Ultraschall im Verkehr 23.09.2014, 10:07 Uhr

Fledermaus als Vorbild für neuartiges Navigationssystem

Die Fledermaus ist Vorbild für ein ungewöhnliches Navigationssystem, mit dem künftig sogar Busse ohne Fahrer durch die Stadt fahren könnten. Forscher der Universität Erlangen-Nürnberg arbeiten an dem System, das sich nicht mehr per GPS orientiert, sondern per Ultraschall.

Blumenfledermaus beim Anflug an eine Mucuna-Blüte: Das Ortungssystem der Fledermaus per Ultraschall wollen Forscher der Universität Nürnberg-Erlagen nutzen, um ein neuartiges Navigationssystem im Verkehr zu entwickeln. Sie haben bereits einen künstlichen Fledermauskopf eines Roboters entwickelt (unten), der durch die Echos von bioinspirierten Sonarreflektoren geleitet wird. 

Blumenfledermaus beim Anflug an eine Mucuna-Blüte: Das Ortungssystem der Fledermaus per Ultraschall wollen Forscher der Universität Nürnberg-Erlagen nutzen, um ein neuartiges Navigationssystem im Verkehr zu entwickeln. Sie haben bereits einen künstlichen Fledermauskopf eines Roboters entwickelt (unten), der durch die Echos von bioinspirierten Sonarreflektoren geleitet wird. 

Foto: Ralph Simon/Universität Nürnberg-Erlangen

Fledermäuse setzen Ultraschallrufe ein, um zielsicher durch die Nacht zu navigieren, wenn sie auf Nahrungssuche sind. Die nektarreichen Blüten der kubanischen Liane Marcgravia evenia finden sie besonders sicher und schnell. Angelockt werden die Bestäuber von einem Blatt oberhalb des Blütenstandes.

Das Blatt ist so geformt, dass es das Echo der Ultraschallsignale von Blumenfledermäusen besonders gut reflektiert. Außerdem erzeugt die Form ein so typisches Echo aus einem einzigartigen Klangmuster, anhand dessen die Fledermaus die Blüte eindeutig und schnell identifizieren kann.

Ortungssystem für Fahrzeuge nach Vorbild der Fledermäuse

Diese Orientierung per Ultraschall hat es den Nürnberger Forschern angetan, die es für möglich halten, dass man sich per Ultraschall auch in der Stadt zurecht finden kann. Auch heute schon werden Sonarsysteme in Autos und Robotern eingesetzt, beispielsweise um Abstände beim Einparken oder auf der Autobahn zu messen.

Doch der Nürnberger Sensorspezialist Dr. Ralph Simon glaubt, dass man Sensorsysteme für viel mehr einsetzen kann. Bereits vor drei Jahren hatte Simon mit seinem Team an der Universität Ulm das Ortungssystem der Blumenfledermäuse erforscht. In Nürnberg-Erlangen will er am Lehrstuhl für Sensorik zusammen mit dem Ingenieur Dr. Stefan Rupitsch das Zusammenspiel von Fledermaus und Pflanze technisch imitieren, um ein Sonarortungssysteme für die Fahrzeugnavigation zu entwickeln. Das Ziel: Roboter und fahrerlose Autos bewegen sich mit Hilfe von Ultraschall in ihrer Umgebung.

Blätter als Muster für künstliche Sonarreflektoren

„Der Einsatz von Sonarsignalen zur Lenkung von autonomen Systemen mit Ultraschall ist bisher schlecht untersucht“, erklärt Simon. „Es ist daher schwer vorherzusagen, ob es gelingt, Roboter oder Fahrzeuge mit bioinspirierten Ultraschall-Reflektoren zu navigieren. Sollte es aber funktionieren, würde es die fahrerlose Fahrzeugnavigation revolutionieren.“

Die Idee: Als künstlicher Fledermauskopf gibt ein Roboter Ultraschallsignale ab. Die werden von bioinspirierten Sonarreflektoren zurückgeworfen. Mit Hilfe der Echos wird der Roboter durch eine künstliche Umgebung geleitet. Als natürliche Reflektoren dienen die Blätter der Liane als Muster für solche künstlich produzierte Reflektoren. Die wären günstig zu produzieren, leicht zu installieren sowie wartungsarm und damit ideal für eine breite Anwendung.

Geld von Volkswagen für mutige Forschungsprojekte

Gefördert wird das Forschungsprojekt von der Volkswagen-Stiftung im Rahmen ihrer Förderinitiative „Experiment!“ für gewagte Forschungsideen oder ganz neue Forschungsrichtungen. „Experiment!“ ist extra dafür gedacht, Forschungsvorhaben mit ungewissem Ausgang in der Startphase zu unterstützen.

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