besser kontrollieren können, oder wir können es verhindern, je im Wind zu stehen, wir können den Wind immer von beiden Seiten einfangen. Aber neue Eigenschaften eines Segelboots. Schaut man sich das Boot von dieser Seite an, erinnert das vielleicht an ein Flugzeugprofil. Ein Flugzeug hebt ab, wenn man eine Bewegung in diese Richtung beginnt, und so hebt es ab. Wenn man dieses System auf die Vertikale überträgt, man biegt es, und bewegt es so nach vorn, dann sagt das Bauchgefühl vielleicht, dass man dort entlang geht, aber wenn man sich schnell genug bewegt, erzeugt man einen sogenannten lateralen Lift, so kamen wir weiter oder näher an den Wind heran.

Die andere Eigenschaft ist diese: Ein normales Segelboot hat hier ein Mittelschwert und hinten ein Steuerruder, und diese beiden Dinge führen zum Großteil des Widerstands und der Turbulenzen hinterm Boot. Da dieses hier keins von beidem hat, weder ein Mittelschwert noch ein Ruder, hoffen wir, dass wir beim weiteren Design dieses Rumpfes den Widerstand immer weiter verringern können.

Die meisten Boote fangen außerdem bei einer bestimmten Geschwindigkeit und Wellengang damit an, auf die Oberfläche des Wassers aufzuklatschen, und viel der Vorwärtsbewegung geht so verloren. Aber wir bewegen uns mit dem Strom, wenn wir auf natürliche Muster achten, anstatt dass wir versuchen, stark zu sein. Wenn man mit dem Strom geht, absorbiert man viele Umwelteinflüsse, wie Wellenenergie, so dass mehr Energie für die Vorwärtsbewegung da ist.

Wir haben also diese Technologie entwickelt, die sehr effizient etwas Langes und Schweres ziehen kann, aber natürlich bleibt die Grundfrage nach dem Zweck der Technologie, wenn sie nicht in die richtigen Hände gerät?

Normale Technologien oder Innovationen geschehen so: Jemand hat eine interessante Idee, irgendein anderer Wissenschaftler oder Ingenieur baut darauf auf, erstellt eine Theorie darüber und patentiert es vielleicht, und dann kommt irgendeine Industrie und schließt einen exklusiven Herstellungsvertrag ab und verkauft es, und irgendwann kauft es dann ein Käufer und wir hoffen, dass es dann für einen guten Zweck verwendet wird. Wir möchten aber, dass diese Innovation dauernd passiert. Der Erfinder und die Ingenieure, auch die Hersteller und alle anderen arbeiten zur selben Zeit. Aber das wäre sehr steril, wenn es in einem parallelen und unvernetzten Prozess verliefe. Wir brauchen keine fortlaufende, keine parallele Entwicklung. Wir wollen ein Innovationsnetzwerk. Alle, wie es jetzt geschieht, sollen zur selben Zeit arbeiten, und das geht nur, wenn alle Leute zusammen entschließen, die Informationen zu teilen, und darum genau geht es bei offener Hardware. Es soll Wettbewerb durch Zusammenarbeit ersetzen. Es soll ein jedes neues Produkt in einen Markt verwandeln. Was ist also offene Hardware? Im Prinzip ist offene Hardware eine Lizenz. Eine Art, mit intellektuellem Eigentum umzugehen. Es bedeutet, dass alle sie verwenden, verändern und verbreiten können. Im Tausch bitten wir um nur zwei Dinge: Der Projektname wird erwähnt und die Leute, die Verbesserungen ausführen, teilen diese wieder mit der Gemeinschaft. Die Bedingungen sind also sehr einfach.

Ich begann dieses Projekt allein in einer Garage in New Orleans, aber ziemlich schnell danach wollte ich mit den Informationen an die Öffentlichkeit, also führte ich ein Kickstarter-Projekt durch. Das ist eine Plattform zur öffentlichen Spendenfinanzierung, und in etwa einem Monat erhielten wir 30.000 Dollar Spenden. Mit diesem Geld stellte ich ein Team junger Ingenieure aus der ganzen Welt ein und wir mieteten eine Fabrik in Rotterdam in den Niederlanden. Wir lernten voneinander, frickelten, bastelten, bauten Prototypen, aber vor allem probierten wir unsere Prototypen so oft wie möglich im Wasser aus, um so früh wie möglich zu scheitern und daraus zu lernen. Das hier ist ein stolzes Protei-Mitglied aus Korea, und auf der rechten Seite sehen wir ein Vielmastendesign, das von einem Team in Mexiko vorgeschlagen wurde. Diese Idee gefiel Gabriella Levine in New York sehr, und so entschied sie sich, aus dieser Idee einen Prototypen zu entwickeln, und sie dokumentierte jeden Schritt dieses Prozesses, und veröffentlichte es auf "Instructable", einer Webseite, wo man Erfindungen teilen kann. Weniger als eine Woche später, hier sehen wir ein Team aus Eindhoven, eine Ingenieursschule. Sie stellten es her, aber veröffentlichten schlussendlich ein vereinfachtes Design. Sie veröffentlichten es also auf Instructable und in weniger als einer Woche hatten sie fast 10.000 Aufrufe und viele neue Freunde. Wir arbeiten auch an einfacheren Technologien, die nicht so komplex sind, mit jüngeren und auch älteren Menschen, wie diese Dinosaurier hier aus Mexiko. (Lachen)

Protei ist also ein internationales Innovationsnetzwerk zum Verkauf von Technologie unter Verwendung dieses formverändernden Rumpfes. Und wir werden vereint durch ein gemeinsames globales Verständnis des Konzeptes "Business", was es heißt oder was es sein sollte. So arbeiten heute die meisten. "Business as usual", "die Geschäfte wie immer", das bedeutet, viel Profit zu machen und dafür Technologie zu verwenden, Leute einzustellen, sie zu instrumentalisieren, und die Umwelt steht üblicherweise hinten an. Man kann mit ihr höchstens ein anderes Publikum gewinnen und zum Beispiel den Preis höher ausstellen.

Wir versuchen aber, oder wir glauben daran, denn wir denken, dass die Welt eigentlich so funktioniert, dass wir ohne die Umwelt gar nichts haben. Wir haben die Menschen, also müssen wir uns gegenseitig schützen, und wir sind eine technologische Firma, und dafür brauchen wir Profit. (Beifall)

Vielen Dank. (Beifall)

Wenn wir den Mut aufbringen, das als die eigentliche Funktionsweise der Welt zu verstehen und anzuerkennen, und die Prioritäten müssen wir genau so setzen, dann wird offenbar, wieso wir uns für offene Hardware entscheiden, um Umwelttechnologien zu entwickeln, denn wir müssen Informationen verbreiten.

Was kommt als nächstes?

Diese kleine Maschine, die Sie gesehen haben, wir hoffen, kleine Spielzeuge wie etwa einen Meter große ferngesteuerte ausbaufähige Protei zu schaffen – also ersetzen wir die Fernbedienungsteile in Android-Systemen, also den Handies, und wir haben einen Arduino-Mikro-Controller, also könnten Sie dies von Ihrem Handy oder von Ihrem Tablet aus steuern. Und dann bauen wir eine Sechs-Meter-Version, mit der wir die maximale Leistung der Maschinen testen können, und so können wir sehr, sehr schnell werden. Also stellen Sie sich selbst vor. Sie legen sich in ein flexibles Torpedo, segeln mit riesiger Geschwindigkeit, kontrollieren die Form des Rumpfes mit Ihren Beinen und kontrollieren die Segel mit Ihren Armen. Und das wollen wir entwickeln. (Beifall)

Und wir ersetzen den Menschen – möchte man zum Beispiel Radioaktivität messen, dann sollte kein Mensch so einen Roboter segeln – mit Batterien, Motoren, Mikro-Controllern und Sensoren. Davon träumt unser Team, davon träumen wir des Nachts. Wir hoffen, dass wir eines Tages eine Ölpest reinigen können oder Plastikmüll in den Ozeanen einsammeln können, oder wir können Schwärme unserer Maschinen von Multiplayer-Videospiele-Engines steuern lassen, um viele dieser Maschinen zu steuern, um Korallenriffe zu überwachen, oder um Fischereien zu überwachen.

Wir hoffen, dass wir diese Technologie der offenen Hardware nutzen können, um unsere Ozeane besser zu verstehen und zu schützen.

Vielen Dank. (Beifall) (Beifall)