Fliegt wie ein Vogel, setzt sich nieder wie ein Vogel – und ist ein Roboter!
Um technische Herausforderungen zu meistern, haben sich die Menschen schon oft von der Natur inspirieren lassen. Und wie ließe sich ein Flugproblem besser lösen, als die besten Flugmaschinen der Natur zu erforschen und nachzuempfinden? Genau in diesem Sinne hat ein Forschungsteam der Universität Sevilla in Spanien Roboter gebaut, die wie echte Vögel fliegen, landen und sich niedersetzen können. Das diese Arbeit unterstützende, EU-finanzierte Projekt GRIFFIN (General compliant aerial Robotic manipulation system Integrating Fixed and Flapping wings to INcrease range and safety) ist nach dem Greifen benannt – jenem mythischen Mischwesen, das mit dem Körper eines Löwen und dem Kopf und den Schwingen eines Adlers dargestellt wird. Das GRIFFIN-Forschungsteam setzt verschiedene Verfahren, Werkzeuge und Technologien ein, um Robotervögel zu entwickeln, die geschickt Dinge handhaben können. Das heißt, sie verfügen über Krallen, die Objekte greifen und die beim Landen und Niedersetzen behilflich sind. „Die Roboter werden mit minimalem Energieverbrauch fliegen, sich auf gekrümmten Oberflächen niederlassen und geschickt manipulieren können“, wird auf der GRIFFIN-Projektwebsite bekannt gegeben. Weiter heißt es: „Die geschickte Handhabung erfolgt, indem sich [der Roboter] mit einer oder mehreren Extremitäten an einer Oberfläche, etwa auf einer Stange oder an einem Rohr, festhält, während mit anderen manipuliert wird, um die beim freien Fliegen von existierenden Flugmanipulatoren bestehenden Einschränkungen bezüglich geschickter Handhabung zu überwinden.“
Die Errungenschaften des letzten Jahres
Die Errungenschaften des Teams in Sevilla sind in einem kürzlich veröffentlichten Video zu sehen. Zu den gezeigten Ergebnissen zählen eine Simulation des Robotervogels im Stile eines Videospiels und Windkanaltests an den Roboterflügeln. Zudem werden flexible Flügel nach dem Vorbild der Natur, die der Biologie nachempfundene Flügelschläge ausführen können, oder Bewegungen demonstriert, die von faltbaren Flügeln realisiert werden, die den Flügelschlag echter Vögel originalgetreu nachahmen. In dem Video werden außerdem Roboterkrallen gezeigt, die zum Landen und Sichniedersetzen dienen. Das Video stellt zwei verschiedene Typen von Robotervögeln – den Powerbird und den E-Flap – beim Fliegen im Außenbereich und beim autonomen Fliegen im Innenraum vor. Beide Vögel fliegen durch einen Raum oder über eine Wiese und landen mit ihren Krallen auf dem Boden oder einer Sitzstange. Letztlich besteht das Ziel des Forschungsteams darin, Robotervögel zu bauen, die auf sichere Weise in per Drehflügler nicht erreichbare Gebiete gelangen und zudem physisch mit dem Menschen interagieren können. „Bei diesen Robotern und ihren Flug- und Handhabungssteuerungsmethoden wird Konformität eine wichtige Rolle spielen“, heißt es weiter auf der Projektwebsite. „Die Steuerungssysteme werden auf geeigneten kinematischen, dynamischen und aerodynamischen Modellen beruhen. Die GRIFFIN-Roboter werden über eine autonome Wahrnehmung, Reaktivität und Planung auf der Grundlage dieser Modelle verfügen. Sie werden sich außerdem mit anderen zusammenschließen können, um kooperative Handhabungsaufgaben zu lösen.“ Die zukünftige Arbeit des Projekts GRIFFIN wird sich mit der Integration neuer und fortgeschrittener Flügelschlag-Prototypen mit Wahrnehmungs- und Planungsfunktionen sowie der Fähigkeit zum autonomen Niedersetzen und Handhaben beschäftigen. Das Fünfjahresprojekt endet im Oktober 2023. Weitere Informationen: GRIFFIN-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
GRIFFIN, Vogel, Robotervogel, Roboter, Manipulation, Handhabung, landen, anfliegen, sich niedersetzen