Schnelle Hilfe für Einsturzopfer Faltbare Drohne als Lebensretter

Die neue Drohne klappt sich während des Flugs zusammen, um Ritzen oder kleinere Löcher in der Wand besser zu passieren
Die neue Drohne klappt sich während des Flugs zusammen, um Ritzen oder kleinere Löcher in der Wand besser zu passieren

Die Universität Zürich hat eine Drohne entwickelt, die ihre Propellerarme im Flug einfahren kann. Sie macht sich so klein, dass sie durch enge Spalten und Löcher passt und dadurch bei Naturkatastrophen die Rettungsteams unterstützen kann.

Drohnen können nach einem Erdbeben oder während eines Brandes eine große Hilfe sein: Die fliegenden Roboter suchen nach eingeschlossenen Personen und zeigen den Rettungsteams den Weg. Dabei müssten sie nicht selten durch einen Riss in der Wand, ein halb offenes Fenster oder ein Gitter ins Innere eines Gebäudes fliegen - was aufgrund der Größe der Drohnen aber oft nicht möglich ist.

Hier setzt die von Forschern der Universität Zürich und des Laboratory of Intelligent Systems an der französischen EPFL entwickelte faltbare Drohne an:

Inspiriert von Vögeln,…

...die bei Platzknappheit ihre Flügel in der Luft falten, klappt sich auch die Drohne zusammen, um Ritzen oder kleinere Löcher in der Wand besser zu passieren. Während des Weiterflugs vergrößert sie sich dann wieder und transportiert sogar Gegenstände. »Unsere Lösung ist mechanisch gesehen recht einfach«, erklärt Davide Falanga, Forscher an der Uni Zürich und Erstautor der dazu veröffentlichten Studie. »Aber dank der integrierten Wahrnehmungs- und Kontrollsysteme ist unsere Drohne sehr vielseitig und autonom.« So kann sie im Vergleich zu anderen auf engstem Raum manövrieren und jederzeit einen stabilen Flug garantieren.

Mobile Arme schwenken um den Hauptrahmen

Der Quadrokopter arbeitet mit vier unabhängig drehbaren Propellern. Diese sind auf mobilen Armen montiert, die sich dank Servomotoren um den Hauptrahmen schwenken lassen. Das Steuerungssystem reguliert in Echtzeit jede neue Position der Arme und passt je nach Schwerpunkt die Propellergeschwindigkeit an. 

»Die Drohne nimmt verschiedene Konfigurationen an, je nachdem was im Feld benötigt wird«, erklärt Stefano Mintchev, Co-Autor und Forscher an der EPFL. Die Standardkonfiguration ist X-förmig: Die vier Arme sind ausgestreckt und die Propeller haben einen möglichst großen Abstand voneinander. In einem engen Durchgang wechselt die Drohne in eine H-Form und richtet alle Arme entlang einer Achse aus, oder sie nimmt eine O-Form ein, wobei alle Arme möglichst nah am Körper positioniert werden. In der T-Form kann die Drohne mit einer am Rahmen montierten Onboard-Kamera Objekte heranzoomen, die es zu inspizieren gilt. 

Erster Schritt zur völlig autonomen Bergung

Die Forschenden wollen die Struktur der Drohne so weiterentwickeln, dass sie sich in alle drei Dimensionen zusammenfalten kann. Verbesserte Algorithmen sollen sie in Zukunft vollständig autonom machen. Ziel ist es, dass die Drohne in einem Katastrophenszenario selber nach vermissten Personen suchen und den besten Weg für die Bergung aufzeigen kann. »Wir wollen der Drohne Anweisungen geben wie etwa 'das Gebäude betreten, jeden Raum inspizieren und zurückzukommen', und sie soll sie eigenständig ausführen«, sagt Falanga.