PigeonBot II: Robotervogel zeigt energieeffizientes Fliegen
Vögel fliegen besonders energieefizient. Dazu tragen auch ihre Steuerungsmechanismen bei. Das könnte ein Vorbild für Flugzeuge sein.
Der Aufbau des Robotervogels mit den Verstellmöglichkeiten der Flügel und des Schwanzes.
(Bild: Eric Chang / Lentink Lab)
Forscher der University of Groningen haben einen Robotervogel mit echten Taubenfedern entwickelt, der die gleichen Steuerungsmechanismen verwendet wie ein biologischer Vogel. Die Steuerung erfolgt dabei über eine Formveränderung der Flügel und des Schwanzes. Dadurch lässt sich der Robotervogel energieeffizient steuern.
Der Robotervogel besteht aus einem Körper, an dem bewegliche, skelettartige Flügel angebracht sind. Die Flügel sind mit Taubenfedern bestückt, wie aus der Studie "Bird-inspired reflexive morphing enables rudderless flight" hervorgeht, die in Science Robotics veröffentlicht ist. Ähnliches gilt auch für den Schwanz des Roboters. Flügel und Schwanz lassen sich elektromotorisch verstellen. Dabei werden die Bewegungen, die ein Vogel im Flug ausführt, nachgeahmt.
Reflexartige Steuerung
Neun Servomotoren kommen dafür zum Einsatz. Sie werden von Algorithmen angesteuert, die die Federn bewegen. Das geschieht im Flug reflexartig, ähnlich wie bei biologischen Vögeln. Sensoren liefern dabei die aktuelle Flugposition des Robotervogels. Die Daten werden onboard ausgewertet und dienen als Grundlage für die weitere Flugsteuerung. Die Algorithmen sorgen dann dafür, dass der Vogel entsprechend stabilisiert wird und auch auf Flugveränderungen reagieren kann.
Vögel fliegen deutlich energieeffizienter, weil sie kein Seitenleitwerk verwenden, um eine seitliche Richtungsänderung vorzunehmen. Die Forschungsarbeit unter der Federführung von David Lentink, Professor für Biomimetik an der University of Groningen, könnte dazu genutzt werden, um die Entwicklung treibstoffsparender Flugzeuge voranzutreiben.
"Die europäische Airbus-Gruppe hat ein Konzept erstellt, das zeigt, wie ein solches Flugzeug aussehen sollte. Unsere Studie liefert das Wissen, um ihre Ideen zu verwirklichen", sagt Lentink.
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Hinzukomme, dass das Design ohne Seitenleitwerk zugleich die Radarsignatur eines Flugzeuges verringert. Das könnte etwa Vorteile für militärisch genutzte Maschinen haben.
(olb)