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Flugroboter flattert schneller als ein Insekt

Ein neuer Mini-Flugroboter von Ingenieuren der Universität Bristol (http://bristol.ac.uk) ist so groß wie ein Insekt und übertrifft seine natürlichen Vorbilder um Längen. Er schlägt mit seinen Flügeln schneller als echte Insekten. Jonathan Rossiter und sein Team wollen das künstliche Insekt zur Inspektion von Offshore­-Windenergieanlagen und anderen technischer Systeme, zur Suche nach Vermissten in unwegsamem Gelände, zum Sammeln von umweltrelevanten Daten und sogar zur Bestäubung von Nutzpflanzen einsetzen, wenn das Insektensterben weitergeht.

Schnell und sehr leicht

Der smarte Flugroboter ist nicht nur schnell - pro Sekunde fliegt er 18 Körperlängen weit -, sondern auch sehr leicht. Das liegt daran, dass die Forscher auf einen herkömmlichen Antrieb der Flügel verzichtet haben. Ein Motor und ein Getriebe, das die Rotationsbewegung in eine laterale Bewegung umsetzt, wurde ausgespart. Das Team hat stattdessen ein direkt angetriebenes, künstliches Muskelsystem entwickelt, das es "Liquid-amplified Zipping Actuator" (LAZA) nennt. Die Wurzeln der extrem leichten Flügel, die an jene echter Insekten erinnern, sind elektrisch negativ geladen. Ein flüssiges Dielektrikum trennt sie von zwei darüber und darunter angeordneten, gebogenen Elektroden, die isoliert sind, damit sie ihre Ladung nicht an den Flügel abgeben.

Die Elektroden werden abwechselnd elektrisch positiv geladen. Die dabei zwischen Elektroden und Flügel auftretenden elektrostatischen Kräfte bewegen den Flügel abwechselnd nach oben und nach unten - er flattert. Da der Ladungswechsel zwischen den Elektroden sehr schnell möglich ist, bewegen sich die Flügel extrem schnell. Gleichzeitig ist der Stromverbrauch sehr gering. Bisher wird der Flügel extern mit Strom versorgt. Rossiters wichtigster Mitarbeiter Tim Helps eklärt: "Mit dem LAZA übertragen wir elektrostatische Kräfte direkt auf den Flügel und nicht über ein komplexes, ineffizientes Übertragungssystem. Das führt zu besserer Leistung und einfacherem Design." Auch ebne dies den Weg zu einer neuen Klasse von kostengünstigen, leichten, flatternden Mikroluftfahrzeugen. Details sind in "Science Robotics" nachzulesen.