Bioinspirierte künstliche Haarsensoren für das Fliegen nach Gefühl von unbemannten Luftfahrzeugen: Ein Überblick

Fliegen nach Gefühl ist ein aufstrebender Ansatz zur Flugsteuerung, der verteilte Arrays von Druck-, Deformations- und Strömungssensoren zur Führung von Flugzeugen nutzt. Unter diesen haben Haartyp-Strömungssensoren bislang die geringste Aufmerksamkeit erhalten, bieten jedoch einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Sensoren. Dieses Papier gibt einen Überblick über haarähnliche Flussmikrosensoren, die seit 2013 entwickelt wurden, wobei der Schwerpunkt auf Entwicklungen in Design, Konstruktion und Anwendung liegt. Haarartige Strömungssensoren finden sich in künstlichen Hörleistungen, Unterwasser-Navigation, terrestrischen Robotern und, selten, aber zunehmend, auf Flugzeugen. In dieser Umfrage kategorisieren wir haarartige Strömungssensoren in drei Typen (lange whiskerartige Haare, ultrasensitive mikroskalige Haare und kurze trichoidartige Haare) und behandeln hauptsächlich Sensoren, die für den Einsatz auf Flugzeugen geeignet sein könnten. Der recenten Fortschritt in der flussbasierten Flugsteuerung unter Verwendung verteilter Sensorik wird ebenfalls diskutiert, ebenso wie die Optimierung der Sensorplatzierung und das Potenzial für Fliegen nach Gefühl bei Militär- und Zivilflugzeugen der sechsten Generation. Diese Umfrage zielt darauf ab, eine konsolidierte Darstellung der Geschichte und des Standes der Technik künstlicher Haarzellenfluss-Sensoren zu bieten, die Berücksichtigung des Fliegens nach Gefühl als tragfähiges Konzept zur Flugsteuerung zu motivieren und Perspektiven für zukünftige Forschung zu definieren. Da Ingenieurwissenschaften und biowissenschaftliche Wissenschaften weiterhin zusammenwachsen, hoffen wir, dass Forscher in beiden Bereichen diese Umfrage als inspirierende und nützliche Ressource empfinden.