Man kann nicht leugnen, dass unsere Mutter Natur seit jeher menschliche Errungenschaften inspiriert und zu nützlichen Materialien, Werkzeugen, Methoden, Systemen und vielen Vorteilen geführt hat. Dieser Prozess der Nachahmung der Praktiken, Verfahren und Mechanismen der Natur wird Biomimetik genannt.
Erwähnenswert ist hier, dass der Begriff Biomimetik 1969 von Otto H. Schmitt geprägt wurde. Derzeit gibt es viele Beispiele wie die Verwendung von Flossen für Schwimmen, Flugzeuge haben Flügel, genau wie Vögel und viele andere.
DelFly Nimble – ein überragend agiler Roboter mit einem Vierflügel-Schlagsystem
Aus dieser Perspektive ist die Technische Universität Delft, basierend auf der Niederlande hat ein Fliegen geschaffen Drohne mit den Flugverhaltensmerkmalen von Insekten. Es heißt DelFly Nimble und verfügt über ein agiles Design, das in jede Richtung fliegen kann – nach oben, unten, vorwärts, rückwärts oder seitwärts.
Nimble kann ähnlich wie ein Insekt drei Flugachsen steuern.
Allerdings wird es durch von Insekten inspirierte Bewegungsanpassungen seiner beiden Schlagflügelpaare gesteuert. Darüber hinaus macht das Fehlen des Hecks den DelFly Nimble weniger anfällig für Beschädigungen und äußerst wendig, sodass er auch bei leichtem Wind im Freien eingesetzt werden kann.
Einige Zahlen als Referenz!
Diese insektenähnliche Drohne wiegt nur 29 Gramm und misst 33 cm Flügelspannweite. Mit einer voll aufgeladenen Batterie kann es mehr als 5 Minuten lang fliegen und eine Reichweite von mehr als 1 km erreichen. Diese Drohne hat ein Schub-Gewichts-Verhältnis von mehr als 1.3 und ist in der Lage, eine zusätzliche Nutzlast von bis zu 4 Gramm zu transportieren. Darüber hinaus erreicht der Roboter bei Vollgas eine Höchstgeschwindigkeit von 7 m/s (~25 km/h).
Technische Dinge voraus!
Ähnlich wie bei Insekten wird der Vorwärts-/Rückwärts-Seitwärtsflug durch Nicken und Rollen des Roboterkörpers in die entsprechende Richtung erreicht. Um die Körperausrichtung zu steuern, muss der Roboter Drehmomente um die drei orthogonalen Körperachsen erzeugen. In diesem Sinne ist der Roboter mit zwei unabhängigen Schlagmechanismen ausgestattet, einem für jedes Flügelpaar an den Seiten des Roboters.
Ergänzt werden diese durch zwei rotierende Servoaktuatoren, von denen einer den Diederwinkel durch Änderung der relativen Ausrichtung der beiden Schlagmechanismen einstellt und der andere die Spitzen der linken und rechten Flügelpaarwurzeln betätigt.
Das Rollen wird dadurch erreicht, dass die beiden Flügelpaare mit unterschiedlichen Schlagfrequenzen angetrieben werden, was zu einem Schubunterschied führt, der das Drehmoment um die Rollachse erzeugt. Das Nickdrehmoment wird durch Anpassen des Diederwinkels (Mittellinie der Schlagflügel) erzeugt, der die durchschnittlichen Flügelschlag-Schubvektoren der beiden Flügelpaare in Bezug auf den Massenschwerpunkt nach vorne oder hinten verschiebt.
Fliegen Sie frei und schnell
Nach Angaben des Unternehmenist die DelFly Nimble-Drohne bereit für reale Anwendungen und Aufgaben. Berichten zufolge sagte Professor Guido de Croon vom Micro Air Vehicle Laboratory, dass dies der Fall sei drones könnte zur Überwachung des Lagerbestands verwendet werden. Andererseits eröffnet dies neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Flugdynamik und -manöver von Insekten.
Biologie als Modell
Die Nachahmung der Mechanismen der Natur bietet ein enormes Potenzial zur Verbesserung unseres Lebens und der von uns verwendeten Werkzeuge. Vor diesem Hintergrund unternehmen wir Menschen große Anstrengungen, die Natur nachzuahmen, was zu Fortschritten in verschiedenen Bereichen führt.
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