Drohne landet wie ein Vogel auf Ästen: Forscher imitieren ein hochkomplexes Manöver der Natur

Eine Drohne, die wie ein Vogel mit den Flügeln schlägt, um voranzukommen, haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelt. Schon das war ein schwieriges Unterfangen. Die Landetechnik setzte noch eins drauf. Der künstliche Vogel kann auf Ästen landen wie sein Vorbild, wobei er sich nur mit einer Kralle festhält, die sich blitzschnell schließt.

Weltpremiere eines Ornithopters

Das Landen eines Vogels auf einem Ast scheint das einfachste Manöver der Welt zu sein. Ist es aber nicht. Nötig ist ein äußerst empfindliches Gleichgewicht zwischen Timing, hohen Aufprallkräften, Geschwindigkeit und Präzision. Es ist ein Schritt, der so komplex ist, dass kein Schlagflügelroboter (Ornithopter) ihn bisher beherrschte. Bis Raphael Zufferey kam, Postdoc im EPFL-Labor für intelligente Systeme und Biorobotik. Er baute und testete das ungewöhnliche Flugobjekt in Zusammenarbeit mit Kollegen an der Universität Sevilla in Spanien, wo er den 700-Gramm-Ornithopter im Rahmen des europäischen Projekts Griffin entwickelte, dessen Ziel vogelähnliche Roboter sind.

Sammler von biologischen Proben

Sein Roboter könne bestimmte Aufgaben besser als andre Drohnen oder gar Menschen selbst lösen, etwa das Sammeln biologischer Proben oder Messungen an einem Baum. Schließlich könne er sogar auf künstlichen Strukturen landen, was weitere Anwendungsgebiete eröffne, so Zufferey.

Von der Natur perfekt ausbalanciert

Die technischen Probleme, die mit der Landung eines Ornithopters auf einer Stange ohne externe Befehle verbunden waren, erforderten die Berücksichtigung vieler Faktoren, die die Natur bereits perfekt ausbalanciert hat. Der Ornithopter musste in der Lage sein, vor der Landung deutlich langsamer zu werden, ohne abzustürzen. Die Klaue musste stark genug sein, um die Stange zu greifen und das Gewicht des Roboters zu tragen, ohne so schwer zu sein, dass sie dem Vogel das Fliegen unmöglich machte. „Das ist ein Grund, warum wir uns für eine einzige Klaue entschieden haben und nicht für zwei“, so Zufferey. Schließlich musste der Roboter in der Lage sein, seine Umgebung und den Sitzplatz vor ihm in Bezug auf seine eigene Position, Geschwindigkeit und Flugbahn wahrzunehmen. Die Krall schnappt übrigens zu wie eine Mausefalle und bleibt in dieser Position, bis Energie zugeführt wird, die sie löst, sodass der Flug weitergehen kann.

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