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2019-09-03

Interview mit Dr. Matěj Karásek, Gast-Forscher an der Fakultät für Luftraumtechnik der Technischen Universität Delft (TU Delft)

Was waren die größten Herausforderungen bei der Entwicklung der DelFly-Roboter Bienen?

Unsere Vorbilder waren natürlich Vögel und Insekten. Genauso fliegen auch die DelFly-Roboter, indem sie mit den Flügeln schlagen. Und sie besitzen auch ein Leitwerk wie Flugzeuge. Dadurch wird ihr Flug stabilisiert und kontrolliert. Geflügelte Insekten dagegen stabilisieren den Flug aktiv, indem sie ihre Flügelbewegungsmuster kontinuierlich an Störungen von außen anpassen.

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung von DelFly-Roboter-Bienen bestand nun darin, Mechanismen zu entwickeln, die eine Anpassung der Flügelbewegung innerhalb eines 30-g-Roboters möglich machen.

Damit sich seine Flügel so wie die der Tiere bewegen, musste der Roboter mit Miniatur-Bewegungssensoren und einem Computer ausgestattet werden. Die integrierten Algorithmen schätzen nun laufend die Ausrichtung der Roboter-Biene im Raum und geben entsprechende Befehle, um den Flug stabil zu halten.

Welche nächsten Schritte sind geplant?

Der DelFly Nimble-Roboter  ist zwar einer der wendigsten Schlagflügelroboter überhaupt, aber seine Flugeigenschaften sind nach wie vor schlechter als bei seinen natürlichen Vorbildern. Weitere Forschungen sollten sich deshalb auf eine Verbesserung der Schubleistung, der Energieeffizienz und der Steuerung konzentrieren.

Aufgrund ihres geringen Gewichts und des damit verbundenen geringen Risikos können DelFly-Roboter allerdings in der Nähe von Menschen sicher betrieben werden.

Längerfristig haben Schlagflügelroboter das Potenzial, noch kleiner zu werden und somit noch besser in Schwärmen eingesetzt zu werden. Schwärme dieser intelligenten autonomen Roboter können auch zur Überwachung der Luftverschmutzung, in Lagern zur Bestandsüberwachung oder sogar für Such- und Rettungsanwendungen eingesetzt werden.

Ist es möglich, mit dem DelFly Nimble Pflanzen zu bestäuben? Wenn ja, welche Fähigkeiten fehlen derzeit und wie lange würde es Ihrer Meinung nach dauern, sie zu entwickeln?

Momentan hat die Roboter-Biene nur eine einfache Grundausstattung. Deshalb ist in den meisten Fällen noch eine Fernbedienung durch einen menschlichen Piloten erforderlich. Das macht die Roboter-Biene derzeit unwirtschaftlich. Bevor ein völlig autonomer Einsatz möglich ist, müssen noch viele Probleme gelöst werden, von der Navigation und Lokalisierung der zu bestäubenden Pflanze bis hin zum spezifischen Bestäubungsmechanismus. Die Batterieleistung und die Widerstandsfähigkeit gegen Witterungsbedingungen sind weitere Beispiele dafür, was noch deutlich verbessert werden muss.

Die laufenden technischen Fortschritte bei Mini-Computern, Sensoren und Akkutechnologien werden es aber ermöglichen, vollautomatische, luftgestützte Roboterbestäuber zu entwickeln. Dadurch, dass sie so klein sind wie Insekten, und durch das geringe Gewicht der Roboter-Bienen wird die Pflanze beim Anflug aber kaum gestört - das ist einer der Vorteile der Schlagflügeltechnologie gegenüber Propellern.

In den nächsten zehn Jahren werden die Roboter-Bienen beim Indoor-Farming sicher zum Einsatz kommen. Doch die Produktionskosten jeder einzelnen „Robobee" schränken ihre Verwendung stark ein. Und wir hoffen, dass Roboter-Bienen unsere Backup-Lösung bleiben werden und weiterhin echte Bienen die Blüten bestäuben.