Insekten gehören zu den besten Fliegern der Natur, daher ist es leicht zu verstehen, warum Wissenschaftler sie als Referenz für die Entwicklung eines Flugroboters genommen haben. Wenn man das Flugmuster eines Insekts überprüft, wird deutlich, dass sie in ihrem Betrieb sehr effizient sind.
Aufgrund ihrer geringen Größe brauchen sie diese Effizienz, da zu viel Aufwand ihre Energiereserven ziemlich schnell verbrennt.
Erstellung eines autonomen Flugroboters
Die Forscher des Micro Air Vehicle Laboratory MAVLab der TU Delft haben sich davon inspirieren lassen und einen autonomen Schlagflügelroboter entwickelt - DelFly. Ein Schlagflügelsystem hat im Vergleich zu einem Triebwerk viele Vorteile, da die Schlagflügel die Bewegungen in der Luft effizienter steuern.
Das Ergebnis ist ein autonom fliegender Roboter, der sehr wendig und wendig ist.
Um auf ihre Inspiration zurückzukommen: Die Forscher waren fasziniert von der effizienten Bewegung der Insekten. Die Inspiration für den DelFly stammt von der gewöhnlichen Fruchtfliege, die mit ihren Flügeln schlagen kann200 mal pro Sekunde.
An diese Werte konnten die Forscher nicht herankommen, aber die DelFly ist in der Lage 17 Schläge pro Minute, was ausreicht, um den Flug aufrechtzuerhalten und schnelle Änderungen des Flugmusters zu ermöglichen.
"Der Roboter hat eine Höchstgeschwindigkeit von 25 Kilometer pro Stunde km/h und kann sogar aggressive Manöver wie 360-Grad-Flips, Loopings und Barrel-Rolls ausführen.33-Zentimeter Flügelspannweite und 29 GrammDer Roboter hat für seine Größe eine ausgezeichnete Energieeffizienz, die einen fünfminütigen Schwebeflug oder eine Flugreichweite von mehr als einem Kilometer mit einem voll aufgeladenen Akku ermöglicht." sagte Matej Karasek, der Designer des Roboters.
Ankommen, Schritt für Schritt!
Als es den Forschern gelungen war, den DelFly vom Boden zu heben, bestand die nächste Herausforderung darin, dem DelFly die Manierismen seiner Referenz, der Fruchtfliege, beizubringen. Die Forscher programmierten ihn mit den Flugbewegungen einer Stubenfliege, wenn sie bedroht ist.
DerErgebnis war überraschend, da der DelFly die Bewegungen genau nachahmte und sogar in der Flugmitte steile Schräglagen durchführte. "Als ich den Roboter zum ersten Mal fliegen sah, war ich erstaunt, wie sehr sein Flug dem von Insekten ähnelte, insbesondere beim Manövrieren", sagte Forschungsmitarbeiter Prof. FloriaMuijres von der experimentellen Zoologiegruppe der Wageningen University & Research.
Die Zukunft der autonome Flugroboter sieht sicher gut aus, denn der Erfolg mit dem DelFly ist nur ein Anfang. Im Vergleich zu Drohnen besitzen die Flugroboter mit Flügelschlag mehr Agilität und die Fähigkeit, schnelle Fluchtbewegungen auszuführen.
"Insekten-inspirierte Drohnen haben ein hohes Potenzial für neuartige Anwendungen, da sie leicht, sicher in der Nähe von Menschen und in der Lage sind, effizienter zu fliegen als herkömmliche Drohnendesigns, insbesondere in kleineren Maßstäben. Bis jetzt fliegen diese jedochRoboter hatten dieses Potenzial nicht erkannt, da sie entweder nicht agil genug waren – wie unser DelFly II – oder einen zu komplexen Herstellungsprozess erforderten“, sagte der wissenschaftliche Leiter des MAVLab, Prof. Guido de Croon.
Über: TU Delft