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pte20210305002 Technologie/Digitalisierung, Forschung/Entwicklung

Ultraleichte Drohnen sollen Blüten bestäuben

Innovatives Forschungsprojekt des MIT nutzt Flügel, die pro Sekunde rund 500 Mal schlagen


Prototyp der insektengroße Drohne (Foto: Kevin Yufeng Chen, mit.edu)
Prototyp der insektengroße Drohne (Foto: Kevin Yufeng Chen, mit.edu)

Cambridge (pte002/05.03.2021/06:05) - Drohnen einer neuen Generation sind so klein wie Insekten und manövrieren ähnlich artistisch. Entwickelt hat sie ein Team um Kevin Yufeng Chen, Assistenzprofessor für Ingenieurs- und Computerwissenschaften am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu . In einer Zeit, in der Insekten immer seltener werden, könnten sie beispielsweise eingesetzt werden, um Blüten zu bestäuben.

Normale Drohnen zu langsam

Drohnen lassen sich normalerweise nur einsetzen, wenn viel freier Raum vorhanden ist. Sie sind nicht in der Lage, blitzschnell Hindernissen auszuweichen und nicht robust genug, um Kollisionen schadlos zu überstehen. "Da habe ich mir die Frage gestellt: Können wir Drohnen bauen, die so klein und manövrierfähig sind wie Insekten", sagt Chen. Die Herausforderung sei immens gewesen - vor allem beim Antrieb. Wenn man Motoren, wie sie meist eingesetzt werden, um Flugobjekte zu bewegen, massiv verkleinert, werden sie so ineffizient, dass sie ihrer Aufgabe nicht mehr gewachsen sind, ergänzt er.

Alternativen wie Piezoaktoren aus spröder Keramik kamen nicht infrage, denn sie würden bei jeder Kollision zerbrechen. Das Team entschied sich daher für eine Neuentwicklung. So bestehen die weichen Aktoren aus dünnen Gummischläuchen, die mit Kohlenstoffnanoröhrchen beschichtet sind. Als Reaktion auf eine elektrische Spannung erzeugen sie eine elektrostatische Kraft, die den Schlauch zusammendrückt und verlängert. Wiederholte Dehnung und Kontraktion lassen die Flügel der Drohne schnell schlagen.

Drohne leicht wie eine Hummel

Chens Aktuatoren lassen die Flügel der Minidrohne pro Sekunde fast 500 Mal schlagen. "Sie können sie treffen, wenn sie fliegt, doch sie erholt sich wieder. Sie kann auch gewagte Manöver wie Salti ausführen", verspricht Chen. Und sie wiegt nur 0,6 Gramm, ungefähr so viel wie eine Hummel. Äußerlich hat sie allerdings wenig Ähnlichkeit mit einem Insekt. Deshalb arbeitet das Team jetzt an einer neuen Version, die an eine winzige Libelle erinnert. Winzige Drohnen können auch wertvolle Helfer in der Industrie werden. Mit einer Kamera ausgestattet, könnten sie das Innere etwa von Flugzeugturbinen inspizieren.

(Ende)
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