Forscher lösen Tiefenwahrnehmungs-Problem
«RoboBees» bleiben unfallfrei dank Laser-Augen
publiziert: Montag, 23. Nov 2015 / 09:10 Uhr / aktualisiert: Montag, 23. Nov 2015 / 09:50 Uhr

Wissenschaftler der University of Buffalo und der University of Florida haben eine effektive Methode gefunden, um kleine Flugroboter unfallfrei durch schwieriges Gelände fliegen zu lassen.

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Die ursprünglich an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences  entwickelten «RoboBees» werden hierfür mit mechanischen Augen ausgestattet, die den dreidimensionalen Raum mithilfe von speziellen Laserstrahlen abtasten, um die Entfernung, Grösse und Form von Objekten zu erkennen und die Flugbahn der winzigen Roboter-Insekten entsprechend auszurichten.

Laser-basiertes Radar

Die von Harvard-Forschern entwickelten RoboBees sind lediglich so gross wie eine Hausfliege, wiegen 80 Milligramm, schlagen ihre Flügel 120 Mal pro Sekunde und können sogar unter Wasser tauchen. Trotz ihrer geringen Grösse sollen die kleinen Flugroboter einmal Grosses leisten und beispielsweise für Rettungseinsätze, zur Personensuche, Überwachung oder sogar zur Blütenbestäubung eingesetzt werden. Einziges Problem: Die winzigen Maschinen haben keine Tiefenwahrnehmung und würden deshalb im Einsatz einfach gegen Wände und im Weg stehende Hindernisse stossen.

Um dieses Problem zu lösen, wollen Wissenschaftler die RoboBees mit einer Laser-basierten Version eines Radars ausstatten. Diese Technologie, die auch als «LiDAR» (Light detection and ranging) bekannt ist, setzt anstelle von Radiowellen auf unsichtbare Laserimpulse, die den umliegenden Raum vermessen. «Wir verwenden im Grunde dieselbe Technik, die Autohersteller einsetzen, um ihre fahrerlosen Vehikel nicht überall hineinfahren zu lassen. Der Unterschied ist nur, dass wir diese Technologie auf eine winzige Grösse schrumpfen müssen, damit sie auf den RoboBees funktioniert», erklärt Projektmitarbeiter Karthik Dantu von der University of Buffalo gegenüber «LiveScience».

Enorme Geschwindigkeit

Dantu selbst ist für die Erstellung spezieller Algorithmen im Projekt zuständig, mit denen die Roboter-Insekten ihre Umgebung «wahrnehmen» sollen. Die Entwicklung der Laser-Augen übernehmen seine Kollegen Sanjeev Koppal und Huikai Xie von der University of Florida. «Mit LiDAR lässt sich gewissermassen das Echo eines Lichtimpulses messen», erläutert Koppal die Funktionsweise. Das Ganze passiere unglaublich schnell. «Die grosse Herausforderung liegt in der enormen Geschwindigkeit, mit der der Raum vermessen werden muss», betont er.

Im Moment befindet sich die Entwicklung der Micro-LiDAR-Sensoren noch in einem relativ frühen Stadium. Die beteiligten Forscher hoffen aber, in spätestens drei Jahren sowohl über funktionierende Sensoren als auch über Algorithmen zu verfügen. Diese sollen dann von den RoboBee-Erfindern in Harvard in die kleinen Flugroboter integriert werden.

(pte)

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