MIT-Mikroroboter fliegen jetzt wie Insekten

MIT-Ingenieure haben einen KI-gesteuerten Flugwinzling entwickelt, der 10 Saltos in 11 Sekunden schafft. Für Unternehmen eröffnet die Technologie völlig neue Einsatzszenarien in schwer zugänglichen Bereichen.

Wenn Drohnen zu groß sind

Stellen Sie sich vor, Ihre Inspektionsteams könnten enge Rohrsysteme, eingestürzte Gebäude oder verwinkelte Industrieanlagen aus der Luft kartieren. Mit herkömmlichen Drohnen unmöglich. Fliegende Mikroroboter könnten diese Lücke schließen.

Das Problem bisher: Die winzigen Fluggeräte waren zu langsam und zu unbeweglich für reale Einsätze. Sie konnten nur gemächlich auf glatten Flugbahnen operieren. Von der Wendigkeit echter Insekten waren sie weit entfernt.

KI bringt den Durchbruch

Forscher am MIT haben dieses Manko jetzt beseitigt. Ihr neuer Mikroroboter erreicht insektenähnliche Geschwindigkeit und Agilität. Der Schlüssel liegt in einem zweistufigen KI-Kontrollsystem.

„Mit unserem bioinspirierten Kontrollrahmen ist die Flugleistung unseres Roboters mit Insekten vergleichbar. In Bezug auf Geschwindigkeit, Beschleunigung und Neigungswinkel“, erklärt Kevin Chen, Associate Professor am Department of Electrical Engineering and Computer Science.

Die erste Stufe nutzt einen sogenannten Model-Predictive Controller. Dieser berechnet komplexe Manöver wie Saltos und aggressive Neigungen voraus. Die zweite Stufe komprimiert diese Berechnungen mittels Deep Learning in ein Echtzeit-System.

Die Zahlen sprechen für sich

Die Ergebnisse sind beeindruckend: 447 % mehr Geschwindigkeit gegenüber früheren Versionen. Die Beschleunigung stieg um 255 %. In Tests absolvierte der Winzling 10 aufeinanderfolgende Saltos in nur 11 Sekunden. Selbst bei Windstößen von über einem Meter pro Sekunde wich er maximal 4 bis 5 Zentimeter von seiner geplanten Flugbahn ab.

Der Roboter wiegt weniger als eine Büroklammer und misst etwa 4 Zentimeter. Seine Flügel werden von künstlichen Muskeln angetrieben, die extrem schnelle Schlagbewegungen ermöglichen.

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Marktpotenzial für Unternehmen

Die Einsatzszenarien reichen von Such- und Rettungsmissionen bis zur industriellen Inspektion. Überall dort, wo größere Drohnen nicht hinkommen, könnten Schwärme dieser Mikroroboter operieren.

„Diese Arbeit demonstriert, dass weiche Mikroroboter, die traditionell in ihrer Geschwindigkeit begrenzt waren, jetzt fortschrittliche Steuerungsalgorithmen nutzen können“, so Co-Autor Yi-Hsuan Hsiao. Das eröffne neue Möglichkeiten für multimodale Fortbewegung.

Nächste Schritte

Die Forschung wurde in Science Advances veröffentlicht und von der National Science Foundation sowie dem Office of Naval Research finanziert. Als nächstes wollen die Wissenschaftler Sensoren und Kameras integrieren. Damit könnten die Roboter künftig autonom im Freien navigieren. Für Unternehmen wird es spannend, wenn erste kommerzielle Anwendungen in Sicht kommen.

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Quelle: MIT engineers design an aerial microrobot that can fly as fast as a bumblebee