Rollende Transportdrohne mit Pilotenschein

Das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik hat eine Transportdrohne entwickelt, die zwar fliegen kann, sich aber vor allem rollend fortbewegt, um Energie zu sparen. *Bild: IML*

Spricht man heute von Drohnen, sind in der Regel ferngesteuerte oder autonom agierende Flugobjekte gemeint. Besonders populär sind derzeit sogenannte Schwebeplattformen mit mehreren elektromotorisch angetriebenen Rotoren (Quadro-, Hexa- oder Oktokopter), die senkrecht nach unten wirken, um für Auftrieb zu sorgen. Durch Neigung der Rotorebene lässt sich zusätzlich Vortrieb erzeugen.

Soll die Schwebeplattform eine Transportlast tragen, nimmt der Energiebedarf für den Auftrieb allerdings stark zu, weshalb beladene Kopter-Drohnen oft nur kurze Zeit in der Luft bleiben können. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik (IML) in Dortmund haben deshalb überlegt, wie sie den Lastentransport durch Drohnen energieeffizienter gestalten können – und sind auf die Ball-Drohne gekommen.

„Das Besondere an unserer Drohne ist, dass sie hauptsächlich rollend unterwegs ist und nur dann fliegt, wenn es wirklich nötig ist“, erklärt IML-Projektleiter Philipp Wrycza. „Dadurch kommt sie mit deutlich weniger Energie aus als rein fliegende Drohnen, deren Motoren viel mehr leisten müssen.“ Aufgebaut ist die Ball-Drohne folgendermaßen: Im Inneren einer kugelförmigen Käfigstruktur mit einem Durchmesser von 55 Zentimetern sitzt ein Hexakopter mit Beladevorrichtung, der über eine kardanische Aufhängung gelagert ist.

Erzeugen die Rotoren (ähnlich wie bei einem Hovercraft-Boot) Vortrieb, kippt die frei gelagerte Masse im Inneren und die Drohne rollt in eine vorgegebene Richtung. Geflogen wird erst, wenn Hindernisse oder größere Höhenunterschiede zu überwinden sind. Dann drehen die Rotoren automatisch in die Auftriebstellung. Gedacht ist die 1500 Gramm schwere und größtenteils im 3D-Druckverfahren hergestellte Ball-Drohne vor allem für innerbetriebliche Transporte.

„Wir zielen insbesondere auf Einsatzfelder, die heute von Rohrpost-Systemen oder Boten erledigt werden“, erklärt Wrycza, der einen ersten Prototyp der rollenden Transportdrohne im März auf der Fachmesse Logimat 2016 in Stuttgart präsentierte. Zugeladen werden können derzeit Objekte mit einem Gesamtgewicht von bis zu 700 Gramm – also zum Beispiel Dokumente, Kleinteile, die eilig ans Band müssen, oder auch Proben für ein unternehmenseigenes Labor auf dem Werksgelände.

Ein vom IML entwickeltes Leitsystem sorgt dafür, dass die Ball-Drohne autonom ihren Weg zum Ziel findet. Auch der gleichzeitige Einsatz mehrerer Drohnen, die sich dank Schwarmintelligenz selbst organisieren, soll funktionieren. Bis zur Serienreife werden nach Angaben des IML noch zwei bis drei Jahre vergehen. Derzeit suche man Unternehmen, die sich an der Weiterentwicklung der rollenden Transportdrohne beteiligen. (pmz@ct.de)

Elektronisches Pflaster mit Blutzuckersensor und Medikamenten-Injektor

Südkoreanische Forscher haben ein elektronisches Pflaster entwickelt, das nicht nur die aktuelle Glukose-Konzentration im Blut ermittelt, sondern bei Bedarf auch gleich ein Antidiabetikum injiziert. *Bild: IBS*

Südkoreanische Wissenschaftler haben ein elektronisches Pflaster auf Graphen-Basis entwickelt, das nicht nur die aktuelle Glukose-Konzentration im Blut ermittelt, sondern bei Diabetes-2-Patienten mit zu hohen Glukose-Werten gleich das Antidiabetikum Metformin injiziert. Das folienartige Material wird auf die Haut aufgebracht und enthält zwei getrennte Funktionseinheiten: Auf der einen Seite sitzt eine Messeinheit mit mehreren elektrochemischen Sensoren zur Erfassung von Glukose-Konzentration, pH-Wert und Feuchtigkeit.

Auf der anderen Seite befindet sich eine sogenannte Therapie-Einheit, die mit mehreren Dutzend Mikronadeln bestückt ist, in denen sich das Metformin befindet. Außerdem enthält die Therapie-Einheit ein Heizelement sowie einen Temperatursensor. Klebt man das Material auf den Unterarm, kommt es darunter zu einer vermehrten Absonderung von Schweiß, den die Messeinheit absorbiert und analysiert. Da die Glukose-Konzentration im Schweiß mit der Glukose-Konzentration im Blut korreliert, lässt sich so der aktuelle Blutzuckergehalt bestimmen.

Die Berechnung übernimmt eine Smartphone-App, die während des Messvorgangs über Bluetooth mit einem mobilen Analysegerät kommuniziert, das an das Pflaster angekoppelt ist. Registriert die Software zu hohe Glukose-Werte, wird das Heizelement in der Therapie-Einheit aktiviert. Bei einer Temperatur von 41 Grad Celsius öffnen sich die Mikronadeln und schütten eine exakt berechnete Menge an Metformin aus. Die Signalübertragung erfolgt über die im Pflaster integrierte Graphen-Schicht, die zusätzlich mit Gold dotiert wurde, sowie ein darunterliegendes Gold-Geflecht.

Laut den Forschern vom „Center for Nanoparticle Research“ am „Institute for Basic Science“ (IBS) in Daejeon könnte die Technik eine Alternative für Millionen von Diabetikern sein, die Blutzuckerkontrollen bislang auf „schmerzvolle, lästige und teure“ Weise durchführen müssen. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Nanotechnoloy unter dem Titel „A graphene-based electrochemical device with thermoresponsive microneedles for diabetes monitoring and therapy“ veröffentlicht. (pmz@ct.de)

Infos zum Diabetes-Pflaster:ct.de/yw1t