Roboter-Vogel mit Solarflügeln

College Park (USA) - Vögel, Bienen und Mücken dienen Wissenschaftlern als Vorbild für kleine Flugroboter, die sich mit schnellem Flügelschlag elegant durch die Lüfte bewegen. Bisher sind diese Maschinen allerdings noch mit einer Stromquelle verdrahtet oder tragen kleine Batterien. Die Reichweite solcher Flugroboter, die sich als Aufklärungsdrohnen eignen könnten, konnte nun von einem amerikanischen Forscherteam mit leichten Solarflügeln erweitert werden. Der Prototyp „Robo Raven III“ hob nun an der University of Maryland zu einem Jungfernflug ab.

„Auf längeren Missionen braucht Robo Raven eine Möglichkeit, sich völlig selbstständig mit Energie zu versorgen“, sagt Satyandra Gupta vom Maryland Robotics Center. Dazu entwickelte er mit seinen Kollegen Flügel, die über eine Spannweite von etwa einem Meter mit einer flexiblen Folie aus dünnen, organischen Solarzellen bespannt wurden. Während eines sonnigen Tags lieferten diese Solarmodule 3,6 Watt Leistung. Für einen dauerhaften Betrieb des Elektromotors, der mit 30 Watt Leistung die Flügel schwingen ließ, reichte diese Stromausbeute bei etwa sechs Prozent Wirkungsgrad allerdings nicht aus. So musste der Roboter-Rabe Zwischenstopps einlegen und warten bis seine Batterien mit Solarstrom wieder vollständig aufgeladen waren.

„Wir hoffen, dass bald effizientere Solarzellen zur Verfügung stehen, um Robo Raven an Flügeln und Körper mit mehr Modulen bestücken zu können“, sagt Gupta. Gelingt dieser Schritt, könnte die Reichweite von diesen Flugrobotern nochmal vergrößert werden. Bisher reicht eine Akkuladung nur für wenige Flugminuten aus und das Aufladen der Batterien dauert während der Zwischenlandungen wenige Stunden. Diese Eigenschaften empfehlen Robo Raven noch nicht als zuverlässige Aufklärungsdrohne.

Parallel suchen Entwickler von Flügel-Robotern noch nach weiteren, möglichst leichten Energiequellen. So könnten Brennstoffzellen aus Wasserstoff Strom gewinnen, der in einem kleinen Tank mitgeführt wird. Doch an die Effizienz echter Vögel werden diese bionische Nachbauten lange nicht heranreichen. Denn in jedem Gramm Fleisch, das Raubvögel verspeisen, steckt etwa 20 mal mehr Energie als die besten verfügbaren Batterien bei gleichem Gewicht derzeit speichern können.