Drohne "SWIFT" steckt Kollisionen locker weg

EPFL baut Fluggerät nach dem Vorbild des Spechts, dessen Schnabel vom Gehirn entkoppelt ist

"SWIFT": Neue Drohne von EPFL-Forschern ist immun gegen Kollisionen (Foto: epfl.ch)

Lausanne (pte021/23.09.2025/11:30)

Die neueste Version der von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelten Drohne "SWIFT" hat einen ähnlichen Schnabel und Kopf wie der Specht. Dieser Vogel hackt auf den Borken von Bäumen herum, um Insekten hervorzulocken. Die Schläge haben, anders als etwa bei Menschen, keine negativen Folgen für das Gehirn. Es ist mechanisch entkoppelt. Genauso ist es bei SWIFT.

Konstruktion fängt Stöße ab

Das Strukturprinzip lässt diskontinuierliche Druckelemente (wie Streben) in einer kontinuierlichen Spannung von Zugelementen (wie Kabeln) "schweben". Stößt ein solches Element mit Wucht auf ein festes Hindernis, fängt es den Aufprall ab, ohne zerstört zu werden. Die Segmente verschieben sich kurzfristig gegeneinander, werden dann aber durch die Verbindungskabel wieder an ihren Platz zurückbefördert.

Der Schädel eines Spechts besteht aus einem starren Schnabel, einem flexiblen Zungenbein, das den Schnabel mit dem das Gehirn umgebenden Hauptschädelknochen verbindet, und einem schwammartigen Knochen zwischen dem Zungenbein und dem Schädel, der als Puffer wirkt. Zudem hat das Gehirn viel Platz, sich zu bewegen, was Schäden durch Kollisionen mit den umgebenden Knochen verhindert.

Bei der SWIFT-Drohne ersetzen starre Kohlenstofffaserstäbe den Schnabel, während gebogene Streifen aus dem gleichen Material die Stelle des Zungenbeins einnehmen. Der schwammige Knochen wird durch elastische Kabel dargestellt, und der Hauptschädel wird durch Kohlefaserplatten ersetzt, die mithilfe von Polymilchsäure-Kunststoffklammern mit Kohlefaserrohren verbunden sind.

Beweglich über 22 Zentimeter

Die wichtigsten Komponenten der Drohne - Elektronik, Motor und Propeller - sind in einem "Schädel" aus Kohlenstofffasern aufgehängt, der sich bei einem Aufprall um bis zu 22 Zentimeter bewegen kann. Dieses System absorbiert und leitet die Aufprallenergie um und schützt so die kritischen Teile der Drohne, die 980 Millimeter lang, 1.500 Millimeter breit und 710 Kilogramm schwer ist.

Die Entwickler haben die Komponenten der Drohne so angepasst, dass sie eine variable Steifigkeit aufweisen - fest genug zum Fliegen und flexibel genug, um bei Kollisionen heil zu bleiben. Sie ließen sie in Innenräumen bei einer Geschwindigkeit von fast 30 Kilometern pro Stunde gegen Objekte krachen, um ihre Robustheit zu demonstrieren. Es folgten Tests im Freien, um zu zeigen, dass die Drohne auch mit den Unwägbarkeiten der realen Welt zurechtkommt. SWIFT ist somit perfekt für enge Räume und kritische Umgebungen geeignet, etwa für Erkundungsflüge in Wäldern, Städten und Katastrophengebiete, in denen überall Hindernisse vorhanden sind.

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