Technik: Roboter mit Taubenflügeln

Mit diesen „biohybriden“ Flügeln statteten die US-Forscher ihren Flugroboter aus. (Foto: Lentink Lab/Stanford University/AFP)

Ingenieure haben ein Fluggerät gebaut, das durch die Luft gleiten kann wie eine Taube. Sie haben sich dabei viel von den Vögeln abgeschaut.

Auf den ersten Blick ist der fliegende Roboter kaum von einer Taube zu unterscheiden. Erst wenn man genauer hinschaut, erkennt man den Propeller, der das kleine Gerät in einem Video der kalifornischen Stanford University antreibt. Den Flugroboter mit echten Taubenfedern haben Ingenieure um David Lentink zusammengebaut. Es gelang ihnen sogar, das Gerät namens Pigeon Bot mithilfe von künstlichen Gelenken zu steuern. Die Konstrukteure kombinierten dabei biologische Erkenntnisse und Ingenieurswissen. Das berichten sie in zwei Fachartikeln in den Journalen Science Robotics und Science.

Als promovierter Biologe mit einem Ingenieurstudium versuchte Lentink, insbesondere die Steuerung des Gleitflugs durch Tauben auf ein Fluggerät zu übertragen. Das Team untersuchte dazu zunächst Flügel toter Tauben und begann dann, sie so gut wie möglich nachzubauen.

Pigeon Bot hat neben einem Rumpf aus Hartschaumbrettern auch ein wenig Elektronik an Bord: ein GPS, eine Fernsteuerung, einen Motor mit Propeller sowie Aktuatoren für die Gelenke. An den Flügeln sind insgesamt 40 Flugfedern von Tauben befestigt. Echte Taubenfedern hätten viele Vorteile, schreiben die Autoren. Sie seien "unglaublich weich, leicht und robust". Außerdem ermöglichten sie stabile elastische Reaktionen auf unterschiedliche aerodynamische Belastungen. Hinzu kommt ein weiteres Phänomen, das Lentink und Kollegen in der Science-Studie genauer untersuchten: Wenn überlappende Flugfedern beim Strecken des Flügels auseinandergleiten, verhindert ein Mechanismus, dass sie sich ganz voneinander trennen. Mithilfe von Elektronenmikroskopie und mechanischen Tests fanden die Forscher heraus, wie das System funktioniert: Im Flug verhaken sich Tausende Flimmerhärchen auf den unten liegenden Federn in den kleinen Ästen der oben liegenden Federn. Das verhindert beim Spreizen der Flügel, dass Lücken in der Flügelfläche entstehen. Wenn der Flügel zum Körper hingezogen wird, lösen sich die verhakten Flimmerhärchen mit einem Geräusch wie beim Öffnen eines Klettverschlusses. Bei Vögeln wie der Schleiereule, die sehr leise fliegen, fanden die Forscher diesen Mechanismus nicht.