Flugroboter haben gegenüber Bodenrobotern viele Vorteile, sind aber offensichtlich nicht sehr energieeffizient. Ein experimenteller neuer Roboter löst dieses Problem, indem er mithilfe eines flügelgestützten Mechanismus springt, anstatt im herkömmlichen Sinne zu gehen oder zu fliegen. Der Roboter wurde von einem Team von Wissenschaftlern des MIT, der University of Hong Kong und der City University of Hong Kong (die zuvor Hopcopter entwickelten) entwickelt. Er wiegt weniger als 1 Gramm und ist etwas mehr als 5 Zentimeter (2 Zoll) groß.

Aufgrund seines energieeffizienten Designs kann der Roboter schätzungsweise das Zehnfache des Gewichts eines herkömmlichen Flugroboters derselben Größe tragen. Melanie Gornick vom MIT

Es verfügt über eine vertikal positionierte, federbelastete Kohlefaserstange, die wie ein Pogo-Stick springt. Es hat vier von Insekten inspirierte Schlagflügel auf der Oberseite seines Körpers, die von elektrisch gesteuerten künstlichen Muskeln angetrieben werden. Derzeit ist der Roboter an eine externe Stromquelle angeschlossen und wird von einem externen Bewegungsverfolgungssystem geführt.

Roboter fliegt in die Luft

Wenn der Roboter zum ersten Mal zu Boden fällt, werden seine Beinfedern beim Aufprall zusammengedrückt und speichern so Energie.

Wenn die Feder zurückprallt, wird Energie freigesetzt, die den Roboter in die Luft treibt. Die Flügelschläge des Roboters sorgen für zusätzlichen Auftrieb, so dass er bis zu 20 Zentimeter (7,9 Zoll) springen und sich seitlich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Zentimetern (11,8 Zoll pro Sekunde) bewegen kann. Trotzdem verbraucht es immer noch weit weniger Energie, als wenn es tatsächlich auf seinen Flügeln fliegt.

An der Spitze des Sprungs identifiziert das Bewegungsverfolgungssystem den nächsten Landepunkt des Roboters, einschließlich seines Winkels und der Geländeart. Ein mit dem Computer verbundener Steueralgorithmus berechnet dann die Geschwindigkeit und den Winkel, die der Roboter benötigt, um an diesem Punkt zu landen, um seinen nächsten Sprung erfolgreich abzuschließen.

Daher werden die Flügel dazu verwendet, die Richtung des Flugzeugs beim Sinkflug anzupassen, um sicherzustellen, dass diese Standards eingehalten werden. Auf diese Weise ist der Roboter in der Lage, problemlos Hindernisse zu überwinden und eine Vielzahl von unebenem oder abschüssigem Gelände zu überqueren, was normalerweise für Roboter mit Rädern oder Laufrobotern schwierig wäre. Bisher hat es erfolgreich Gras, Eis, nasses Glas, unebenen Boden und sogar dynamisch geneigte Platten überquert. Gleichzeitig haben Tests gezeigt, dass der Roboter 64 % weniger Energie verbraucht als herkömmliche Drohnenroboter, um die gleiche Distanz zu fliegen.

Da der Roboter so energieeffizient ist, planen Wissenschaftler nun, ihn mit einer eingebauten Batterie und einem Bewegungsverfolgungssystem auszustatten. Es kann auch mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet werden, die in Zukunft beispielsweise für die Suche nach Überlebenden an Katastrophenorten oder die Erkundung gefährlicher Umgebungen eingesetzt werden können.

Die Forschung wurde von Yixuan Xiao, Songnan Bai und Zhongtao Guan geleitet und ihr Artikel wurde kürzlich in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht. Im Video unten können Sie sehen, wie das Gerät springt.