Bat Bot: Die Fledermaus wird zum Roboter

Der Flug der Fledermaus ist eine sehr komplexe Angelegenheit, US-Forscher haben mit dem Bat Bot einen Roboter gebaut, der wie sein natürliches Vorbild fliegen kann.

Artikel veröffentlicht am 2. Februar 2017, 13:18 Uhr, Werner Pluta

Soon-Jo Chung mit dem Bat Bot: Der Fledermausflügel verformt sich im Flug. (Bild: Caltech)

Schnell und agil: Der Flug der Fledermaus ist eine komplexe Angelegenheit. US-Wissenschaftlern ist es gelungen, einen Roboter zu entwickeln, der wie eine Fledermaus fliegt. Ihr Bat Bot sei damit einer der modernsten Flugroboter, sagen die Forscher vom California Institute of Technology (Caltech) und der Universität von Illinois in Urbana-Champaign (UIUC) um Soon-Jo Chung.

Der Bat Bot (B2) wiegt knapp 100 Gramm und hat eine Spannweite von etwa 30 Zentimetern. Das Skelett besteht aus einem Kohlefaser-verstärkten Kunststoff, einem leichten und gleichzeitig stabilen Material. Als Flügel dient eine nur 56 Mikrometer dünne Membran aus Silikon. Als Aktoren dienen Mikromotoren.

Der Bat Bot ist eine vereinfachte Fledermaus

Die Anatomie von B2 ist der des natürlichen Vorbilds nachempfunden, wenn auch in vereinfachter Form. So hat der Roboter statt 40 nur neun Gelenke, die aus einem 3D-Drucker kommen. Das Flugsystem der Fledermaus besteht aus verschiedenen Gelenktypen, die die Knochen und Muskeln miteinander verbinden. So entsteht ein Bewegungsapparat, der in mehr als 40 Drehrichtungen beweglich ist.

Wie das Vorbild kann auch B2 die Flügelform durch Biegen, Ausziehen und Verdrehen der Schultern, Ellbogen, Handgelenke und Beine verändern. Außerdem kann er wie die Fledermaus die Flügel unabhängig voneinander bewegen. Das verleiht ihm Agilität und die Fähigkeit, scharfe Kurven zu fliegen.

Der Flügel ist verformbar

Der Flug der Fledermaus - und des Bat Bots - ist sehr energieeffizient, da beide in der Lage sind, die Form der Flügel zu verändern: Wenn sie mit dem Flügel schlagen, füllt der sich mit Luft und verformt sich. Am Ende der Bewegung kehrt die Membran in ihre normale Form zurück. Dadurch wird die Luft unter dem Flügel ausgestoßen, was die Energie des Flügelschlags verstärkt.

Die verformbaren Flügel seien eine der größten Herausforderungen gewesen bei der Entwicklung, sagen die Forscher. Konventionelle Werkstoffe wie Nylon sind nicht dehnbar genug. So erschufen sie ihre eigene Membran auf Silikonbasis.

"Dieses Roboter-Design wird uns helfen, sicherere und effizientere Flugroboter zu bauen und zudem mehr Erkenntnisse über die Art und Weise, wie Fledermäuse fliegen, verschaffen", sagt Projektleiter Chung. Sein Team stellt den Bat Bot in der Fachzeitschrift Science Robotics vor.