Roboter-Insekt fliegt ohne Kabel
Forscher der University of Washington (UW) haben mit "RoboFly" das erste fliegende Roboter-Insekt entwickelt, das ohne Kabel auskommt und über ein kleines "Gehirn" verfügt. Das Gerät wird von einem Laserstrahl angetrieben. Dessen Energie wird mithilfe einer Solarzelle und eines Onboard-Schaltkreises in Elektrizität umgewandelt. Diese ist nötig, um die Flügel des mechanischen Flugobjekts in Schwingung zu versetzen und die Konstruktion abheben zu lassen.
19.07.2018
"Bis zum jetzigen Zeitpunkt war das Konzept von kabellosen, insektengroßen, fliegenden Robotern reine Science-Fiction. Keiner konnte genau sagen, ob es möglich ist, solche Dinge zu bauen", zitiert "EurekAlert!" Sawyer Fuller, Assistant Professor am Department of Mechanical Engineering der University of Washington (UW). Alle bisherigen Projekte wie etwa die "RoboBee" hätten ihre Energie über Kabelverbindungen beziehen müssen. "Mit unserer neuen RoboFly konnten wir nun aber zeigen, dass solche Geräte durchaus Realität werden können", betont der Wissenschaftler.
Laserantrieb zum Abheben
"Ein fliegender Roboter sollte für sich alleine operieren können", meint Teamkollege Shyam Gollakota, Associate Professor an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering der UW. Das Schwingen von Flügeln sei allerdings ein recht energiehungriger Prozess. "Sowohl die hierfür notwendige Energiequelle als auch der Controller, der die Flügelbewegungen steuert, sind zu groß und schwer, um sie auf einem derart winzigen Roboter unterzubringen. Wir haben uns deshalb für einen Laserantrieb entscheiden, der fast kein Gewicht hat und effizient genug ist, um RoboFly abheben zu lassen."
Frühes Entwicklungsstadium
Der Laserstrahl allein liefert allerdings nicht die Energiemenge, die nötig ist, um die winzigen mechanischen Flügel anzutreiben. Erst ein spezieller dazugehöriger Schaltkreis katapultiert die sieben Volt, die die Solarzelle generiert, auf bis zu 240 Volt, die für den Flugbetrieb gebraucht werden. Auf dem Schaltkreis sitzt außerdem auch das "Gehirn" des künstlichen Insekts. "Dieser Mikrokontroller funktioniert im Grunde wie das echte Gehirn einer Fliege und befiehlt den Flügeln, wann sie wie stark flattern sollen", erläutert Gollakota.
In ihrem jetzigen frühen Entwicklungsstadium kann die RoboFly aber nur abheben und landen und nicht völlig frei in der Luft herumschwirren. "Sobald die Solarzelle aus der direkten Sichtlinie des Lasers verschwindet, hat der Roboter keine Energie mehr und muss wieder landen", schildert der Experte das Problem, das aber schon bald behoben werden soll. "Zukünftige Versionen könnten anstelle des Lasers auf winzige Batterien setzen oder einfach Energie aus Radiosignalen anzapfen. Zudem könnten wir auch bessere Schaltkreise und Sensoren verwenden, damit RoboFly selbständig navigieren und verschiedene Aufgaben erledigen kann", verrät Gollakota.
