© Universität Zürich, Armasuisse

Science
12/12/2018

Faltbare Drohne fliegt durch Spalten und Löcher

Schweizer Forscher haben eine Drohne entwickelt, die sich klein zusammenziehen kann, um durch enge Löcher zu fliegen. Sie soll bei Rettungseinsätzen zum Einsatz kommen.

Wo Einsatzkräfte zu Fuß schlecht oder nur unter großer Gefahr hinkommen, können Drohnen hin fliegen. Sie könnten nach Naturkatastrophen oder während eines Brandes nach Eingeschlossenen suchen und den Rettungsteams den Weg weisen. Dafür müssten die Drohnen aber oft durch enge Spalten oder Löcher fliegen.

Forschende der Universität Zürich und der ETH Lausanne (EPFL) haben sich zur Lösung dieses Problems von der Natur inspirieren lassen: Wo es eng wird, falten Vögel ihre Flügel im Flug zusammen und machen sich schmal. Ähnlich macht es auch die von den Wissenschaftern konstruierte Drohne, wie die beiden Hochschulen am Mittwoch mitteilten. Von ihrer Entwicklung berichteten die Forscher im Fachblatt „IEEE Robotics and Automation Letter“.

Die Wissenschaftler um Davide Falanga von der Uni Zürich und Stefano Mintchev von der EPFL entwickelten einen Quadrocopter mit vier unabhängig drehbaren Propellern. Diese sitzen an horizontal schwenkbaren Armen, die in der Grundkonfiguration x-förmig angeordnet sind.

Wo es eng wird, passt die Drohne mit Servomotoren die Konfiguration ihrer Arme an: Dann klappen zum Beispiel je zwei der Arme zusammen, das X wird zum H. So wird der gesamte Quadrocopter schmaler. Er kann sogar leichte Objekte zwischen den Schwenkarmen einklemmen und transportieren, wie die Forschenden in einem Video demonstrieren. Oder sich in eine T-Konfiguration falten, um näher an ein Objekt heranzufliegen und es zu untersuchen.

Die Arme können sich aber auch zum Zentrum der Drohne hin einklappen und den Flugroboter damit im Durchmesser kleiner machen, beispielsweise um durch ein Loch im Boden zu fliegen. Nach Passieren der engen Stellen faltet sich der Flugroboter wieder auseinander. Je nach Position der Arme passen sich auch die Propellergeschwindigkeiten an, um den Flug zu stabilisieren.

Weiterentwicklung

In einem nächsten Schritt wollen die Wissenschafter die Drohne so weiterentwickeln, dass sie sich in allen drei Dimensionen zusammenfalten kann, schrieben die beiden Hochschulen. Außerdem wollen sie die für die Steuerung genutzten Algorithmen so verbessern, dass der Flugroboter sich vollständig autonom bewegt.

„Wir wollen der Drohne Anweisungen geben wie zum Beispiel 'das Gebäude betreten, jeden Raum inspizieren und zurückzukommen' und sie soll sie eigenständig ausführen“, sagte Falanga. Die Forscher hoffen, mit der Drohne dereinst Rettungskräfte bei Bergungseinsätzen zu unterstützen.