Kabellose Stromversorgung für Flügel-Drohne

Äußeres hochfrequentes elektromagnetisches Feld in Strom für Antriebsmotor umgewandelt

Wandler an Bord: Toyota-Drohne benötigt keine Batterie (Foto: Ozaki et al.)

Nagakute (pte001/17.12.2021/06:00)

Forscher des zentralen Forschungs- und Entwicklungslabors des Autoherstellers Toyota https://www.tytlabs.com/ in Nagakute haben eine Drohne entwickelt, die wie ein Insekt mit den Flügeln schlägt, um sich in der Luft zuhalten und fortzubewegen. Geräte dieser Größe kommen normalerweise nicht allzu weit, weil sie nicht in der Lage sind, schwere Batterien zu tragen und damit die Stromversorgung schnell zusammenbricht.

[b]Antenne fängt die Energie ein[/b]

Takashi Ozaki, der das Entwicklerteam leitete, hat genau dieses Problem gelöst. Seine Drohne hat gar keine Batterie an Bord, sondern lediglich einen Wandler, der ein äußeres hochfrequentes elektromagnetisches Feld in Strom für den Antriebsmotor und die Elektronik an Bord umwandelt. Kernbauteile der Drohne sind ein piezoelektrischer Aktuator, der die beiden Flügel – auf dem Foto sieht es aus, als hätte die Drohne mehr als zwei Flügel – flattern lässt, und eine Fünf-Gigahertz-Dipolantenne, die die hochfrequente Energie einfängt.

[b]Energieeffizient wie ein echtes Insekt[/b]

„Einer der Hauptvorteile unseres Roboters ist der Antrieb", so Ozaki. Er bestehe aus einem einkristallinen piezoelektrischen Material, das wenig Energie verbraucht. „Dieses Design ermöglicht eine Power-to-Weight-Effizienz, die mit der von lebenden Insekten vergleichbar ist." Mit anderen Worten: Das künstliche Insekt verbraucht bei gleichem Flugverhalten ebenso viel Energie wie ein natürliches. Die Drohne wiegt gerade mal 1,8 Gramm. Damit sei sie 30 Mal leichter als bisher entwickelte Drohnen, die ohne Batterie auskommen, so der Toyota-Forscher. Wie weit sie sich vom Hochfrequenz-Sender entfernen kann, ohne dass die Stromerzeugung leidet haben die Entwickler bisher noch nicht mitgeteilt.

[b]Steuerung per Funk als nächstes Ziel[/b]

Ozaki ist noch längst nicht am selbst gesteckten Ziel. Die Drohne bekommt ihren Strom zwar drahtlos, doch die Steuerbefehle werden noch über ein hauchdünnes Kabel übertragen. Das soll durch einen Funkempfänger ersetzt werden.

Aussender:	pressetext.redaktion
Ansprechpartner:	Wolfgang Kempkens
Tel.:	+43-1-81140-300
E-Mail:	kempkens@pressetext.com
Website:	www.pressetext.com