Forscher der University of Bristol im Vereinigten Königreich haben einen fliegenden Roboter entwickelt, der mit den Flügeln schlägt und mehr Kraft erzeugen kann als ein Insekt ähnlicher Größe, von dem er inspiriert wurde. Der Roboter könnte den Weg für kleinere, leichtere und größere Roboter ebneneffektive Drohnen, behaupteten die Forscher in eine institutionelle Pressemitteilung.
Wenn es um fliegende Roboter geht, haben sich Forscher weitgehend auf Propeller-basierte Konstruktionen verlassen. Auch wenn das allgemein bekannt ist Bio-inspirierte Schlagflügel sind eine viel effizientere Flugmethode, ihre Replikation in einem Flugobjekt war eine Herausforderung. Wie die Forscher in der Pressemitteilung feststellten, trägt die Verwendung von Motoren, Getrieben und komplexen Übertragungssystemen zur Erzielung der Schlagbewegung zur Komplexität beisowie das Gewicht des gesamten Systems, das viele unerwünschte Auswirkungen hat.
unter Leitung von Jonathan Rossiter, Professor für Robotik an der Universität Bristol, ein Forscherteam hat nun erfolgreich ein künstliches Muskelsystem mit Direktantrieb demonstriert, das die Schlagflügelbewegung ohne rotierende Teile oder Zahnräder erreichen kann.
Liquid Amplified Zipping Actuator LAZA genannt, besteht der Mechanismus aus einer Elektrode, die in ein flüssiges Dielektrikum getaucht und durch Aktivierung elektrischer Felder darüber und darunter mit entgegengesetzt geladenen Elektroden auf und ab bewegt wird. Das Team fügte dann passiv Nickflügel hinzuden durch die Schlagbewegung erzeugten Netto-Richtungsschub korrigieren.
Dr. Tim Helps, einer der Entwickler des LAZA-Systems, sagte: „Mit dem LAZA wenden wir elektrostatische Kräfte direkt auf den Flügel an, anstatt über ein komplexes, ineffizientes Übertragungssystem. Dies führt zu besserer Leistung, einfacherem Design,und wird eine neue Klasse von kostengünstigen, leichten, flatternden Mikroluftfahrzeugen für zukünftige Anwendungen, wie die autonome Inspektion von Offshore-Windkraftanlagen, erschließen."
Die Forscher testeten das System mit über einer Million Schlagzyklen, um zu demonstrieren, dass die mit diesem Mechanismus gebauten Flugroboter Langstreckenflüge durchführen können. Sie fanden auch heraus, dass ihr Prototyp im Vergleich zu einem echten Insektenmuskel, von dem er inspiriert war, mehr Leistung erzeugteund demonstrierte eine Fluggeschwindigkeit von 2,32 Fuß pro Sekunde 0,71 Meter pro Sekunde.
„Kleinere und leistungsstärkere Mikroroboter mit Schlagflügeln herzustellen, ist eine große Herausforderung. LAZA ist ein wichtiger Schritt hin zu autonomen Flugrobotern, die so klein wie Insekten sein und umweltkritische Aufgaben wie Pflanzenbestäubung und aufregende neue Rollen wie das Auffinden von Menschen in eingestürzten Gebäuden“, fügte Rossiter in der Pressemitteilung hinzu.