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Freitag, 28.07.2017
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Mini-Flugzeug frisst Fliegen

Autonomer Flugroboter versorgt sich selbst mit Treibstoff

Ein Flugzeug von der Größe einer Hornisse, das sich selbst mit Energie versorgt, indem es tote Fliegen frisst. Das klingt wie aus einem Science-Fiction-Film, ist aber im Labor britischer Wissenschaftler längst Realität. Der winzige, mit Sensoren und Kameras ausgerüstete Flugroboter soll, so die Vorstellung, in Zukunft einmal der Verkehrsüberwachung, militärischer Erkundung oder aber der Koordination von Rettungsmaßnahmen dienen.
Forscher der Universitäten Bath und West England arbeiten daran, das rund 15 Zentimeter lange Flugzeug so zu konstruieren, dass es seinen eigenen Treibstoff „fängt“ und daher ohne Auftanken oder Batteriewechsel autonom über längere Zeit agieren kann.

Aerodynamik von den Insekten abgeschaut


EcoBot II

EcoBot II

Professor Ismet Gursul von der Universität Bath und sein Wissenschaftlerteam erforschen die besondere Aerodynamik, die erforderlich ist, damit ein so kleines unbemanntes Flugzeug fliegen kann. Denn je kleiner ein Flugobjekt ist, desto langsamer fliegt es und desto größer wird im Verhältnis seine Anfälligkeit gegenüber Luftturbulenzen. Daher können bisher existierende Mini-Flugzeuge meist nur kurze Strecken mit langsamer Geschwindigkeit zurücklegen und sind immer noch zu groß um feine Flugmanöver durchzuführen.

Um dieses Problem zu lösen, griffen die Wissenschaftler auf einen Trick der Natur zurück: Das Mikrovehikel hat keine steifen Flügel, sondern schlägt mit ihnen ähnlich wie eine Biene oder ein Vogel. Indem sie die Bewegungen dieser Tiere genau analysieren, hoffen die Forscher, für ihr Fluggerät die Effizienz der Natur zu erreichen und auch kleinere Vehikel lange genug in der Luft halten zu können, um ihre Aufgaben zu erledigen.


„Normalerweise ist die Aerodynamik bei langsamen Geschwindigkeiten nicht so effizient wie bei hohen, daher erreicht man dabei nie die gleiche Effizienz wie beispielsweise einer schnellen Verkehrsmaschine“, erklärt Gursul. „Aber Insekten und Vögel sind so effektiv, wie sie nur sein können, daher schauen wir, wie sie dies tun und versuchen, ihren Flügelschlag-Mechanismus zu imitieren.“

Fliegenleichen und Äpfel als Nahrung


Wie Vögel und Insekten könnte das Mikro-Flugzeug sich sogar selbst mit Nahrung versorgen. Wissenschaftler der Universität von West England produzieren eine neue Art von autonomen Robotern, die spezielle Aufgaben ausführen und sich während dessen selbst „ernähren“. Das Forschungsteam hat einen Roboter konstruiert, der nur mit toten Fliegen und Äpfeln als Energiequelle Bewegungen ausführt und Sensordaten über eine Radioverbindung überträgt

Der Roboter, Ecobot II genannt, nutzt eine mikrobielle Brennstoffzelle als einzige Energiequelle. Darin wandeln Bakterien die organische Substanz, in diesem Fall Äpfel und Fliegenleichen, in Elektrizität um. „Wir wollen Roboter entwickeln, die sowohl intelligent als auch autonom sind. Das bedeutet, die das Richtige zur richtigen Zeit tun, ohne das Mensch steuernd eingreifen muss. Eines der großen Probleme dabei ist jedoch die Energie, die sie von irgendwoher bekommen müssen“, erklärt Chris Melhiush, Leiter des Intelligent Autonomous Systems Laboratory der Universität. „Um dies zu erreichen, müssen sie die Energie aus ihrer Umwelt gewinnen, das kann Sonnenlicht oder Wasser sein, oder, in unserem Falle, organische Materie.“

Der ein Kilogramm schwere Roboter bewegt sich zur Zeit erst mit einer Geschwindigkeit von rund 30 Metern pro Stunde, aber seine Fähigkeit, seinen organischen Treibstoff dabei selbst zu „verdauen“ ist bereits ein entscheidender Fortschritt gegenüber anderen Robotern seiner Art. Für Melhiush ist das insektengroße autonome Flugzeug nur ein weiterer machbarer Schritt auf dem Weg. „Die biologische Brennstoffzelle muss in ein Soft-System integriert werden, das in Zukunft die Bewegung auch auf dem Niveau eines sehr kleinen, nur insektengroßen Geräts ermöglicht.“
(University of the West of England, 13.12.2004 - NPO)
 
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