AUS DEM SPIEGEL
Ausgabe 2/2012

Luftfahrt Drohnenballett

Ein EU-Projekt erforscht die Zukunft fliegender Autos. Sie könnten sich in Schwärmen bewegen wie Zugvögel. Das Lehrreichste dabei sind derzeit oft noch die Abstürze.

Flight Assembled Architecture, ETH Zürich

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Es ist eine Dressur besonderer Art: Raffaello D'Andrea hebt den rechten Arm - und gehorsam startet ein tellergroßer Hubschrauber. Herrchen fährt mit dem Finger durch die Luft - und das Gerät folgt, als wäre es mit einem Halsband angeleint.

D'Andrea ist Drohnendompteur. Breitbeinig und in Socken steht der Professor auf dem mit Matten ausgelegten Boden einer Art Sporthalle an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Das Polster soll etwaige Abstürze der teuren Geräte abfangen, außerdem umfängt ein Netz den zehn mal zehn Meter großen Innenraum, damit keine fehlgeleitete Drohne entwischt aus der Flying Machine Arena am Fachbereich Maschinenbau.

Draußen vor der Glasscheibe hat sich eine Traube schaulustiger Studenten gebildet, die ihren Augen nicht trauen: Flugroboter, die wie dressierte Falken auf Handzeichen reagieren?

"Das ist noch die einfachste Übung", sagt D'Andrea, einer der Leiter des Instituts für Dynamic Systems and Control an der ETH. Er hebt die linke Hand, und der Hubschrauber fliegt einen Salto, dann noch einen und noch einen, bis D'Andrea die Hand wieder senkt. Er klatscht, und prompt landet die Drohne.

Über den Wolken in einem fliegenden Auto

Auf den ersten Blick mag die Gestensteuerung wie Magie wirken. Doch die Absicht des Forschers geht in die entgegengesetzte Richtung: Er will Flugroboter bauen, die so banal und einfach sind, dass jeder sie steuern kann. "Mein Ideal sind heutige Autos", sagt D'Andrea.

Wenn er seinen Flugrobotern zuschaut, ist er in Gedanken eigentlich schon woanders: über den Wolken in einem fliegenden Auto. Um diesem Traum näherzukommen, will er seinen Drohnen beibringen, das zu tun, was die Piloten wollen, aber andererseits all die Anfängerfehler zu verzeihen, die das Navigieren in drei Dimensionen mit sich bringt.

Die scheinbare Magie der Züricher Gestensteuerung basiert auf einem einfachen Trick: Der Kinect-Sensor einer herkömmlichen Spielkonsole steht auf dem Boden und beobachtet den Dompteur. Dann setzt ein Computer die Gesten in Steuerbefehle um und funkt sie per W-Lan an die Flugdrohne, deren Position von acht Kameras an der Decke verfolgt wird. Die Einzelbauteile sind im Elektronikmarkt zu kaufen, aber ihr Zusammenspiel erinnert an den Zauber der Quidditch-Spiele in "Harry Potter"-Filmen.

Drohnendompteur D'Andrea kann mit Mitte vierzig bereits auf eine verschlungene Karriere zurückblicken. Geboren in der Nähe von Venedig, wuchs er in Kanada auf, studierte in Toronto Ingenieurwissenschaft, gewann als Professor der US-amerikanischen Cornell-Universität mit seinem Team mehrfach die Roboterfußball-WM. Nebenher war er einer der Gründer der Firma Kiva Systems, die bewegliche Regalsysteme für die automatisierte Lagerhaltung bei Firmen wie Walgreens und Staples herstellt.

2007 lockte ihn die ETH nach Zürich, indem sie ihm die Roboter-Arena versprach. Inzwischen hat er darin mit seinen Studenten eine wahre Nummernrevue zusammengestellt. Die mit je vier Rotoren bestückten Helikopter tragen durchalphabetisierte Namen: Alpha, Bravo, Charlie, Delta.

Bravo und Charlie schweben mitten in der Arena und spielen Tennis. Über ihren Rotoren ist jeweils eine Art Badminton-Schläger montiert. Durch geschicktes Auf- und Abfliegen spielen sich die Maschinen den Ball zu, bisweilen 20-mal hin und her. D'Andrea sitzt nebenan im Control Room und verfolgt mit seinen Studenten das Verhalten der Tennis-Quadcopter.

Eine Mischung aus Ballett, Happening und Klamauk

Die nächste Nummer: Ein Doktorand stellt einen Stab auf den Rücken eines Roboters. Der schwebt so feinfühlig hin und her, dass er den Stab senkrecht auf seinem Rücken balanciert.

Doch das ist nichts verglichen mit dem Quadcopter, dem der Doktorand Sergej Lupaschin das Klavierspielen beigebracht hat: Er schwebt von Taste zu Taste und spielt "Jingle Bells". Nur die Kratzspuren auf dem Keyboard zeugen von den Abstürzen bei den Proben.

D'Andrea will Alltagsobjekten so etwas wie Bewegungsintelligenz einpflanzen. Nachdem Computer bereits filmen, navigieren und sprechen können, will er nun auch ihre Bewegung im Raum automatisieren. Für eine Kunstausstellung hat er einen Tisch entwickelt, der auf Menschen zurollt; der neugierige Tisch verstörte die Besucher auf der Kunstbiennale in Venedig 2001.

Als Nächstes nimmt sich der Robotiker nun die Architektur vor: Selbständig bauten Alpha, Bravo und die anderen einen sechs Meter hohen Turm aus 1500 Bausteinen, eine Mischung aus Ballett, Happening und Klamauk. Eine Ausstellung in Orléans wagte damit einen utopischen Ausblick auf eine Zukunft, in der nicht Bauarbeiter, sondern Flugroboter Hochhäuser errichten.

Die scheinbar verspielten Luftnummern sind dabei Teil einer eigenwilligen europäischen Roboterstrategie. Die Alte Welt fordert damit die beiden Robotik-Großmächte heraus: Japan und die USA.



insgesamt 8 Beiträge
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luther_blissett 13.01.2012
1. Wow...
Foto-Unterschrift zu Bild 3 von 10: "Defizile Archtitektur"... Luftfahrt: Drohnenballett - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft (http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-77208-3.html) m(
Tutunui38 13.01.2012
2. Individualverkehr
Zitat von sysopEin EU-Projekt erforscht die Zukunft fliegender Autos. Sie könnten sich in Schwärmen bewegen wie Zugvögel. Das Lehrreichste dabei sind derzeit oft noch die Abstürze. http://www.spiegel.de/0,1518,807771,00.html
Die Steuerung der Helikopter ist sicher sehr eindrucksvoll, allein, eine Revolution des Individualverkehrs wird durch den enormen Energieverbrauch der Drehflügler wohl nicht zu erwarten sein.
kanadasirup 13.01.2012
3. Militär
Zitat von Tutunui38Die Steuerung der Helikopter ist sicher sehr eindrucksvoll, allein, eine Revolution des Individualverkehrs wird durch den enormen Energieverbrauch der Drehflügler wohl nicht zu erwarten sein.
Dafür werden die Drohnen sicherlich aber einen Platz in den Überwachungs-/Spionage-/ und Militärsektoren finden.
gweihir 13.01.2012
4. Flugauto-Schwachsinn
Selbstverstaendlich kommen Flugautos nicht ausser als seltene Ausnahme. Das ist kein Steuerungsproblem, sondern ein fundamentales energetisches Problem. Wieviel Energie sowas kostet kann man an Helikoptern sehen. Das ist mehrere Groessenordnungen ueber der Bezahlbarkeit fuer normale Menschen. Und Quadkopter sind nicht billiger in diesem Aspekt wenn sie reale Lasten tragen muessen, das ist eine fundamentale, nicht umgehbare Begrenzung. Dazu kommen extreme Wartungsanforderungen, Versicherung und Infrastruktur. Hier kann optimiert werden, aber nur begrenzt. Dieser Unsinn wird nur verbreitet (nunmehr seit 70 Jahren), weil man damit gut Forschungsgelder von Leuten ohne Physikkentnisse bekommen kann, z.B. typischen Politikern.
WStrehlow 14.01.2012
5. Die fliegenden Autos
Zitat von sysopEin EU-Projekt erforscht die Zukunft fliegender Autos. Sie könnten sich in Schwärmen bewegen wie Zugvögel. Das Lehrreichste dabei sind derzeit oft noch die Abstürze. http://www.spiegel.de/0,1518,807771,00.html
für den Individualverkehr halte ich, solange es keine vernünftige Lösung für das Problem des Energieverbrauchs gibt, noch für nicht realisierbar. Die Verfahren, die hier erprobt werden, können jedoch durchaus den "bodenständigen" Individualverkehr revolutionieren oder auch dafür sorgen, dass Fkugzeuge in Ballungsräumen automatisch ausreichend Abstand zueinander halten. Die Fluglotsen würde das sicher freuen und auch die Polizei, wenn sie sich nicht mehr ständig um Auffahrunfälle kümmern müssen. Es gibt sicher viele praktische Anwendungsmöglichkeiten für die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit, die wir in naher Zukunft nutzen können.
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