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Bionik

Mini-Flugroboter, inspiriert durch Insekten

Unterhaltung, Bionik | Donnerstag, 2. Mai 2013 19:00, Matthias Gräub

Sie ist gerade einmal halb so gross wie eine Büroklammer, doch sie fliegt tadellos: Ingenieurstudenten in Harvard haben eine «Robo-Biene» entwickelt. Vorbild: die Natur.

Die «RoboBee» im Flug. Quelle: © Kevin Ma und Pakpong Chirarattananon, Harvard University.

«Ich war so aufgeregt, ich konnte gar nicht schlafen!», erinnert sich Pakpong Chirarattananon an jene frühen Morgenstunden im Mikrorobotik-Labor der Elite-Universität Harvard. Der Student hatte gerade etwas geschafft, was sein Team seit zwölf Jahren beschäftigt hatte: Die «RoboBee» hob ab und machte ihren ersten Flug. Um 3 Uhr Morgens nahm Chirarattananon also ein Video des fliegenden Roboters auf und verschickte es an seine Kollegen. 

Seither ist fast ein Jahr vergangen und etwa 20 Prototypen wurden gebaut und immer wieder verfeinert. Die «RoboBee» ist zwar nach einer Biene benannt, doch ist der winzige Flugroboter von der Anatomie der Fliege inspiriert. «Fliegen haben winzige Gehirne, aber vollführen die herausragendsten Kunststücke in der Luft», sagt Sawyer B. Fuller, Fliegenexperte im Team. 

Noch ist sie nicht perfekt
Die Roboter-Fliege ist gerade einmal 80 Milligramm schwer, halb so gross wie eine Büroklammer und hat eine Flügelspannweite von 3 Zentimetern. Und sie Fliegt. Mit 120 Flügelschlägen pro Sekunde kann sie wie ein Hubschrauber – oder eben eine Fliege – in der Luft schweben. Ihre Flügel können unabhängig voneinander bewegt werden, also kann die «RoboBee» in alle beliebigen Richtungen fliegen.


© Kevin Ma und Pakpong Chirarattananon, Harvard University.

Und trotzdem ist sie noch nicht perfekt. «Wir wollen die Biologie der Fliege noch besser verstehen, um sie auf unser Projekt anzuwenden», wird Fuller im Wissenschaftsmagazin «Science» am Donnerstag, 2. Mai, zitiert. Beispielsweise gibt es noch keine Batterie, die klein genug wäre, um den Roboter kabellos zu betreiben. Da ist die Natur der Technik noch einen Schritt voraus.

Der Flügelschlag der Roboterfliege ist eine Meisterleistung der Ingenieurskunst. Er erfolgt durch einen sogenannten «Piezoelektrischen Aktor». Winzige Keramikstreifen, die als «Flügel-Gelenke» dienen, ziehen sich zusammen und dehnen sich aus, wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Dadurch wird die hauchdünne Plastik-Flügelhaut in die genau richtige Schwingung versetzt und verhilft dem kleinen Flugroboter somit zum Abheben.

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