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StartseiteForschung aktuellTU Delft stellt Roboterlibelle vor17.09.2018

Mini-Drohne aus den NiederlandenTU Delft stellt Roboterlibelle vor

Er ist winzig klein, kann auf der Stelle fliegen und binnen einer Sekunde auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigen: Wissenschaftler der TU Delft haben einen Roboter entwickelt, der sich ähnlich verhält wie ein Insekt. Im Vergleich zu anderen Drohnen hat die Minilibelle erhebliche Vorteile.

Von Frank Grotelüschen

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Forscher in den Niederlanden haben einen kleinen Flugroboter gebaut, der sich fast so flink und wendig durch die Lüfte bewegt wie zum Beispiel eine Fruchtfliege. (Henri Werij/ TU Delft)
Forscher in den Niederlanden haben einen kleinen Flugroboter gebaut, der sich fast so flink und wendig durch die Lüfte bewegt wie zum Beispiel eine Fruchtfliege. (Henri Werij/ TU Delft)
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TU Delft, das Institut für Luft- und Raumfahrttechnik. Ingenieur Bart Remes nimmt eine Drohne in die Hand, die ganz anders aussieht als jene Quadrocopter, die man heute überall kaufen kann. Denn sie hat keine Rotoren, sondern durchsichtige Flügel aus Kunststoff.

"Auf jeder Seite sind zwei Flügel, wie bei einer Libelle. Kleine Elektromotoren lassen sie hoch- und runterklappen. Der Flügelschlag erzeugt Wirbel. Und an diesen Wirbeln saugt sich das Gerät dann regelrecht nach oben."

Gut geeignet für Innenraum-Flüge

etzt hält Remes den Flieger in die Luft. Ein Knopfdruck auf der Fernsteuerung aktiviert den Flügelschlag. Dann lässt er die Roboterlibelle los.


"Sie sehen: Sie fliegt sehr langsam. Sie kann dicht an Wände heranfliegen, ohne ins Trudeln zu kommen – interessant vor allem für den Einsatz in Innenräumen."

Das war vor vier Jahren. Damals konnte sich die Roboterlibelle aus Delft zwar stabil in der Luft halten. Aber flotte und wendige Flugmanöver hatte sie noch nicht drauf. Anders ihr Nachfolger, den die Forscher aus Delft jetzt präsentieren.

"Der Roboter kann auf der Stelle fliegen. Und dann, innerhalb einer Sekunde, kann er auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigen. Und er beherrscht sogar ein paar Tricks, zum Beispiel einen Salto."

Ähnlich agil wie eine Fliege

Matěj Karásek und seine Kollegen haben einen Flugroboter gebaut, der ähnlich agil ist wie eine Fliege. Gewicht: 28 Gramm, Spannweite: 33 Zentimeter. 17mal pro Sekunde schlagen die Flügel auf und ab – und schaffen dabei eine Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h. Den Agilitäts-Durchbruch brachte eine Änderung des Designs.

"Unsere älteren Modelle besaßen – ähnlich wie ein Flugzeug – ein Seitenleitwerk. Das hat den Flieger stabilisiert. Der neue Prototyp kommt ohne Seitenleitwerk aus, quasi ohne Schwanz. Bei ihm sorgen Lagesensoren für die Stabilität, wie man sie auch in Smartphones findet. Diese Sensoren messen die Orientierung des Roboters in der Luft, und auf der Basis ihrer Daten gibt ein kleiner Bordcomputer laufend Korrektursignale an die Flügel."

Richtungsänderung per Flügelschlag

Per Flügelschlag läuft auch die Richtungsänderung: Soll die Roboterlibelle nach links fliegen, lässt der Autopilot das rechte Flügelpaar schneller schlagen – und umgekehrt.

Karásek und sein Team haben sogar schon eine erste Anwendung für die Roboterlibelle gefunden. Mit ihr konnten Biologen der Uni Wageningen den Flug der Fruchtfliege simulieren – und dadurch neue Details zu einem alten Rätsel herausfinden: Wie schaffen es die Plagegeister nur, dem Schlag einer menschlichen Hand so zielsicher auszuweichen?

"Wir könnten das auch auf andere Flugmanöver ausweiten – etwa wie Vögel es schaffen, aus vollem Flug abzubremsen, um auf dem Ast eines Baums zu landen."

Einige Mankos müssen noch beseitigt werden

In nächster Zeit wollen die Forscher die Technik verbessern. Denn noch besitzt die Roboterlibelle ein Manko: Sie kann weder hören noch sehen.

"Lassen wir unseren Flieger geradeaus fliegen, und es steht ein Hindernis im Weg, würde er einfach dagegenfliegen. Deshalb wollen wir ihn nun mit Kameras ausstatten, damit er Hindernisse erkennen und davor stoppen kann. Außerdem sollte es künftig möglich sein, diese Roboter immer kleiner zu bauen – bis hin zur Größe eines Insekts."

Das Resultat wären Roboterfliegen und mechanische Bienen – Winzlinge, die nach Gaslecks fahnden, aber auch als unscheinbare Spione unterwegs sein könnten. Und Matěj Karásek hat da noch so eine Idee:

"Für die Zukunft denken wir, dass man ganze Schwärme von diesen Flugrobotern nutzt. Und dann könnte man sich zum Beispiel vorstellen, dass solche Roboterschwärme Pflanzen in einem Treibhaus bestäuben."

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