Winzige batterielose Roboter wechseln ihre Form im Flug
Winzige Flugroboter können ihre Form im Flug ändern, um ein unterschiedliches Flugverhalten zu erzielen. Batterien werden dazu nicht benötigt.
Der Flugroboter kann seine Form verändern. Gespeist wird er von Solarenergie.
(Bild: University of Washington)
Wissenschaftler der University of Washington haben Flugroboter entwickelt, die ihre Form in der Luft verändern und so von einem taumelnden Flug in einen Gleitflug übergehen können. Möglich ist dies durch eine spezielle Origami-Faltung, die zwei Formen zulässt.
Formänderung
Die kleinen Roboter können von einer Drohne abgeworfen und von dort zum Boden gleiten oder in einen definierten Sinkflug gebracht werden. Gesteuert wird das über die Formveränderung. Die 400 mg leichten Miniatur-Fluggeräte benutzen eine Miura-ori-Origami-Faltung, um eine Formveränderung zu realisieren. Im ungefalteten Zustand taumelt der Roboter wie ein Ulmenblatt im Wind, im gefalteten Zustand wird die Luftströmung so geändert, dass ein kontrollierter Gleitflug erfolgt, ähnlich wie bei einem Ahornblatt.
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Der Roboter wird mittels eines batterielosen Aktuators gesteuert, der durch Solarenergie gespeist wird. Er enthält einen Drucksensor zur Schätzung der Höhe, einen Zeitgeber und einen Bluetooth-Empfänger, sodass die Form über die Höhe, Fallzeit oder manuell verändert und so ein Gleitflug eingeleitet werden kann. Die Veränderung der Form erfolgt innerhalb von 25 ms. Die Forschenden geben in ihrem wissenschaftlichen Paper "Solar-powered shape-changing origami microfliers", der in Science Robotics veröffentlicht ist, an, dass sie aus etwa 40 Metern Höhe abgeworfen in der Lage sind, bei einer leichten Brise etwa 120 m zurückzulegen.
Die Methode arbeitet nach Angaben der Wissenschaftler äußerst energieeffizient, denn es reicht ein kurzes Signal aus, um den Körper zum Formwechsel zu bewegen. Allerdings kann die Form derzeit nur vom ungefalteten in den gefalteten Zustand gewechselt werden. Die Forscher arbeiten daran, eine Umschaltung wieder in den taumelnden Zustand zu ermöglichen. Die kleinen Flugroboter könnten so in unterschiedlichen Luftschichten, die aus unterschiedlichen Richtungen wehenden Winde gezielt ausnutzen, um an ihren Bestimmungsort zu gelangen.
An Bord der Roboter können unterschiedliche Sensoren untergebracht sein, um etwa Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Umweltdaten ermitteln zu können.
(olb)