Im modernen Zeitalter der Robotik ist die Fähigkeit, die komplexen Funktionen von Insekten nachzuahmen, eine ständige Herausforderung für Wissenschaftler. An der Nanjing University of Aeronautics & Astronautics (NUAA) hat ein Forscherteam einen Insektenroboter entwickelt, der Flug- und Kletterfähigkeiten geschickt kombiniert. Ich werde die Suche hier verlinken.
Diese direkt von der Natur inspirierte Innovation könnte einen Wendepunkt auf dem Gebiet der Bionik und Robotik markieren.
(A und B) Beschreibung der Roboterkomponenten.
(C bis E) Flügelantrieb und aerodynamische Kräfte und Drehmomente während der Nicksteuerung (C), Rollsteuerung (D) und Giersteuerung (E). Rote Pfeile zeigen Schub und Drehmomente nach Aktivierung der Steuerung. (F bis H) Konstruktionsdetails des Roboters: (F) der Klettermechanismus zur Steuerung des Wandkletterns, (G) der Schlagmechanismus (des rechten Flügeldrehmoments), der zur Drehmomentsteuerung der Rollbewegung verwendet wird, und (H) der Rotoreinstellmechanismus zur Giermomentregelung. (I) Hochgeschwindigkeitskamerabilder, die den Roboter beim Anflug (i), bei der Landung (ii), beim Klettern (iii), beim Abheben (iv) und beim Wegbewegen von vertikalen Flächen (v) erfassen.
Inspiration aus der Natur
Insekten mit ihren unglaublichen Flugfähigkeiten und der Fähigkeit, an Wänden aus verschiedenen Materialien festzuhalten und diese zu erklimmen, faszinieren Wissenschaftler seit jeher. Diese kleinen Kreaturen sind in der Lage, mit einer Fließfähigkeit vom Fliegen zum Klettern zu wechseln, die den Gesetzen der Physik zu widersprechen scheint. Und wie Sie sich vorstellen können, war die Nachbildung dieser Fähigkeiten in einem Insektenroboter eine gewaltige Aufgabe.
Die Schaffung eines Systems, das wie ein Flügelschlag fliegen und gleichzeitig Wände erklimmen kann, stellt zahlreiche technische Herausforderungen dar. Aktuelle Flugsysteme, die in der Luft schweben können, haben Schwierigkeiten, genügend Auftrieb zu erzeugen, um einen Kletterroboter zu unterstützen.
Ein Fortschritt in der Robotik
Dem NUAA-Team gelang ein interessanter Durchbruch, indem es eine neue Strategie zur Lagekontrolle entwickelte, die es dem Roboter ermöglicht, sich reibungslos zu bewegen, auf einer vertikalen Wand zu landen, daran entlang zu klettern und wieder abzuheben. Aihong Ji, Der Forschungsleiter betonte die Bedeutung dieser Innovation und erklärte, dass der Insektenroboter mit domänenübergreifenden Bewegungsfähigkeiten die Einschränkungen herkömmlicher Roboter überwinden könne.
Der Roboter hat seine Fähigkeiten erfolgreich an einer Vielzahl komplexer vertikaler Wände wie Glas, Holz, Marmor und sogar Baumrinde unter Beweis gestellt. Diese in der Natur häufig vorkommende Abfolge von Bewegungen hat wichtige Auswirkungen auf das Verständnis des Starts und der Landung von Insekten.
Insektenroboter, eine vielversprechende Zukunft
Durch die Übernahme einer „hybriden“ Struktur aus Flügeln und Rotoren kann der Insektenroboter nicht nur effizient und kontrollierbar fliegen, sondern auch an vertikalen Wänden haften und diese erklimmen. Ji stellt sich vor, dass in Zukunft mikroskopisch kleine Haken und Krallen hinzugefügt werden, um dem Roboter die Anpassung an komplexere Umgebungen zu erleichtern.
Sie wissen, dass der Schwerpunkt von Futuro Prossimo auf der Biomimikry liegt: Angewendet auf die Verschmelzung von Robotik und Bionik bietet es weiterhin innovative Lösungen. Dieser Insektenroboter ist mit seinen einzigartigen Fähigkeiten nicht nur ein technologischer Triumph, sondern auch eine Hommage an die wunderbare Technik der Natur.
