Unbemannte Flieger: Mini-Drohnen fliegen spektakuläre Formationen

Es ist eine Flugshow der besonderen Art: Ingenieure lassen 20 Drohnen zum Formationsflug antreten. Ein Video zeigt, welch gewagte Manöver die bis zu 20 Mini-Helikopter meistern - ihren Nachbarn dürfen sie nicht zu nahe kommen.

GRASP Lab/ UC Pennsylvania

Berlin - Was für Zugvögel, Bienen oder Heuschrecken eine Selbstverständlichkeit ist, stellt fliegende Maschinen vor eine immense Herausforderung: die Bewegung in einem Schwarm - ohne dabei ständig zusammenzustoßen und sich gegenseitig aus dem Luftraum zu kegeln. Um folgenschwere Kollisionen zu verhindern, müssen die Hightech-Flieger ihre eigene Position im Raum jederzeit kennen, mit ihren Nachbarn kommunizieren und schließlich ihre Bewegungen im Raum aufeinander abstimmen.

Forscher am Grasp-Lab ("General Robotics, Automation, Sensing and Perception Laboratory") der University of Pennsylvania zeigen nun in einem Video, was in dieser Hinsicht bereits möglich ist. Sie lassen eine ganze Flotte von bis zu 20 Quadcoptern in Formationen fliegen. Unter gespenstischem Gesurre nehmen die batteriebetriebenen Mini-Fluggeräte verschiedene Formationen ein und können diese auch im Flug verändern. Es gelingt ihnen sogar, ihren Schwarm durch eine mit Hindernissen verengte Flugbahn zu navigieren.

Im spektakulärsten Teil des Videos lassen die Forscher Alex Kushleyev, Daniel Mellinger und Vijay Kumar ihre Entwicklungen in der Formation einer "8" schnell hintereinander her jagen - ohne dass es am Kreuzungspunkt zu Zusammenstößen kommt. Zu den technischen Details ihrer Entwicklung äußern sich die Forscher in dem Video nicht. Auf den Bildern lässt sich aber ein Motion-Tracking-System erkennen, das den Helikoptern bei der Positionierung hilft.

Auch Wissenschaftler in Europa befassen sich mit dem Formationsflug von Drohnen. So arbeitet ein Team um Dario Floreano an der École Polytechnique Fédérale im schweizerischen Lausanne (EPFL) am Schwarmflug. Die Forscher sind Teil des europäischen Projekts "Mycopter", das dem Privatverkehr die dritte Dimension erschließen soll. Allerdings interessieren sich natürlich auch Militärs für die Anwendungen der Drohnentechnik.

Die Flugmaschinen der EPFL-Forscher machen untereinander aus, wer wem wann ausweicht, eine zentrale Steuerung brauchen sie nicht. Das Schwarmverhalten basiert auf dem sogenannten Reynolds-Algorithmus, der in Filmen wie "Batman Returns" digitale Fledermausschwärme auf die Leinwand gezaubert hat. Komplexe Flugmanöver beschreibt dieser so einfach wie möglich. Vor allem geht es darum, zu allen benachbarten Fluggeräten immer den gleichen Abstand zu halten und immer mit ihnen in dieselbe Richtung zu fliegen.

chs

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