Biomimetik

Flugroboter beißt sich fest

Schweizer Wissenschaftler haben einen Mechanismus für Flugroboter entwickelt, mit dem diese an Bäumen oder Wänden parken können. Er soll das Innehalten von Vögeln oder Fluginsekten imitieren und ist dafür gedacht, dass Schwarmroboter auf ihren Einsätzen pausieren und ihre Akkus schonen können.

Mirko Kovac, Wissenschaftler an der École Polytechnique Fédérale (EPFL) im schweizerischen Lausanne, hat einen Mechanismus entwickelt, mit dem sich Flugroboter an beliebigen Oberflächen, etwa Wänden oder Bäumen, festkrallen können. Kovac will damit Schwarmroboter ausstatten, die damit irgendwo parken können, um ihren Akku zu schonen.

Nadeln im Baumstamm

Der 4,6 Gramm schwere Mechanismus besteht aus zwei kleinen Armen, an denen Nadeln sitzen. Der Flugroboter fliegt mit der Schnauze voran beispielsweise gegen einen Baum. In dem Moment, wo er auftrifft, schnellen die mit Sprungfedern bewehrten Arme nach vorn und rammen die Nadeln in den Stamm. Praktischer Nebeneffekt: Die Bewegung der Arme absorbiert einen Teil der Bewegungsenergie des Roboters und verhindert so, dass dieser beim Aufprall beschädigt wird.

So kann sich der Roboter an einer beliebigen Oberfläche, sei sie aus Holz, Stein oder Beton, festhalten und dort parken. Soll er wieder eingesetzt werden, befreit ein kleiner Motor den Roboter, indem er die Nadeln aus der Oberfläche herauszieht. Gleichzeitig spannt er die Federn wieder, so dass der Mechanismus wieder ausgelöst werden kann.

Die Idee ist, fliegende Schwarmroboter mit diesem Haltemechanismus auszustatten. Sie sollen dann, mit verschiedenen Sensoren und kleinen Kameras versehen, in Katastrophengebieten patrouillieren und dort Daten sammeln. Dabei sei es sehr praktisch, wenn der Roboter die Möglichkeit habe, eine Pause einzulegen, da er dadurch Energie sparen und mit kleineren Akkus ausgerüstet werden könne. Durch den Haltemechanismus spart der Roboter außerdem aufwendige Lande- und Startmanöver.

Inspiriert durch die Natur

Vorbild für den Mechanismus war die Natur: Wie Vögel oder Insekten könnten die Roboter fliegen und sich zum Ausruhen niederlassen. Die Wissenschaftler imitierten aber nicht blind die Natur, erklärt Kovac, sondern sie nutzten einige Prinzipien und verbesserten sie nach Möglichkeit. "Einfache Bewegungsmuster wie Springen, Fliegen und Hinhocken führen zur komplexen Steuerung von Bewegung, ohne dass dafür viel Rechenleistung nötig wäre."

Getestet haben die Wissenschaftler um Kovac das System an einem Ultraleichtflugroboter. Allerdings sei der Mechanismus skalierbar, so dass er für Flugmaschinen unterschiedlicher Größe angepasst werden könne, sagt der Entwickler. Es sei aber auch möglich, ihn an anderen Robotern anzubringen, etwa an dem von Kovac mitentwickelten Hüpfroboter, der einer Heuschrecke nachempfunden ist.