Wenn es um Kunstflugmanöver geht, scheinen Flugdrohnen Vögel schnell einzuholen. Aber fliegende Roboter werden auch mit einer anderen fast ebenso erstaunlichen Agilität der Vögel vertraut – der Fähigkeit, auf nahezu jedem Objekt oder jeder Oberfläche zu landen und sich darauf niederzulassen, von Ästen bis hin zu Telefonkabeln, ohne herunterzufallen.
Forscher der Stanford University haben beispielsweise ein Gerät entwickelt, das als stereotyper, von der Natur inspirierter Luftgreifer oder SNAG bezeichnet wird und an einer Quadcopter-Drohne befestigt werden kann, um ihr Füße und Beine zu verleihen, die denen eines Wanderfalken ähneln. Wenn sie mit dem Gerät ausgestattet ist, kann die Drohne herumfliegen, Gegenstände fangen und tragen und sich auf verschiedenen Oberflächen niederlassen, so eine Pressemitteilung von Stanford vom 1. Dezember 2021, in der die Arbeit beschrieben wird.
Aber die Agilität von Vögeln nachzubilden, war nicht einfach. Die Forscher drehten Videos von kleinen Papageien, die zwischen speziellen Sitzstangen hin und her flogen, die Sensoren enthielten, um die physikalischen Kräfte beim Landen, Sitzen und Abheben zu messen.
„Was uns überrascht hat, war, dass sie die gleichen Luftmanöver durchgeführt haben, egal auf welchen Oberflächen sie gelandet sind“, erklärte einer der Forscher, William Roderick , in der Pressemitteilung. Roderick ist ein Ph.D. in Maschinenbau und zusammen mit den Ingenieurprofessoren Mark Cutkowsky und David Lentink Autor eines Artikels über das Projekt, der am 1. Dezember 2021 in der Zeitschrift Science Robotics veröffentlicht wurde. "Sie lassen die Füße die Variabilität und Komplexität der Oberflächentextur selbst handhaben", sagte er.
Einer Drohne ähnliche Fähigkeiten zu verleihen, erforderte technologischen Einfallsreichtum. SNAG hat eine 3D-gedruckte Struktur, die den leichten Knochen eines Falken nachempfunden ist, und jedes seiner Beine ist mit einem Motor zum Vor- und Zurückbewegen und einem zweiten zum Greifen ausgestattet.
Mechanismen in den Beinen des Roboters sollen Aufprallenergie absorbieren und passiv in Greifkraft umwandeln, so wie es die Sehnen eines Vogels tun würden. Infolgedessen kann eine mit dem Gerät ausgestattete Drohne in nur 20 Millisekunden etwas stark umklammern. Sobald die Füße des Roboters um eine Sitzstange gewickelt sind, verriegeln sich seine Knöchel und ein Beschleunigungsmesser – ein Gerät, das Vibrationen misst – erkennt die Landung und löst einen Ausgleichsalgorithmus aus, um ihn auf der Sitzstange zu stabilisieren.
Auch anderswo arbeiten Forscher an anderen Institutionen seit Jahren daran, Drohnen die Fähigkeit zu geben, zu landen und sich an etwas festzuhalten. Wie dieser Smithsonian-Artikel von 2019 erklärt, hilft die Möglichkeit, an verschiedenen Orten zu landen, Drohnen dabei, Energie zu sparen, die sie verbrauchen würden, wenn sie in der Luft bleiben müssten. Das ist wichtig, denn die Flugzeit von Roboterflugzeugen ist durch ihre Batterieleistung begrenzt.
Nun, das ist interessant
Im Jahr 2019 stellten Forscher der Northeastern University in Boston laut einer Pressemitteilung der Universität eine Technologie vor, die es einer fliegenden Drohne ermöglicht, wie eine Fledermaus kopfüber zu hängen .
