Drohnen entwickeln sich zu Luftakrobaten

23. Juni 2020, 15:17
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Ein Algorithmus der Uni Zürich bringt Drohnen Kunststücke bei. Durch Simulationen sollen diese schneller, wendiger und effizienter werden.

"Deep Drone Acrobatics" überschreibt die Universität Zürich (UZH) ein Video zu den Kunstflugmanövern der Drohne. In einer Mitteilung dazu heisst es, die Fähigkeit der Quadrokopter, Manöver wie "Matty Flip" oder "Power Loop" zu beherrschen, sei "auch bei normalen Such- und Rettungseinsätzen" von Nutzen.
Eine Drohne, die diese akrobatischen Manöver ausführen kann, könne viel effizienter sein: "Sie kann hart an ihre physikalischen Grenzen gehen, ihre Wendigkeit und Geschwindigkeit voll ausnutzen und innerhalb ihrer Batterielebensdauer längere Strecken zurücklegen".
Während in speziellen Wettbewerben professionelle menschliche Piloten sich gegenseitig mit Drohnen-Akrobatik zu übertreffen versuchen, ist es bei der an der UZH programmierten Drohne der Flugkörper selbst, der sich Kunststücke beibringt.
Video: Universität Zürich / Youtube
Die Forschenden entwickelten den Navigationsalgorithmus, mit dem eine Drohne – einzig mit Sensorik und Berechnung an Bord ausgestattet – selbständig diverse Flugelemente ausführen kann. Um die Effizienz des eigenen Algorithmus zu beweisen, flogen sie Manöver wie den "Power Loop", das "Barrel Roll" und den "Matty Flip", bei denen das Fluggerät sehr hohem Schub und extremen Winkelbeschleunigungen ausgesetzt ist.
Ein paar wenige Stunden Simulationstraining genügen und der Quadrokopter ist einsatzbereit, ohne dass noch einmal eine Feinabstimmung mit realen Daten vorgenommen werden muss. Denn der Algorithmus abstrahiere die gelernten Inputs aus den Simulationen und übertrage sie auf die physische Welt, schreibt die UZH. Kern des neunen Algorithmus ist ein künstliches neuronales Netz, das die von der Bordkamera und der Trägheitssensoren gelieferten Inputs direkt in Steuerbefehle umsetzt.
"Mit dieser Navigation haben wir eine weitere Stufe zur Integration autonomer Drohnen in unseren Alltag erreicht" sagt Davide Scaramuzza, Professor und Direktor der Gruppe für Robotik und Wahrnehmung an der Universität Zürich.
Die Forschenden räumen allerdings ein, dass Menschen immer noch im Vorteil sind: "Sie können unerwartete Situationen und Veränderungen in der Umwelt schnell interpretieren und sich rascher anpassen", sagt Scaramuzza. Dennoch ist er überzeugt, dass Drohnen bei Such- und Rettungsmissionen oder bei Lieferdiensten davon profitieren, grosse Entfernungen schnell und effizient zurücklegen zu können.

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