Bionisch-mechanische Insekten werden wahr! Bienendrohne wiegt weniger als 0,1 Gramm

Forscher erschaffen eine Roboterbiene, die vollständig in alle Richtungen fliegen kann. Bildquelle: Washington State University

Science and Technology Daily-Reporter Zhang Mengran

Forscher der Washington State University in den USA haben eine Roboterbiene entwickelt, die stabil in alle Richtungen fliegen kann. Die Forschungsergebnisse wurden in der neuesten Ausgabe von „IEEE Transactions on Robotics“ veröffentlicht.

Dieser Bee++-Prototyp verfügt über 4 Flügel aus Kohlefaser und Mylar sowie 4 leichte Aktuatoren zur Steuerung der Flügel. Er ist der erste Prototyp, der einen stabilen Flug in alle Richtungen ermöglicht. Biene

++ Erkennt die sechs Freiheitsgrade typischer Fluginsekten vollständig.

Seit mehr als 30 Jahren versuchen Forscher, künstliche Fluginsekten zu entwickeln. Sie könnten in Zukunft zur künstlichen Bestäubung, zur Suche und Rettung in kleinen Räumen, zur biologischen Forschung oder zur Überwachung rauer Umgebungen eingesetzt werden. Aber um winzige Roboter zum Starten und Landen zu bringen, müssen Steuerungen entwickelt werden, die wie Insektengehirne funktionieren.

Forscher entwickelten zunächst eine zweiflügelige Roboterbiene, deren Bewegungsfähigkeit jedoch begrenzt war. Um eine Nick- oder Rollbewegung auszuführen, ließen die Forscher den vorderen Flügel anders schlagen als den hinteren Flügel zum Nicken und den rechten Flügel anders schlagen als den linken Flügel zum Rollen, wodurch zwei Hauptebenen entstanden, die den Roboter entlang seines Wellendrehmoments bewegen .

Die Fähigkeit, komplexe Drehbewegungen zu kontrollieren, ist sehr wichtig. Ohne sie verliert der Roboter die Kontrolle und kann sich nicht auf einen Punkt konzentrieren. Auch für Ausweichmanöver oder die Verfolgung von Objekten ist die Verfügbarkeit aller Bewegungsgrade entscheidend.

Um den Roboter dazu zu bringen, sich kontrollierbar zu drehen, ließen sich die Forscher von Insekten inspirieren und bewegten die Flügel so, dass sie in einer schiefen Ebene flattern. Sie erhöhten die Frequenz, mit der der Roboter seine Flügel pro Sekunde vibrieren ließ, von 100 auf 160 Mal pro Sekunde.

Eine echte Biene ist etwa 10 mg schwerer als eine Honigbiene++, wiegt etwa 105 mg und hat eine Flügelspannweite von 33 mm. Im Gegensatz zu echten Insekten kann es jeweils nur etwa 5 Minuten lang autonom fliegen.

Textquelle: Science and Technology Daily

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