Keine Elektronik
Forscher entwickeln Miniroboter mit Schallantrieb
Forschende der ETH Lausanne (EPFL) in der Schweiz haben mit neu entwickelten Minirobotern efolgreich demonstrieren können, dass sich winzige Boote und Drohnen allein mittels Schall bewegen und steuern lassen. Glockenförmige Hohlräume wandeln dabei Schallwellen in Antriebskraft um.
Kronen Zeitung als bevorzugte Google-Quelle hinzufügen Die Miniroboter kommen ohne elektronische Bauteile an Bord aus. Ihre Hohlräume reagieren dank Resonanz auf bestimmte Schallfrequenzen, wie die EPFL in einer Aussendung am Freitag schreibt. Dabei wird die Luft im Innern in Schwingung versetzt und anschließend als gebündelter Strahl ausgestoßen. Die Forschenden stellen ihre Miniaturmaschinen in der Fachzeitschrift „Science Advances“ vor.
„Unsere Arbeiten zeigen, dass sich ein einfaches, aber intelligent konstruiertes mechanisches Bauteil in robotisches Material verwandeln lässt“, wird Selman Sakar, Leiter des Labors für Microbiorobotic Systems (Microbs) der EPFL, zitiert.
Das Team baute unter anderem zentimetergroße Miniaturboote mit drei Hohlräumen. Jeder davon reagiert auf eine andere hörbare Frequenz und ist so angeordnet, dass er das Boot in eine bestimmte Richtung antreibt. Durch die Veränderung der Schallfrequenzen ließ sich das Boot aus der Distanz steuern. Den Forschenden gelang es dabei, das Boot um Hindernisse herumzuführen und es für eine autonome Navigation zu programmieren.
Das Microbs entwickelte zudem „Mikrodrohnen“, die mit Ultraschallfrequenzen angetrieben werden und damit für das menschliche Ohr nicht hörbar sind. Eines der Fluggeräte konnte damit aufsteigen, ein anderes ähnlich wie ein Helikopter mit bis zu 13.000 Umdrehungen pro Minute in der Luft schweben.
Hohlräume statt Motoren
Da die Geräte mit winzigen Hohlräumen statt mit Motoren oder magnetischen Bauteilen funktionieren, können sie besonders klein und leicht gebaut werden. Dazu lassen sich verschiedene 3D-Druckverfahren einsetzen, wie die EPFL schreibt.
Laut Sakar könnten mehrere dieser schallempfindlichen Miniaturstrukturen künftig in ein einziges flexibles Bauteil integriert werden, wobei jede auf eine andere Schallfrequenz reagiert. „Dadurch könnten sich bestimmte Teile des Geräts bewegen, biegen oder vibrieren, was potenziell zu aerodynamischen Robotern führen könnte, die ihre Form als Reaktion auf Schall verändern können“, sagte er.
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