Für die Entwickler von Robotern ist die Natur seit jeher Quell der Inspiration, wenn es darum geht, Bewegungsabläufe zu bestimmen und technisch umzusetzen. Nachdem bereits erfolgreich die Flugfähigkeiten von Vögeln und einiger Insekten imitiert worden sind, hat sich ein Team von Wissenschaftlern mit dem Bat Bot nun ein besonders anspruchsvolles Vorbild vorgeknöpft: Die Fledermaus.
Asynchrone Flügelbewegungen
Mit ihren rasanten und coolsten Flugmanövern, den schnellen Richtungswechseln und Kehrtwenden, galt die Flugtechnik der Fledermaus bislang als besonders schwer umsetzbar. Erste Versuche im Jahr 2009 und 2012 lieferten noch zu unbefriedigende Ergebnisse. Mit dem Bat Bot ist genau das nun gelungen. Gemeinsam mit ihren Kollegen von Caltech in Pasadena haben die Wissenschaftler der University of Illinois diesen gerade einmal 90 Gramm leichten Roboter entwickelt, dessen Flügel auf eine Spannweite von ca. 50 cm kommen und in ihrer Form und Funktion die Schwingen des nächtlichen Jägers nahezu perfekt nachbilden. Beim lebenden Original lassen sich die einzelnen Gelenke, die die Form der Flügel in Sekundenbruchteilen völlig verändern können, in mehr als 40 verschiedene Richtungen drehen. Zusätzlich krümmen sich die flexiblen Knochen der Fledermaus. Angesichts dieser hoch komplexen Vorgänge, hat man sich beim Bat Bot nur auf die wesentlichen Teile konzentriert und insgesamt 9 bewegliche Gelenke eingebaut, wovon 4 mittels Mikromotoren aktiv gesteuert werden. Die restlichen verhalten sich dagegen passiv bzw. ändern ihre Position indirekt. Kleine Gleitschienen ermöglichen die asynchrone Bewegung der beiden Flügel. Das ist wichtig, um Wendemanöver auf engstem Raum durchführen zu können.
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren
Bat Bot: Das autonome Leichtgewicht
Damit das Gewicht des Roboters so gering wie möglich ausfällt, kam für das Skelett des Bat Bot robuste Kohlefaser zum Einsatz. Die Flügel hat man aus besonders dünnem Silikon gefertigt, das die nötige Elastizität mitbringt und beim Bat Bot eine Dicke von gerade einmal 60 Mikrometer aufweist. Um jederzeit einen Überblick über sein Umfeld zu haben und seinen Flug entsprechend anpassen zu können, sind im Brustkorb, an der Hüfte und in den Ellbogen Sensoren integriert. Damit werden die exakten Winkel der Gliedmaße relativ zum Körper, sowie die tatsächliche Lageveränderung des Bat Bot während des Fliegens gemessen. Der interne Minicomputer verarbeitet die Daten und berechnet daraus die entsprechenden Bewegungsabläufe für die nächsten Manöver. Beim Direktvergleich mit dem Flugverhalten des Nilflughundes schnitt der Bat Bot bislang gut ab und soll zukünftig dabei helfen, die Bewegungen von Fledermäusen allgemein besser zu verstehen und ihre Fähigkeiten z. B. für Drohnen nutzbar machen.
Weitere Informationen: Caltech.edu