Kleinster ungefesselter Flugroboter der Welt ist nur knapp ein Zentimeter groß
Der Flugroboter der UC Berkeley hat zwei ungewöhnliche Eigenschaften: Er ist der wohl kleinste der Welt und wird über ein Magnetfeld angetrieben und gesteuert.
(Bild: UC Berkeley)
Wissenschaftler der University of California Berkeley (UC Berkeley) haben den wohl kleinsten ungefesselten Flugroboter der Welt entwickelt, der einen Durchmesser von nur 9,4 mm aufweist. Er fliegt ohne jegliche Stromquelle und wird magnetisch angetrieben und gesteuert.
Vorbild des weltweit wohl kleinsten Flugroboters – der nächstgrößte hat einen Durchmesser von 2,8 cm – ist erneut die Natur. Die Forscher hatten die Idee, einen Flugroboter zu entwickeln, der einer Hummel gleicht, um mit ihm eine künstliche Bestäubung von Nutzpflanzen vornehmen zu können. Um es vorwegzunehmen: Dieses Ziel haben die Forscher noch nicht erreicht. Denn der Flugroboter kann ausschließlich innerhalb eines externen variablen und starken Magnetfelds fliegen, wie die Wissenschaftler in der Studie "Untethered subcentimeter flying robots" schreiben, die in Science Advances erschienen ist.
Steuerung über ein externes Magnetfeld
Der Flugroboter misst nur 9,4 mm im Durchmesser und wiegt lediglich 21 mg. Er ist aus einem leichten Polymer mit einem 3D-Drucker ausgedruckt worden. Prinzipiell besteht er lediglich aus einem einzelnen vierblättrigen horizontalen Rotor, der von einem umgebenen Ring gehalten wird. In der Mitte des Propellers befindet sich ein vertikaler Ring, der zwei kleine runde Neodym-Permanentmagneten enthält, die jeweils 1 mm im Durchmesser und 0,5 mm dick sind.
Empfohlener redaktioneller Inhalt
Mit Ihrer Zustimmung wird hier ein externes YouTube-Video (Google Ireland Limited) geladen.
Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit können personenbezogene Daten an Drittplattformen (Google Ireland Limited) übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzerklärung.
Der Flugbereich des Roboters ist ein elektromagnetisches Wechselfeld. Der Flugroboter wird davon in Rotation gebracht und darüber auch gesteuert. In der Luft sorgt der Ausgleichsring für eine Rotationsträgheit. Der Roboter profitiert so von einem stabilitätsfördernden Kreiseleffekt.
Die Flughöhe wird über die Stärke des Magnetfelds gesteuert, das dadurch die Rotationsgeschwindigkeit erhöht oder verringert und den Auftrieb beeinflusst. Die Flugbahn des Roboters bestimmen die Forscher über die Stärke des Magnetfelds in horizontaler Richtung. Der Roboter kann so vorwärts, rückwärts und seitwärts fliegen. Zusammen mit der Höhenregulierung bewegt er sich frei im Raum des Magnetfelds.
Videos by heise
Der Roboter selbst verfügt aufgrund der kompakten Ausmaße über keinerlei Elektronik zur Steuerung und hat damit auch keine Sensoren an Bord, um die Lage im Raum und Flugposition bestimmen zu können. Entsprechend kann er auch nicht auf etwaige Windböen reagieren, die ihn aus dem Tritt bringen könnten.
Die Forscher beabsichtigen in einem nächsten Schritt, den Flugroboter mit einer Sensorik auszurüsten, um ihn unempfindlich gegen externe Störungen zu machen. Damit sich der Flugroboter später auch außerhalb eines künstlich erzeugten Magnetfelds bewegen kann, wollen ihn die Wissenschaftler der UC Berkeley weiter miniaturisieren. Sie planen, ihn auf die Größe von weniger als 1 mm Durchmesser zu bringen – bei entsprechend niedrigem Gewicht. Dann könnte er von einem deutlich geringeren Magnetfeld angetrieben und gesteuert werden. Die Wissenschaftler denken hier an Radiowellen. Solche Flugroboter könnten sich dann in Gebieten, die gezielt Radiowellen ausgesetzt sind, bewegen und verschiedene Aufgaben wie Bestäubung oder Erkundung übernehmen.
(olb)
