Roboter mit Taubenfedern: Der „PigeonBot“ ahmt den Gleitflug von Vögeln nach

Einen Flugroboter mit echten Taubenfedern hat ein Forschungsteam der Stanford-Universität in Kalifornien entwickelt. Der „PigeonBot“, vorgestellt in den Fachmagazinen „Science“ und „Science Robotics“, wird mit Hilfe von künstlichen Gelenken gesteuert.
Der Biologe und Ingenieur David Lentink orientierte sich bei der Konstruktion am Gleitflug von Tauben. Das Team untersuchte dazu zunächst Flügel toter Tauben und versuchte dann, sie so gut wie möglich nachzubauen.

Dabei fanden sie heraus, dass die Winkel von nur zwei Gelenken 97 Prozent der gesamten Flügelform erklären können: das sogenannte Handgelenk und das Gelenk des Fingers, mit dem die äußeren Flügelfedern verbunden sind. Dabei wird nicht jede Feder einzeln von den Tauben gesteuert, vielmehr sind die Federschäfte mechanisch miteinander verbunden. Im PigeonBot übernehmen elastische Bänder zwischen den Federn diese Aufgabe.

Ein fliegendes Brett mit Federn

PigeonBot besteht aus Hartschaumbrettern, etwas Elektronik an Bord – etwa GPS, Fernsteuerung und einem Motor mit Propeller – und 40 Flugfedern von Tauben an den Flügeln. Werden im Flug Hand und Finger eines Flügels zum Körper hin bewegt, dann fliegt der Roboter eine Kurve in die Richtung dieses Flügels, „wobei das Handgelenk eine grobe Kontrolle und der Finger die Feinsteuerung ermöglicht“, schreiben die Forscher.

Echte Taubenfedern hätten viele Vorteile, schreiben die Forscher. Sie seien „unglaublich weich, leicht und robust“. Außerdem böten sie stabile elastische Reaktionen auf unterschiedliche aerodynamische Belastungen. Hinzu kommt ein weiteres Phänomen, das Lentink und Kollegen in der „Science“-Studie genauer untersuchten: Wenn benachbarte Flugfedern übereinander gleiten, dann steigt ab einem bestimmten Winkel der Widerstand um das Zehnfache.

Flimmerhärchen schaffen Stabilität

Bei der Untersuchung mit verschiedenen mikroskopischen Methoden bemerkten die Forscher: Tausende von Flimmerhärchen auf den unten liegenden Federn verhaken sich in kleinen Ästen aus oben liegenden Federn. Das verhindert beim Spreizen der Flügel das Entstehen von Lücken in der Flügelfläche. Wenn der Flügel zum Körper hin gezogen wird, lösen sich die verhakten Flimmerhärchen mit einem Geräusch wie beim Lösen eines Klettverschlusses. Bei Vögeln wie der Schleiereule, die sehr leise fliegen, fanden die Forscher diesen Mechanismus nicht. (dpa)