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Luft-Wasser-Drohne mit bahnbrechendem Propellerdesign

von redaktion

Ein neuer Roboter, der in einer Zusammenarbeit der Beihang University, des Imperial College London und der Schweizer Empa entwickelt wurde, ist in der Lage, sich in weniger als einer Sekunde von einer Unterwasserdrohne in eine fliegende Drohne zu verwandeln. Das Gerät verfügt außerdem über eine vom Schiffshalter-Fisch inspirierte Saugscheibe, mit der es sich an nasse oder trockene und sogar bewegende Objekte anheften kann. Das spart viel Energie, was bei Langzeiteinsätzen von Bedeutung ist. Die Drohne ist für die biologische und ökologische Überwachung von Meeresökosystemen konzipiert, etwa zur Untersuchung der Umweltverschmutzung auf hoher See.

Der sehr schnelle Übergang von einem Unterwasserfahrzeug zu einer Luft-Drohne basiert auf einem neuen Propellerdesign, das einen schnelleren Wechsel zwischen den unterschiedlichen Medien erlaubt, als dies bei den meisten bisherigen Luft-Wasser-Robotern der Fall ist. Es handelt sich hier um eine sogenannte „freie“ Drohne, das heißt ohne Verbindung zu einer Basisstation. Derartige Drohnen können bei Expeditionen oder Umweltüberwachungen in weitläufigen Gegenden wie dem offenen Meer sehr hilfreich sein. Ein Nachteil ist allerdings die Laufzeit des Akkus. Deshalb haben die Forscher ihren Luft-Wasser-Roboter, der im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde, mit einem Saugnapf versehen. Dadurch kann die Drohne sozusagen „trampen“ und ihren Stromverbrauch senken.

Luft-Wasser-Drohne, Empa
Der vielseitige Roboter, der von einem Team von Wissenschaftlern aus China, Großbritannien und der Schweiz entwickelt wurde, könnte für die Beobachtung von Ökosystemen aus der Luft und im Wasser eingesetzt werden. Die Saugscheibe ist vom Schiffshalter-Fisch inspiriert und hilft, Energie zu sparen. © Empa

Erfolgreiche Erprobung

In verschiedenen Tests fuhr der Roboter auf einem schwimmenden Wirtsfahrzeug mit, um Videoaufnahmen vom Meeresboden zu machen. „Unsere Studie zeigt, wie wir uns vom Adhäsionsmechanismus der Schiffshalter-Fische inspirieren ließen und ihn mit luftgestützten Robotersystemen kombiniert haben, um neuartige Mobilitätsmethoden für die Robotik zu erreichen“, erläutert Mirko Kovac, der sowohl das „Materials and Technology Center of Robotics“ der Empa als auch das „Aerial Robotics Lab“ am „Imperial College London“ leitet.

Im Zuge der Tests verbrauchte der Roboter durch das „Trampen“ 20-mal weniger Energie als mit reinem Eigenantrieb. Dabei fuhr die Drohne auch im offenen Meer per Anhalter mit. Zudem gelangen Videoaufnahmen sogar während des Übergangs von der Luft ins Wasser und das Gerät konnte sowohl in Süß- als auch in Salzwasser Bergungsarbeiten durchführen.


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