Der tote Vogel wurde als Drohne wiedergeboren und wird mit dem Vogelschwarm fliegen. Ich frage mich, ob andere Vögel herausfinden können, dass es vor langer Zeit gestorben ist …

Der tote Vogel schlug erneut mit den Flügeln und schwebte über einen Universitätscampus.

Bei diesen Vögeln mit der etwas unbeholfenen Flughaltung handelt es sich eigentlich um Drohnen, genauer gesagt um Drohnen, die mit der Haut und den Federn toter Vögel bedeckt sind. Die Forscher gaben diesem Projekt, bei dem der tote Vogel in einer Drohne „wiedergeboren“ wurde, einen Namen: Phoenix.

Das Drohnenprojekt heißt Phoenix. Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

„Anstatt Drohnen aus künstlichen Materialien herzustellen, haben wir tote Vögel zu Drohnen umgestaltet“, sagte Mostafa Hassanalian, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der New Mexico Tech und der Ingenieur, der das Projekt leitete.

Hassanalian forscht seit einem Jahrzehnt an Drohnen. Während er die optimale Schlagfrequenz und die optimale Flügelform von Drohnen mit schlagenden Flügeln untersuchte, betrat er unwissentlich das Gebiet der Bionik, weil er feststellte, dass künstliche Materialien den tatsächlichen Flug von Vögeln nicht nachbilden konnten.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

„Wenn wir künstliche Materialien verwenden würden, könnten wir diese perfekte Schlagbewegung nicht erreichen“, sagte Hasanalyan.

Phoenix Nirvana wird zur Drohne

Bei der Herstellung dieser Drohnen kamen keine Vögel zu Schaden. Das Forschungsteam kaufte Vogelflügel online und arbeitete mit einem Präparatorenteam zusammen, um ganze Vogelexemplare zu erhalten. Zu den verwendeten Vögeln gehörten Tauben, Fasane, Kolibris und Krähen, und jeder kostete etwa 200 Dollar.

Mithilfe echter Vogelflügel, Schwanz, Kopf und Rumpf haben die Forscher eine Komponente zur Drohnensteuerung entwickelt und in den Körper des Vogels eingebaut, sodass der tote Vogel „wiederbelebt“ werden kann.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Im Labor wird die nachgebaute Vogeldrohne in einem Schlagsimulator getestet, um zu sehen, wie viel Belastung die Flügel aushalten und welche Geschwindigkeit die Vogeldrohne im Flug erreichen kann. Nach jedem Flugtest werden die Daten in ein Computerprogramm eingegeben, sodass die Forscher die Flugtechnologie analysieren und kontinuierlich verbessern und untersuchen können, wie diese Drohnen länger in der Luft gehalten werden können.

Nach einer Reihe von Tests stellten die Forscher fest, dass diese toten Vogelflügel im Vergleich zu Flügeln aus künstlichen Materialien effizienter sind. Derselbe Flügel kann Kraft in mehrere Richtungen erzeugen. Herkömmliche Drohnen müssen für jede Kraft mit unterschiedlichen Komponenten ausgestattet werden, um ähnliche Effekte zu erzielen.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Vögel verfügen über elastische Bänder zwischen den Federn und flexible Knochen, die ihnen geschickte Bewegungen bei wechselnder Windrichtung ermöglichen. Derzeit ist es sehr schwierig, Flügel mit der gleichen aerodynamischen Effizienz unter Verwendung künstlicher Materialien zu konstruieren und herzustellen.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Als sie draußen ankamen, schlug die Drohne in Hasanalyans Händen mit den Flügeln und konnte, nachdem sie mit Hilfe in die Luft geworfen worden war, weiterfliegen. Derzeit kann es nur maximal 20 Minuten fliegen , und das Forschungsteam sagte, dass es an Energiesparstrategien arbeitet, um die Flugzeit zu verlängern.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Diese tote Vogeldrohne ist immer noch nur ein Prototyp, aber wenn man sie aus der Ferne fliegen sieht, scheint sie noch am Leben und wohlauf zu sein.

Hat die Farbe eines Vogels auch Einfluss auf seinen Flug?

Viele Vögel können gut mit den Flügeln schlagen, manche Vögel schlagen jedoch weniger häufig mit den Flügeln, sind aber sehr gut flugfähig. Beispielsweise kann der Albatros, ein „effizienter Flugmeister“, mehr als tausend Meter über den weiten Ozean gleiten, ohne auch nur einen einzigen Flügelschlag zu machen.

Wie viele andere Seevögel haben Albatrosse Flügel, deren Oberseite schwarz und ihre Unterseite weiß ist. Schwarz absorbiert mehr Sonnenstrahlung, daher wird die Oberseite des Flügels heißer als die Unterseite – die Oberseite ist etwa 10 °C wärmer als die Unterseite.

Wanderalbatros (Diomedea exulans) Bildnachweis: JJ Harrison

In Gebieten mit höheren Temperaturen ist der Luftdruck niedriger, während unter den Flügeln, wo die Temperatur niedriger ist, der Luftdruck höher ist. Dadurch erhält der Albatros zusätzlichen Auftrieb, ähnlich wie die Flügel eines Flugzeugs, und erleichtert so das Fliegen. Inspiriert von Albatrossen testeten die Forscher zunächst Starrflügeldrohnen und stellten fest, dass die Farbe tatsächlich die Flugeffizienz beeinflusst. Sie untersuchen nun, wie sich Farbe und Muster der Vogelfedern auf den Flug von Schlagflügelflugzeugen auswirken.

Sobald ihre Ausdauer verbessert ist, werden diese toten Vogeldrohnen zu Experimenten in echte Vogelschwärme in der freien Natur eingesetzt. Um die Entstehung und Flugmuster von Zugvogelschwärmen besser zu verstehen, bauten Forscher in einem Universitätslabor einen großen Vogelkäfig. In der Voliere schlug ein kleiner Schwarm Drohnenvögel mit den Flügeln gegen den Wind.

Sie fliegen in V-Formation auf der Stelle. Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Mehr „Social“ beim Monitoring

Die Dead Bird-Drohnen sind außerdem mit Miniaturkameras, Mikrofonen und anderer Grundausrüstung ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Überwachungsmissionen durchzuführen. Sobald die Technologie ausgereift ist, könnten Drohnen, die tote Vögel aufspüren, dazu eingesetzt werden, die Tierwelt besser zu studieren und Abholzung und Wilderer aufzuspüren.

„Ich beobachte dich“ Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Herkömmliche Drohnen bereiten bei der Überwachung von Wildtieren oft Probleme. Beispielsweise verlassen Vögel, die durch Drohnen erschreckt werden, möglicherweise ihre Nester und setzen ihren Nachwuchs einer Gefahr aus. Manchmal kommt es auch vor, dass Vögel Drohnen angreifen oder während des Fluges mit ihnen kollidieren, was zu Verletzungen führen kann.

Realistischere und leisere Vogeldrohnen können sich besser in die natürliche Umgebung einfügen und Beobachtungen aus nächster Nähe ermöglichen. Auch die Dead Bird Drohne könnte durch eine Verbesserung ihrer Getriebekomponenten leiser gemacht werden. Sie könnten möglicherweise auch dazu eingesetzt werden, Vögel von Flughäfen fernzuhalten und so Vogelschläge zu verhindern.

Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

Im Vergleich zu herkömmlichen Starrflügel-UAVs und Drehflügler-UAVs haben Schlagflügelflugzeuge viele Vorteile, wie etwa geringere Geräuschentwicklung, geringeren Energieverbrauch, bessere Schwebe- und Langsamflugfähigkeiten und dass sie für Start und Landung keine Landebahn benötigen.

Durch die Verwendung toter Vogelteile kann bei der Produktion von Schlagflügeldrohnen der mühsame Prozess der Herstellung mechanischer Flügel direkt übersprungen werden. Hassanalian geht davon aus, dass es sich bei der Verwendung lokaler Materialien um „Reverse Engineering“ handelt.

Später wollen sie den Vögeln Beine verleihen, damit die Drohnen in der Luft bleiben und Überwachungsaufgaben durchführen können, ohne zu viel Strom zu verbrauchen.

Noch keine Beine. Bildnachweis: Mostafa Hassanalian

„Die größte Herausforderung, vor der wir derzeit stehen, besteht darin, dass wir nicht wissen, wie andere Vögel reagieren werden“, sagte Hassanalian. Er konnte auch nicht sicher sein, ob die Raptoren versuchen würden, die Drohnen anzugreifen, wenn sie sie sehen würden.

Ähm, sind Sie sicher, dass Sie keine Angst vor einem Angriff haben müssen? !

Verweise

[1] Anil Oza, RGB (2023). Einst eine satirische Verschwörungstheorie, könnten Vogeldrohnen bald Realität werden. NPR. Abgerufen von https://www.npr.org/2026/01/01/1198916182/birds-drones-engineer-biomimetics

[2] Melnick, K. (2023). Tote Vögel fliegen wieder – diesmal als Drohnen. Washington Post. Abgerufen von https://www.washingtonpost.com/nation/2023/04/20/dead-birds-drones-fly-experiment

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[5] Landymore, F. (2023). Wissenschaftler verwandeln tote Vögel in gruselige Drohnen, die tatsächlich fliegen können. Futurismus. Abgerufen von https://futurism.com/the-byte/dead-birds-drones-that-fly

[6] Hassanalian, M. (2022, 22. September). Kranichfest 2022 – 1. bis 3. Dezember, New Mexico Tech. Youtube. Abgerufen von https://www.youtube.com/watch?v=cm4k9voE1EM

Planung und Produktion

Quelle｜Bring Science Home (id: steamforkids)

Autor: Cloud, Herausgeber des Everything Magazine

Korrektor | Ah Xian, Herausgeber des Magazins „Everything“

Herausgeber: Yang Yaping