Cyborg-Libelle mit elektronischem Rucksack

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Flügel haben Rotoren einiges voraus. Deshalb treffen Libellen auch zunehmend Drohnen, die ihnen täuschend ähnlich sind. Dass sie jetzt aber mit Elektronik bepackt selbst für den Höhenrausch sorgen sollen, ist neu.

Schon seit Jahrhunderten versuchen Menschen durch Beobachtung der Natur technische Probleme zu lösen. Von der Sensorentwicklung über Fortbewegungsmethoden bis hin zu Konzepten zukünftiger Bordnetzarchitekturen – die Bionik hilft auch in unseren Tagen. Denn die Natur entwickelt zwar langsam, dafür aber ziemlich lange. In den Unternehmen ist es meist umgekehrt.

Auch unsere „Flugmaschinen“ waren von Anfang an den Vögeln abgeschaut. Der Urvater der Bionik – Leonardo da Vinci – hatte schon 1505 den Vogelflug dahingehend analysiert und auch die erste „Drohne“ mit Rotor entstammt seiner Feder.

Seit ein paar Jahren haben Drohnenentwickler allerdings Libellenflügel als besonders flugtauglich erkannt. So kann die künstliche Libelle „DelFly“ der TU Delft segeln, auf der Stelle stehen und in alle Richtungen davon fliegen. Mit einer Flügelspannweite von 10 Zentimetern, einem Gewicht von 3 Gramm und einer Onbord-Kamera steht sie im Guinness-Buch der Rekorde als das weltkleinste mit einer Kamera bestückte Flugzeug.

Anwendungen etwa als „Minispion“ gibt es sowohl im zivilen als auch militärische Bereich zur Genüge. Ende letzten Jahres sollen solche Drohnen ausgestattet mit Wärmebildkameras schon bei einem Manöver der russischen Armee eingesetzt worden sein.

Echte Libellen mit Gepäck

Warum die metallisch glänzenden Luftakrobaten nachbauen, dachten Ingenieure vom Draper Laboratory und dem Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Ihre Drohne macht sich die außergewöhnlichen Flugeigenschaften der Libelle direkt zunutze. Durch zwei voneinander unabhängige Flügelpaare kann sie in der Luft stehen sowie vorwärts und rückwärts fliegen. Und das mit bis 50 km/h ohne dabei einen Akku zu strapazieren. Das kann kein Imitat leisten.

Damit das Insekt in die gewünschte Richtung fliegt, sendet ein elektronischer Rucksack Lichtimpulse direkt in das Nervensystem der Cyborg-Libelle, um gezielt eine Art „Steuer-Neuronen“ zu aktivieren.

Als Lichtleiter dienen an Stelle optischer Fasern kleinste optische Strukturen, sogenannte Optroden. Sie können Licht im Submillimeterbereich lenken ohne Nachbar-Neuronen zu beeinträchtigen. Um die Neuronen “lichtempfindlich” zu machen, “impfte” sie das HHMI mit Genen wie sie normalerweise im Auge vorkommen.

Die Technik ist so leicht und winzig, dass sie bei einer Vielzahl von Insekten angebracht werden kann. Als möglich Anwendung nennen die Wissenschaftler die Wiederherstellung einer Bienenpopulation. Die Hybrid-Drohne würde bei der Bestäubung helfen und Erkundungsflüge tätigen. Aber auch am Boden ließe sich die Technologie der Neuronen-Aktivierung für wirksamere und direktere Therapien mit geringeren Nebenwirkungen einsetzen.

 

Was halten Sie davon, Lebewesen in „Cyborgs“ zu verwandeln? Aus welchen Gründen auch immer. Diskutieren Sie mit uns hier auf dem electronicaBlog.

 

Cyborg-Libelle (Bild: Draper Laboratory)

Hybrid-Drohnen sollen Bienen bei der Bestäubung unterstützen. (Bild: Draper Laboratory).