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Forschung Mikroroboter fliegt schnell wie eine Hummel

Quelle: Massachusetts Institute of Technology (MIT) 2 min Lesedauer

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MIT-Ingenieure haben einen fliegenden Mikroroboter entwickelt, der so schnell wie eine Hummel fliegt. Mit seiner insektenähnlichen Geschwindigkeit und Beweglichkeit könnte der winzige Roboter eines Tages bei Such- und Rettungsmissionen helfen.

Schnell und wendig wie eine Hummel ist ein neuer Mikroroboter von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology (MIT).(Bild: MIT)
Schnell und wendig wie eine Hummel ist ein neuer Mikroroboter von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology (MIT).
(Bild: MIT)

Schnell und wendig wie eine Hummel ist ein neuer Mikroroboter von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die große Flexibilität in der Luft macht die Robo-Hummel zum idealen Werkzeug für die Suche nach Vermissten, etwa nach Erdbeben. Sie kann selbst herabfallenden Trümmern ausweichen. Tempo und Beschleunigung sind im Vergleich zu den bisher schnellsten Mikrorobotern aus der Schmiede der Entwickler um 450 Prozent beziehungsweise sogar 250 Prozent gestiegen.

KI-basierte Steuerung ermöglicht akrobatische Flugmanöver

Die Steuerung ist von entscheidender Bedeutung. Die MIT-Ingenieure haben sie auf der Basis von künstlicher Intelligenz (KI) entwickelt. Sie ermöglicht akrobatische Flugmanöver, um Hindernisse zu umfliegen und enge Spalten zu passieren. Selbst spektakuläre, wenn auch praxisferne Salti in großer Zahl in kurzer Zeit sind möglich. Die Robo-Hummel schafft zehn Überschläge in elf Sekunden. Selbst böige Winde werfen sie nicht aus der Bahn.

Ein zweistufiges, KI-gesteuertes Steuerungsschema sorgt für die für komplexe, schnelle Manöver erforderliche Robustheit. Zudem bietet es die für den Echtzeit-Einsatz notwendige Recheneffizienz.(Bild: MIT)
Ein zweistufiges, KI-gesteuertes Steuerungsschema sorgt für die für komplexe, schnelle Manöver erforderliche Robustheit. Zudem bietet es die für den Echtzeit-Einsatz notwendige Recheneffizienz.
(Bild: MIT)

"Wir können diese Roboter in Situationen einsetzen, in denen herkömmliche Quadcopter-Roboter Probleme hätten zu fliegen. Mit unserer bioinspirierten Steuerung ist die Flugleistung des Roboters in Bezug auf Geschwindigkeit, Beschleunigung und Neigungswinkel mit der von Insekten vergleichbar", unterstreicht MIT-Wissenschaftler Kevin Chen.

Robo-Hummel wiegt weniger als eine Büroklammer

Die Robo-Hummel wiegt weniger als eine Büroklammer. Angetrieben wird sie von künstlichen Muskeln, die die Flügel mit extrem hoher Frequenz flattern lassen. Ihre Wendigkeit verdankt sie einer sogenannten modellprädiktiven Regelung, die auf der Grundlage der aktuellen Position des künstlichen Insekts deren optimale Folgebewegungen errechnet. Dazu wird die Steuerung trainiert, sie lernt durch Imitation.

Die Forscher haben eine intelligente Methode gefunden, um die Menge an Trainingsdaten auf genau das Nötige zu beschränken. Der KI-gesteuerte Controller bekommt als Eingaben die jeweiligen Roboterpositionen und gibt in Echtzeit Steuerbefehle aus, um Schubkraft und Flugrichtung an den aktuellen Bedarf anzupassen. Im nächsten Schritt wollen die Entwickler ihr künstliches Insekt mit Kamera und Sensoren ausstatten, um es praktisch nutzbar zu machen.

Über das Projekt

Diese Forschung wird teilweise von der National Science Foundation (NSF), dem Office of Naval Research, dem Air Force Office of Scientific Research, MathWorks und dem Zakhartchenko-Stipendium finanziert. Mehr dazu unter: news.mit.edu

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