"RAVEN": Drohne hüpft und startet wie Raben

Leichte Innovation von EPFL-Ingenieuren wird selbst mit schwierigstem Gelände spielend fertig

Drohne "RAVEN" in Aktion: Gerätschaft findet sich überall zurecht (Foto: Alain Herzog, epfl.ch)

Lausanne (pte015/06.12.2024/11:30) - Die multifunktionalen Roboterbeine der vogelähnlichen Drohne "RAVEN" von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne ( https://www.epfl.ch/de/ ) (EPFL) ermöglichen es ihr, selbst in Umgebungen, die für geflügelte Drohnen bisher unzugänglich waren, autonom zu landen und zu starten. Zudem kann sich das Gerät in unwegsamem Gelände hüpfend fortbewegen, um die nähere Umgebung zu erkunden. Und natürlich ist Fliegen auch möglich, um größere Entfernungen zurückzulegen.

Bewegungsvielfalt und leicht

Das Design von RAVEN zielt darauf ab, die Gangvielfalt zu maximieren und gleichzeitig die Masse zu minimieren. Inspiriert von den Proportionen der Vogelbeine und langen Beobachtungen von Krähen auf dem Campus der EPFL, hat EPFL-Doktorand Won Dong Shin eine Reihe maßgeschneiderter, multifunktionaler Vogelbeine entworfen.

Der Wissenschaftler hat hierzu eine Kombination aus mathematischen Modellen, Computersimulationen und experimentellen Iterationen verwendet, um ein optimales Gleichgewicht zwischen der Komplexität der Beine und dem Gesamtgewicht der Drohne zu erreichen, das letztlich bei nur 620 Gramm liegt.

Federn, Motoren, Sehnen, Muskeln

Das am besten austarierte Bein hält schwerere Komponenten nahe am "Körper", während eine Kombination aus Federn und Motoren die kraftvollen Sehnen und Muskeln der Vögel nachahmt. Die leichten, ebenfalls von Vögeln inspirierten Füße haben ein Gelenk, das verschiedene Körperhaltungen beim Gehen, Hüpfen und Springen unterstützt.

"Die Umsetzung von Vogelbeinen und -füßen in ein leichtes Robotersystem stellte uns vor Design-, Integrations- und Steuerungsprobleme, die Vögel im Laufe der Evolution elegant gelöst haben. Das führte zur Entwicklung der bisher multimodalsten geflügelten Drohne", unterstreicht Forschungsleiter Dario Floreano.

Bisherige Laufroboter waren zu schwer, um springen zu können, während Roboter, die zum Springen konzipiert waren, keine Füße hatten, die zum Laufen geeignet waren. Das einzigartige bionische Design von RAVEN ermöglicht es ihm, zu laufen, Steigungen und Gefälle zu überwinden und sogar auf einen 26 Zentimeter hohen Absatz zu springen.