Caltech hat einen Fledermausroboter entwickelt

Die Fähigkeit von Fledermäusen, in fast völliger Dunkelheit zu fliegen und komplexe Manöver durchzuführen, überraschte und verwirrte Wissenschaftler seit Hunderten von Jahren. Erst vor relativ kurzer Zeit haben Experten herausgefunden, warum eine Fledermaus ohne die Hilfe der Sehorgane im Weltraum navigieren kann. Experten bewundern jedoch nicht nur die Navigationsfähigkeiten dieser Tiere, sondern auch ihre Flugfähigkeiten.

Die Maus fliegt leise, schnell und kann fast sofort die Richtung ändern. Wenn so etwas vom Menschen geschaffen werden könnte, würden Wissenschaft und Technologie viel geben. Ingenieure und Wissenschaftler haben lange die Flugmechanik dieser Tiere untersucht und versucht, den Flugmechanismus der Maus nachzubilden. Jemand ist erfolgreich.

Neulich stellten Wissenschaftler von Caltech ihren Roboter Bat Bot (B2) vor, der mit weichen Verbundflügeln mit Membranen zwischen dem Skelett ausgestattet ist. Caltech-Partner des Projekts waren ein Team von Spezialisten der Universität von Illinois in Urbana-Champaign (UIUC, Universität von Illinois in Urbana-Champaign). „Das Design dieses Roboters wird uns helfen, effizientere und sicherere Drohnen zu entwickeln und herauszufinden, wie Fledermäuse fliegen“, sagte Soon-Jo Chung , einer der Projektteilnehmer.


Chung, der sich dem Caltech-Team anschloss, entwickelte den Fledermausroboter zusammen mit seiner ehemaligen Vorgesetzten Alireza Ramezani und Seth Hutchinson, Professor an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign.

Das Gewicht des Roboters beträgt nur 93 Gramm. Äußerlich ähnelt es einer Fledermaus, in deren Bild und Ähnlichkeit es entworfen wurde. Die Flügelspannweite beträgt nur 30 Zentimeter. Das System kann während des Fluges die Form der Flügel ändern, indem es die "Finger" faltet oder entfaltet und die Form und Position der Handgelenke, Beine und Schultern ändert. Experten glauben, dass die Fledermaus eines der (wenn nicht die) komplexesten organisierten Tiere ist, die fliegen können. Fledermausflügel können ihre Form ändern, und der Flugmechanismus beinhaltet die Verwendung verschiedener Arten von Gelenken, die Knochen und Muskeln reparieren oder umgekehrt die Anzahl der Freiheiten erhöhen können, aus denen der Flügel der Knochen besteht.

Das Prinzip des Fledermausfluges unterscheidet sich erheblich vom Prinzip des Vogelfluges. Das Hauptmerkmal ist die Flexibilität und Flexibilität des Fledermausflügels. Eine starke Biegung des Flügels während seiner Abwärtsbewegung bewirkt eine viel größere Hebekraft und reduziert die Energiekosten beim Vergleich von Fledermäusen mit Vögeln. Während des Fluges, während der Abwärtsbewegung des Flügels, bildet sich in der Nähe seiner Vorderkante eine Luftturbulenz, die laut Wissenschaftlern bis zu 40% der Auftriebskraft des Flügels ausmacht. Der Luftstrom beginnt an der Vorderkante des Flügels, umgeht ihn dann und kehrt während der Rückwärtsbewegung des Flügels wieder zurück. All dies wurde aufgrund der Flexibilität des Flügels möglich, da Sie durch seine Biegung den Wirbel nahe der Oberfläche des Flügels halten können.


Damit der Roboter fliegen kann, haben die Entwickler ein komplexes Hardware-Software-System erstellt. Von der Drohne während des Fluges gesammelte Umweltdaten werden in Echtzeit verarbeitet. Die Überwachungssoftware empfängt diese Daten und koordiniert die Arbeit der Drohne. All dies funktioniert offline, ohne dass der Bediener eingreifen muss.

Der Bewegungsapparat der Flügel der Fledermaus kann mehr als 40 Bewegungen in verschiedene Richtungen ausführen. "Das Ergebnis unserer Arbeit ist eines der derzeit am weitesten fortgeschrittenen Konstruktionen der Flügel des Roboters mit der Morphologie der Fledermaus, und dieser Roboter kann offline fliegen", sagte Ramezani. Natürlich ist dieser Roboter noch ziemlich weit von einer echten Fledermaus entfernt, die direkt in der Luft ein Insekt überholen, um es herumfliegen, es ergreifen und es essen kann. Eine solche Manövrierfähigkeit ist eine Frage der Zukunft, wenn auch ziemlich eng.

In der Tat können die Flügel eines Roboters ihre Form auf die gleiche Weise ändern wie die Besitzer von "Prototypen". Einen Flügel dieses Typs herzustellen ist ziemlich schwierig, dafür ist es notwendig, die anatomischen Merkmale der Struktur des muskuloskelettalen Systems von Fledermäusen zu verstehen. Als Alternative zum Hautmaterial haben die Ingenieure einen Film mit einer Dicke von nur 56 Mikrometern hergestellt, dessen Basis Silikon ist. Dieses Material kann sich dehnen und zusammenziehen, fast so gut wie die Haut, die zu den Flügeln von Fledermäusen passt.

Laut den Entwicklern können fliegende Roboterfledermäuse viel energieeffizienter sein als herkömmliche Flugzeuge. Roboter dieses Typs können als Alternative zu Drohnen eingesetzt werden. Darüber hinaus können künstliche Fledermäuse im Gegensatz zu den meisten Drohnen die Flugrichtung schnell ändern. Außerdem sind sie für den Menschen nicht so gefährlich (im Hinblick auf die Möglichkeit von Verletzungen) wie dieselben Hubschrauber.