Roboterflügel imitiert Fledermausflug

Für die Entwicklung moderner Bewegungstechnologie ist die Natur vielfach das beste Vorbild. Auf Basis dieser Annahme haben Forscher der Brown University ein neuartiges Roboter-Bauteil entwickelt, das sich an dem Grundkonzept von Fledermausflügeln orientiert. Die mechanische Konstruktion, die mittels Mini-Motoren, Kabeln und Plastikknochen angetrieben wird, soll dabei so weit wie möglich die Anatomie, Funktionsweise und Flugeigenschaften des natürlichen Vorbilds imitieren. Mit ihrem Prototyp wollen die Wissenschaftler die Entwicklung innovativer Antriebstechnologien für verschiedenste Fluggeräte – unter anderem auch Drohnen – vorantreiben.

„Fledermäuse gehören zu den spektakulärsten Fliegern überhaupt“, zitiert TechNewsDaily Joseph Bahlman, Biologe und Ingenieur an der Brown University. Ermöglicht werde dies durch ihre besondere Flügelstruktur, die denen von Insekten und Vögeln deutlich überlegen sei. „Fledermausflügel sind wesentlich manövrierfreudiger und lassen sich besser steuern“, betont Bahlman. Mit der Fertigstellung des ersten Roboterflügels habe man einen wichtigen Schritt geschafft, um diese Vorteile auch auf technologischer Basis umzusetzen. „Im Zuge unseres Kopierversuchs haben wir aber auch viel über Fledermäuse gelernt“, so der Experte.

Natürliches Vorbild

Die mechanischen Fledermausflügel, die Bahlman gemeinsam mit seinem Team produziert hat, sind rund 20 Zentimeter groß und spiegeln im Wesentlichen die natürlichen Proportionen des tierischen Vorbilds wider. Anstelle normaler Knochen verfügt die Konstruktion allerdings über insgesamt acht Plastikstifte. Für die nötige Bewegung sorgen drei kleine Motoren, die über sehnenartige Kabelstränge und sieben flexible Gelenke gesteuert werden. Das gesamte Gebilde ist mit einer Silikon-Gummi-Schicht bedeckt.

Der Roboterflügel ist bislang der erste seiner Art und wurde vor allem für eine Reihe spezifischer Testläufe in einem Windkanal entwickelt. Dort messen etwa spezielle Sensoren die aerodynamischen Kräfte, die vom Prototypen generiert werden. Da gleichzeitig auch die Output-Power der verbauten Motoren erfasst wird, können die Forscher genau errechnen, wie viel Energie aufgewendet werden muss, um bestimmte Flugmanöver zu vollführen.

Breites Anwendungsgebiet

Das potenzielle Anwendungsgebiet der mechanischen Fledermausflügel ist vielseitig. „Es gibt viele Orte, die entweder zu klein oder zu gefährlich sind, wo ein derart manövrierfähiges Flugobjekt gefragt ist“, meint Bahlman, der in diesem Zusammenhang beispielhaft auf den zunehmenden Einsatz sogenannter Mikro-Flugobjekte wie etwa unbemannter Drohnen (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/20130204009/ ) verweist. „Als nächstes werden wir mit verschiedenen Materialien experimentieren“, verrät der Wissenschaftler.