Forscher der südkoreanischen Konkuk University haben mit «KUBeetle-S» einen kleinen fliegenden Roboter entwickelt, dessen Design und Flugmechanismus dem natürlichen Vorbild des Nashornkäfers nachempfunden ist. Das flatternde Gerät ermöglicht laut den Forschern eine relativ hohe Tragflächenbelastung dank leichter Bauteile. Dadurch soll es sehr wendige Manöver ausführen und insgesamt bis zu neun Minuten in der Luft bleiben können.

«Um die Flugfähigkeiten des Käfers nachzuahmen, mussten wir zunächst einen neuen Flügelmechanismus entwerfen, der sowohl einen grossen Flatterwinkel erlaubt als auch genügend Auftrieb erzeugt, um das Eigengewicht des Roboters zu tragen», zitiert «TechXplore» Hoon Cheol Park, Professor am Department of Smart Vehicle Engineering der Konkuk University. Da der KUBeetle-S nicht wie andere Fluggeräte über eine Steuerungsmöglichkeit am Heck verfügt, erfolgt die Kontrolle über die Flügel selbst. «Sie müssen eine Steuerung schaffen, die sich ausschliesslich über die Bewegung der flatternden Flügel kontrollieren lässt», betont der Forscher.

Im Vergleich zu seinen Vorgängern sei die neuste Version des Robo-Insekts deutlich leichter und dadurch auch wendiger, ergänzt Parks Kollege Hoang Vu Phan. «Dank des einfachen, aber effektiven Kontrollmechanismus konnten wir sehr kleine Servomotoren einsetzen, um Gewicht einzusparen», schildert der Experte. Das 15,8 Gramm schwere Fluggerät sei somit «der bislang leichteste Flugroboter mit zwei Flügeln», der imstande ist, allein mithilfe seiner Onboard-Komponenten einen frei kontrollierbaren Flug zu bewerkstelligen.

Der sogenannte «Kontrollmomentgenerator», den die Ingenieure verbaut haben, kann den Flügelschlag in alle Richtungen wechseln – nach links, rechts, vorne und hinten. Dadurch lässt sich der vertikale Auftrieb, den die Motoren erzeugen, bei Bedarf auch für horizontale Bewegungen nutzen. Der Generator selbst wird auf elektronischem Weg über ein Kontrollbrett und ein Feedback-Kontrollsystem gesteuert, wobei ihm auch ein spezieller Algorithmus zu Hilfe kommt.

«Das Hauptziel, das wir mit dieser neusten Version unseres Roboters verfolgt haben, war die Verlängerung der Flugdauer», stellt Park klar. Dies sei vor allem durch ein verbessertes aerodynamisches Design der Flügel, die Verwendung leichterer Bauteile und eine Vergrösserung der Flügelfläche gelungen. Auch die erforderliche Stromspannung wurde noch einmal reduziert. «Letztlich konnten wir so die Flugzeit von drei auf neun Minuten erhöhen», freut sich der Forscher.

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