Neuromimetische Mikroroboter

Die Panoramaaugen der Fliege ermöglichen eine gesamtheitliche Erfassung der Umwelt. Des Weiteren befinden sich in ihrem Kopf ungefähr 1 Million Neuronen, die mit elektrischen Signalen aus den 48.000 Lichtempfängerzellen der Netzhaut versorgt werden. Das neuronale Netzwerk verarbeitet diese Signale und sendet die „elektrischen Flugkommandos“ an 18 Bewegungsmuskelpaare, die in Echtzeit die Amplitude, die Häufigkeit und den Anstellwinkel der Flügel anpassen. Dadurch kann das Insekt seinen Flug korrigieren und so den Räubern entkommen. Vor fünfzehn Jahren entschlüsselte das Team aus Marseille die Funktionsweise der Bewegungsdetektorenneuronen. Daraus konnten sie das Prinzip der optoelektronischen Miniaturschaltkreise verschiedener Erdroboter ableiten, die in der Lage sind Hindernisse selbstständig zu umgehen.

Das Team hat kürzlich herausgefunden, dass die Netzhaut der Fliege während des Fluges vibriert. Um diesen Mechanismus zu nutzen, hat das Team ihn am Rechner simuliert, mit Hilfe der Technologie mimetisch reproduziert und in ein 100g schweres zweimotoriges Flugzeug („Oscar“) integriert.

Die Netzhautmikroabtastung ermöglicht eine 40 Mal höhere Sehschärfe, als bei einer statischen Netzhaut. So können auf einigen Helikoptern die kostspieligen und schweren Radare oder Laserradare (Lidars – LIght Detection And Ranging) zur Lokalisierung von Hochspannungskabeln durch ein günstiges Antikollisionssystem ersetzt werden, das vom Fliegenauge abgeleitet wurde und keine Wellen hervorbringt.

Octave ist ein anderer von Fliegen inspirierter Flugroboter, der mit „visuell-motorischer Intelligenz“ ausgestattet wurde. Es handelt sich hierbei um einen kleinen 100g schweren Helikopter, für dessen auf den Boden gerichtetes ventrales Auge die Flugkontrollmechanismen der Fliege als Vorbild dienten. Er kann so ohne Bordelektronik (Geschwindigkeitsmesser, Höhenmesser, Steiggeschwindigkeitsmesser), jedoch mit Hilfe eines „optischen Flussreglers“ starten, einem abschüssigen Gelände mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s folgen, auf Gegenwind reagieren und automatisch landen. Diese Vorrichtung könnte schließlich als Autopilot in Luft- und Raumfahrtgeräten und sogar in Unterseebooten, die die Tiefen des Meeres beobachten, Anwendung finden.

Diese beiden Ergebnisse wurden vom CNRS patentiert.

Kontakt: Nicolas Franceschini
Laboratoire « Mouvement et perception », Marseille
@ nicolas.franceschini@univmed.fr
Quelle: Le journal du CNRS N°195, 04.2006
Redakteurin: Marina Pajak, marina.pajak@diplomatie.gouv.fr …/…
Wissenschaft-Frankreich (Nr. 99 vom 17. Mai 2006)
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