Roboter-Biene kann, was Bienen können – und mehr!

Seit mehr als zehn Jahren arbeiten Forscher der Harvard University an autonom fliegenden Mikrorobotern für den Einsatz in der Landwirtschaft und im Katastrophenschutz. Die sogenannten RoboBees sind von der Biologie der Bienen inspiriert und können fliegen, an Wänden hängen und, was Bienen nicht können, schwimmen und tauchen. Dabei geht eine Robo-Biene aber nicht unter wie eine Bleibiene, sondern ist durch ein spezielles inneres Lachgas-Verbrennungssystem in der Lage, sich per Raketenantrieb wieder aus dem Wasser in die Luft zu katapultieren.

Die neue RoboBee fliegt, taucht
und springt aus dem Wasser (Harvard University)

Seit mehr als zehn Jahren arbeiten Forscher der Harvard University an autonom fliegenden Mikrorobotern für den Einsatz in der Landwirtschaft und im Katastrophenschutz. Die sogenannten RoboBees sind von der Biologie der Bienen inspiriert und können fliegen, an Wänden hängen und, was Bienen nicht können, schwimmen und tauchen.

Dabei geht eine Robo-Biene aber nicht unter wie eine Bleibiene, sondern ist durch ein spezielles inneres Lachgas-Verbrennungssystem in der Lage, per Raketenantrieb sich wieder aus dem Wasser in die Luft zu katapultieren.

Oberflächenspannung des Wassers

Laut der Forscher des Wyss-Instituts ist dies der erste Mikro-Roboter, der sich in einem solch dichten Medium wie Wasser zielgerichtet bewegen kann. Da Wasser 1000-mal so dicht ist wie Luft, mussten die Forscher die ideale Flügelgröße und die optimale Flügeldrehzahl (220...300 Hz in der Luft, 9...13 Hz in Wasser) bestimmen und auch dafür sorgen, dass ihre künstlichen Bienen die Oberflächenspannung des Wassers durchbrechen können, um wieder aus dem Wasser aufzutauchen.
Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher RoboBee mit vier leistungsstarken Auslegern und einer zentralen Gassammelkammer ausgestattet. Sobald RoboBee auf der Wasseroberfläche schwimmt, zerlegt eine elektrolytische Platte in der Kammer Wasser in ein gasförmiges Gemisch aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas, auch Knallgas genannt.
Das Knallgas erhöht den Auftrieb des Roboters, hebt die Flügel aus dem Wasser, wobei die Ausleger die RoboBee auf der Wasseroberfläche stabilisieren. Und Knallgas hat seinen Namen nicht von ungefähr: Eine kleine Zündkerze entzündet das Gas in der Kammer und treibt das Fluggerät aus dem Wasser. Der Roboter stabilisiert sich in der Luft von selbst und landet deshalb immer auf seinen vier Beinen.

Mems-Technologie

Für den Bau der RoboBees haben die Forscher des Wyss Institute innovative Produktionsmethoden entwickelt, die so genannte Pop-Up-Mikroelektromechanik (MEM). Dadurch werden die Grenzen der derzeitigen Robotik weit in die Zukunft verschoben.
Die Forscher hoffen, dass ihre RoboBees die Entwicklung zukünftiger Mikroroboter anregen, die sich in komplexen Medien bewegen und eine Vielzahl von Aufgaben ausführen können.