Forscher des École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) haben eine neuartige Drohne entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Konstruktion auch heftigere Unfälle und Zusammenstöße ohne größere Schäden übersteht. [...]
Die Konstrukteure haben sich beim Bau von Bienen oder Wespen inspirieren lassen. Diese Insekten haben Flügel, die dank eines speziellen Exoskeletts einerseits gerade hart genug sind, um ihnen gute Flugeigenschaften zu verleihen, aber andererseits auch flexibel genug, um beim harten Aufprallen den Druck abzufangen.
Insektenflügel als Lösung
„Wenn Sie eine Drohne lange genug steuern, ist es früher oder später sehr wahrscheinlich, dass Sie sie irgendwann einmal in ein Gebäude, eine Wand, einen Baum oder auf den Boden krachen lassen“, zitiert „LiveScience“ Stefano Mintchev, Projektmitarbeiter am Laboratory of Intelligent Systems des EPFL. Oft genug sei das Fluggerät danach kaputt und nicht mehr zu gebrauchen. „Fluginsekten wie Bienen oder Wespen stoßen ständig gegen Pflanzen, Wände oder Fensterscheiben. Aber solange sie nicht zerquetscht werden oder vom Kühlergrill eines fahrenden Autos erschlagen werden, geht es ihnen gut“, schildert der Wissenschaftler.
„Wenn Sie eine Drohne lange genug steuern, ist es früher oder später sehr wahrscheinlich, dass Sie sie irgendwann einmal in ein Gebäude, eine Wand, einen Baum oder auf den Boden krachen lassen“, zitiert „LiveScience“ Stefano Mintchev, Projektmitarbeiter am Laboratory of Intelligent Systems des EPFL. Oft genug sei das Fluggerät danach kaputt und nicht mehr zu gebrauchen. „Fluginsekten wie Bienen oder Wespen stoßen ständig gegen Pflanzen, Wände oder Fensterscheiben. Aber solange sie nicht zerquetscht werden oder vom Kühlergrill eines fahrenden Autos erschlagen werden, geht es ihnen gut“, schildert der Wissenschaftler.
Genau deshalb haben sich Mintchev und seine Teamkollegen auch an Insektenvorbildern orientiert, um einen flexiblen, aber gleichzeitig auch besonders robusten Rahmen für Drohnen zu konstruieren. „Das Ergebnis ist ein Prototyp, der während des Fluges in der Luft steif bleibt, aber im Fall einer Kollision sicher nachgibt. Das ist die Lösung, die wir uns von Insektenflügeln abgeschaut haben. Wespen und Bienen wenden genau dieselbe interessante biomechanische Strategie an, um Verletzungen zu vermeiden“, so der EPFL-Experte.
Richtiges Gleichgewicht
Das Finden des richtigen Gleichgewichts aus Härte und Flexibilität war laut Mintchev die zentrale Herausforderung im Rahmen des Entwicklungsprozesses. Denn wenn das Material der Drohne zu weich gewählt wird, kann sie zwar einen Aufprall gut überstehen, lässt sich aber vor allem bei schwierigeren Wetterbedingungen nur sehr schlecht steuern. „So ein Fluggerät hätte zudem auch große Probleme damit, zusätzliche Ladungen zu transportieren“, gibt der Forscher zu bedenken.
Das Finden des richtigen Gleichgewichts aus Härte und Flexibilität war laut Mintchev die zentrale Herausforderung im Rahmen des Entwicklungsprozesses. Denn wenn das Material der Drohne zu weich gewählt wird, kann sie zwar einen Aufprall gut überstehen, lässt sich aber vor allem bei schwierigeren Wetterbedingungen nur sehr schlecht steuern. „So ein Fluggerät hätte zudem auch große Probleme damit, zusätzliche Ladungen zu transportieren“, gibt der Forscher zu bedenken.
Deshalb habe man sich beim Design für einen Rahmen entschieden, der zwar grundsätzlich flexibel, aber mit gehärteten Magnetgelenken ausgestattet ist, die bei einem Aufprall einknicken. „Während einer Kollision verhalten sich diese Magnetgelenke wie mechanische Sicherungen, die ihn von der zentralen Einheit loslösen und frei deformierbar machen. Auf diese Weise können die Schäden minimiert werden“, erläutert Mintchev, der in der Vergangenheit auch bereits mit vogelähnlichen einziehbaren Federkonstruktionen für Drohnen für Aufsehen gesorgt hat.
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