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Foto: Associated Press / Video: Alireza Ramezani

Dieser Roboter flattert wie eine Fledermaus

02.02.2017, 07:01

In den USA haben Forscher jetzt einen neuartigen Flugroboter, der Manöver wie eine Fledermaus oder ein Flughund schafft, vorgestellt. Der nur 93 Gramm schwere "Bat Bot" kann in den Sturzflug gehen und enge Wenden fliegen. Bisher galt es als schwierig, fliegende Roboter nach Art einer Fledermaus zu bauen.

Entwickelt hat die künstliche Fledermaus eine Gruppe um Alireza Ramezani von der University of Illinois at Urbana- Champaign in Urbana im US- Bundesstaat Illinois. Flatternde Fluggeräte seien wendiger und für den Menschen ungefährlich, schrieben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Science Robotics". Zudem solle der Flugroboter dabei helfen, die Geheimnisse des Fledermausfluges aufzuklären.

Foto: Associated Press

Tiere nutzen 40 verschiedene Gelenke

"Fledermäuse haben wohl den ausgefeiltesten angetriebenen Flugmechanismus unter den Tieren, wie die wandlungsfähigen Eigenschaften ihrer Flügel belegen", schrieben die Forscher. Denn die Fledermaus nutzt für ihren Flug nicht nur 40 verschiedene Gelenke, auch die flexiblen Knochen verbiegen sich auf eine vorteilhafte Weise. Während Flugroboter bereits erfolgreich den Insektenflug und den Vogelflug nachahmen könnten, sei dies bei fledermausartigen Fluggeräten noch nicht vollständig gelungen, hoben Ramezani und Kollegen hervor.

Foto: Alireza Ramezani

Sie versuchten deshalb, die komplexe Flugbewegung der Fledertiere auf die wichtigsten Komponenten zu reduzieren. Dafür wichen sie zum Teil deutlich vom Körperbau der lebenden Vorbilder ab. So werden die Oberarme des "Bat Bot" unter Verwendung einer Gleitschiene angetrieben. Das Besondere dabei ist, dass die Arme voneinander unabhängig bewegt werden können. Diese asynchrone Flügelbewegung macht enge Wendemanöver möglich. Insgesamt konnten die Ingenieure die Antriebe der Mikromotoren auf die Oberarme und die Beine beschränken. Die übrigen Gelenke werden indirekt oder passiv bewegt.

Skelett aus Kohlefaser, Flughaut aus Silikon

Um den Fledermausroboter leicht zu halten, besteht das Skelett aus Kohlefasern und die Flughaut aus sehr elastischem Silikon. Zur Kontrolle des Fluges misst ein Sensor am Brustkorb die Lageveränderung des Geräts. Spezielle Geräte an den Ellenbogen und den Hüften registrieren die Winkel der Gliedmaßen relativ zum Körper. Aus diesen Daten berechnet der Bordcomputer in Echtzeit die Steuerung des Fluggeräts.

Der "Bat-Bot" ohne die Flughaut aus dehnbarem Silikon
Foto: Alireza Ramezani

Im Ergebnis sieht nicht nur der normale Flug dem Flattern einer echten Fledermaus sehr ähnlich. Auch blitzschnelle Wendungen oder Sturzflüge, mit denen Fledermäuse Insekten fangen, sind mit dem Flugroboter möglich. Um die Eigenschaften des "Bat Bot" einschätzen zu können, verglichen die Forscher ihre Daten mit denen des Nilflughundes.

Gerät soll Fledermausflug weiter erforschen

An dem "Bat Bot" wollen die Wissenschaftler den Fledermausflug weiter erforschen. Auch könnten die Nachfolger dort zum Einsatz kommen, wo Fluggeräte mit Menschen zusammenstoßen könnten. Denn anders als von Drohnen mit Propellern drohe bei einer Kollision mit dem leichten Fleder- Roboter keine Verletzungsgefahr.

Bereits 2009 stellte ein Team von der Universität des US- Bundesstaates North Carolina in Raleigh einen Fledermausroboter vor. Dessen Skelett bestand aus haardünnen Drähten, die sich zusammenziehen, wenn ein elektrischer Strom durchfließt. Auch Forscher der Polytechnischen Universität in Madrid und der Brown- Universität in Providence im US- Bundesstaat Rhode Island bauten 2012 einen ähnlichen Fledermausroboter. Obwohl beide Gruppen sich eng an den Bauplan der Natur hielten, konnten sie keinen stabilen Flug erreichen.

Redaktion
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