Biene als Vorbild

Drohne heftet sich an Blätter, um Strom zu sparen

Das Bild zeigt die Annäherung und Landung der Drohne auf dem Blatt.

(Bild: Harvard Microrobotics Lab/ Harvard University)

Wissenschaftler des MIT haben eine neue, insektenartige Mini-Drohne entwickelt, die an der Unterseite von Pflanzenblättern und Gegenständen haften kann. So verbrauche die Drohne während eines Einsatzes wesentlich weniger Energie, als wenn sie die ganze Zeit in der Luft bleiben müsste, berichten die US-Forscher im Fachmagazin "Science".

Die Technik funktioniert ähnlich wie ein aufgeladener Luftballon mit elektrostatischer Anziehung. Drückt man den Ballon gegen eine Wand, bleibt er dort hängen. Dieses Phänomen haben die Forscher um Moritz Graule vom MIT genutzt, um dem 100 Milligramm leichten Flugroboter einen sicheren Halt an einer Vielzahl von Materialien zu geben.

Die Halterung befindet sich an der Oberseite des Flugroboters, der in etwa so schwer ist wie eine Biene. Bei einem Andockmanöver stabilisiert die Drohne ihren Schwebeflug unterhalb des anvisierten Gegenstands. Der Kontakt wird durch einen Polyurethanschaum zwischen Andockplatte und Flugroboter gedämpft.

Bei der Berührung der Oberfläche wird in der Andockplatte eine Spannung von 1000 Volt erzeugt. Dies ermöglicht das Anheften an viele Materialien, darunter Glas, Sperrholz und Pflanzenblätter. Wenn der Flug fortgesetzt werden soll, kann der Roboter problemlos wieder in einen Schwebeflug übergehen.

Sichere Signalübertragung
Mit der Technik sollen kleine Drohnen unter anderem "gefährliche chemische oder biologische Mittel erfassen oder eine sichere Signalübertragung in Ad-hoc-Kommunikationsnetzwerken ermöglichen", schreiben die Wissenschaftler. So könnten sehr kleine Drohnen für einen längeren Zeitraum beispielsweise ein Katastrophengebiet aus der Vogelperspektive beobachten oder andere Daten liefern.

Von der Natur inspiriert
Zwar verbraucht das Gerät auch beim Anheften Energie, da ein sogenannter Leckstrom fließt. Doch der Energiebedarf beim Fliegen ist fast tausendmal höher. In einem Science-Kommentar schreibt Mirko Kovac vom Imperial College London (Großbritannien), die Studie sei "ein gutes Beispiel, das zeigt, wie Ingenieursarbeit von der Natur lernen kann, um die nächste Generation von Flugrobotern zu bauen". Denn das Annähern und Andocken haben die Forscher einer Biene nachempfunden, die sich auf einen Ast oder ein Blatt setzt.

Nur ein erster Schritt
Für Konstantin Kondak vom Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ist die Studie nur einer der ersten Schritte auf dem Forschungsgebiet: "Bis zu einem System, das einer Fliege oder einem Vogel ähnelt, ist es noch ein langer Weg." Sinnvoll anzuwenden sei die elektrostatische Ladung lediglich bei Flugrobotern bis zu 100 Gramm. Da die meisten Drohnen jedoch deutlich mehr wiegen, kommt das elektrostatische Anheften für sie bisher nicht infrage.