<

 

 

 

 

allTEIL C

Elektro- und Solarfluggeräte (VI)

2016


Entsprechend der gewohnten Zuordnung beginnt auch die Übersicht dieses Jahres wieder mit den kleinen Drohnen. Eine Meldung vom April 2016 belegt die allgemeine Entwicklung auf diesem Markt: Die vier Unternehmen, die Markt für Konsumenten-Kameradrohnen dominieren, DJI, 3DR, Parrot und (bald) GoPro, gründen gemeinsam eine Drone Manufacturers Alliance, die als Gruppe Lobbyarbeit für eine vernünftige Drohnenpolitik betreiben soll. Die Allianz will sich speziell auf Politiken konzentrieren, die Innovation und Sicherheit fördern und einen praktischen und verantwortungsvollen Regulierungsrahmen für die Verbraucher schaffen.

Um die neue Lobby-Gruppe zu bilden, haben sich die vier Unternehmen von der Small UAV Coalition getrennt, zu der immer noch Google, Amazon und Intel gehören – deren Interesse sich auch mehr auf kommerzielle Lieferdrohnen richtet, über deren aktuelle Entwicklung weiter unten berichtet wird.

Im Einzelnen habe ich die Drohnen diesmal folgenden Bereichen zugeordet:

Abwehr und Sicherheit

Zwischenfälle

Industrie und Landwirtschaft

Kamera-Drohnen

Consumer-Drohnen

Kunst und Design

Neue Einsatzbereiche

Technologische Entwicklungen

 

Daran anschließend folgen die beiden Bereiche:

Transport- und Lieferdrohnen

Manntragende Fluggeräte


Abwehr und Sicherheit

Die Drohnen-Abwehrmaßnahme, die in diesem Jahr die meiste Presse bekommt, ist eine äußerst lebendige. Im Februar 2016 erscheint ein Video, das zeigt, wie die niederländische Polizei mit Raubvögeln experimentiert, die kleine Drohnen im freien Flug abfangen.

Adler schlägt Drohne

Adler schlägt Drohne

Das Spezialunternehmen Guard from Above, das die Tiere, wie zum Beispiel Adler, seit dem Sommer 2015 im Auftrag der Polizei abrichtet, setzt als Übungsziele u.a. die AR-Drohne von Parrot sowie die Phantom von DJI ein. Die Vögel werden darauf trainiert, die Drohnen als Beute zu erkennen, worauf sie diese mit den Krallen greifen und an einen sicheren Ort zu Boden bringen.

Daß die Vögel sich bei dem mehr als ein Jahr dauernden Training an den extrem schnell rotierenden Propellern der Drohne verletzen, sei noch nicht vorgekommen. Über den endgültigen Einsatz der Raubvögel wollen die Polizei und die nationale Behörde zur Terrorismusbekämpfung im Laufe des Sommers entscheiden. Dies scheint dann auch positiv erfolgt zu sein, denn in einem späteren Video vom September werden die ersten Adler vorgeführt, die das Training abgeschlossen haben – womit die holländische Polizei die erste in der Welt ist, die Raubvögel tatsächlich einsetzt, um Drohnen abzufangen.

Angesichts des Erfolges der Versuche hat die Polizei nun eine Reihe von amerikanischen Seeadlerküken gekauft und Polizeibeamte im ganzen Land werden ausgebildet, mit den Vögeln zu arbeiten.


Im Februar 2017 wird bekannt, daß nun auch das französische Militär junge Steinadler darauf trainiert, Drohnen aus der Luft zu holen. Die Abrichter beginnen bereits drei Wochen, nachdem die Vögel in Gefangenschaft geschlüpft sind, ihnen das Fressen auf zerstörten Drohnen zu servieren. Dies lehrt sie, Drohnen mit Nahrung zu assoziieren – ein Verhalten, das jetzt zu einer hochwirksamen Art führt, verdächtige Fluggeräte einzufangen.

Mit ihrer Fähigkeit, ein Ziel aus 2 km Entfernung zu sehen und 80 km/h schnell zu fliegen, könnten Adler zu einer echten Waffe gegen illegale Drohnen werden. Das Militär führt derzeit auf dem Mont-de-Marsan Luftstützpunkt im Südwesten Frankreichs ein 24-monatiges Testprogramm durch.


Es geht aber auch umgekehrt, denn Flughäfen versuchen immer wieder mit verschiedenen Innovationen, Vogelschlag zu verhindern. Schätzungen zufolge beläuft sich der dadurch auftretende materielle Schaden pro Jahr weltweit auf mehrere Milliarden Euro.

Im diesjährigen Fly-your-Ideas-Wettbewerb von Airbus ist das Team BIRDPORT unter den Finalisten, junge Ingenieure der Universität Tokio, das Drohnen nutzen möchte, um die die Anzahl von Vogelschlägen stark zu reduzieren und die Luftfahrt damit sicherer zu machen.

Die Idee lautet, daß eine Gruppe von Drohnen die störenden Vogelschwärme sammelt und vom Airport weg lotst – eben zu einem Birdport in einer sicheren und vogelfreundlichen Umgebung. Die Fluggeräte sollen dabei Techniken anwenden, die auch in Vogelschwärmen vorkommen. Sollte die Vögel dennoch wieder in Richtung Flughafen zu fliegen, greifen die Drohnen einfach erneut ein.

Den mit 30.000 € dotierten Preis des Wettbewerbs gewinnen dann allerdings vier Studenten der TU Delft aus den Niederlanden (Team MULTIFUN) mit dem Vorschlag einer biegsamen Flügelbeplankung aus CFK, welche die natürlichen Schwingungen der Tragflächen während des Fluges in elektrische Energie umwandelt – und zwar mittels piezoelektrischer Fasern.


Auch in Bezug auf Sicherheitsmängel gibt es Neuigkeiten: Der Sicherheitsberater Nils Rodday berichtet im März darüber, daß er in einer High-End-Drohne, die unter anderem von der Polizei eingesetzt wird, dermaßen massive Sicherheitsmängel entdeckt habe, daß es ihm gelungen sei, den 25.000 – 30.000 € teuren Octokopter mit Hilfe eines Laptops und eines Funkchips für rund 37 € zu übernehmen.

Rodday präsentiert seine Erkenntnisse, die er schon während seiner Zeit an der Universität Twente gesammelt hatte, auf der RSA Security Conference in San Francisco. Welches Drohnen-Modell er genau geknackt hat, wird mit Absicht offen gelassen. Möglich wird die Drohnen-Übernahme u.a. dadurch, daß die Kommunikation zwischen dem Tablet des Steuermanns und der auf der Drohnen-Fernsteuerung befestigten Telemetry-Box per WLAN nur sehr simpel verschlüsselt wird. Zudem gilt das zum Einsatz kommende WEP-Protokoll schon lange als unsicher. Die Verbindung zwischen der Telemetry-Box und der Drohne selbst soll sogar noch schlechter geschützt sein.


Im August 2016 stellen die beiden Forscher Fran Brown und David Latimer auf der Black Hat Sicherheitskonferenz in Las Vegas eine billige, multifunktionale Hacker-Drohne vor, die dabei behilflich ist, in sicherere und isolierte Netzwerke einzudringen. Oftmals muß man dazu dem Netzwerk körperlich nahe sein – und mit einem geöffneten Laptop außerhalb eines Büros oder Kraftwerks zu stehen, könnte Verdacht erwecken.

Eine besondere Drohne, die in der Nähe des Ziels landen könnte, wäre demnach eine Lösung. Genau dies ist die Idee hinter der Danger Drone von Brown und Latimer, die einen mit aller gängigen Hacking-Software ausgestatteten Raspberry Pi trägt und 500 $ kostet. Über Fernbedienung benutzt, hat der fliegende Hacker-Laptop eine Reichweite von 2 km, was sich mit einem speziellen Handymodul ausdehnen läßt, das die Drone über LTE steuert.

Die beiden Entwickler behaupten, daß dies die erste billige und einfach zu handhabende Hacking-Drohne ist, obwohl es schon zuvor einige Beweise für das grundlegende Konzept gegeben hat. Die Drohne sei aber nicht gemacht, damit Cyberkriminelle sie benutzen, sondern  um Cyber-Verteidigern ein Werkzeug zu geben, mit dem sie sicherzustellen können, daß Unternehmen und Einrichtungen den richtigen Schutz gegenüber solcherart Bedrohungen haben.


Ein Beispiel dafür, was man mit derartigen Techniken anstellen kann, kursiert im November 2016 in den Blogs unter dem Motto ,Das Internet der Dinge (internet of things - IOT) verwandelt sich in einen Sicherheitsalbtraum’. In einem Bericht mit dem Titel ,IOT Goes Nuclear’ skizzieren Forscher ein Szenario, in dem die angeschlossenen Geräte von einem Wurm infiziert werden, der eine Kettenreaktion auslöst und theoretisch ein Doomsday-ähnliches Szenario für intelligente Städte mit Millionen von dicht miteinander verbundenen Geräten erzeugt.

Die Wissenschaftler des israelischen Weizmann-Instituts und der kanadischen Dalhousie University zeigen die Bedrohung durch die Infektion einer Hue-Lampe (dies sind per App via WLAN steuerbare LED-Leuchten von Philips) mit einem Virus, das sich dann durch Springen von einer Lampe zur nächsten verbreitet, unabhängig davon, ob die Lichter auf demselben privaten Netzwerk sind oder nicht. Zudem brauchen die Forscher keinen körperlichen Zugang zu den Lichtern – die drahtlos von einem Auto oder einer Drohne aus infiziert werden können.

In den veröffentlichten Video ist zu sehen, wie die gehackten Lampen wiederholt SOS im Morse-Code signalisieren. Wenn die Drohne näher kommt, fangen mehr Lichter an zu blinken, während sich das (harmlose) Virus über die Geräte verteilt. Die Ausführung des Kettenreaktionsangriffs gelingt durch die Ausnutzung einer Ungeschütztheit im ZigBee-Funkkommunikationsprotokoll, das im Kern von Millionen der beliebtesten Smart-Home-Geräte zu finden ist - die Hue-Lampen sind nur ein Beispiel. Nachdem Philips auf die Sicherheitslücke hingewiesen wurde, veröffentlichte das Unternehmen einen Patch.


An einem Hack, der sich direkt gegen Drohnen richtet, sind Fachleute der University of South Alabama (USA), der Singapore University und der Ben-Gurion Universität (BGU) in Israel beteiligt. Wie im Oktober berichtet wird, beschäftigt sich das internationale Team mit der Anfälligkeit von 3D-Druckern.

Bislang wird bei dem Begriff Cyber-Angriff eher an das Stehlen von Daten oder Leeren von Bankkonten gedacht. Je mehr die Welt aber von automatisierten Fabriken, Robotern und dem Internet der Dinge abhängt, desto größer wird die Fähigkeit bösartiger Hacker, auch direkten körperlichen Schaden anzurichten.

Auch Drucker schienen anfangs nicht sehr anfällig für Angriffe zu sein, doch das änderte sich bald. Und so bildet den Cyber Security Experten zufolge das Spoofing von 3D-Druckereien, um Komponenten herzustellen, die in kritischen Momenten ausfallen, inzwischen eine reale Gefahr. Die das direkte Hacken der 3D-Drucker aufgrund deren riesiger Vielfalt kaum machbar ist, konzentrieren sich die Fachleute darauf, in den Prozeß zwischen Design und Produktion einzugreifen.

Als ersten Schritt benutzen sie einen Phishing-Angriff, um eine bösartige .exe-Datei in die eMail des simulierten Opfers zu pflanzen. Als diese geöffnet werden, erhalten sie Zugang zum PC des Opfers, suchen den nach Design-Dateien für einen Drohnen-Propeller und laden diese herunter. Abschließend gestalten sie den Propeller neu, so daß er zwar immer noch wie das Original aussieht, aber nun 0,1 mm große Hohlräume in den Blättern und an der Blattwurzel hat. Was nichts anderes bedeutet, als daß er bei maximalem Streß im Flug schnell brechen wird.

Und tatsächlich: Nachdem das Team den manipulierten Propeller gedruckt und auf einer kommerziellen Drohne installiert hatte, war er von den unberührten Propeller nicht zu unterscheiden – zerstörte sich aber wie geplant nach zwei Minuten selbst. Nach Ansicht der Forscher könnte dieses Szenario ein Beispiel für eine neue Art von Cyber-Krieg sein, bei dem ein Gegner funktionale Teile sabotiert, die z.B. in den Flugzeugtriebwerken eines Flugzeugs eingesetzt werden.

In der Metro von Paris

In der Metro von Paris


In Bezug auf die Nutzung von Drohnen zur Überwachung gibt es drei beispielhafte Meldungen, welche die Situationen auf regionaler wie auf internationaler Ebene gut widerspiegeln.

Im Februar meldet die Presse, daß sich die Bewohner der Luzerner Gemeinde Horw in der Schweiz aktuell beobachtet fühlen, da die Behörden regelmäßig Drohnen in die Luft schicken, um Bausündern schneller auf die Schliche zu kommen. Die behördlich angeordneten Überflüge stellen Einschätzungen von Datenschutzexperten nicht nur in der Schweiz ein Novum dar.

Die Polizei von Paris wiederum bittet im April die entsprechenden Unternehmen, Vorschläge für Drohnen zur Überwachung von großen Versammlungen zu machen. Aus der ausführlichen Ausschreibung geht hervor, daß die Beamten ziemlich genau wissen, was sie wollen, nämlich Hexacopter, die Nommernschilder aus einer Entfernung von 50m und einer Höhe von 30 m erkennen können – und auch für nächtliche Einsätze geeignet sind. Bereitstehen tun dafür 429.600 €.

Aktuell haben Offiziere von Frankreichs elitärer Forschungs- und Interventions-Brigade Drohnen als Teil eines simulierten Terrorangriffs in einem französischen Bahnhof eingesetzt.

Im Mai berichtet die Presse, daß noch dieses Jahr an den EU-Außengrenzen auch Drohnen stationiert werden sollen, um zusammen mit Satelliten Teil der maritimen ,Überwachungskette’ zu werden – was zuerst das Mittelmeer betrifft. Zudem will die EU Drohnen in naher Zukunft auch zur Einhaltung der Treibhausgasstandards oder zur Ermittelung des Schwefelanteils im Schiffstreibstoff einsetzen. Die Weitergabe der Informationen würden dabei über das neue, vom Hersteller Airbus als ,Weltraum-Datenautobahn’ beworbene System übertragen.

Dabei handelt es sich um das Europäische Datenrelaissystem (EDRS), das seit letztem Jahr aufgebaut wird und das per Laser Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 1,8 GBit/s ermöglichen soll. Zu den zahlreiche Einsatzmöglichkeiten soll auch gehören, den Einsatzradius von Drohnen zu vergrößern. Eine erste Relaisstation für das Projekt, das die Europäische Weltraumorganisation ESA zusammen mit Airbus als Hauptauftragnehmer vorantreibt, befindet sich seit Januar 2015 auf einer geostationären Umlaufbahn und soll Mitte 2016 in den operationellen Betrieb gehen. Der Start einer zweiten Übertragungsbasis ist für den September 2017 geplant.


Über eine Überwachung im umgekehrten Sinne berichten die Blogs im Juli 2016, als während einer Abstimmung im ukrainischen Parlament von Mitgliedern der Opposition (illegal) eine Drohne eingesetzt wird, um einen möglichen Betrug während des Votums zu dokumentieren, wie z.B. die mehrfache Stimmabgaben von Abgeordneten.

 

Zwischenfälle

Auch in diesem Jahr häufen sich die Meldungen über Gefährdungen des Flugverkehrs aufgrund von Drohnen.

Mitte Februar der Co-Pilot eines Air-France-Fluges aus Barcelona während des Landeanflugs auf den Flughafen Charles de Gaulle in knapp 2.000 m Höhe plötzlich eine Drohne auf Kollisionskurs. Um einen Zusammenprall zu vermeiden, schaltet der Co-Pilot den Autopiloten aus und führt ein Ausweichmanöver durch. Dem Bericht zufolge sei die Drohne lediglich 5 m unterhalb des linken Flügels an dem Airbus A 320 vorbeigeschossen.

Im März teilt die US-Luftfahrtbehörde FAA mit, daß eine Lufthansa-Großraummaschine beim Landeanflug auf den internationalen Flughafen Los Angeles beinahe mit einer Drohne zusammengestoßen sei. Der Airbus A380 war aus Frankfurt kommend in die kalifornische Metropole unterwegs. Ereignet habe sich der Zwischenfall rund 22 km vom Flughafen entfernt auf etwa 1.500 m Höhe, wobei die Drohne laut der FAA nur rund 60 m über dem Flugzeug unterwegs gewesen sei.

Der Drohnen-Boom macht auch dem Flughafen Hamburg und der Flugsicherheitsbehörde zunehmend zu schaffen, wie die Presse im April 2016 meldet. Im Vorjahr waren insgesamt drei Drohnen in der Einflugschneise des Airports gesichtet worden. Nun wird aber eine gefährliche Zunahme befürchtet, denn nachdem es in Hamburg 2012 nur 19 Anträge für genehmigungspflichtige, gewerbliche Drohnenflüge gegeben hätte, seien es 2015 bereits 620 gewesen – hauptsächlich für Fotos oder Luftaufnahmen bei Filmproduktionen. Andere Einsätze dienten die Bestandskontrolle von Schüttguthalden oder wissenschaftlichen Einsätzen.

Auch im Anflugbereich des Flughafens Braunschweig kommt es immer wieder zu Drohnen-Sichtungen. Die zuständige niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr geht daraufhin in die Offensive und verschickt immer häufiger Strafbefehle wegen Ordnungswidrigkeiten, die jeweils mehrere Hundert Euro kosten können.

Etwas mysteriös verläuft ein Zwischenfall auf dem Londoner Flughafen Heathrow, wo im April ein aus Genf kommender Airbus A320 von British Airways beim Landeanflug mit einer Drohne zusammengestoßen sein soll. Berichten zufolge habe der Pilot gemeldet, daß ein Gegenstand, mutmaßlich eine Drohne, die Vorderseite des Flugzeugs getroffen hätte. Die Maschine landet nach dem Zusammenprall sicher und wird nach einer Überprüfung für den nächsten Flug freigegeben, da keine Schäden festgestellt werden können.

Nach Abschluß der Untersuchungen Ende des Monats ist dann allerdings klar, daß das Flugzeug doch nicht mit einem unbemannten Flugobjekt zusammengestoßen sei. Es gelang aber nicht zu klären, um was für ein Objekt es sich sonst gehandelt habe. Es werden Vermutung geäußert, das mysteriöse Objekt könnte eine Plastiktüte gewesen sein.

Einem im Juni erscheinenden Bericht der Academy of Model Aeronautics (AMA) zufolge, die selbstverständlich pro Drohnen eingestellt ist, sollen die Sichtungen in der Nähe von Flugzeugen gefallen sein. Die AMA hatte hierfür FAA-Daten analysiert und festgestellt, daß die Sichtungen nach einem Spitzenwert im vergangenen Sommer seither fallen. Zudem sollen nur 3,3 % davon wirklich enge Begegnungen gewesen sein.

Im Juli wird allerdings berichtet, das über der Londoner Innenstadt ein Passagierflugzeug beinahe mit einer Drohne mit einem Durchmesser von etwa 50 cm kollidiert wäre, die sich der Maschine auf rund 20 m genähert hätte. Auch dieses Flugzeug befand sich im Anflug auf den Londoner Flughafen Heathrow und flog in einer Höhe von nur etwa 1.500 m. Besonders gefährlich war der Vorfall, weil er sich direkt über der Londoner City abspielte.

Auch die Deutsche Flugsicherung (DFS) meldet im September, daß die Probleme mit Drohnen stark zunehmen. Im laufenden Jahr waren es bisher mit mehr als 40 Vorfällen schon fast dreimal so viele wie im ganzen Jahr 2015.

In den Kommentaren zu dem Geschehen wird jedoch auf diverse Ungereimtheiten hingewiesen und der Verdacht ausgedrückt, daß hier völlig grundlos Panik geschürt wird, um strengere Regeln durchzusetzen und kommerziellen Drohnen freie Luftkorridore zu schaffen, aus denen Hobbyflieger ferngehalten werden sollen.


Und auch einige Berichte über direkte Zwischenfälle gibt es in diesem Jahr. So bricht beispielsweise im April in Kapstadt, Südafrika, eine Drohne im fünften Stock eines Bürogebäudes durch das Fenster von Ferrari-Rennfahrer David Perel und trifft ihn am Kopf.

Das Besondere an diesem Vorfall ist, daß es von der Drohne, die durch das Fenster schlägt, ein selbst aufgenommenes Video gibt. Es stellt sich heraus, daß die verantwortlichen zwei Jungs die Kontrolle über ihr Fluggerät verloren hatten. Perel hat großes Glück, daß keine der großen Scherben sein Gesicht oder seine Augen treffen, da er sich sonst von seiner Rennkarriere hätte verabschieden können.

Eine Aufnahme gibt es auch von einem Unfall im Juni in Beloeil, einem Vorort Montreals in Kanada, als eine Flugdrohne abstürzt und eine Frau am Kopf verletzt – während eine andere Drohne den Vorfall filmt. In diesem Fall lautet die Diagnose auf ein Schleudertrauma. Als Unfallpilot entpuppt sich der Chefredakteur eines lokalen TV-Senders, der für den Sender einen Fünfkilometerlauf gedreht aber keine Fluggenehmigung gehabt haben soll.

Im September ist dann ein Mitglied der US-amerikanischen Hip-Hop-Gruppe Bone Thugs-N-Harmony Opfer der Drohnen-Bedrohung, als ihm während eines eigenen Konzerts in San Bernardino, Kalifornien, ein Quadrokopter ins Gesicht schlägt – auch diesmal dokumentiert in Form eines Videos, das ein Fan aufgenommen hat.

Interessanterweise war erst im Monat zuvor eine Studie des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) und der Edith Cowan University in Australien veröffentlicht worden, der zufolge es zumeist technische Fehler sind, die zum Absturz von Drohne führen. Die Forscher hatten hierfür 150 Zwischenfälle zwischen 2006 und 2016 untersucht und festgestellt, daß 64 % der Vorfälle technische Gründe hatten. In den meisten Fällen sei eine unterbrochene Kommunikationsverbindung Schuld gewesen.

 

Industrie und Landwirtschaft

In diesem Bereich soll es auch diesmal mit dem internationalen Wettbewerb Drones for Good  beginnen, da einige der Teilnehmer, die es im Februar 2016 bis ins Halbfinale schaffen, für die Industrie und Landwirtschaft von besonderem Interesse sind.

Height Tech HT 8

Height Tech HT 8

Dazu zählt insbesondere der deutsche, seit 2015 zur Düsseldorfer Spectair Group gehörende Drohnenhersteller Height Tech GmbH & Co. KG aus Bielefeld (später: Meerbusch), eine Ausgliederung der 2005 von Joseph Metz gegründeten Firma Innovative Sights, die 2009 weltweit erstmals ein hochauflösendes Luftpanorama veröffentlicht, das vollautomatisch von einer Multirotor-Drohne erstellt wurde.

Die Height Tech Drohnen eignen sich insbesondere für technische Anwendungen und werden für professionelle Inspektionen, Geodatenerfassung, Monitoring etc. verwendet. Die Multikopter kontrollieren etwa, ob Baumwipfel in Richtfunkstrecken gewachsen sind, ob Windräder Schäden aufweisen oder Chemiefabriken lecke Leitungen haben.

Im Prinzip könnten die Maschinen von Height Tech ganz allein fliegen, da sie Signale von GPS- und Glonass-Satelliten sowie Daten der eigenen Trägheitssensoren auswerten und damit ihre Position auf einige Dezimeter genau bestimmen können. Wenn es darum geht, bis auf wenige Meter an einen Plasmaschmelzofen heranzufliegen oder eine Gasfackel in 50 m Höhe mit der Thermokamera zu untersuchen, wird aber ein Spezialist gerufen, da der Pilot die Maschine ständig überwachen muß – alleine schon aus gesetzlichen Gründen.

Zudem ist die Firma in das Projekt Defikopter involviert, das ich in der Übersicht vom Juni 2013 präsentiert habe (s.d.); in ein Projekt namens Trichogramma Dropping, bei dem zur ökologischen und schonenden Bekämpfung des Maiszünslers (ostrinia nubilalis), eines in Europa verbreiteten Maisschädlings, Larven der Schlupfwespe (trichogramma) per Drohne aus der Luft in das Maisfeld ausgebracht werden; sowie in das Projekt Romeo, das die Jury des Drones for Good Wettbewerbs überzeugt – und der Firma letztlich immerhin den vierten Platz beschert.

Height Tech hatte zusammen mit Wissenschaftlern der internationalen Atombehörde (IAEA) und der Welternährungsorganisation (FAO) sowie dem Partnerunternehmen FLAIRICS unter dem Projektnamen Remotely Operated Mosquito Emission Operation (ROMEO) ein System zum Aussetzen sterilisierter Mückenmännchen entwickelt, um das Zikavirus zu bekämpfen.

Hierfür ist die Moskito-Drohne Romeo mit einem Behälter ausgestattet, aus dem sie im Flug sterilisierte und gekühlte Mückenmännchen in die Luft bläst. Die Tiere erwachen aus der Winterstarre, schwärmen aus und begatten weibliche Mücken – die sich dann nicht weiter vermehren können. Womit die Ausbreitung des Virus gestoppt wird. Auf einem einzigen Flug könnte die Drohne bis zu 25.000 sterile Mückenmännchen aussetzen und so in knapp 45 Minuten tausend Quadratmeter Fläche bearbeiten – egal ob Felder, Dschungel oder eine unwegsame Favela.

Danach wird einfach der Behälter ausgetauscht, und der Einsatz geht weiter, zumindest in der Theorie. Für die Praxis fehlen Romeo noch ein paar Details wie eine aktive Kühlung für den Behälter, austauschbare Kassetten und eine einfache, transportable Vorrichtung, um die sterilen Mücken vor Ort herzustellen. Da dies rund eine Million Euro kosten würde, will die Firma das Geld jetzt durch Fundraising auftreiben.

Wingtra One

Wingtra One


Auch das Schweizer Start-Up Wingtra befaßt sich mit dem Maiszünsler. Der gefräßige Kleinschmetterling bohrt die Pflanzen an, macht diese so für weitere Schädlinge und Wetterschwankungen anfällig und verursacht hohe Ernteverluste.

Im März 2016 berichtet die Presse darüber, daß die vier Gründer in einem Labor der ETH auf die Idee zum Bau eines Flugroboters zur Bekämpfung gekommen sind und sich Ende 2014 zur Gründung der Wingtra entschieden hätten, die vom Wyss Translational Center, von der Gebert-Rüf-Stiftung sowie von privaten Investoren finanziert wird. Im Frühjahr 2016 kann das junge Unternehmen im Zuge eine Seed-Finanzierungsrunde zudem 3,1 Mio. $ einnehmen.

Das Besondere an der 1,2 m langen, autonom fliegenden Wingtra One mit ihren starren Flügeln ist die Reichweite, da sie mit einer Akkuladung eine Strecke von bis zu 60 km schafft – und dies bei einer Geschwindigkeit von bis zu 100 km/h und maximal 1,5 kg Nutzlast.

Gleichzeitig steigt das Flugobjekt senkrecht wie ein Helikopter auf, um anschließend wie ein Flugzeug vorwärts zu fliegen. Die gegenwärtigen Prototypen sollen im Laufe des Jahres mit Testkunden zusammen zur Marktreife geführt werden, auf Anfang 2017 sind dann die ersten Verkäufe geplant.


Im Februar 2016 kündigt Parrot einen Sensor-Zusatz namens Sequoia an, der an alte Drohnen gesteckt werden kann um Infrarot-Bilder aufzunehmen, die Landwirten helfen soll, Bereiche zu entdecken, die besondere Aufmerksamkeit benötigen. Das System soll mit allen zivilen Drohnen kompatibel sein und im März einem empfohlenen Verkaufspreis von 3.500 $ auf den Markt kommen.


Bereits im Januar hatten die Blogs gemeldet, daß die Lufthansa, die nach neuen Einnahmequellen sucht, eine Partnerschaft mit dem weltweit größten Drohnen-Hersteller DJI vereinbart hat. DJI soll zukünftig Geräte wie die Profi-Drohne Matrice 100 liefern (s.o.), die dann von der Tochter Lufthansa Aerial Services (LAS) für den kommerziellen Einsatz überarbeitet werden. Bei einem Test werden die Drohnen zur Inspektion von Windrädern eingesetzt. Weitere denkbare Einsatzfelder wären die Überprüfung von Pipelines oder die Vermessung von Baustellen.

Ob die Airline tatsächlich in das Drohnengeschäft einsteigt, soll sich bis Ende des Jahres entscheiden. Wegen der konzerneigenen Flugschule ist die Lufthansa zudem gut prädestiniert, Drohnenpiloten ausbilden. Konkrete Pläne dafür gibt es aber noch nicht.

Im September folgen Berichte, daß nun auch der deutsche Windenergieanlagen-Hersteller Nordex mit der LAS kooperiert, um die Wartung und Kontrolle seiner Turbinen durch drohnengestützte Inspektionen zu verbessern. Nordex erhofft sich durch den Einsatz der Drohnen auch Kosteneinsparungen, da z.B. die zuvor eingesetzten Seil-Teams entfallen. Die Bestätigung der Zusammenarbeit zwischen der LAS und der DJI erfolgt dann tatsächlich Anfang 2017.


Ein weiterer Bericht stammt vom Juli 2016, als auch das Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus selbst prüft und demonstriert, wie Drohnen für die Qualitätskontrolle eingesetzt werden können, bevor Flugzeuge an Kunden ausgeliefert werden. Wofür die Qualitätsinspektoren in fahrenden Hubbühnen mühsam zwei Stunden brauchten, schafft eine Drohne in 10 Minuten.

Zum Einsatz kommen von AscTec modifizierte Falcon 8 Drohnen, die mit RealSense-Kameras von Intel für die intelligente Hindernis-Navigation sowie einer 42-Megapixel Full-Frame-Kamera für die Datenerfassung ausgestattet sind. Die Drohnen werden so programmiert, daß sie vorgegebene Routen um das Flugzeug nehmen, während sie systematisch und automatisch bis zu 150 Fotos aufnehmen. Diese werden dann in Form eines 3D-Modells des Flugzeugs von Inspektoren untersucht.

Intel-Drohne

Intel-Drohne

Nachdem das System an Flugzeugen vom Typ Airbus A330 und A350 getestet wird, ist zu erwarten, daß der Einsatz ab dem nächsten Jahr auf alle Flugzeugtypen ausgeweitet wird.

Im Oktober 2016 präsentiert Intel eine ,eigene’ kommerzielle Drohne, die speziell für professionelle Anwendungen in Nordamerika entwickelt wurde, wie die industrielle Inspektion, Vermessung und Kartierung.

Die Falcon 8+ Drohne, die auf der Falcon 8 von AscTec basiert, ist ein V-Form-Octokopter, der eine hohe Stabilität besitzt, präzise GPS- und Flugkontrollelektronik sowie dreifach redundante Komponenten aufweist. Neu hinzu gekommen ist ein fortschrittliches, wasserabweisendes Boden-Cockpitsystem von Intel für die Steuerung, sowie ein Intel-PowerPack für den Flug. Mit einem Leergewicht von 1,1 kg und einer maximalen Nutzlast von 0,8 kg soll das Profi-Fluggerät das beste Gewicht-zu-Nutzlast-Verhältnis aller handelsüblichen Drohnen haben.

Intel hatte außerdem schon im August eine ready-to-fly Drohne namens Aero angekündigt, die in Wirklichkeit ein Software-Entwicklungs-Kit darstellt, um die Grenzen des unbemannten Flugs zu erweitern.

Die Drohne ist ein komplett zusammengebauter Quadrokopter, der auf dem ebenfalls neu angekündigten Aero Compute Board läuft, einem Spielkarten-großen Gerät, das von einem Atom Quad-Core Prozessor angetrieben wird, der den Speicher, die Kommunikation und die Ein-/Ausgänge verwaltet.

Kombiniert mit einem optionalen Vision Accessory Kit, das eine 8-Megapixel-Kamera, eine VGA-Kamera und die Intel RealSense R200-Kamera beinhaltet, bietet sich Softwareentwicklern ein flexibles System, um potentielle Anwendungen für Drohnen zu erkunden. Um ein 3D-Modell der Umgebung abzubilden, wird die Aero auch mit Intels RealSense-Technologie ausgestattet sein.

 

Kamera-Drohnen

Zu den neuen Kamera-Drohnen, die in diesem Jahr erwähnenswert sind, gehört die im April 2016 erstmals gezeigte kompakte, zylindrische Roam-e der australischen Technologiefirma IoT Group aus Woolloomooloo, NSW, die über zwei übereinander sitzenden Rotoren mit umklappbaren Propellern verfügt, die sich gegen den Körper falten, so daß das Gerät für den Transport nicht viel Platz einnimmt.

Die als ,Selfie-Stick mit Flügeln’ oder auch als ,fliegenden Karotte’ bezeichnete Drohne in der Größe einer 600 ml Wasserflasche, mit einem Durchmesser von 75 mm und einem Gewicht von die 500 g folgt dem Nutzer via Gesichtserkennung rund 20 Minuten lang, wofür sie nur einmal mit dem Smartphone verbunden werden muß. Die integrierte 5-Megapixel-Kamera erstellt 360° Panoramafotos und erlaubt auch ein Live-Streaming über Smartphone oder Tablet.

Aus Gründen der Sicherheit soll die Roam-e stets in einem Abstand von maximal 25 m zum Nutzer und stets in Sichtweite fliegen. Mit aktivierter FollowMe-Funktion folgt die Drohne sogar in nur 3 m Entfernung. Sie wird online zu einem Preis von 499 $ angeboten.

Hover Camera

Hover Camera


Im selben Monat erscheint auch zum ersten mal die zusammenklappbare Hover Camera von Meng Qiu Wang, Tony Zhang und ihrem 2014 in Peking gegründeten Start-Up Zero Zero, die ebenfalls Personen erkennen und diesen eigenständig folgen soll, ohne dafür GPS zu benötigen. Die Steuerung, beziehungsweise die Auswahl des zu verfolgenden Objektes, erfolgt über ein Smartphone.

Die autonome Mikro-Selfie-Kamera, die mit automatisierten Flugmodi fliegen kann, sitzt in einem Karbonfaser-Schutzkäfig, wobei die Rotoren zusammen mit ihrem Gehäuse einfach weggeklappt werden können. Der 240 g schwere Quadrokopter ist dann nur noch so groß wie ein Taschenbuch. Er schafft bis zu 28 km/h und hat eine Batterie, die bis zu 10 Minuten hält, wird aber gleich mit zwei Batterien ausgeliefert.

Eine weiter Besonderheit ist, daß die Hover Camera zwei Kameras besitzt. Die Frontkamera ist eine 13-Megapixel-Videokamera, die auch mit dem Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) Algorithmus ausgestattet ist, der es dem Gerät erlaubt zu bestimmen, wo es sich gerade befindet. Die zweite, nach unten gerichtete, Videokamera führt einen Algorithmus namens optischer Fluß aus, der mit 60 Bildern pro Sekunde auf den Boden schaut. Mit diesem erkennt der Kopter, wenn er sich bewegt, und kann sich selbst korrigieren.

Die Bedienung soll besonders leicht sein, denn man kann die fliegenden Kamera einfach aus der Hand in die Luft setzen – wo sie dann auf der Stelle stehen bleibt. Der Firma zufolge gibt es bereits 1.000 funktionierende Einheiten, von denen nun 200 Stück an Betatester ausgegeben werden sollen. Der spätere Preis wird mit 599 $ beziffert.


Im Juni folgt mit der Exo360 eine weitere Drohnen-Kamera, die fünf 4K-Kameras trägt, welche Luftaufnahmen aus allen Richtungen sammeln, bevor sich die Clips zu einem eindrucksvollen 360°-Grad-Video kompilieren lassen, das sich mit den gängigen VR-Headsets wie Oculus Rift oder Samsung Gear betrachten läßt.

Die Macher der Drohne, die erst im April 2015 gegründete Firma Queen B Robotics von Chris Blower aus Berkeley, bezeichnen ihr Fluggerät als die weltweit erste 360°-Drohne. Die Drohne wiegt 1,8 kg, sie besitzt einen 256 GB Onboard-Speicher, und die Flugzeit beträgt 18 Minuten mit einer Reichweite von 3 km. Gesteuert werden kann sie entweder von einem Controller aus oder über eine Smartphone-App, die eine Reihe von autonomen Flugfunktionen ermöglicht.

Eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, die im Mai mit dem Finanzierungsziel von 25.000 $ gestartet worden war, verläuft recht erfolgreich, als bis Anfang Juli 67.863 $ eingehen, um mit der kommerziellen Produktion beginnen zu können. Angeboten wird die Grundversion für 1.399 $, für den passenden Transportrucksack kommen noch einmal 100 $ dazu. Der Versand ist für Dezember 2016 geplant.

Janus 360

Janus 360


Eine andere Drohne mit den gleichen 360°-Aufnahme-Fähigkeiten war übrigens erst im Mai unter dem Namen Janus 360 in den Blogs vorgestellt worden. Das eher spartanisch aufgebaute Modell der französischen Firma Drone Volt aus Villepinte besteht nur aus dem Gestell, Verkleidungen sind nicht vorhanden. Demgegenüber sind für die 360°-Grad-Aufnahmen insgesamt sogar zehn 4K-Kameras montiert, die sich mittig an 2 Kameraköpfen befinden, von denen einer nach oben und der andere nach unten ausgerichtet ist.

Der 50 x 50 x 40 cm große Quadrokopter alleine wiegt nur 600 g, mit den Kameras und einem Fallschirm kommen allerdings satte 3,9 kg zusammen. Es gibt zwei 4.500 mAh Li-Poly-Akkus an Bord, und die Flugdauer von 15 Minuten erlauben. Ich habe diese Ausführung hier nicht näher behandelt, weil es bislang noch keine Details über die Preisgestaltung und Verfügbarkeit gibt.


Im September folgen massenhaft Meldungen über eine lang erwartete Drohne namens Karma – denn für diese ist niemand anderes als die berühmte Action-Cam-Firma GoPro verantwortlich, deren Produkte schon länger in einer Vielzahl von Fluggeräten der unterschiedlichsten Hersteller zu finden sind. Angekündigt worden war das Gerät bereits im Mai.

Die GoPro-Drohne zeichnet sich durch ihr kompaktes Design aus und paßt zusammengefaltet  in den handlichen Rucksack, der zum Lieferumfang gehört. Im Unterschied zur Konkurrenz montiert GoPro die Kamera an der Front, was verhindern soll, daß die Rotoren im Bild erscheinen. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 15 m/s, die Funkreichweite 1.000 m.

Der 5.100 Ah Li-Poly-Akku hält rund 20 Minuten und läßt sich mit wenigen Handgriffen wechseln. Die Steuerung erfolgt über einen aufklappbaren Controller, und über die Passenger-App kann ein zweiter Steuermann eingreifen.

Nach längerem Warten und mehreren Verschiebungen kommt die Karma Ende Oktober für 800 $ auf den Markt – dazu kommen die Kosten für eine Action-Cam wie z.B. die neuen Hero-5-Modelle. Als Paket gibt es das bereits für 1.100 $.

Doch schon im November wird bekannt, daß GoPro nur zwei Wochen später alle rund 2.500 bisher verkauften Exemplare der Kameradrohne wegen Stromausfällen und der damit verbundenen Absturzgefahr wieder vom Markt nimmt. Die Käufer bekommen ihr Geld zurück.

Nachdem die Verriegelung des Akkufachs als Ursache des Problems ausgemacht werden kann, wodurch sich in einigen Fällen die Akkus gelöst und die Stromzufuhr gekappt hätten, wird das Modell ab Februar 2017 mit einem ausgewechseltenVerriegelungsmechanismus erneuert verkauft. Die aktuellen Preise in Europa betragen ohne Kamera 870 €, mit einer Hero5 Black 1.200 €.

AirSelfie

AirSelfie


Das nächste beachtenswerte Modell erscheint im November unter dem passenden Namen AirSelfie, weshalb die dahinter stehende Firma mit Sitz in London wohl auch AirSelfie Holdings Ltd. heißt.

Das Überraschende an dieser fliegenden Kamera ist, daß sie in ein Smartphone-Gehäuse paßt, wenn sie nicht in Gebrauch ist, auch wenn dieses Gehäuse etwas sperriger als die meisten anderen ist. Der Aluminiumrahmen des AirSelfie mißt 9,5 x 6,7 x 1 cm, womit er in der entsprechenden Platz hat, die auch eine Batterie beherbergt, um die Drohne in 30 Minuten aufzuladen.

Die Drohne trägt eine 5-Megapixel-Kamera und einen 4 GB Onboard-Speicher, kann bis zu 20 m weit und 20 m hoch fliegen, wobei die Flugzeit allerdings nur drei Minuten beträgt.

In diesem Fall ist die Kickstarter-Kampagne sogar noch erfolgreicher als bei den o.g. Modellen, denn das recht bescheidene Finanzierungsziel von 45.000 € wird mit dem letztlich erzielten Betrag in Höhe von 574.504 € weit überschritten. Für Vorbesteller gibt es die kleine Drohne zu einem Preis von 179 €, die Auslieferung soll im März 2017 beginnen.


Zwei weitere Meldungen, die an diese Stelle passen, kommen aus der Schweiz bzw. den USA.

In der Schweiz, wo es nicht verboten ist, ein AKW mit einer Drohne zu überfliegen, nutzt dies der Filmemacher Jürg Knobel im August 2016 für eine filmische Protestaktion, indem er den Kühlturm des AKW Leibstadt (KLL) mehrfach überfliegt und mit sowie ohne Wasserdampffahne filmt. Den Film stellte er auf YouTube mit der Anmerkung: „Im Interesse der Öffentlichkeit, zum Polarisieren und Diskutieren.“

Die Betreiber des AKW sind jedenfalls empört – schließlich hätte der Wasserdampf das Gerät zum Absturz bringen können, und auch die Hochspannungsleitungen, die die Anlage verlassen, seien ein Risiko. Wäre die Drohne in den Kühlturm gefallen, hätte sie möglicherweise erheblichen Schaden anrichten können. Meinen zumindest die Verantwortlichen des Kernkraftwerks.

Knobel ist allerdings nicht der erste, der in der Schweiz mit einer Drohne gegen Atomkraft protestiert. Der Webblog energisch.ch von Markus Kühni, der sich für eine intelligente Energiezukunft in der Schweiz einsetzt, hatte schon 2014 die Firma Birdcam Solutions beauftragt, das AKW Mühleberg filmend zu überfliegen.


Im selben Monat August wird auch bekannt, daß das US-amerikanische Medienunternehmen CNN einen Kanal mit Videos starten wird, die von Kamera-Drohnen geliefert werden. CNN AIR (Aerial Imagery and Reporting) will zwei Drohnen-Operatoren in Vollzeit beschäftigen; das aus der Luft gefilmte Material soll bei CNN und anderen Sendern des Turner-Medienkonzerns sowie von Time Warner verwendet werden.

Einen derartigen Drohnen-Video-Kanal hatte CNN schon vor zwei Jahren angekündigt, aufgrund der strengen Vorschriften für den Einsatz der fliegenden Kameras aber noch nicht umsetzen können. Die Erlaubnis der FAA, Drohnen für den Einsatz in den Medien zu testen, wurde CNN erst im letzten Jahr erteilt.

 

Consumer-Drohnen

2016 gilt als das Jahr der Consumer-Drohne. Ich beschränke mich in dieser Präsntation aber auf nur wenige Modelle, die sich durch die eine oder andere Besonderheit auszeichnen.

Im August 2016 stellt Parrot auf der Internationalen Funkausstellung in Berlin (ifa) zwei neue Spielzeugdrohnen vor. Während die Parrot Swing mit ihren Flügeln, die vorne mit Propellern versehen sind, an einen X-Wing-Fighter erinnert, kann die Parrot Mambo Kugeln verschießen und Gegenstände greifen.

Die Swing Drohne kann sowohl senkrecht starten und landen als auch in den Horizontalflug übergehen, allerdings ohne daß die Rotoren kippen. Gesteuert wird mit einem Smartphone oder mit einer Fernbedienung, in die ein Smartphone eingesteckt wird. Die mit 140 $ recht preiswerte Drohne soll viele Flugmanöver wie Loopings, Faßrollen und ähnliche Flugfiguren beherrschen. Das Videomaterial der Kamera wird auf einem 1 GB Flashspeicher abgelegt.

Die 120 $ teure Mambo, die eine Geschwindigkeit von bis zu 30 km/h erreicht und ebenfalls über eine vertikal angeordnete Kamera mit VGA-Auflösung verfügt, kann für zusätzliche 15 $ mit einer Spielzeugwaffe ausgestattet werden. Dabei wird ein Magazin mit sechs kleinen Kugeln zusammen mit dem Abschußmechanismus einfach auf die Drohne gesteckt. Auch ein Greifarm, der über die Fernbedienung gesteuert werden kann, läßt sich daran befestigen. Er kann aber nur sehr leichte Gegenstände bis 4 g befördern und abwerfen, wie z.B. ein Stück Würfelzucker.

Disco

Disco

Beide Drohnen fliegen maximal 8 Minuten, sind per Bluetooth LE an das Smartphone angebunden und können so maximal 20 m weit weg fliegen. Gegen 40 $ Aufpreis gibt es aber eine Fernsteuerung namens Flypad, die eine Distanz von 60 m zum Piloten ermöglicht. Beide Fluggeräte sollen im September 2016 auf den Markt kommen.

Eine dritte Drohne von Parrot, deren Details nun bekannt werden, war bereits im Januar während der CES in Las Vegas angekündigt worden. Dabei handelt es sich um einen schnellen Nurflügler mit Winglets namens Disco. Die 750 g schwere Drohne soll Geschwindigkeiten von bis zu 80 km/h erreichen und verfügt über eine Autopilot-Funktion, die Start und Landung auf Wunsch selbständig übernimmt. Der Autopilot greift auch im Flug ein und übersetzt die Richtungsangaben an der Fernsteuerung in Flügelneigung und Triebwerksdrehzahl.

An der Vorderseite der Drohne ist eine Full-HD-Kamera mit Weitwinkelobjektiv angebracht, wobei die Live-Bilder an ein Smartphone übertragen werden. Der Akku soll für eine Flugzeit von 45 Minuten reichen. Für die Fernsteuerung steht der neue Parrot Skycontroller 2 mit einer Reichweite von bis zu 2 km zur Verfügung. Inklusive Cockpit-Glasses und Skycontroller 2 kostet die Drohne im Bundle 1.299 €.


Die wohl lustigste Drohne in diesem Jahr trägt den Namen Flybrix. Im Grunde handelt es sich um zwei komplette Bausätze für Lego-Drohnen, die mit eigenen Legosteinen ergänzt oder verändert werden können – wobei die Entwickler betonen, daß die Lizenzbedingungen mit Lego geklärt seien, da die Drohnen als vorgefertigte Bausätze vertrieben werden.

Hinter Flybrix aus San Francisco stehen die drei Partner Amir, Robb und Holly, die im Jahr 2014 mit dem Bau von Drohnen aus Balsaholz und 3D-Druckteilen beginnen – aber schnell feststellen, daß LEGO-Steine ein fantastisches Medium sind, um schnell neue Ideen auszuprobieren.

Mit einer Einsteiger-Variante für ca. 190 $ bzw. einer Deluxe-Variante für rund 250 $ sollen sich voll funktionsfähige Quadro-, Hexa- oder Octakopter bauen lassen, deren Steuerung entweder via Smartphone-App oder über einen der Deluxe-Variante beiliegenden Controller erfolgt (der sich aber auch nachträglich für 80 $ als Expansion Pack erwerben läßt).

Da die Bauteile und Sensoren allesamt offen zugänglich sind, kann man durch das Basteln die Wirkungsweisen und Funktionen viel besser verstehen. In den Kits sind ein Magnetometer, ein Barometer und ein Beschleunigungsmesser enthalten, ein GPS-Sensor oder ein WiFi-Empfänger können optional hinzugefügt werden. Betrieben wird die Drohne von einem Arduino-kompatiblen ARM Cortex A4 Prozessor mit 96 MHz. Die Software ist Open Source und kann von jedem modifiziert werden. Die Auslieferung soll im März 2017 erfolgen.

 

Kunst und Design

Durch Drohnen ist eine ganze neue Art der Fotografie und des Films entstanden. Um dieser neuen Perspektive einer breiten Masse zu demonstrieren werden auf der ganzen Welt Wettbewerbe und Festivals aus der Taufe gehoben, die ausschließlich Filmen gewidmet sind, die mit unbemannten Luftfahrzeugen aufgenommen sind.

Das allererste scheint das von dem Filmemacher Randy Scott Slavin gegründet New York City Drone Film Festival im Februar 2015 zu sein. Als es im März 2016 zum zweiten mal stattfindet, gibt es schon mehr als 350 Einreichungen aus 45 Ländern.

Auch in Europa entstehen entsprechende Festivals. Hier beginnt die Entwicklung mit dem London Drone Film Festival im Mai 2016 mit 258 Einreichungen aus 50 Ländern.

Auf dem letztgenannten wird das Projekt Chromaticity von Paul Trillo mit einem Technical Award ausgezeichnet – das im Gegensatz zu den meisten ,üblichen’ Drohnenfilme mehr in die impressionistische Richtung geht: Mehrere Drohnen eilen gleichzeitig über einen endlosen, glitzernden Ozean hinweg und malen mit Rauchgranaten bonbonfarbene Schlieren ins Blaue.

Daß die DJI-Kopter bei ihrem ätherischer Flug komplett im Farbnebel zu verschwinden scheinen, hat einen ganz besonderen Reiz, ist allerdings ein Werk der Postproduktion. Im ,making of’ ist zu sehen, daß dabei Hunderte der farbigen Rauchgranaten verbraucht werden.

Weitere Veranstaltungen sind übrigens das Drone Up International Film Festival in Plovdiv, Bulgarien, das im August 2016 stattfindet, sowie das im Februar 2017 geplante Madrid Drone Film Festival.


Drone Magic

Eine andere künstlerische Umsetzung zeigt im Februar 2016 der Technoillusionist Marco Tempest aus der Schweiz, der vor ein paar Jahren die Lebensgeschichte des Erfinders Nikola Tesla mit den Mitteln des Tanagra-Theaters nacherzählt hat. Nun läßt Tempest bei seiner Show Drone Magic zwei Dutzend Drohnen um ihn herumfliegen, die scheinbar von seinen Bewegungen beherrscht werden, was die Illusion einer anthropormorphen Maschine vermittelt.

Die Entwicklung des Performance-Stückes in seinem magicLab in New York dauert drei Monate, bis die 24 autonomen Quadrokopter wie eine Schar trainierter Vögel in der Nähe und um den Körper des Darstellers herumfliegen. Um diese intime und künstlerische Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu schaffen, arbeitet Tempest mit den Medienkünstlern Daito Manabe, Motoi Ishibashi und ihrem Team bei Rhizomatiks Research in Tokio zusammen.

Das System der Schwarm-Steuerung basiert auf einem speziellen Indoor-Lokalisierungs- und Kontrollsystem. Rhizomatiks Forscher sehen die Kooperation mit Tempest als Chance, das Potential der Technologie, an welcher sie seit drei Jahren arbeiten, zu demonstrieren und an ihre Grenzen zu bringen: „Die Luftdrohne ist die erste autonome Maschine, die wirklich in unseren Raum eindringt. Sie wird nicht aber die letzte sein. Wir müssen daher lernen, wie wir diesen Raum teilen können.“


Drohnen und farbige Lichter bilden auch einen Teil der seit 2009 bestehenden japanischen Multimedia-Tanzgruppe Eleven Play, die damit bei dem Wettbewerb America’s Got Talent 2016 eine atemberaubende visuelle Performance zeigt, die im Juni in einem YouTube-Clip veröffentlicht wird. Auch diese Gruppe arbeitet mit der Rhizomatiks Co. Ltd. zusammen.

Ahmen die Flugobjekte anfangs noch die Bewegungen der Tanzgruppe nach, zieht sich diese nach und nach von der Bühne zurück und überläßt diese dem ferngesteuerten Hummelflug mit Lichtshow-Untermalung. Ich denke, nicht nur die makellose Choreographie macht die Drohnen zu beliebten Mitspielern, sie vergessen auch nie eine Aufführung und brauchen keine Ankleideräume.

Flying Pantograph

Flying Pantograph


Eine Drohne, die in der Lage ist, gemeinsam mit Menschen Kunstwerke zu erstellen, haben die Mitglieder der Fluid Interfaces Group am MIT Media Lab entwickelt, wie im Februar berichtet wird. Der Flying Pantograph kann die Zeichenbewegungen eines Menschen nachahmen und auf eine Leinwand übertragen.

Sang-won Leigh, Harshit Agrawal und Pattie Maes nutzen zuerst eine AR.Drone, dann einen Quadrocopter von DJI, die mit einem Stift ausgestattet und so angepaßt werden, daß sie mit einem speziellen (anderen) Stift gesteuert werden können, mit dem der Benutzer auf einer speziellen Unterlage die Federführung übernimmt. Was die Drohne erkennt und folglich live umsetzt.

Als das System im Rahmen der TEI-Arts-Ausstellung im niederländischen Eindhoven bestaunt und auch getestet werden kann, kommt es auch bei Kindern gut an. Was den entstehenden Kunstwerken einen gewissen Charme verleiht, ist der eigene ,Maschinen-Stil’, den die Drohne mit einbringt, das sie die Stiftbewegung nicht eins zu eins auf die Leinwand überträgt, sondern leicht verzögert und zittrig.


Im August folgen Berichte über eine Drohne, die pixellierte Bilder erzeugt, indem sie mit einem in Tinte getauchtes Schwämmchen, das an einer Spitze befestigt ist, Punkte auf die Leinwand tüpfelt. Bei dieser Technik entstehen die kompletten Bilder aus der Vielzahl einzelner Punkte.

Der Informatiker Prof. Paul Kry von Montreals McGill University setzt zusammen mit seinen Studenten seit zwei Jahren Mini-Quadrokopter ein, um Porträts von Leuten wie Alan Turing, Grace Kelly und Che Guevara zu schaffen, deren Komplexität von einigen hundert bis zu mehreren tausend schwarzer Punkten reicht.

Tüpfel-Drohne im Einsatz

Tüpfel-Drohne im Einsatz

Ein Computer-Fernsteuerungssystem verwendet eine Bewegungskamera und spezifische Algorithmen, um die Flugroute der Drohnen zu planen und Korrekturen zu machen, wenn Fehler auftreten, die durch Faktoren wie z.B. ein Luftzug in den Fluren verursacht werden, welche die Kopter etwas vom Kurs bringen.

Damit die Drohnen nicht regelmäßig pausieren müssen, um frische Batterien zu bekommen und ihre Schwammspitzen neu einfärben, verbindet Kry die Drohnen mit einer Stromversorgung, so daß keine Batteriewechsel erforderlich ist. Mit einem an der Wand montierten Tintenfaß wird der Nachschub der Farbe gesichert.

Der Wissenschaftler hofft nun, daß bald größere Drohnen verwendet werden können, um Wandmalereien hoch oben an den Seiten von Gebäuden oder an anderen schwer zugänglichen Orten zu schaffen, die auch gebogene Oberflächen haben können. Wozu es allerdings weitgehend windstiller Tage bedarf.

Die Arbeit wird durch das Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, dem Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies sowie der Canada Foundation for Innovation unterstützt.

500 Drohnen

500 Drohnen


Auch von Intel ist in diesem Jahr wieder etwas zu hören bzw. zu sehen. Im Oktober bricht das Unternehmen seinen eigenen Weltrekord, als ein Schwarm aus 500 Shooting Star Drohnen in einer eindrucksvollen Lichtshow den Nachthimmel erleuchten – wiederum in Krailling bei München. Die Aktion gelangt anschließend ins Guiness Buch der Rekorde – als größte Anzahl simultan fliegender unbemannter Flugobjekte.

Die Drohnen formen dreidimensionale Bilder und schreiben Wörter, das Logo von Intel und die Nummer 500 an den Himmel. Gesteuert wird der Schwarm von einer einzigen Person mit nur einem Laptop. Dank einer speziellen Software dauert die Entwicklung einer solchen Drohnen-Choreographie nur noch wenige Tage, anstatt wie zuvor mehrere Wochen oder Monate.

Die Shooting Star ist Intels erste Drohne, die speziell dafür ausgelegt ist, als Teil einer Drohnenflotte Lichtshows zu fliegen. Der 280 g leichte Quadrokopter ist mit zahlreichen LEDs bestückt, mit denen über vier Millionen unterschiedliche Farbkombinationen möglich sind. Darüber hinaus weist das UAV ahlreiche Sicherheitsfunktionen wie geschützte Propeller und einen weichen, flexiblen und schraubenfreien Rahmen auf. Die Drohne ist auch bei leichtem Regen flugsicher und vor Spritzwasser geschützt.

Entwickelt wurde die Entertainment-Drohne nebst der dazugehörigen Software von Intel gemeinsam mit MAVinci GmbH, einem deutschen Drohnenhersteller aus St. Leon-Rot in Baden-Württemberg, der für seine Vermessungs-Drohnen und die dazugehörige Software bekannt ist. Die im Jahr 2009 als Start-Up aus einem der Gründerzentren der europäischen Weltraumorganisation ESA gegründete Firma entwickelt und produziert mit der Modellreihe Sirius einige der leistungsfähigsten Starrflügel-Drohnen der Branche.

Disney-Dohnenshow

Disney-Dohnenshow

Im November wird die MAVinci von dem Halbleiterhersteller gekauft – der schon Anfang des Jahres den süddeutschen Kopterhersteller AscTec übernommen hatte. Beide Firmen arbeiten jetzt für die Intel Drone Group, wo man sich besonders auf die Bereiche Inspektionen und Vermessung durch Drohnen fokussiert. Zu den Portfoliounternehmen von Intel Capital gehören zudem noch e-volo, Yuneec International, PrecisionHawk und Airware, die uns alle schon begegnet sind (und es auch noch werden).

Zukünftig werden die Fähigkeiten der Shooting Star Drohnen auch genutzt, um die Zuschauer im Walt Disney World Resort in Florida zu unterhalten, dem flächenmäßig größten Freizeitpark der Welt.

Dort werden insgesamt 300 Drohnen eine synchronisierte Lichtshow mit verschiedenen Weihnachtsmotiven in den dunklen Abendhimmel malen. Für die Nachtflüge war allerdings eine spezielle Genehmigung der US-Bundesluftfahrtbehörde FAA nötig.

Inspiriert wurde die Show durch den Disney-Animationsfilm Rapunzel, in welchem es eine legendäre Szene gibt, in der schwebende Laternen den Himmel erleuchten.


Auch in Bezug auf neue Designs hat das Jahr 2016 einiges zu bieten. Die in Peking beheimatete Firma PowerVision Robot beispielsweise, die u.a. mit der Drohne PowerBee ein Konkurrenzprodukt zur o.g. Shooting Star von Intel anbietet, stellt im Februar mit der neuen PowerEgg Drohne ein ganz besonderes Modell vor.

Der ungewöhnliche Quadrokopter ist ungefähr so groß wie ein Rugby-Ball und wiegt 2 kg. Das Gehäuse besteht aus stabilem Kunststoff, und beim Transport der Drohne werden die Propellerarme und Landebeine in das Gehäuse versenkt. Für den Start klappen die Beine automatisch nach außen, die Arme der Rotoren müssen von Hand in Stellung gebracht werden. Die ebenfalls im Gehäuse versenkbare 4K-HD-Kamera an der Unterseite hat ein Sichtfeld von 360°.

Mit dem 6.400 mAh Akku sollen Rundflüge bis zu 23 Minuten Dauer möglich sein. Die Reichweite beträgt bis zu 5 km an, die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 13 m/s.

Das PowerEgg läßt sich über einen klassischen Controller steuern, alternativ steht für Einsteiger auch eine Maestro-Fernbedienung zur Verfügung, die wie Nintendos Wii Mote funktioniert. Dabei kann die Drohne sowohl im Freien fliegen, wo sie sich per GPS orientiert, als auch in Innenräumen, in denen sie ein Sonar-System nutzt. Beide Steuerungsmethoden erfordern ein Smartphone oder Tablet mit iOS oder Android. Dafür kann die Drohne aber auch per Knopfdruck landen oder vorher festgelegte Punkte abfliegen.

Der zu diesem Zeitpunkt genannte Preis von umgerechnet ca. 1.140 € beinhaltet neben der Drohne auch beide Controller, eine Funkstation sowie einen Rucksack zum Transport. Ende des Jahres wird das Set auf der Homepage der Firma für 1.499 € angeboten, in anderen Online-Shops sogar bis zu Preisen bis 1.700 €.

Neben der Ei-Drohne bietet die Firma eine zusammenklappbare, professionelle Kamera-Drohne namens PowerEye an, Inspektionsdrohnen wie den PowerQuad und PowerCopter, sowie einen elektronischen Fisch-Finder PowerRay, der als Unterwasserdrohne agiert.

Samsung-Vision

Samsung-Vision


Ebenfalls im Februar veröffentlicht Samsung das Ergebnis einer Studie zur Frage, wie die Welt in 100 Jahren aussehen wird. In dem recht interessanten SmartThings Future Living Report sind neben Unterwasserstädten, deren Sauerstoff direkt aus dem Meer stammt, der Besiedelung des Mondes u.ä.m. auch die Vision von Drohnen zu sehen, als Transportmittel für Menschen und ganze Häuser – wie hier abgebildet. In die Detail wird aber nicht gegangen.

Was bislang nur als Idee existiert, wird sich aber sicherlich schneller verwirklichen, als erst in 100 Jahren – wenn man die schnelle Hochskalierung der Technologie berücksichtigt, wie sie bei den Fracht- und manntragenden Drohnen zu erkennen ist (s.u.).


Im März erscheint das eigenwillige Design einer Drohne, die in den Kommentaren mit einem fiktiven Batman-Gadget verglichen wird – und nicht nur wegen der innovativen, versenkbaren Beine.

Der Fs-Q5 genannte Entwurf des Architekten und Designers Faisal Semari aus Dahran im sogenannten Saudi-Arabien ist tatsächlich aber für echte Anwendungen von der Filmverarbeitung bis zur Vermessung entwickelt worden, weshalb er mit mehreren Extras wie einer 360° HD-Kamera, geographischen Meßgeräten, GPS u.ä. ausgestattet ist.

Der Betrieb des Quadrokopters soll über ein Smartphone erfolgen – und seine äußere Gestaltung einen verdeckten und diskreten Betrieb ermöglichen. Für die Klientel, die es genau umgekehrt bevorzugt, hat Semari auch eine auffällige, goldfarbene Version entworfen.

The Hive Grafik

The Hive (Grafik)


Als im März die Gewinner des Wolkenkratzer-Wettbewerbs 2016 eVolo Skyscraper Competition bekannt gegeben werden, belegen die Designstudenten Hadeel Ayed Mohammad, Yifeng Zhao und Chengda Zhu von der University of Pennsylvania unter 489 Einreichungen den zweiten Platz.

Ihr Entwurf namens The Hive ist eine 423 m hohe Docking-Station für Drohnen, die in Manhattan, New York City, stehen soll. An dem zentralen Terminal können sowohl die kommerziellen als auch die persönlichen fliegenden Roboter anlegen und aufladen.

Die Fassade des Turms erinnert an Blumen mit Bienen, die Nektar suchen. Verschiedene architektonische Module, die alle unterschiedliche Landevorrichtungen aufweisen, sollen ein sicheres Andocken für neun unterschiedlich große Drohnenmodelle ermöglichen.

Dabei wäre die Fassade in dem Sinne ,lebendig’ oder animiert, daß ihre horizontalen Landeplattformen hinaus und wieder hinein fahren, damit die Drohnen andocken können. Die Plattformen bewegen sich dann vertikal, um sich dem Turm nach auszurichten. Die Fassade wäre zudem geschichtet, so daß kleinere Drohnen tiefer in der Struktur nisten können.

Das einzelne Lande-Modul besitzt eine Batterie-Station, deren Lichter flackern, um die Drohne zu navigieren und auch zu jedem Zeitpunkt Belegungsinformationen zu geben. Aufgrund der ununterbrochenen, Bienenstock-ähnlichen Aktivität würde auch die ganze Zeit die Transparenz des Turms variieren, während die kleinen Luftroboter hinein- und herausfliegen.

Entsprechend der Projektbeschreibung des Designers würde der Hive „die kommerzielle Energie von Manhattan sammeln (und) abseits der von der FAA festgesetzten No-Fly-Zonen stehen.“


Ebenfalls dem Bereich Design zuzuordnen ist ein Software-System, entworfen von einem Team des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) am MIT um Prof. Wojciech Matusik, das im Dezember in den Blogs beschrieben wird.

Das Programm ist in der Lage, ein asymmetrisches Design von Multicopter-Drohnen durchzurechnen und automatisch strukturellen Aufbau der Drohne zu ändern, wie es erforderlich sein kann, um benutzerdefinierte Faktoren wie ungewöhnlich geformte Nutzlasten, ungehinderte Kamerasicht, Wirtschaftlichkeit oder längere Flugzeiten zu berücksichtigen. Das System garantiert, daß Drohnen, die auf seinen Entwürfen basieren, alle in der Lage sind zu starten, zu schweben und zu landen.

Um ein Beispiel zu geben, verwendet das CSAIL-Team die Technologie zum Bau einer Drohne, deren Hauptkörper die Form eines Kaninchens hat. Um das Drehmoment und den Schub seiner ungleichmäßig beabstandeten Propeller auszugleichen, sind diese nicht alle gleich groß und auch nicht auf der gleichen Höhe angeordnet. Als Resultat kann der schräge ,bunnycopter’ genauso einfach geflogen werden wie ein gängiger Quadrokopter.


In Bezug auf Drohnen-Fotografie läuft Ende des Jahres die bereits dritte SkyPixel competition, die der chinesische Drohnen-Hersteller DJI zusammen mit der Foto-Community SkyPixel durchführt. Der seit 2014 bestehende Fotowettbewerb hatte im vergangenen Jahr 2015 mehr als 11.000 Einträge von Amateur- und Profi-Drohnen-Fotografen aus 146 verschiedenen Ländern verzeichnet.

Gewinner des diesjährigen Wettbewerbs, bei dem mehr als 27.000 Bilder aus 131 Ländern eingereicht wurden, ist Ge Zheng für seine Aufnahme eines chinesischen Fischers in Fujian. Die insgesamt neunzehn prämierten Aufnahmen sind in Bildergalerien im Netz zu sehen.

Ebenfalls zum Jahresende werden die Favoriten des jährlichen Drohnen-Fotografie-Wettbewerbs veröffentlicht, den Dronestagram gemeinsam mit dem Magazin National Geographic veranstaltet, und der in diesem Jahr über 20.000 Beiträge bekommt.

 

Neue Einsatzbereiche

In meinen Augen viel interessanter sind die immer wieder neuen Einsatzbereiche für Drohnen, die zum Teil sogar lebensrettend sein können, wie die im Januar präsentierte Technik, Landminen sicher aus der Luft zu entfernen.

Mine Kafon Drone mit Metalldetektor

Mine Kafon Drone
mit Metalldetektor

Die extrem tückischen Landminen können auch Jahre und Jahrzehnte nachdem der eigentliche Krieg vorüber ist detonieren und unschuldige Zivilisten töten. Schätzungen zufolge gibt es weltweit in ehemaligen und aktuellen Konfliktgebieten 100 – 110 Millionen ausgebrachte Landminen – und jeden Tag werden im Durchschnitt zehn unschuldige Zivilisten von diesen Sprengstoffen getötet oder verstümmelt. Andere Zählungen sprechen sogar von täglich 70 betroffenen Personen. Die Räumung der Landminen ist dabei sehr zeitaufwendig, kostenintensiv und gefährlich.

Die Mine Kafon Drone (MKD) bietet nun eine innovative Lösung für die Räumung, indem die Drohne die Landminen findet und dann gezielt sprengt. Der größte Vorteil dabei ist, daß Menschen das minenverseuchte Gebiet auf diese Weise überhaupt nicht betreten brauchen. Zudem soll das Minenräumen aus der Luft zwanzigmal schneller und 200 mal günstiger sein als die bisher genutzten Methoden.

Hinter dem Projekt stehen die afghanisch-niederländischen Brüder Massoud und Mahmud Hassani, die in ihrer Kindheit in einer kleinen Stadt namens Qasaba am Rand von Kabul in Afghanistan die Schrecken der Landminen erlebten hatten. Was sie dazu motivierte, sichere und intelligente Lösungen zu entwickeln, um Landminen zu finden und zu eliminieren. Schon 2012 hatte Massoud auf der Design Indaba in Cape Town ein windbetriebenes, Minen-auslösendes Objekt vorgestellt, das er im Vorjahr als Abschlußprojekt für die Design Academy Eindhoven erarbeitet hatte. Ich habe den Mine Kafon ausführlich im Kapitelteil der windbetriebenen Fahrzeuge präsentiert (s.d.).

Nach einer erfolgreichen Kickstarter-Kampagne im Jahr 2013 wird die Mine Kafon Foundation gegründet, eine F&E-Organisation mit Sitz in den Niederlanden, in deren Rahmen das Brüderpaar in den vergangenen drei Jahren rund um die Welt Vorträge gehalten und neue Ansätze entwickelt haben, wie man Landminen in verschiedenen Umgebungen am besten bekämpft.

Dabei entstehen mehrere Arbeits-Prototypen der Mine Kafon Drone, die zusammen mit dem niederländischen Verteidigungsministerium getestet werden. Die inzwischen so gut wie ausgereifte Drohne soll dabei zunächst mit einem Metalldetektor über den Boden fliegen, verdächtige Stellen aufspüren und diese auf einer virtuellen Landkarte markieren. Anschließend wird die nur 1.100 $ teure Drohne mit einem speziellen Roboterarm ausgestattet, mit dessen Hilfe sie dann an den zuvor markierten Positionen jeweils eine kleine Sprengladung inklusive Zünder plaziert. Sobald sich die Drohne ausreichend weit entfernt hat, wird die Sprengladung gezündet – was die Landmine ebenfalls sprengt.

Um dem ambitionierten Ziel näher zu kommen, durch den konsequenten Einsatz der Drohne innerhalb der nächsten zehn Jahre sämtliche Landminen weltweit aufzuspüren und unschädlich zu machen, starten die Entwickler im Juni 2016 eine weitere Kickstarter-Kampagne, die auch diesmal erfolgreich ist: Weit über das ursprüngliche Finanzierungsziel von 70.000 € hinaus tragen 4.318 Unterstützer mit 177.456 € dazu bei, das Projekt zu verwirklichen. Nun soll im Juni 2017 ein erster praktischer Einsatz erfolgen, anschließend ist der Beginn der Serienfertigung geplant.


Das gleiche Ziel verfolgen einem Bericht vom April 2016 zufolge britische Wissenschaftler der University of Bristol um John Day, die Drohnen mit hyperspektraler Imaging-Technologie entwickeln, um zu erkennen, wo Minen vergraben sind. Mit dieser Technik werden Bilder in verschiedenen Wellenlängen aufgenommen, die auf explosive Chemikalien hinweisen könnten, welche von Landminen in die umgebenden Pflanzen sickern.

Lebende Pflanzen haben eine sehr ausgeprägte Reflexion im nahen Infrarotspektrum, woran zu erkennen ist, wie gesund sie sind. Die aus den Minen austretenden Chemikalien werden oft von Pflanzen absorbiert, was zu Anomalien führt. Die Suche nach diesen Veränderungen könnte ein Weg sein, die Minen zu entdecken.

Initiator des im Januar gestarteten, zweijährigen Projekts ist die seit 2011 aktive Wohltätigkeitsorganisation Find A Better Way, die von der Manchester-United-Legende Sir Bobby Charlton gegründet wurde um Technologien voranzutreiben, welche eine sichere und effiziente Räumung von Landminen ermöglichen. Die Forscher schätzen, daß die weltweite Beseitigung der Landminen mit den bisherigen Methoden rund 30 Mrd. $ kosten und mehr als 1.000 Jahre dauern würde. Durch den Einsatz der Drohnen sollen sich diese Zahlen deutlich senken lassen.

SpectroDrone

SpectroDrone


Ebenfalls in diesem Bereich aktiv ist die 2007 von Jordi Santacana gegründete spanische Firma CATUAV S.L., die UAVs für Luftbilder und Überwachungszwecke entwickelt, wie z.B. den knapp 2 kg schweren Starrflügler Atmos oder das zusammenfaltbare Mini-UAV Mineos. Das Unternehmen ist aktuell auch an dem im Juni 2013 gestarteten ESA-Projekt Space Assets for Enhanced DEMining (SAFEDEM) beteiligt, bei dem Daten von Erdbeobachtungssatelliten mit hochauflösenden Aufnahmen von ferngesteuerten UAVs integriert werden, um Minen aufzuspüren.

Die Firma nutzt hierzu das im November 2016 auf der HLS & Cyber Expo in Tel Aviv neu vorgestellte SpectroDrone-System der israelischen Sicherheitsfirma Laser Detect Systems (LDS), das als das weltweit erste Sensorsystem bezeichnet wird, das in der Lage ist, Standard-Sprengstoffe, Improvisierte Sprengstoffe (IEDs) sowie andere Materialien wie Narkotika, Mineralien und einige biologische Substanzen aus einer sicheren Distanz zu entdecken und in Echtzeit analysieren.

Der LDS zufolge war der Einsatz von Lasern für diesen Zweck schon vorher möglich, erforderte jedoch, daß der Sensor nur wenige Millimetern in Nähe des Materials gebracht wurde. Das patentierte SpectroDrone-System, das mehrere elektrooptische Baugruppen sowie Laserstrahlen mit mehreren Wellenlängen, einen Laser-Entfernungsmesser, eine hochauflösende Kamera, Spektrometer und proprietäre Algorithmen beinhaltet, kann dagegen an eine Drohne oder einen bodengestützten Roboter angeschlossen werden und die Materialien aus Höhen oder Abständen von mehreren Metern erkennen.

Das Unternehmen montiert das SpectroDrone-System an eine Optimus-Drohne der Firma Airobotics, die eine Reichweite von 3 km erlaubt. Mehr über diese Drohne findet sich bei den neuen technischen Entwicklungen (s.u.).

Mit dem Projekt, die in Bosnien und Herzegowina in den 1990er Jahren vergrabenen Landminen aufzuspüren, gehörte die Firma CATUAV bei dem letztjährigen Drones For Good übrigens zu den Finalisten.


Ein weiterer Einsatzbereich, über den im Januar berichtet wird, ist die Erkennung von radioaktiver Strahlung mittels Drohnen. Prof. Thomas B. Scott, der Direktor des Bristol-Oxford Nuclear Research Centers, beginnt zusammen mit seinem Team nach der Atomkatastrophe von Fukushima in Japan an einer Drohne zu arbeiten, welche die Strahlenbelastung von Kernkraftwerken erkennt.

Die Technologie namens Advanced Airborne Radiation Monitoring (AARM) wird im April 2014 bei 15 Mapping-Flügen über Sellafield in Großbritannien sowie bei zwei Expeditionen 2014 und 2015 in die Fukushima-Fallout-Zone verwendet, die in Partnerschaft mit der Kyoto University und der Bristol University durchgeführt werden. Zudem werden über zehn verschiedene radioaktive Standorte in Portugal, Rumänien und im Südwesten von England überflogen.

Die Feldversuche belegen, daß es sich um ein sehr robustes System handelt, das zuverlässig Ergebnisse produziert – wofür es auch den 2014 RAEng ERA Award für Innovation gewinnt. Ein ausführlicher Bericht über den Einsatz erscheint im November 2016 unter dem Titel ,Radiological Assessment on Interest Areas on the Sellafield Nuclear Site via Unmanned Aerial Vehicle’.

Schnüffel-Drohne der NASA

Schnüffel-Drohne der NASA


Im Februar 2016 wird im Rahmen eines Projekts zur Verbesserung der Sicherheit in der Energie-Pipeline-Industrie eine Gas-Schnüffel-Drohne getestet, deren Mini-Methan-Gassensor am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena konstruiert worden war.

Methan-Lecks sind traditionell ein Problem für die Erdgasindustrie, die Teams von Inspektoren einsetzt, um Pipelines manuell zu untersuchen. Der ursprünglich für den Einsatz auf dem Mars entwickelte Open Path Laser Spectrometer (OPLS) ermöglicht die Detektion von Methan mit viel höherer Empfindlichkeit als bisher und ist auch leicht genug, um von einem Quadrokopter getragen zu werden.

Die von Pipeline Research Council International (PRCI) finanzierten Tests sollen belegen, daß  es mit dem auf eine Drohne montierten NASA-Laserspektrometer möglich ist, mit hoher Geschwindigkeit über eine Pipeline zu fliegen und winzige Zunahmen von Methan festzustellen, die ein Leck signalisieren.


Im September 2016 folgt eine Meldung, derzufolge auch die U.S. Army Drohnen testet, die chemische und biologische Substanzen zu detektieren vermögen.

Ein Team des Edgewood Chemical and Biological Center (ECBC) hatte im August auf der jährliche Veranstaltung S/K Challenge, die es verschiedenen Agenturen und Organisationen ermöglicht, ihre chemischen und biologischen Detektionstechnologien zu testen, indem in kontrollierten Umgebungen Wolken ,simulierter Substanzen’ freisetzt werden, ein Paar von neuen UAVs getestet. Zum einen den aus kommerziellen Standard-Teilen zusammengebauten Quadrokopter Deep Purple, und zum anderen ein unbemanntes Bodenfahrzeug, das den Namen Mobile Detection Assessment and Response System (MDARS) trägt.

Beide Geräte werden mit dem Joint Chemical Agent Detector und dem Tactical Biological Generation II Detector (TACBIO) ausgestattet – die in thermosflaschenförmige Behälter verpackt im Fall der Drohne an der Unterseite befestigt werden. Interessant ist auch der Hinweis darauf, daß der Körper der Drohne anstatt aus Kohlefasern aus Leiterplatten besteht, die eine direkte Echtzeit-Kommunikation mit den Betreibern über eine Entfernung von bis zu 3,2 km erlauben.


Als im Februar 2016 die Gewinner des Drones for Good Wettbewerbs in Dubai bekannt gegeben werden, sind die Gewinner in der nationalen Kategorie – was mit einem Preisgeld von 1 Mio. AED verbunden ist – Talib M. Alhinai und Mirko Kovac vom Imperial College London, die eine Drohne namens Buildrone vorführen, welche als fliegender Roboter Lecks in Pipelines erkennen und auch reparieren kann.

Buildrone

Buildrone

Die Wichtigkeit einer solchen Technologie erschließt sich in dem Wissen, daß chemische Lecks zu den gefährlichsten Vorfällen in der Energie- und Chemieindustrie gehören, Ölverschmutzungen die Umwelt gefährden und Lecks in Rohrleitungen von explosivem Methangas und toxischen Chemikalien eine große Gefahr bilden und Menschen und das Ökosystem gefährden können. Doch auch Lecks in Wasser-Pipelines sind eine wichtige Quelle für den Verlust von kostbarem Trinkwasser, wobei weltweit 25 % davon durch Lecks verloren gehen. Die Vereinigten Arabischen Emirate verlieren mindestens 10 %, Saudi-Arabien bis zu 60 %, und Syrien und Jordanien bis zu 45 % ihres Wassers durch Pipeline-Lecks.

Der Roboter des Teams, bislang nur ein Machbarkeitsnachweis, der sich noch in der Entwicklungsphase befindet, kann das Leck in einer Pipeline mit flüssigem Polyurethan-Schaum  abdichten. Er besteht aus einem Quadrokopter mit zwei integrierten Nutzlast-Paketen: einem Mechanismus zur Abgabe des Schaums und einem entkoppelten Manipulator-Delta-Arm, um die Ungenauigkeiten beim Schweben (z.B. durch Wind- und Bodeneffekte) auszugleichen.

Der Abgabemechanismus speichert den Zweikomponenten-Polyurethanschaum in getrennten Kammern an Bord, um sicherzustellen, daß er sich in einem nichtreaktiven Zustand befindet. Zur Steuerung der Freigabe der beiden Komponenten wird ein Linearaktuator verwendet, durch den das Mischen und Reagieren innerhalb einer Pufferkammer erfolgt, bevor das Fluid durch eine vertikale Düse abgegeben wird. Der Arm-Manipulator ermöglicht es dem Dispensiermechanismus dabei, das Leck mit hoher Präzision zu treffen.

Sobald der Schaum auf der beabsichtigten Stelle aufgebracht ist, dauert es weniger als fünf Minuten, bis er im Kontakt mit der Luft auf das bis zu 25fache seines ursprünglichen Volumens expandiert, um die Stelle effektiv abzudichten. Das Team erwartet nun, den Reparatur-Kopter innerhalb von 6 - 12 Monaten in einer Pilotstudie in einem industriellen Umfeld demonstrieren zu können.


Ein sinnvoller Einsatzbereich ist auch die Erkundung der Routen für Eisbrecher, wie über den Jahreswechsel im Zuge der Operation Deep Freeze geschehen. Unter diesem Namen läuft die Nachschubversorgung der in der Antarktis gelegenen McMurdo Forschungsstation, die aufgrund ihrer Komplexität vom US-Militär durchgeführt wird. Bei diesen Versorgungsmissionen fährt für gewöhnlich der Eisbrecher Polar Star voran und ebnet so den Weg für die nachfolgenden Schiffe mit Lebensmitteln, Treibstoff und anderen Materialien.

Doch auch ein Eisbrecher kann nicht jedes Eis brechen und läuft Gefahr sich festzufahren, weshalb die Auswahl der richtigen Route von enormer Bedeutung ist. Bislang wurden dafür Helikopter genutzt, deren Einsatz allerdings teuer und aufwendig ist. Bei der diesjährigen Tour werden alternativ erstmals Drohnen des schon mehrfach erwähnten Typs Puma AE der Firma AeroVironment genutzt, die von der Crew des Eisbrechers gesteuert werden.

Die vorausfliegenden Erkundungs-Drohnen senden in Echtzeit farbige Bilder, Infrarotvideos und Lasermessungen an das Schiff zurück, aus denen die Experten Rückschlüsse ziehen, ob die Route befahrbar ist. Eine Puma-Drohne hat dabei eine Reichweite von 15 km und kann rund dreieinhalb Stunden in der Luft bleiben. Für den Notfall steht ein Rückholsystem bereit, bei dem die Drohne mit einem Netz eingefangen wird. Mit Hilfe der Drohnen ist die Mission diesmal ein voller Erfolg.

SULSA

SULSA


Interessanterweise wird nur wenige Monate später gemeldet, daß auch die britische Royal Navy UAVs nutzt, um durch das antarktische Eis zu navigieren. So kommt auf dem Eis-Patrouillenschiff HMS Protector eine SULSA UAV zum Einsatz, ein kleines, leichtes Flugzeug, das mit einem 3D-Drucker hergestellt wird. Es war ursprünglich im Jahr 2011 an der Universität Southampton entwickelt worden (s.d.) und wird im Sommer 2015 an der Küste von Dorset getestet.

Die vier Hauptkörperteile des SULSA werden unter Verwendung einer EOSINT P730 Nylon-Laser-Sintermaschine hergestellt und können dann in wenigen Minuten einfach von Hand zusammengeklemmt werden, wobei natürlich auch die Motoren und die Elektronik hinzugefügt werden müssen.

Der 3 kg schwere Flieger mit einer Spannweite von 2 m wird von einem Katapult auf dem Deck gestartet, erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 160 km/h und liefert bei seiner normalen Fluggeschwindigkeit von etwa 96 km/h im Zuge 30-minütiger Flüge Echtzeit-Luftbilder, die bei der Festlegung der Route für den Eisbrecher in der Antarktis helfen.

Das UAV landet bei seiner Rückkehr im Wasser, wo es von Hand leicht herausgefischt werden kann. Der Preis des einzelnen SULSA wird mit rund 7.000 £ angegeben – was weniger als der Stundenpreis eines bemannten Marine-Hubschraubers ist. Kürzere Aufklärungsflüge werden übrigens mit einem Quadrokopter gemacht.


Zunehmendes Interesse am professionellen Drohnen-Einsatz läßt sich auch im Bereich der Solartechnik feststellen. Hierzu einige Beispiele.

Im Juli 2016 geben die Firma DroneDeploy, ein Cloud-Software-Plattform-Anbieter für kommerzielle Drohnen aus San Francisco, und der führende Drohnen-Hersteller DJI eine Partnerschaft bekannt, welche die Effizienz der Installation und Inspektion von PV-Anlagen dramatisch erhöhen soll – mittels drohnenbasierter thermischer Bildaufnahme und Analytik. Die Meßzeiten bei großen Solarparks würden sich damit von Tagen auf Minuten reduzieren lassen.

Die im Jahr 2013 von Michael Winn, Jono Millin und Nicholas Pilkington gegründete DroneDeploy, die auch mit 3D Robotics und AgEagle zusammenarbeitet, hatte im September 2014 eine Startinvestition in Höhe von 2 Mio. $ von SoftTech, DataCollective und Angelpad bekommen, der in einer Finanzierungsrunde A unter Führung der Emergence Capital im März 2015 weitere 9 Mio. $ Investitionsmittel folgen, an denen sich auch die Erstinvestoren beteiligen.

Die Finanzierungsrunde B im September 2016 bringt dem Unternehmen dann nochmals 20 Mio. $ ein, die diesmal von Scale Venture Partners und High Alpha stammen. DroneDeploy bietet ihre Software inzwischen Endverbrauchern in einer Vielzahl von Industrien an, einschließlich der Landwirtschaft sowie den Sektoren Immobilien, Bergbau und Bauwesen. Die Technologie soll bereits in 130 Ländern und in jeder erdenklichen Industrie eingesetzt werden. Das neue Kapital zur Vergrößerung der Firma, zur Produktentwicklung und für Vertrieb und Marketing genutzt werden.


Eine Reihe von Stromversorgern verwenden bereits Drohnen für ähnliche Anwendungen. Duke Energy z. B. prüft, wie auf Drohnen montierte Infrarotkameras dabei helfen können, Störungen in Solarmodulen zu erkennen und schnellere Reparaturen zu ermöglichen.

Die Firma hatte schon im Jahr 2015 gemeinsam mit AeroVironment umfangreiche Stromleitungs-Inspektionstests mit Drohnen an der Marshall Steam Station durchgeführt, einem Kohle-Kraftwerk in Terrell, North Carolina, nachdem sie im Juni eine Genehmigung der der FAA erhalten hatte.


Einem Bericht vom September 2016 zufolge kündigt auch der kalifornische Solarmodulhersteller und Solarpark-Entwickler SunPower aus San Jose, zu diesem Zeitpunkt die Nr. 2 in diesem Marktsegment in den USA, den Einsatz der neuesten Informatiktechnologie an, um die Kosten seiner Solarparks zu senken und gleichzeitig die Auswirkungen auf das Umfeld zu minimieren.

Mit dem neuen System (Oasis-Plattform der 3. Generation) wird versucht, Solarparks so kompakt wie möglich zu machen und gleichzeitig die Kosten um rund 30 % zu senken und die Bauzeit zu beschleunigen. Um die Effizienz zu steigern, setzt die Firma zudem auf Solarnachführungen (Tracker); zur Reinigung der Paneele auf wassersparende Roboter.

SunPower hat nun begonnen, mit Drohnen Luftaufnahmen und das 3D-Modell eines potentiellen Solarstandortes zu machen. Auf dessen Grundlage stellt die eigens entwickelte Software verschiedene Szenarien auf, wo die Paneele installiert oder nicht installiert werden sollten, um die neue Farm so kostengünstig und kompakt wie möglich zu machen. Der Firma zufolge würde die Methode den Designprozeß um 90 % schneller machen als früher, wo menschliche Vermesser manchmal Wochen brauchten, um die Daten aufzunehmen, was auch noch Zehntausende von Dollar kostete.

Gemeinsam mit der University of California at Davis wird außerdem untersucht, wie sich landwirtschaftlich und solartechnisch genutzten Flächen integrieren lassen. Ein Solarpark von SunPower in China wurde bereits so entworfen, daß Yaks zwischen den Paneel-Reihen sicher grasen können.


Inspektions-Dienstleistungen für Solarparks bietet auch die Firma TerraSmart aus Estero in Florida an, deren UAVs aus einer Höhe von 60 – 120 m in einer Stunde einer Fläche von 20 – 30 Hektar überfliegen und dabei hochauflösende digitale Bilder aufnehmen und verarbeiten können. Mittels Cloud-Netzwerk-Konnektivität kann das High Precision Aerial Site Mapping (HPASM) von TerraSmart in nur 48 Stunden eine detaillierte, dynamische 3D-Topographiekarte eines 5 MW Solarprojekts erstellen.


Ein gutes Beispiel dafür, wie rasant der Markt der Drohnen-Dienstleistungen gerade wächst, ist die Anfang 2016 neu gegründete Firma Hangar Technology Inc. in Lakeway, Texas, die schon im ersten Jahr ihres Bestehens die Gewinnzone erreicht. Das 30-Mann-Unternehmen konstruiert eine Softwareplattform, um für mehrere kommerzielle und industrielle Abnehmer die Luftdatenerfassung und -analyse zu automatisieren.

Die beiden Gründer sind erfahrene Mitspieler in der Drohnenindustrie und Unternehmenssoftware: Colin Guinn war Gründer und Leiter von DJI North America und arbeitete danach bei 3D Robotics, während Jeff DeCoux zuvor mehrere Management-Software- und SMART-Technologies-Unternehmen gegründet hatte.

In die Presse kommt Hangar im Oktober 2016, als die Firma von Lux Capital und Fontinalis Partners 6,5 Mio. $ Investitionsmittel bekommt – worauf sie im November Autoflight Logic erwirbt, den Hersteller der am weitesten verbreiteten Dritthersteller-Flugautomatisierungssoftware für DJI Drohnen. Man wird vermutlich auch im kommenden Jahr wieder von Hangar hören.


Ähnliche Dienstleistungen werde aber auch noch von anderen neuen Unternehmen angeboten, ebenso wie es bereits diverse virtuelle Marktplätze gibt, über die Einzelpersonen oder Firmen Drohnenpiloten für bestimmte Jobs finden und buchen können (z.B. DroneBase, Droners.io, Dronelancer oder die Drone Mapping Directory). Die Versicherung Travelers Companies Inc. nutzt beispielsweise solche Profis, um in South Carolina, Georgia und anderen Bundesstaaten, die von dem Hurrikan Matthew im Oktober betroffen wurden, mit Drohnen die entstandenen Schäden an Wohn- und Gewerbeimmobilien aufzunehmen.


Ebenfalls zu erwähnen ist der Drohnen-Hersteller Sharper Shape Inc. aus Espoo in Finnland (mit F&E-Abteilung in North Dakota), der sich als ‚global leader’ bei der Drohnen-basierten automatischen Inspektion bezeichnet. Dabei wird der Hexakopter Sharper A6 eingesetzt, der aktuell die ,weltweit modernste Inspektions-Drohne’ sein soll. Kommerzielle Dienstleistungen auf der Basis von Langstrecken-Drohnen-Flügen für Stromunternehmen entwickelt und demonstriert Sharper Shape im Jahr 2016 gemeinsam mit dem Edison Electric Institute (EEI).

Aktuell verkauft die Firma die bereits 3. Generation seiner Drohnen-Inspektions-Technologie mit Lidar für 3D-Modellierung, Ultraviolett- und Thermosensoren zur Erkennung von Hotspots im Stromnetz und einer Standbildkamera mit Sub-Millimeter-Auflösung, die z.B. Splitter bei einem Rotorblatt zeigen kann.


Zu den potentiellen neuen Einsatzbereichen von Drohnen gehört auch das Regenmachen, wie die neuesten Versuche von Wissenschaftlern im  Prof. Adam Watts am Desert Research Institute (DRI) in Las Vegas, Nevada, zeigen, über die im Mai 2016 berichtet wird. Künstlicher Regen wird durch die ,Wolkenimpfung’ erzeugt, d.h. duch das Einbringen künstlicher Kondensationskerne wie Kohlensäureschnee (Trockeneis), Silber- oder Bleiiodid in vorhandene Wolken.

Der Wasserdampf der Wolken findet in den Ionen der Salze einen Kern, an den er sich anlagert und so Regentropfen bildet, die dann herabfallen. Der so erzeugte Regen fällt stärker aus als natürlicher Regen und erstreckt sich über ein größeres Gebiet. Die Methode, die auch im Bereich der Hagelabwehr eingesetzt wird, hat eine interessante Geschichte, die ich hier zusammengefaßt wiedergeben möchte.

Erste Versuche, künstlichen Regen zu erzeugen, wurden im Rahmen des Tanganyika Groundnut Scheme (Tanganjika-Erdnuss-Plan) in Afrika durchgeführt, einem zwischen 1946 bis 1951 laufenden und schließlich gescheiterten agrarindustriellen Großprojekt der britischen Regierung in deren Treuhandgebiet Tanganjika. Der der erstmalige großflächige Einsatz von Silberjodid nach dem Ausfall der Regenzeit im Winter 1949/1950 kann die Lage aber nicht retten.

Im Jahre 1956, während einer Reise in die von Dürre geplagte Nordostregion Thailands, stellt König Bhumibol Adulyadej von Thailand fest, daß am Himmel zwar Wolken vorhanden sind, diese aber nicht abregnen. In den folgenden Jahren finanziert der König ein Projekt, bei dem unter seiner Leitung eine ungiftige Chemikalie entwickelt wird, welche aus Flugzeugen ausgebracht die Wolken zum Regnen bringen soll. Zum ersten Mal erfolgreich erzeugt werden kann künstlicher Regen allerdings erst 13 Jahre später, im Juni 1969.

Der Fon luang genannte künstliche Regen wird seit 1972 bis heute in den von Dürre bedrohten Agrargebieten Thailands eingesetzt und auf Wunsch des Königs auch an interessierte Nachbarstaaten weitergegeben. Später beantagte Patente sind inzwischen ausgelaufen.

Im Jahr 2008 zu den Olympischen Spielen in China, sowie zu den Feiern zum 60. Jahrestag der Gründung der Volksrepublik am 1. Oktober 2009, kommen Raketen des staatlichen chinesischen ,Wetteränderungsamts’ zum Einsatz, um die Wolken vor den Veranstaltungen abregnen zu lassen, so daß die Zeremonien Regen-frei bleiben, was auch funktioniert. Als jedoch im November, als Gegenmaßnahme gegen eine anhaltende Dürre, Chemikalien von Flugzeugen versprüht werden, lösen die Manipulationen einen ungewollten Schneesturm aus, der in der Hauptstadt für Schwierigkeiten sorgt.

In Coahuila, Mexiko, besprüht ein Forscherteam des US-amerikanischen National Center for Atmospheric Research (NCAR) um Roelof Bruintjes Wolken mit einer Mischung aus Natrium-, Magnesium- und Calciumchlorid und erzeugt damit künstlichen Regen. In Venezuela und Russland sind derartige Maßnahmen zur Erzeugung von Niederschlägen ebenfalls angedacht.

Regen-Drohne Savant

Regen-Drohne Savant

Auch das DRI-Team will in Zukunft mehr Regen dahin bringen, wo über das Jahr nur wenig Niederschlag verzeichnet wird. Hierzu sollen vermehrt Drohnen zum Einsatz kommen, um die mit Silberiodid gefüllten Kapseln kostengünstiger und umweltschonender in die Wolken zu befördern. Bei dem aktuellen Test in Nevada, bei dem zum ersten Mal in der Geschichte der künstlichen Wolkenbildung eine Drohne als Auslöser verwendet wird, verweilt diese 18 Minuten in der Luft.

Zum Einsatz kommt die Forschungsdrohne Savant der Firma Drone America, ein 1,7 m langer Starrflügler mit einer Flügelspanne von 3,58 m und einem Leergewicht von 9,9 kg, der eine Nutzlast von bis zu 6,8 kg tragen kann. Die Drohne verfügt über gute Flugeigenschaften, kann bis zu knapp 5.500 m hoch fliegen und trotzt auch Wind und Wetter.

An der Entwicklung hatte das Team mehr als ein Jahr lang gearbeitet, unterstützt durch das Büro für wirtschaftliche Entwicklung des Gouverneurs vom Nevada. Weshalb die Crew ihre Drohne auf den Namen Sandoval Silver State Seeder tauft – nach Gouverneur Brian Sandoval, der die unbemannte Flugindustrie in Nevada auch sonst stark fördert.

Um zu belegen, daß die unbemannte Cloud-Seeding-Technologie unter Berücksichtigung aller FAA-Vorschriften auch über das Sichtfeld hinaus einsetzbar ist, führt die Savant zudem einen einstündigen Flug jenseits der Sichtlinie durch (beyond visual line of sight, BVLOS), bei dem das UAV eine Höhe von etwa 460 m erreicht und eine Strecke von rund 52 km zurücklegt.

Die Firma Drone America bietet noch eine Reihe weiterer UAVs der unterschiedlichsten Bauweisen an und engagiert sich seit zwei Jahren auch im Projekt Andreis, bei dem ein solar-elektrisches Flugzeug für große Höhen entwickelt wird. Der erste Prototyp ist das Phoebus Mk. III UAV mit einem maximalen Startgewicht von ca. 226,5 kg. Das endgültige Modell, dessen Versuchsflüge für den Herbst 2017 geplant sind, soll eine Flughöhe von bis zu 20 km erreichen.


Ebenfalls aktiv im Bereich der Wettermodifikation ist das im Januar 2011 als gemeinnützige Körperschaft gegründete North American Weather Modification Council (NAWMC), dessen Mission es ist, die ordnungsgemäße Verwendung von Wetterveränderungstechnologien durch Bildung, Förderung und Forschung voranzutreiben. Als konkrete Ziele werden genannt, den Niederschlag zu steigern, Hagelschädigen zu vermindern und den Nebel zu mildern. Zum Regenmachen werden bislang aber nur bemannte Flugzeuge eingesetzt.

Der NAWMC zufolge werden in Nordamerika Cloud-Seeding-Programme bereits in den Bundesstaaten Kalifornien, Colorado, Idaho, Nevada, Utah, Wyoming, Kansas, North Dakota und Texas durchgeführt. Weitere große Programme sollen in den Ländern Australien, Chile, China, Frankreich, Griechenland, Indien, Israel, Kanada, Saudi-Arabien und Spanien laufen.


Doch nicht nur Kondenstationskeine für Regen lassen sich aus Drohnen abwerfen, sondern noch ganz andere Dinge. Als Beispiel soll eine Werbeidee der deutschen Kreativagentur Jung von Matt vom Juli 2016 dienen, die damit tatsächlich Pflegeprodukte von Beiersdorf verkaufen wollte.

In dem viralen Video-Clip ist ein Nivea-Drohne in Form einer großen Möwe zu sehen, die im Flug Sonnencreme auf am Strand spielende Kinder platschen läßt – als wäre es Möwenkot. Im Filmchen freuen sich die Kinder und ihre Eltern jedenfalls über den gelungenen Drohneneinsatz.


Vermutlich weniger Freude würde ein anderes Abwurfgut wecken, das Berichten vom August zufolge eine christliche Gemeinschaft ins Auge gefaßt hat. Livets Ord (Wort des Lebens), ist eine große Kirche in Uppsala, die als wichtigster Vertreter der neo-charismatischen Bewegung in Schweden gilt.

Dem charismatischen Prediger Joakim Lundqvist zufolge will man in Teilen des Nahen Ostens, die derzeit von der islamischen Terroristengruppe IS kontrolliert werden, Drohnen einsetzen – die tausende elektronische Bibeln von der Größe einer Pillenschachtel fallen lassen sollen. Um die Mission durchzuführen, will die Kirche einen Auftragnehmer finden. Weitere Details gibt es bislang nicht, zu einer Umsetzung scheint es bislang nicht gekommen zu sein.


Die Gegenseite macht demgegenüber ernst. Anfang Oktober 2016 wird berichtet, daß der sogenannte ,Islamische Staat’ (IS) nun erstmals im Nordirak zwei Peschmerga-Kämpfer mit einer Sprengsatz-Drohne getötet habe. Allerdings sind diese möglicherweise selbst mitverantwortlich, denn als die Drohne der Terrormiliz in ihrer Nähe auf den Boden kracht – wie ein Sprecher der Koalitionstruppen im Irak schildert –, bringen sie das Fluggerät in ihr Camp im Norden von Mossul, wo es wenig später explodiert und neben den Toten auch noch weitere Menschen verletzt, darunter zwei französische Soldaten. Andere Quellen berichten, die Drohne sei abgeschossen worden und beim Aufprall explodiert.

Im Pentagon ist diese Gefahr jedenfalls schon länger bekannt. Erst im Juli beantragte die Behörde vom Kongreß 20 Mio. $ für den Kampf gegen IS-Drohnen.

Perdix

Perdix

Selber arbeitet man zudem fleißig an einer Ausweitung der militärischen Einsatzbereiche, wie schon im März zu erfahren war, als das Pentagon bislang geheime Aufnahmen von Mikro-Drohnen veröffentlichte, die zuerst im September 2014 über der Edwards Air Force Base von Kampfjets aus gestartet werden. Genau ein Jahr später, während der Militärübung Northern Edge in Alaska, werden weitere Versuche mit Schwärmen von bis zu 20 Drohnen durchgeführt.

Verantwortlich für die Entwicklung ist das hoch geheime Strategic Capabilities Office (SCO) des Pentagon, das die kleinen Fluggeräte zur Überwachung und zum ,öVerwirren feindlicher Kräfte’ einsetzen will. Das Perdix benannte Programm (nach dem Neffen des berühmten Baumeisters Dädalus, der von Athena in ein Rebhuhn verwandelt wurde) soll etwa 20 Mio. $ kosten.

Die die 3D-gedruckten, 16 cm langen und 290 g schweren Drohnen mit einer Spannweite von 30 cm brechen nach dem mittels Fallschirm abgebremsten Abwurf aus ihren Hülsen aus, entfalten ihre zwei Sätze Karbonfaser-Flügel mittels Federkraft, nehmen die 6,6 cm großen Propeller an der Rückseite in Betrieb und kommunizieren dann miteinander, um als Schwarm zu agieren. Die Flugzeit beträgt ca. 20 Minuten, die Höchstgeschwindigkeit etwa 110 km/h. Mit einem Schleuder-ähnliches Gerät oder von Hand können die Drohnen auch vom Boden aus gestartet werden.

Ursprünglich wurden die Perdix-Drohnen im Jahr 2011 von Studenten des MIT entwickelt. Unter der Leitung des SCO werden sie ab 2013 für den militärischen Einsatz angepaßt. Aktueller Hersteller ist das MIT Lincoln Laboratory, gebaut wurden bislang 670 Exemplare.

In einer Pressemitteilung im Januar 2017 berichtet das U.S. Department of Defense über weitere erfolgreiche Tests, die Oktober 2016 über der Basis des U.S. Naval Air Systems Command in China Lake, Kalifornien, stattgefunden haben. Dabei hätten drei F/A-18 Hornet Mehrzweckkampfflugzeuge insgesamt 103 Exemplare der halbautonomen Perdix Mikrodrohnen aus unter den Flügel angebrachten Pylonen abgeworfen.


Nach Meldungen vom April entwickelt die U.S. Army zudem Mini-Drohnen, die Soldaten direkt am Mann tragen und individuell nutzen können. Die Drohnen sollen schnell einsatzbereit sein und den Soldaten über eine Echtzeitübertragung von Bilddaten auf einen kleinen Bildschirm Informationen über das vor ihm liegende Gebiet geben.

Über die bereits seit einigen Jahren in der britischen und norwegischen Armee, und seit 2016 auch bei der Bundeswehr  eingesetzten Mikro-Drohne Black Hornet Nano, die weitgehend den Anforderungen der Army entspricht, hatte ich schon in der Übersicht vom April 2012 berichtet (s.d.). Allerdings ist diese Drohne extrem teuer und wird per Hand auf Bestellung gefertigt. Die Army möchte dagegen eine günstigere Drohne, die auch in großen Mengen verfügbar ist.

Statt eine solches Fluggerät von Grund auf neu zu entwickeln, wendet sich die Army an die Hersteller ziviler Drohnen (darunter auch nicht-amerikanische wie Parrot, DJI und Yuneec), um über bestehende Modelle und die wesentlichen Anforderungen an Drohnen im Kampfeinsatz zu sprechen.

Dazu gehört ein möglichst geringes Gewicht von nicht mehr als 150 g, daß die Drohne möglichst leise ist, mindestens 15 Minuten in der Luft bleiben kann und eine Reichweite von 500 – 1.200 m hat. Mit ihrer Kamera soll sie aus einer Höhe von 20 – 25 m noch menschengroße Objekte am Boden ausmachen können. Die Army hofft, ihre Soldaten bereits 2018 mit den neuen Mini-Drohnen ausstatten zu können.


Auf der im Mai in der jordanischen Hauptstadt Amman stattfindenden Rüstungsmesse SOFEX-2016 (Special Operations Forces Exhibition and Conference) präsentiert ein Vertreter des russischen Unternehmens Kronstadt Aufnahmen erfolgreicher Tests mit einem (elektrisch betriebenen) Modell der unbemannten Lastendohne Fregat, die eine ausgesprochen interessante Flügelform besitzt.

Das Luftfahrzeug mit der Funktion für vertikale Starts und Landungen wurde für die russische Armee und einen möglichen Einsatz in der Arktis-Region entwickelt. Die Drohne ist nach einem Flugzeug-Schema konstruiert und besitzt zwei bewegliche Rotoren, die auf dem Klappflügel installiert sind, sowie einen fest eingebauten Stabilisierungsrotor im Heck.

Die Endversion der Fregat-Drohne wird der bislang größte aller russischen unbemannten Flugapparate: Sie wird höher als 3m sein und eine Spannweite von über 19 m haben. Beim Start von einer Abflugbahn soll die Drohne bis zu 1.700 kg, beim Vertikal-Start bis zu 1.000 kg Nutzlast befördern können. Es wird erwartet, daß der unbemannte Flugapparat eine Maximalgeschwindigkeit von bis zu 700 km/h und eine Höhe von bis zu 8.000 m erreichen kann. Dazu soll die Drohne mindestens 10 Stunden im Flugmodus bleiben und Entfernungen von bis zu 5.000 km überbrücken – allerdings Brennstoff-betrieben, weshalb sie hier nicht weiter verfolgt werden soll.


Im August 2016 enthüllt das britische Verteidigungsministerium im Rahmen einer neuen Verteidigungsinnovationsinitiative Pläne, die die Entwicklung von Laserwaffen, virtuellen Rechenhelmen – und Roboterlibellen mit dem Namen Skeeter beinhalten. Verantwortlich für die mit 800 Mio. £ ausgestatteten Initiative ist die Innovation and Research Insights Unit (IRIS).

Das kleine UAV stammt von der Firma Animal Dynamics aus Oxford, basiert auf einem Libellen-Design und wurde entworfen, um modernste Mikrotechnik zur Aufklärung in städtischen Umgebungen zu verwenden. Der technische Erfahrung der Firma stammt von ihrem leitenden Wissenschaftler Prof. Adrian Thomas, einem Biomechaniker der Oxford University, der zu den weltweit führenden Experten für Tierbewegungen zählt.

Das Gerät aus einer Verbundstruktur besitzt eingebettete Elektronik und fliegt, indem es in einer sehr insektenartigen Weise mit den vier Flügel flattert, während es Hindernisse auch mit hoher Geschwindigkeit vermeidet. Am Ende der erwarteten 18-monatigen Entwicklungszeit hofft das Unternehmen, ein ferngesteuertes Robot-Fluginsekt mit ,militärisch sinnvoller’ Flugzeit vorweisen zu können.

Das endgültige Gerät soll inkl. Nutzlast knapp 30 g wiegen, wobei das Gewicht durch das Design der Flügel stark reduziert werden konnte: außergewöhnlich leichte und langlebige Strukturen aus einzelnen Karbonfaser-Strängen, die von einer Polymermembran bedeckt sind. Über den Preis der Skeeters wird noch nichts gesagt, er soll jedoch wesentlich günstiger sein als jener der bereits mehrfach erwähnten Black Hornet.


Fernab des ganzen martialischen Gehabes, gibt es eine lange Reihe weiterer Einsatzgebiete, in denen Drohnen wesentlich sinnvollere und nützlichere Tätigkeiten ausüben, als Menschen zu überwachen oder gar umzubringen.

Drone Spray Hornet

Drone Spray Hornet

Dazu gehört beispielsweise das französische Unternehmen Drone Volt, das uns weiter oben schon mit seinem Zehn-Kamera-Quadrokopter begegnet ist. Die Firma führt im Juni 2016 eine spezielle Drohne ein, die der Bekämpfung einer speziellen invasiven Spezies dient.

Die asiatische Hornisse (Vespa velutina) ist vor über einem Jahrzehnt vermutlich in einer Sendung mit Töpferwaren nach Frankreich gekommen und hat sich seither über einen Großteil des Landes und in anderen europäischen Regionen verbreitet. Die räuberische Wespe erbeutet eine Vielzahl von Insekten, darunter als bevorzugte, konzentrierte Nahrungsquelle Bienen. Die Art ist auch dafür bekannt, ihre Nester zu verteidigen, indem sie wahrgenommene Drohungen in Schwärmen angreifen.

Um die Drone Spray Hornet zu entwickeln, welche die Nester der Hornissen lokalisieren und bekämpfen kann, arbeitet die Firma mit einem Imker zusammen. Die entstandene, gut 3 kg schwere Drohne ist mit einer Go Pro Kamera und einem Sprühsystem ausgestattet, das einen 750 ml Tank für das Insektizid-Aerosol besitzt. Die Flugzeit beträgt 9 – 18 Minuten, je nach Anzahl der Batterien an Bord. Für den Notfall gibt es einen Fallschirm, außerdem sei ein optionales Führungs- und Hinderniserkennungsmodul in Arbeit.


Ebenfalls sprühen soll eine patentierte Drohne, die das im Jahr 2014 von Robert Dahlstrom gegründete Unternehmen Apellix aus Florida entwickelt.

Im März 2016 stellt die Firma eine autonom fliegende Drohne namens Worker Bee vor, die in Zukunft Häuser streichen und Fenster putzen soll. Das fleißige Bienlein basiert auf einem standardmäßigen Matrix Quadrokopter der Firma Turbo Ace aus Orange, Kalifornien, der über einen Schlauch mit einer mobilen Basisstation am Boden verbunden ist, die das Farbreservoir, den Luftkompressor und die Stromquelle beherbergt. Die Farbe wird per Druck nach oben gepreßt, durch eine feine Düse am Ende eines Spritzstabes zerstäubt und ziemlich gleichmäßig aufgetragen.

So einfach, wie es sich anhört, ist das Ganze aber nur durch den massiven Einsatz moderner Elektronik. Zum 3D-Scannen nutzt die Drohne einen LiDAR, zur Bestimmung der Entfernungen zu Wänden Optik- und Ultraschallsensoren, und zur Verbesserung der Lackierungsstrategie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren. Zudem wird ein Kurzwellen-Infrarot-Sensor (short-wave infrared, SWIR) verwendet, um nach unsichtbaren Details wie strukturellen Schwächen u.ä. zu suchen. Und um Probleme zu vermeiden, die durch das Sprühen auf die Drohne selbst und ihre Propeller verursacht werden könnten, werden die Arbeiterbienen mit Gentoo beschichtet, einem klaren, super-hydrophoben Nanopartikelmaterial der Firma UltraTech International.

Aktuell sind die Drohnen in der Lage, Arbeiten bis in eine Höhe von drei Stockwerken zu verrichten. Den Entwicklern zufolge sollen in Zukunft aber auch Wolkenkratzer und Schiffsrümpfe als weitere Einsatzfelder erschlossen werden. Der Einsatz der Drohnen ist besonders dort sinnvoll, wo Menschen sich eventuellen Gesundheitsschäden aussetzen, wie beim Sprühen von Abbeizmitteln, Pestiziden oder Enteisungschemikalien, oder wo die Unfallgefahr ziemlich hoch ist.

Den Schätzungen der Firma zufolge sind die Drohnen 8 – 12 mal schneller als der Mensch, und zudem flexibler. Apellix hofft nun, eine kommerzielle Spritzlackierungs-Drohne im ersten Halbjahr 2017 auf den Markt bringen zu können. Falls die Drohnen dann tatsächlich auch in der Lage sind, Fenster zu putzen, sollte einem Erfolg nichts mehr im Wege stehen.

Die genannte Firma Turbo Ace begann ihre Tätigkeit im Jahr 2008 und führte 2012 die als Flaggschiff bezeihnete Matrix-Drohne ein. Daneben werden inzwischen diverse weiter Modelle angeboten, bis hin zu einem über 15.000 $ teuren Infinity-9PRO Oktokopter.

LED-Drohne von Stratus

LED-Drohne
von Stratus


Ebenfalls für den Außenbereich gedacht ist eine Entwicklung der Firma Stratus Productions LLC aus Park City, Utah, die im Oktober 2016 in den Blogs erscheint.

Die Macher des im Jahr 2012 gegründeten Unternehmens waren ab 2009 als Luftbild-Produktionsfirma aktiv, erkennen dann aber, daß sie lieber interessante Produkte entwickeln und beginnen damit, Drohnenrahmen, Schwingungsisolatoren und LED-Systeme zu konstruieren und zu verkaufen.

In dem nun veröffentlichten YouTube-Clip auf dem Kanal rctestflight ist ein Alta 8 Oktokopter von Freefly zu sehen, an der LED-Chips mit insgesamt 1.000 W angebracht worden sind, mit denen sich die Nacht erhellen läßt. Was allerdings nicht ganz billig ist, denn über die 17.500 $ hinaus, mit denen die Drohne selbst zu Buche schlägt, hat jeder einzelne LED-Chip noch einmal 84 $ gekostet. Wie viele von ihnen benötigt werden, ist jedoch nicht zu erfahren – auf dem Clip sind aber 10 Stück zu erkennen.

Der Prototyp-Konstruktion gelingt es, mit dieser gigantischen Leuchtkraft fast einen ganzen Häuserblock in gleißendes Licht zu tauchen, wobei die Drohne für 10 Minuten flugfähig ist. Diese verfügt selbst natürlich ebenfalls über eine Kamera, um den passenden Blick aus der Vogelperspektive zu liefern.

Im Februar 2017 folgt ein weiterer Clip, in dem eine fortgeschrittene Version zu sehen ist, die eine Lichtstärke von ¼ Mio. Lumen erreicht. Statt alle auf einer Schiene zu sitzen, werden die LED-Chips auf die acht Arme und den Korpus verteilt. Die Firma bietet ihre 100 W LED-Module mit jeweils 13.000 Lumen zum Verekauf an, jedoch ohne auf der Homepage einen Preis zu nennen.

Fleetlights

Fleetlights


Ob die Umsetzung der Stratus Productions auch dem britischen Versicherungsunternehmen Direct Line Insurance Group plc als Inspiration dient, eine entsprechende Dienstleistung ins Auge zu fassen, ist nicht eindeutig zu klären. Dieses will die Technologie jedenfalls einsetzen, um den Menschen ein Gefühl der Sicherheit zu geben und potentiell in unbeleuchteten Bereichen sogar Leben zu retten.

Im November 2016 werden in den Blogs an ein Smartphone gekoppelte Lichtdrohnen namens Fleetlights vorgestellt, die Menschen im Dunkeln sicher nach Hause begleiten – als völlig autonom fliegende, persönliche Straßenlaternen. Per App lassen sich die Drohnen von einem zentralen Drohnen-Depot abrufen, wohin sie nach getaner Arbeit auch wieder zurückkehren, um sich aufzuladen. Die Fluggeräte sind mit dem 200 W starken Tungsten AL250 Drone-Light ausgestattet.

Die S650-Drohne, von der es eine Startflotte aus 20 Exemplaren gibt gibt, ist für die Begleitung von Fußgängern bestimmt, hat vier Motoren, erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 55 km/h und besitzt ein einziges Bordlicht. Ihre Reichweite beträgt 2,4 km oder 20 – 30 Minuten Flugzeit. Die mit drei Bordlampen ausgestattete S900-Drohne ist wiederum für die Verfolgung von Fahrzeugen gedacht, wobei sechs Motoren eine Geschwindigkeit von bis zu 97 km/h erlauben.

Direct Line testet die Fleetlights in der britischen Stadt Petworth, die gewählt wird, weil sie mit die gefährlichsten – weil unbeleuchteten – Straßen im Land haben soll.


Auch eine neue Werbemaßnahme verdient die Erwähnung, die im Oktober ihren Weg in die Fachblogs findet. Da Pendler in Mexiko City mit seinen rund 9 Mio. Einwohnern (und weiteren über 20 Mio. im Umland) und 5,5 Mio. Autos insbesondere im Berufsverkehr regelmäßig in länger anhaltenden Staus stecken, setzt das US-Start-Up Uber, das auch hier eine Mitfahrzentrale namens UberPool betreibt, Drohnen zur Übermittlung von Werbebotschaften ein.

Da Fahrgemeinschaften zumindest theoretisch das Potential besitzen, die Zahl der genutzten Autos zu verringern und so für weniger Staus und weniger Luftverschmutzung zu sorgen, bringt das Unternehmen diese Botschaft den Autofahrern in Mexiko City auf ungewöhnliche Weise näher: Während diese im Stau stehen, fliegen Werbedrohnen mit entsprechenden Slogans an den Autos vorbei.

Gegenüber fest installierter Werbung haben die Drohnen den Vorteil, daß sie mehr Aufmerksamkeit erregen und in bestimmten Situationen gezielt zum Einsatz kommen können. Bisher gibt es bei Uber allerdings keine Pläne, ähnliche Aktionen auch in anderen Städten zu wiederholen. Es soll sich um eine einmalige Aktion in einem der wichtigsten Märkte für das Start-Up gehandelt haben. Über die Uber-Pläne mit selbstfliegenden Drohnen-Taxis berichte ich weiter unten bei den manntragenden Fluggeräten (s.d.).

Avatar-Drohne des KAIST

Avatar-Drohne
des KAIST


Im November berichtet Prof. Ilhan Bae, ein Forscher am Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) in Südkorea, über die Entwicklung eines lebensgroßen, humanoiden Telepräsenzroboters, der auf einer Drohnenplattform basiert.

Die Avatar-Drohne bildet eine potentielle neue Anwendung der Drohnen- und Robotik-Technologie, welche die Präsenz und Mobilität des Menschen über die Grenzen der physischen Fähigkeiten hinaus erweitert.

Das Gerät ermöglicht den Benutzern ein virtuelles Flugerlebnis – was auch viele andere tun –, in diesem Fall aber verbunden mit der Möglichkeit, mit Menschen an entfernten Orten ,von Angesicht zu Angesicht’ zu interagieren.

Als Beispiel für potentielle Nutzer werden ältere Menschen mit körperlichen Behinderungen genannt, die sich in sozialen Versammlungen engagieren wollen. Was aber kaum Anklang finden wird, denke ich, zumal es inzwischen wesentlich einfachere Wege der Telepräsenz gibt.


Bereits im April wird ein Einsatzbereich beschrieben, bei dem die Drohnen in Verbindung mit Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) herausfinden, wo Leichen begraben sind. Die analytische NIR-Technik wird in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, von der Herstellung von Arzneimitteltabletten bis hin zur Erkennung gefälschter Produkte.

Marilyn Isaacks, Absolventin des Anthropologieprogramms der Texas State University, experimentiert mit NIR in der forensischen Wissenschaft und zeigt, daß sich damit versteckte Gräber, wie die von Mordopfern, oder Massengräber von Völkermorden aufdecken lassen. Wenn sich ein Körper zersetzt, führt er dem Boden Nährstoffe zu und schafft einen konzentrierten Bereich oder eine ,Insel’ der Fruchtbarkeit, die als Cadaver Decomposition Island (CDI) bezeichnet wird.

Isaacks untersucht, wie solche CDIs im NIR-Spektrum der Aufnahmen auftauchen, welche Drohnen und andere ferngesteuerte Flugzeuge mit einem anmontierten NIR machen, während sie die markierten Flächen überfliegen. Es zeigt sich, daß es mit einer Fernerkundung mittels Drohnen-NIRs viel sicherer und schneller gelingt, Gräber von ihrer Umgebung zu unterscheiden und verborgene Reste unter der Oberfläche zu entdecken, als Personal ins Feld zu schicken, um Wälder und anderes Gelände nach verborgenen Resten zu durchkämmen.


Noch wesentlich ältere Überreste besuchen – wenn auch nicht untersuchen – kann man mit der virtuellen Realität: Wie im Oktober 2016 in den Blogs zu lesen ist, erschaffen Archäologen der Australian National University (ANU) und der Monash University mit Hilfe von Drohnen eine virtuelle Replik der sogenannten Ebene der Krüge (Plain of Jars), einer antiken Stätte in Laos, die mit geheimnisvollen Steinkrügen übersät ist, so daß neugierige Köpfe Headsets anziehen und diese aus der Ferne erkunden können.

Die Gegend liegt zwischen Luang Prabang und Vientiane nahe der vietnamesischen Grenze und gehört zum Weltkulturerbe der UNESCO. Auf mehreren Quadratkilometern stehen hier mysteriöse Steinkrüge, deren Alter auf etwa 2.000 Jahre datiert wird. Die größten Krüge bringen es auf eine Höhe von 3 m und ein Gewicht von 6 Tonnen. Wofür sie gut waren, konnte bis heute nicht geklärt werden.

Zum Einsatz kommt eine neue Kartierungstechnologie namens Cave2, welche die alle 10 cm gemachten Drohnenaufnahmen in digitale Repliken der archäologischen Stätten verwandelt. Besonders erfreulich für die Forscher ist, daß ihnen die Drohnen erlauben, auch Orte zu erreichen die anders nur schwer zu besuchen sind, da bislang nur sieben von den über 80 bekannten Jar-Standorten in Laos frei von Landminen sind.


Ein weniger ernster Einsatzbereich ist die Verwendung von Drohnen – um das altbekannte Computerspiel Space Invaders ,real’ zu spielen. Dabei sitzt der Spieler auf einer Laserkanonen-Station am Boden, die sich über Schienen bewegt und Laserstrahlen abschießt, mit denen die Drohnen getroffen werden müssen. Nach jeweils fünf Treffern - die wesentlich schwieriger zu erzielen sind als am Bildschirm - wird die erwischte Drohne aus dem Spiel genommen.

Die acht DJI Phantom 3 Drohnen der Flotte sind mit Lichtsensoren und LED-Displays ausgestattet, auf denen die alten Charaktere des Spiels zu sehen sind, und werden von einem Computer und einer speziell entwickelten autonomen Flugsoftware gesteuert, um sich in Formation zu bewegen.

Das real gemachte Spiel, das nun SpacedOut genannt wird, wird erstmals auf dem GeekCon 2016 Hackathon im September in Israel präsentiert.


Ebenso wenig ernst sollte man den Werbespot des norwegischen Handy-Unternehmens Telia nehmen, der im Oktober in den Blogs kursiert. Dabei übernimmt eine Gruppe von Drohnen den Zusammenbau und die Dekoration eines Kuchens.

Sie backen den Kuchen zwar nicht selbst, setzen aber die Stücke zusammen und schmücken sie. Und zum Schluß zündet eine Drohne auch noch die obenauf plazierte Feuerwerkskerze an. Verantwortlich für die fliegenden Dekorateure ist der Designer, Animator und Regisseur Lucas Zanotto aus Helsinki.


Eine breitere Verwendung wird sicherlich das neue Droneboarding finden, das in diesem Jahr aus der Taufe gehoben wird.

Auf dem von einem Valplushka aus Russland stammenden Video, das im Januar 2016 kursiert, ist der vermutlich weltweit erste Droneboarder zu sehen: ein kleiner Junge, der auf seinem Snowboard stehend von einer fliegenden Drohne gezogen wird.

Dronesurfing

Dronesurfing

Und ein weiteres mal sieht man an diesem Beispiel, wie schnell die Entwicklung voran geht. Denn während in den Kommentaren zum Droneboarding skeptisch darauf verwiesen wird, daß es wohl noch lange dauern wird, bis sich auch Erwachsenen von Drohnen ziehen lassen können, beweisen schon im September gegenteilige Meldungen, daß dem nicht so ist.

Die in der Übersicht von 2015 ausführlich erwähnte Firma Freefly Systems hat inzwischen nämlich einen ganz ähnlichen Einsatzzweck für Drohnen ersonnen: Beim Dronesurfing läßt sich ein Wassersportler auf einer Art Kiteboard hinter einer Drohne herziehen. Und wie man sieht, handelt es sich dabei um Erwachsene, auch wenn von ,leichtgewichtigen Sportlern’ die Rede ist.

Selbst bei perfekter Windstille und glattem Wasser ist dies natürlich eine Aufgabe, der die meisten Freizeit-Drohnen nicht gewachsen sind, doch Freefly Systems setzt den hauseigenen Alta 8 Oktokopter ein, der für professionelles Kameraequipment von bis zu 12 kg ausgelegt und mit einem Preis von rund 17.500 $ immer noch günstiger als ein Motorboot ist. Und sehr viel leiser.

 

Technologische Entwicklungen

Was die technischen Fortschritte in diesem Jahr anbelangt, so decken diese einen sehr großen Bereich ab, wobei es aber auch zu einer Vielzahl von Wiederholungen kommt, die ich deshalb nur kurz erwähnen werde.

Kestrel

Kestrel


Auf der CES im Januar 2016 stellt die Firma Autel Robotics USA aus Bothell in Washington, die lokale Niederlassung des chinesischen Mutterhauses, das mit dem X-Star einen marktüblichen Kamera-Quadrokopter anbietet, eine besondere VTOL-Drohne namens Kestrel vor, die sich nach dem Senkrecht-Start in einen vorwärts fliegenden Starrflügler verwandelt.

Die umgesetzte Technik, die eine längere Reichweite und größere Tragfähigkeit erlaubt, besteht aus vier Kipprotoren, die vorn und hinten an den Flügeln sitzen. In Verbindung mit der Fähigkeit, vertikal abheben und landen zu können, zielt die Dual-Mode-Drohne auf landwirtschaftliche und humanitäre Operationen, die oftmals keinen Platz für traditionelle Starts und Landungen bieten.

Der Kestrel hat eine Reichweite von bis zu 100 km, eine maximale Flugzeit von 2 Stunden, und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 130 km/h. Als normale Fluggeschwindigkeit werden 70 km/h angegeben. Die viel Motoren haben zusammen eine Leistung von 4,8 kW.

Bei einem maximalen Startgewicht von 14 kg beträgt die Nutzlast 2 kg, und ein redundantes Sicherheitssystem sorgt dafür, daß das Fluggerät (als Segelflugzeug) sicher zu Boden gleitet, falls die Motoren ausfallen. Die Drohne soll voraussichtlich ab März 2017 verfügbar sein, der Preis ist noch nicht bekannt gegeben worden.


Ein Modell mit ähnlichen VTOL-Eigenschaften stellen Forscher der TU Delft im September vor. Dieses soll verwendet werden, um medizinische Versorgung in schwer zugängliche Gebieten zu bringen. Auch der 4 kg schgwere delftAcopter in Form eines Miniatur-Doppeldeckers nutzt einen Helikopter-Propeller, um vom Boden abzuheben, und kippt dann, um wie ein Flugzeug weiter zu fliegen.

Mit einer 10.000 mAh Batterie an Bord kann das völlig autonome Flugzeug bis zu 60 Minuten lang in der Luft bleiben und eine Geschwindigkeit von bis zu 107 km/h erreichen. Es kann auch über die Sichtlinie des Betreibers hinaus fliegen und die Verbindung über eine Iridium-Satellitenverbindung aufrechterhalten, die von überall auf dem Planeten gesteuert werden kann, wie die Forscher behaupten.

Das Team beteiligt sich mit dem delftAcopter an der in diesem Monat stattfindenden Outback Medical Challenge in Australien, bei der es darum geht, ein autonomes Flugzeug zu bauen, das in der Lage ist, eine Blutprobe von einer gestrandeten Person zu beschaffen, die sich rund 30 km entfernt an einer unzugänglichen Stelle befindet. Mehr über diesen Wettbewerb findet sich unter dem Kapitelteil der Lieferdrohnen (s.d.).


Im November folgt mit der Quantix Drohne von AeroVironment, die ihre vier Motoren an den Flügelenden trägt und ebenfalls als ganzer Körper die Fluglage wechselt, ein weiteres Modell, das senkrecht starten und landen kann, und das besonders einfach zu bedienen sein soll.

Naviator

Naviator


Ebenfalls im Januar wird in den Blogs über ein Drohnenprojekt an der Rutgers University berichtet, das die U.S. Navy mit rund 620.000 $ finanziert. Dabei entwickelt Prof. Javier Diez einen Multikopter, der sich in der Luft und unter Wasser fortbewegen kann und den die Navy zur Aufdeckung von Minen verwendet werden will. Die ursprüngliche Meldung der Universität stammt vom Oktober 2015.

Das Besondere an der Entwicklung ist, daß das Wasser eine viel höhere Dichte als Luft besitzt, womit sich die Propeller aufgrund des Bewegungswiderstands dort entsprechend langsamer gegen drehen müssen. Der Übergang zwischen Wasser und Luft kann die Rotoren dabei leicht überlasten. Als Lösung trägt der Naviator an jedem seiner vier Arme zwei Propeller. Die unteren können schon oder noch ins Wasser eintauchen, während die oberen das Gerät in Position halten. Dies erlaubt der Drohne, beliebig oft zwischen den Elementen zu wechseln.

Der Naviator ist allerdings noch nicht komplett ausgereift und kann derzeit nur ein paar Meter tief tauchen. Zudem einen nimmt die Signalfähigkeit unter Wasser stark ab, so daß er durch ein Kabel mit der Fernsteuerung verbunden bleiben muß, und auch die Manövrierfähigkeit ist noch stark eingeschränkt. Das Forscherteam um Diez hofft, daß die Probleme in einem halben Jahr behoben werden können und man die Unterwasser-Drohne dann auf den Markt bringen kann.


Eine weitere Drohne, die fliegen, schwimmen und tauchen kann, wird von Wissenschaftlern der Oakland University entwickelt. Als Proof-of-Concept kann sie ihre Fähigkeiten im Frühjahr 2015 erfolgreich unter Beweis stellen – wird aber erst im Februar 2016 bekannt, als der 3. Prototyp den in Dubai stattfindenden Wettbewerb Drones for Good gewinnt. Der Gewinn der 1 Mio. $ wird möglicherweise auch dadurch gefördert, daß drei der vier Team-Mitglieder arabischen Ursprungs sind.

Der Loon Copter ist mit einem speziellen Behältnis ausgestattet, das unter anderem unter Wasser für Ballast sorgt und in dem Sensoren oder auch eine Kamera verbaut werden können. Mit der Landung auf der Wasseroberfläche, fungieren die Rotoren als Vortrieb für die Schwimmbewegung. Im dritten Modus geht es unter die Wasseroberfläche, wobei die Drohne nach vorn kippt und sich mit erheblich weniger Energieaufwand fortbewegt.

Die Drohne kann bisher nur wenige Meter unter der Wasseroberfläche gesteuert werden, benötigt dafür aber beim Übergang vom Tauch-Modus in den Flug-Modus keine Hilfe. Das mögliche Einsatzspektrum eines ausgereiften Produkts reicht von der Überwachung von Unterwasser-Pipelines bis zur Aufklärung von Unglücksfällen oder dem Aufspüren und Untersuchen von Ölteppichen auf den Weltmeeren.

CRACUNS

CRACUNS


Tatsächlich einsatzfähig sei eine Entwicklung des Applied Physics Laboratory (APL) der Johns Hopkins University, das im März 2016 eine tauchfähige Drohne namens CRACUNS vorstellt (Corrosion Resistant Aerial Covert Unmanned Nautical System).

Die wasserdichte, aus 3D-gedruckten Teilen zusammengebaute Drohne kann z.B. an der Außenseite eines U-Bootes montiert und aus der Tiefe losgeschickt werden, um in den Himmel aufzusteigen und mittels Luftaufnahmen zusätzliche Informationen zu sammeln, ohne das Milliarden-Dollar-Schiff zu gefährden.

Die elektronischen Komponenten des Geräts sind entweder in wasserdichten Gehäusen geschützt oder, wie die vier Elektromotoren, mit einer preiswerten Beschichtung behandelt, die das Wasser in Schach hält. Dieser Ansatz hilft dabei, den Preis der Drohne erschwinglich zu halten, so daß sie auch als Einweg-Werkzeug eingesetzt werden kann, wenn die Situationen für größere Geräte zu riskant ist.

Während der Tests bleibt die Drohne zwei Monate in Salzwasser untergetaucht, ohne ihre Fähigkeit zu verlieren, anschließend wieder losfliegen zu können. Was bedeutet, daß die Drohnen in Küstengebiete heimlich von Flugzeugen fallen gelassen werden und für Monate unter Wasser verbleiben können, bevor sie eingesetzt werden, um ins Landesinnere zu fliegen, um Daten zu sammeln.


Eine Versuchsdrohne, die zusammenklappbare Flügel besitzt, um wie ein Fische jagender Seevogel ins Wasser zu tauchen und Proben von unterhalb der Oberfläche zu schöpfen – und dann wie ein fliegender Fisch wieder zu starten, wenn es Zeit ist, zurückzukehren, wird im Dezember 2016 von Wissenschaftlern des Imperial College London um den Direktor des Aerial Robotics Labs Mirko Kovac präsentiert.

Die dünne, Raketen-förmige AquaMav Drohne wiegt nur 200 g und fliegt als Starrflügler durch die Luft, bis es Zeit ist ins Wasser zu tauchen, worauf sich die Flügel an den schlanken Körper falten und den Flieger durch die Oberfläche des Wassers stoßen und eintauchen lassen.

Nach dem Sammeln der Wasserprobe verwendet die Drohne einen internen Kohlendioxidbehälter und ein hohles Rohr, um einen starken Wasserstoß zu erzeugen. Das ist genug Schub, um sie aus dem Wasser zu heben mit der Geschwindigkeit zu starten, die benötigt wird, um wieder in zu gleiten. Auch diese Technik ist von der Natur inspiriert, diesmal durch die fliegenden Fische.

Die AquaMav Drohne ist in der Luft 48 km/h schnell, wobei die Batterie eine Flugzeit von 14 Minuten bzw. eine Reichweite von etwa 5 km ermöglicht.

QR X900 mit Range Extender

QR X900
mit Range Extender

Zu den weiteren technologischen Neuheiten, die im Januar 2016 auf der CES vorgestellt werden, gehört ein Hexakopter des chinesischen Drohnenherstellers Guangzhou Walkera Technology Co. Ltd. (Walkera), der Flugzeiten von bis zu zwei Stunden möglich macht.

Gemeinsam mit dem Mikrogenerator-Produzenten GeneratorSmart war hierfür ein neuer Hybrid-Antriebsstrang für den professionellen Hexakopter QR X900 von Walkera gebaut worden, der als Range Extender fungiert. Dabei lädt ein winziger, leichter und effizienter Methanol-Motor die Batterie während des Fluges auf, so daß lange Flugzeiten und eine sofortige Betankung möglich sind.

Mit einem Gewicht von nur 1,2 kg liefert der Generator eine Spitzenleistung von 1,5 kW. Und anstatt nach dem Flug mehrere Stunden an einem Ladegerät angeschlossen zu werden, reicht es den Kraftstofftank füllen, um sofort wieder in die Luft gehen zu können. Bei Bedarf kann der Motor auch ausgeschaltet werden, um die Drohne allein im Batteriebetrieb bis zu 16 Minuten im ,Stealth-Modus’ zu betreiben.

GeneratorSmart bietet verschiedene Methanol-Generatoren zu Preisen zwischen 2.000 $ und 2.500 $ an, während Walkera eine ganze Reihe von Kamera-Drohnen anbietet, wie z.B. das Modell Voyager 4, das aufgrund seiner 18-fachen optischen Zoom-Kamera als fliegendes Teleskop bezeichnet wird – oder die Standardausführung des QR X900 für 4.399 $. Daneben werden auch kleine und günstige Renn-Drohnen angeboten.


In Bezug auf hohe Geschwindigkeit berichten die Blogs im Februar 2016 über ein Experiment von Dirk Brunner, der herausfinden will, welche maximale Steigleistung ein Quadrokopter erreichen kann.

Mit einer Antriebsleitung von 2,3 kW geraten die vier kleinen Elektro-Motoren zwar an ihr Limit, doch die leistungsstarke Drohne steigt in 3,871 Sekunden aus dem Knie-hohen Schwebeflug in 100 m Höhe auf – was für einen verdienten Eintrag in das Guinness-Register reicht, denn einfach war dieser nicht erzielt worden.

Schon die im Vorfeld angestrebte maximale Auslastung sämtlicher Komponenten forderte ihren Tribut. So fielen bei Probeflügen Motoren aus, was zum Absturz der Drohne führte. Und auch beim Rekordflug selbst kommt es zum Funkenflug bei den Motoren, dicht gefolgt von rauchender Elektronik, wie auf dem entsprechenden Videoclip zu sehen ist. Die aktuelle Rekordsteigleistung einer Drohne liegt nun bei 190 km/h.

Autopilot-Drohne der DARPA

Autopilot-Drohne der DARPA


Im gleichen Monat veröffentlicht die Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) das Video eines autonom manövrierenden Quadrokopter-Prototyps, der mit 72 km/h durch Korridore fliegt und dabei selbständig Hindernissen ausweicht. Die im Rahmen des Fast-Lightweight-Autonomy-Programms entwickelte Flug-Drohne soll zur Aufklärung in Gebäuden eingesetzt werden und mit der angepeilten Geschwindigkeit von 20 m/s durch Korridore und Treppenhäuser navigieren.

Ziel des Projekts war eine Drohne, die durch Fenster paßt, unabhängig von GPS ist und ohne einen menschlichen Piloten auskommt – weshalb sie Kameras sowie Trägheits-, Sonar- und LIDAR-Sensoren verwendet. Außerdem hat sie einen Autopilot des Typs Pixhawk von 3D Robotics an Bord.


Im Juli stellt ein Privatunternehmen allerdings eine beträchtlich schnellere Drohne vor. Der Teal von George Matus und seiner Firma Teal Drones Inc. in Utah ist ein leistungsfähiger, leichter Kamera-Quadrokopter, der gleichzeitig als die weltweit schnellste seriengefertigte Drohne angepriesen wird.

Mit seinem 1.800 mAh Akku erreicht der Teal eine maximale Geschwindigkeit beim Horizontalflug von über 110 km/h, unter günstigen Umständen seien sogar schon 136 km/h erreicht worden. Die Flugzeit beträgt 10 Minuten.

Der 730 g schwere Flieger, der eine Nutzlast von 500 g erlaubt, besitzt zudem einen leistungsstarken Onboard-Computer, um auch fortgeschrittene Anwendungen ausführen zu können, die eventuell maschinelle Lernalgorithmen beinhalten. Sein Preis beträgt 1.299 $.


Was bei den autonom agierenden besonders wichtig ist, sind Strategien zur Kollisionsvermeidung. Im Januar kündigt das Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des MIT neue experimentelle Drohnen-Software an, welche die Fluggeräte zukünftig davon abhalten soll, jemals wieder in einem Baum zu landen.

Die Technik könnte jede Drohne in ein Hindernis vermeidendes Fluggerät verwandeln, das mit lebensähnlichen Reflexen ausweichen und wie ein flinker Kolibri Schleifen um Bäume oder Gebäude fliegen kann. Das Team testet die Software erfolgreich mit zwei Arten von Drohnen, einem Quadrokopter und einem Starrflügler.


Ebenfalls im Januar berichten Wissenschaftler vom Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen-Weßling, daß sie erstmals erfolgreich einen autonomen Starrflügler auf einem 75 km/h fahrenden Pkw haben landen lassen.

Auto-Landung in Fahrt

Auto-Landung in Fahrt

Das System ist für zivile Anwendungen in den Bereichen Fernerkundung und Kommunikation konzipiert. Es könnte beispielsweise für ultraleichte Solarflugzeuge angewendet werden, die in Katastrophenfällen klassische Satellitensysteme ergänzen. Der Sinn der Landetechnik besteht darin, daß damit auf das Landefahrwerk verzichtet werden kann. Der Flieger könne so erheblich mehr Nutzlast tragen und eine größere Reichweite bekommen.

Das System wird auf einem Flugplatz im schwäbischen Mindelheim-Mattsies mit einem gut 3 m großen und 20 kg schweren, elektrischen Starrflügler des Modells Penguin BE der 2009 gegründeten Firma UAV Factory Ltd. aus Marupe in Lettland getestet. Als mobile Landeplattform wird ein 4 m langes und 5 m breites Netz mit mehreren optischen Markern auf dem Dach eines PKWs aufgespannt.

Das Fluggerät kann sich bis auf einen halben Meter genau über dem Netz positionieren. Befinder es sich darüber, erkennt das optische Multi-Marker-Tracking-System die Landevorrichtung und bestimmt die relative Position zum Bodenfahrzeug. Dann landet der Flieger computergesteuert. Da sich Pkw und Flieger gleich schnell bewegten, handelt es sich eher um ein Absetzen.

Während der Flugversuche sitzt ein Fahrer im Auto, der über ein Display Steuerkommandos erhält, damit er schneller oder langsamer fährt. Denkbar sei aber auch, ein autonomes Fahrzeug ohne Fahrer zu verwenden. Die Arbeiten werden durch das EU-Projekt EC-Safemobil unterstützt.

Im Rahmen des Projekts HABLEG (High Altitude Balloon Launched Experimental Glider) war es DLR-Wissenschaftlern bereits im Juni 2015 gelungen, einen unbemannten Gleiter von einem Höhenforschungsballon aus 20 km Höhe zu starten.


Bekanntermaßen müssen die Piloten von unbemannten Fluggeräten immer Sichtkontakt zu ihnen halten, was die Einsatzmöglichkeiten, etwa zur Paketauslieferung, bislang einschränkt. Im Mai 2016 stellen die Blogs ein neues Gerät von der Größe eines Taschenbuchs vor, das den Drohnen deutlich mehr Bewegungsfreiheit verschaffen kann.

Das von dem 2014 durch Eben Frankenberg und Tom Driscoll gegründeten Start-Up Echodyne Corp. aus Bellevue, Washington, entwickelte neue Gerät namens MESA-K (Metamaterial Electronically Scanning Array) basiert auf einer Technologie, mit der sich jebe komplexen Antennen-Arrays vereinfachen und verkleinen lassen, die in Radar-Scansystemen von Militär- und Zivilflugzeugen zum Einsatz kommen. Möglich wird dies durch die Verwendung von Antennen auf der Basis neuartiger Metamaterialien, d.h. speziell entworfene Strukturen, die elektromagnetische Signale ganz anders behandeln als konventionelle Metalle und andere Stoffe.

MESA

MESA

Konventionelle Radarscanner waren für die Kontrolle von Drohnen zwar schon getestet worden, erwiesen sich aber zu groß und zu teuer, als daß sie Drohnen helfen konnten, andere Fluggeräte zu erkennen. Bislang kann MESA-K nur Objekte in maximal 500 m Entfernung erkennen, da das System so ausgelegt ist, daß es nicht nur in Drohnen, sondern zum Beispiel auch in autonomen Autos eingesetzt werden kann. Eine zweite Version speziell für Drohnen und mit bis zu 3 km Reichweite soll aber noch in diesem Jahr verfügbar werden.

Echodyne, das mit 15 Mio. $ Kapital von Investoren wie dem Microsoft-Mitgründer Bill Gates arbeitet, will das neue Gerät in etwa einem Monat einer Reihe von nicht namentlich genannten Unternehmen zum Testen zur Verfügung stellen. Doch ganz so schnell geht es dann aber nicht.

Im November meldet Echodyne den ersten erfolgreichen Radar-Wahrnehmungs- und Ausweich-Test (Detect and Avoid, DAA) seines Geräts, das an eine kommerzielle Drohne montiert wird, die für die Infrastruktur-Inspektion, die landwirtschaftliche Überwachung und/oder die Paketlieferung geeignet ist. Über einen Zeitraum von mehreren Tagen fliegt die Drohne über 400 Missionen.

Während der Testmissionen scannt das Radar erfolgreich ein breites Sichtfeld sowohl im Azimut als auch in der Höhe (bis zu 120° x 80°) und verfolgt mehrere Arten von Flugzeugen, einschließlich eines kleinen UAV, einer Beechcraft-Bonanza und eines Ultralight-Flugzeugs, welche seinen Luftraum durchfliegen. Das Radar liefert einen ,4D-Datenwürfel’ aus Radarechos, der genau die Bodenvegetation, eventuelle Stacheldrahtzäune und andere stationäre Hindernisse sowie die Flugbahnen der verfolgten Fluggeräte darstellt.

Bei dem Test wird das Entwickler-Radar-Kit von Echodyne verwendet, der Vorläufer des neuen MESA-DAA-Radars, der Objekte von der Größe einer Cessna in einer Entfernung von bis zu 3 km, und kleine Drohnen in bis zu 750 m Entfernung erkennt und verfolgt. Es kann sein gesamtes Sichtfeld einmal pro Sekunde scannen, Updates verfolgter Objekte werden fünf mal pro Sekunde gemacht. Das Gerät wiegt unter 750 g und benötigt etwa 30 W.

Zudem führt Echodyne Gespräche mit der FAA und der NASA, in der Hoffnung, daß diese bald die Spezifikationen für ein Radarsystem veröffentlichen, das unbemannte Flüge über die Sichtlinie hinaus ermöglicht. Die FAA, die im Laufe der Jahre elektro-optische, Infrarot-, LiDAR- und Computer-Vision-Systeme gesehen hatte, scheint jedenfalls davon überzeugt zu sein, daß Radar das beste System sei. Es funktioniert bei jedem Wetter, hat lange Reichweiten, es mißt den Standort des Ziels direkt, und es mißt die Geschwindigkeit direkt. Nur hatte niemand gedacht, daß es jemanden gelingen könnte, die erforderliche Technologie klein, leicht und billig genug zu machen.

Das MESA-DAA wird Anfang 2017 für gewerbliche Kunden zur Verfügung stehen. Bis dahin wird zumindest schon mal eine Abbildung des MESA-K-DEV veröffentlicht, das nur etwas größer als ein Smartphone ist. Der gegenwärtige Preis von rund 10.000 $ soll bei Massenherstellung signifikant sinken.


Im Juni 2016 folgen Berichte über eine von Intel entwickelte Kollisionsvermeidungs-Technologie, die in dem neuen Typhoon H Pro Hexacopter von Yuneec zum Einsatz kommt. Die RealSense-Technologie verwendet Ultraschallsensoren, um die Distanz zu einem Objekt zu messen, sowie eine Intel RealSense R200 Kamera und einen Quad-Core Intel Atom Prozessor.

Mit der Drone Flight Control Firmware werden die Daten der Kamera und Sensoren kombiniert, um eine 3D-Umgebung zu modellieren. Dies ermöglicht es der Drohne, Hindernisse zu erkennen und alternative Routen zu wählen, wobei sie sich auch an einmal festgestellte Hindernisse erinnert.

Pico-Drohnen am GRASP

Pico-Drohnen am GRASP


Einem Bericht vom September zufolge stellen Fachleute der University of Pennsylvania (UPenn) einen neu entwickelten Quadrokopter vor, die tatsächlich praktisch autonom ist. Die Entwicklung aus dem GRASP-Labor von Prof. Vijay Kumar, die sechs Jahre langwieriger Arbeiten erfordert hatte, kann aggressive Manöver durchführen, die ausschließlich Onboard-Sensoren und -Computing verwenden und keiner externen Steuerung oder Datenübermittlung bedürfen.

Während des Fluges schätzt der Quadrokopter 500 mal pro Sekunde seine Lage und Orientierung im Raum. Es kann Geschwindigkeiten von 4,5 m/s erreichen, bis 1,5 g beschleunigen und in Winkeln von bis zu 90° Grad abrollen. Damit wird auch das eigentliche Ziel erreicht: daß die Kopter durch offene Fenster fliegen können, ohne irgendwo anzuschlagen.

Es wird jedoch noch ein zweiter, radikal unterschiedlicher Ansatz verfolgt, bei dem die kleinen Drohnen als Schutz einen Rollkäfig besitzen, mit dem sie an allem vorbeikommen, was ihnen im Weg steht. Dies wurde im Grunde durch den kardanischen Schutzkäfig des Schweizer Start-Ups Flyability vorweggenommen, das ich bereits in der Übersicht 2015 präsentiert habe (s.d.).

Für ihre Versuche baut die Kumar-Gruppe eine Flotte von 25 g leichten und 10 cm breiten Pico-Quadrokoptern, die jeweils einen leichten, selbstaufrichtenden Rollkäfig aus einem wärmegehärteten Garn besitzen, das aus Karbonfaser-Strähnen besteht. Die winzigen Kopter werden von einem einfachen Controller gesteuert, der weder die Position anderer Roboter oder Hindernisse berücksichtigt, noch spezielle Anweisungen für den Fall einer Kollision hat.

Alles, was der Controller zu tun versucht, ist, die Pico-Kopter so gut wie möglich zu stabilisieren, während er sie auf eine vorgegebene Zielposition zusteuern läßt. Dies funktioniert erstaunlich gut, auch wenn der Roboter keinerlei Kenntnis von Hindernissen oder anderen Pico-Koptern hat, die ihm im Weg sein könnten. Daneben befaßt sich die Kumar-Gruppe noch mit 3D-druckbaren Kleinst-Quadrokoptern und vielen weiteren Drohnen-Projekten.


Als eine ganz besondere technische Leistung wird die Mitte Februar 2016 erfolgte Überquerung des Ärmelkanals durch einen Quadrokopter gefeiert, die der britische kommerzielle Drohnenoperator Ocuair durch- und vorführt. Während die meisten Freizeitfluggeräte eine maximale Flugzeit von 25 Minuten haben, braucht der Enduro 1 Quadrokopter für die ca. 35 km lange Strecke über den meistbefahrenen Schiffahrtsweg der Welt 72 Minuten. Dies ist auch der weltweit bislang längste offizielle Einzelflug eines Quadrokopters.

Gestartet wird an einem Strand in der Nähe von Wissant in Nordfrankreich, und die sichere Landung erfolgt an der Shakespeare Beach im britischen Dover, obwohl die Drohne auf halber Strecke anscheinend das GPS-Signal verliert und daraufhin manuell weitergesteuert werden muß. Begleitet wird der Quadrokopter von seinem Piloten Richard Gill, Operationsleiter bei Ocuair, in einem Boot, das stets in einer Entfernung von 500 m zur Drohne bleibt.

Der erfolgreiche Testflug bedeutet, daß die kleinen Fluggeräte ihre Fahrtstrecken beträchtlich erweitern können – und damit auch die Art und Weise, wie sie verwendet werden. Während des vorbereitenden Tests konnten sogar Flugzeiten über 90 Minuten erreicht und Strecken von mehr als 39 km bewältigt werden.


Im Februar 2016 verbreitet sich die Information, daß die U.S. Army plant, Drohnen vor Ort mittels 3D-Druckern herzustellen. Das Projekt ist Teil der so genannten Army Expeditionary Warrior Experiment, das sich zum Ziel gesetzt hat, neue Technologien möglichst frühzeitig auch in der Praxis zu erproben.

Die 3D-Drucker sollen vor allem kleineren Trupps helfen, die unter schwierigen Bedingungen außerhalb eines großen Lagers operieren und sich so über Nacht die benötigten UAVs ausdrucken lassen können. Aktuell wird ein erster Prototyp eines solchen Systems entwickelt, der anschließend im Feld getestet werden soll.


Und um bei diesem Thema zu bleiben: Im Mai stellt Airbus auf der ILA 2016 eine große Drohne namens THOR vor ((Testing High-tech Objectives in Reality), die 4 m lang ist und eine Spannweite von ebenfalls 4 m hat. Das Ausdrucken der über 1.000 Teile, die 90 % der Strukturkomponenten bilden, dauert einen Monat, wobei Antrieb und Steuerung bislang noch nicht ausgedruckt werden können. Der Preis der Drohne, die wie ein gewaltiges Modellflugzeug aussieht, wird mit 25.000 $ beziffert.

Die Rumpfstruktur von THOR besteht aus unterschiedlichen Bauarten einer Gitterwerkstruktur, die als besonders widerstandsfähig und schadenstolerant gilt. Das ca. 21 kg schwere Entwicklungsmodell aus Kunststoff und Aluminium sei erstmals im November des Vorjahres in Stade gestartet, angetrieben von zwei 1,5 kW Elektromotoren. Dem Chefingenieur Gunnar Haase zufolge fliegt das ferngesteuerte Flugzeug schön und ist sehr stabil. In diesem Jahr sollen damit 18 Flugmissionen durchgeführt werden.

Nachfolgende THOR-Versionen werden derzeit im neuen Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) in Hamburg zusammengebaut, in dem Airbus ein wichtiger Partner und Aktionär ist. Diese Flugzeuge werden ein modulares Design besitzen, das eine größere Flexibilität in der Flugzellen- und Strukturprüfung ermöglicht. Als Beispiel wird die zweite THOR-Version austauschbare Flügel besitzen, einschließlich Konzepten für einen sechseckigen Flügel mit einer Stützstruktur, die aus einer Wabenstruktur abgeleitet ist, einem Aluminiumflügel und einem flexiblen Flügel aus kohlefaserverstärktem Kunststoff.


Im Juli stellt wiederum der russische Rüstungskonzern UIMC auf der Industriemesse Innoprom in Jektarinburg eine Drohne vor, die ebenfalls mit einem 3D-Drucker hergestellt und auch schon auf ihre Flugtauglichkeit getestet worden sei.

Das Ausdrucken der Drohnenteile würde einen Tag benötigen, anschließend könne die Drohne mit einer Flügelspanne von 2,4 m, einem Gewicht von 4 kg und einer Reichweite von 50 km innerhalb von 15 - 20 Minute zusammengebaut werden. Allerdings kann auch UIMC noch keinen Antrieb ausdrucken, der von einer anderen russischen Firma geliefert wird.

Der Flugzeugkörper ist mit einer Abdeckung für den Propeller versehen, um das Gewicht zu reduzieren und eine bessere Aerodynamik zu ermöglichen. Die Drohne kann verschiedene Kameras und Kommunikationstechniken mit sich führen und für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden. Technische Details über Flugzeit, Reichweite und Nutzlast werden nicht bekanntgegeben.

Smart Wing

Smart Wing


Ende September folgen Berichte über eine 3D-gedruckten ,smarten Flügel’, mit dem ein Team des Design, Research and Education for Additive Manufacturing Systems (DREAMS) Lab an der Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech) den erstmals ausgeschriebenen nationalen Wettbewerb America Makes Innovation Sprint gewinnt. Das in Youngstown, Ohio, beheimatete America Makes ist das National Additive Manufacturing Innovation Institute, Teil des National Center for Defense Manufacturing and Machining (NCDMM) und Amerikas führendes Institut für die Unterstützung der 3D-Druckforschung.

Anfang dieses Jahres startet das Institut das Programm Innovation Sprints, das sich auf Themen konzentriert, die zu einer eigenen Entwicklungsstrategie für den 3D-Druck beitragen. Thema des Eröffnungsprogramms sind ,intelligente Strukturen’.

Das Gewinner-Team aus Studenten und Absolventen der Virginia Tech unter der Leitung von Prof. Christopher Williams hatten entsprechend dieser Vorgabe einen 3D-gedruckten, Smart Wing mit integrierten Sensor- und Aktuatorelementen entwickelt, die es dem Flugzeug ermöglichen, sich autonom an die Flugbedingungen anzupassen. Das Flügel-Design bietet vorgefertigte Taschen, welche die eingebetteten Sensoren und Aktoren halten, wobei der 3D-Druckprozeß kurz unterbrochen wird, um sie zu plazieren.

Ziel der Arbeit ist es, die additive Fertigung zu verwenden, um mechatronische Geräte direkt herzustellen – d.h. Produkte, die sich bewegen und alles an Bord haben, um diese Bewegung zu erkennen und zu kontrollieren. Um den bislang erreichten Fortschritt der seit 2011 laufenden Forschung zu demonstrieren, 3D-drucken die Wissenschaftler einen Multimaterialflügel mit einer Flügelklappe, die von den eingebetteten Aktoren und Sensoren angepaßt und gesteuert wird. Gedacht ist der Flügel für ferngesteuerte Flugzeuge.

3D-gedruckte Drohne von Keane

3D-gedruckte Drohne
von Keane


Daß auch ein robuster Quadrokopter mit eingebetteter Elektronik hergestellt werden kann, belegt der Doktorand Phillip Keane an der Nanyang Technological University in Singapur, der im November eine funktionierende, 3D-gedruckte Drohne vorstellt, der die Elektronik während des Druckprozesses hinzugefügt wurde.

Hergestellt wird die Drohne in Partnerschaft mit der Firma Stratasys Asia Pacific und dem thermoplastischen Harz (ULTEM 9085) des Unternehmens als Druckmedium, das in der Luft- und Raumfahrt für sein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und seine schwere Entflammbarkeit bekannt ist.

Das Fluggerät wird mit Hilfe der Fused Deposition Modeling Technologie erstellt, bei der Objekte schichtweise aus geschmolzenem Material aufgebaut werden, das aus einer Düse extrudiert wird. Der gesamte Bauprozeß dauert rund 14 Stunden, mit drei Pausen, in denen die Elektronik manuell in das Chassis des Kopters eingefügt wird. Eine Herausforderung dabei ist, die Elektronik vor den hohen Temperaturen zu schützen, die während der Ablagerung des Harzes entstehen, weshalb für Bauteile wie die Leiterplatten spezielle hitzebeständige Gehäuse hinzugefügt werden. Motoren und Propeller werden nach Abschluß der Herstellung einmontiert.


Im gleichen Monat ist zu erfahren, daß auch die aktuell ,kleinste Drohne der Welt’ aus einem 3D-Drucker stammt. Die Piccolissimo Drohne stammt von Matt Piccoli, einem Doktoranden im ModLab von Prof. Mark Yims an der University of Pittsburgh, das sich auf Roboter spezialisiert hat, die eine möglichst große Bewegungsfreiheit mit möglichst wenigen Motoren erreichen können.

Piccoli zeigt zwei verschiedenen Größen. Die hier abgebildete kleine Version ist etwa so groß wie ein Zwanzig-Cent-Stück und wiegt 2,5 g, während die zweite Version komplett steuerbar, einen Zentimeter größer sowie zwei Gramm schwerer ist. Beide Versionen sind mit einem 3D-Drucker hergestellt.

Die kleine Drohne besteht aus nur zwei Hauptteilen: Dem Propeller und dem Körper. Dazu kommen der Motor, ein Li-Io-Akku und der Kontrollmechanismus. Der kleine Elektromotor dreht den Körper der Drohne 40 mal die Sekunde in die eine Richtung, während der Propeller etwa 800 mal die Sekunde in die andere Richtung gedreht wird. Gesteuert werden kann die Drohne, weil der Propeller nicht komplett zentriert gelagert ist, so daß im richtigen Moment befohlene Geschwindigkeitsveränderungen der Drohne erlauben, die Richtung ändern.


Im März 2016 stellt ein Team des Department of Aeronautics and Astronautics der Stanford University den Quadrokopter AgileQuad vor, der auf alle möglichen Objekte reagieren und mit hoher Geschwindigkeit Ausweichmanöver fliegen kann. In einem YouTube-Video verdeutlicht das Team dies durch gegen die Drohne geführten Degenstöße.


Im April berichten die Fachblogs darüber, daß an der dänischen Universität Aalborg jüngst ein ganzes Labor für die Prüfung und Erforschung von Drohnen-Technologien aufgebaut worden ist. Unter anderen wird untersucht, wie viel Schaden die rotierenden Propeller der Drohnen Menschen zufügen können, um dies in Zukunft sicherer zu machen.

Hierfür werden auf einem fast 3 m langen Prüfstand Drohnen gegen feststehende Objekte gefahren (z.B. ein roher Schweinebraten). Der Schlitten wird von einem Elektromotor gezogen und kann eine 1 kg schwere Drohne auf bis zu 15 m/s beschleunigen, was einer Geschwindigkeit von ca. 54 km/h entspricht.

Der Aufprall wird von einer Hochgeschwindigkeitskamera mit 3.000 Bildern pro Sekunde erfaßt, was den Forschern zu verfolgen erlaubt, wie tief die Propellerblätter in das Fleisch eindringen, aber auch, wie sie sich verziehen und brechen, wenn sie plötzlich aufhören zu drehen.

Die Ergebnisse des Teams um Prof. Anders la Cour-Harbo sollen dazu beitragen, Drohnen-Propeller zu entwickeln, die einerseits noch ausreichenden Hub haben, und anderseits beim Aufprall leicht auseinanderbrechen, um schwerere Verletzungen oder Beschädigungen zu vermeiden.


Im selben Monat ist zu erfahren, daß Prof. David Lentink an der Stanford University einen neuen Windkanal benutzt, um die Geheimnisse des Vogelfluges zu ergründen und die gewonnenen Erkenntnisse zum Bau von besseren Luftrobotern anzuwenden. Der Windkanal ist so gebaut, daß Vögel darin fliegen können, um sie in einer kontrollierten Umgebung studiert und mit einer Hochgeschwindigkeitskamera gefilmt werden können.

An sich ist dies keine neue Idee, und Vögel sind schon häufiger in Windkanälen geflogen und gefilmt worden. Was den neuen Kanal in Stanford so einzigartig macht, ist, daß er ein System besitzt, das eine präzise kontrollierte Turbulenz ermöglicht, was den Vögeln die Möglichkeit gibt, zu zeigen, zu was sie wirklich fähig sind, wenn sie in der Wildnis fliegen.

Durch das Studium, wie Vögel mit Turbulenzen und wechselnden Windverhältnissen umgehen, hoffen die Forscher, Ideen zur Verbesserung der Techniken zu gewinnen, wie Drohnen und andere autonome Flugzeuge damit umgehen können, anstatt sofort die Kontrolle zu verlieren und aus dem Himmel zu fallen. Dies wäre z.B. für Flüge in urbanen Gebieten mit regelrechten Wind-Canyons zwischen den Gebäuden sinnvoll.


Als die stärkste professionelle Drohne, die es jemals produziert wurde, wird im April 2016 die neue Matrice 600 von DJI bezeichnet, die eine maximale Nutzlast von knapp über 6 kg tragen kann und als Filmkamera sowie zur industriellen Inspektion genutzt werden soll.

Der 4.600 $ teure Hexakopter besitzt aktiv gekühlte Motoren sowie sechs separate Akkupacks, die unabhängig voneinander umgeschaltet werden können, falls eines ausfällt. Der ebenfalls neue A3 Flight Controller sorgt dafür, daß die Drohne sicher fliegt und kann zudem die Flugparameter, basierend auf verschiedenen Nutzlasten, automatisch anpassen.

WaterStrider

WaterStrider


Fast zeitgleich präsentiert die Ende 2015 gegründete Firma DroneRafts LLC aus Greenwood, Indiana, mit ihrem WaterStrider ein ganz spezielles Anbauteil für die beliebte Phantom-Serie von DJI, welches es den Quadrokoptern ermöglicht, sicher auf dem Wasser zu landen.

Benannt nach dem Wasserläufer, einem Insekt, das über die Oberfläche des Wassers laufen kann, verfügt das weniger als 300 g schwere WaterStrider-System über vier runde Schwimmer. Diese sitzen an einzelnen Karbonfaser-Beinen, die seitlich ausgestreckt für eine breite Standfläche sorgen und ein Umkippen weniger wahrscheinlich machen. Um die Kamera der Drohne nicht zu behindern, sind die beiden vorderen Schwimmer weiter voneinander entfernt als die hinteren.

Das Anbauteil läßt sich mit Riemen in weniger als einer Minute am Fahrgestell der Drone befestigen. Neben seiner Verwendung auf dem Wasser erlaubt der WaterStrider auch Landungen im Gelände mit hohem Gras, auf Schnee oder losem Sand.

Nun startet DroneRafts eine Kickstarter-Kampagne, bei der das WaterStrider-Kit für 139 $ angeboten wird. Der später geplante Verkaufspreis beträgt 239 $. Die Idee ist für 159 Unterstützer so interessant, daß die mit insgesamt 24.229 $ dazu beigetragen, das Projekt zu verwirklichen (dessen Finanzierungsziel übrigens 22.500 $ betragen hat). Die Auslieferung soll nun bereits im Juni erfolgen.

Dem Stand von Anfang 2017 zufolge bietet die Firma zwei Modelle des Kits an, einer davon mit zwei roten Schwimmern zur besseren Sichtbarkeit, die 139 $ bzw. 159 $ kosten.


Ebenfalls im April bestätigt das National Renewable Energy Laboratory (NREL) der Firma Alta Devices einen Rekord-Wirkungsgrad von 31,6 % bei den Dual-Junction-Solarzellen des Unternehmens. In Bezug auf das vorliegende Kapitel ist aber noch wichtiger, daß die neuen Zellen ein verbessertes Leistung/Gewicht-Verhältnis haben, was sie ideal für Luftfahrtanwendungen macht, einschließlich Drohnen. Im Vergleich zu dem bisherigen Dünnschicht-Solarmaterial würde das neue nur ein Viertel so viel wiegen.

Mit den ultra-dünnen Gallium-Arsenid-Solarzellen von Alta Devices wurde schon 2013 eine Puma AE Drohne der Firma AeroVironment bestückt (s.d.). Die neue Dual-Junction-Technologie implementiert auf der Basiszelle eine zweite Schicht aus Indium-Gallium-Phosphide (InGaP) als Absorber, die hochenergetische Photonen besonders effizient nutzt.


Im Mai stellen die Forscher Weixuan Zhang, Mark W. Müller und Raffaello D’Andrea aus der schon mehrfach erwähnten Flying Machine Arena der ETH Zürich eine Fluggeräte-Studie namens Monospinner vor, die als die mechanisch am einfachsten zu steuernde Flugmaschine der Welt bezeichnet wird.

Das experimentelles Objekt verfügt nur über ein einziges bewegliches Teil, einen von einem Motor betriebenen Rotor, während der Rest der Konstruktion in Gegenrichtung rotiert. Dieser normalerweise instabile Zustand wird dabei per Software so austariert, daß ein Gleichgewicht entsteht und das Gerät steuerbar fliegt. Im Flugzustand kreiseln die beiden Ausleger mit der Batterie und der Elektronik mit rund vier Umdrehungen pro Sekunde. Ruhig in der Luft stehen wie ein Quadrokopter kann die asymmetrische Drohne allerdings nicht.

Kontrollierte Flugbewegungen wie steigen, geradeaus oder in Kurven fliegen sind Folge wohldosierter Abweichungen vom Gleichgewichtszustand. Allzu rasant zu manövrieren geht bislang aber nicht, denn ein zu starkes Ungleichgewicht bringt den Monospinner zum Absturz.

Besonders schwierig ist der Start, denn einfach zu starten führt zuverlässig zum Kopfstand, wie das Video der Forscher aus Zürich zeigt. Damit der Monospinner die richtige Drehzahl für die Eigenrotation bekommt, wird ein eigens gebauter Startmast genutzt, auf dem der Kopter frei drehbar befestigt ist und in dessen Lager er durch das Drehmoment seines Rotors in Ruhe auf die gewünschten Touren kommen kann. Alternativ ist es auch möglich, das Gerät per Hand zu starten, indem es wie ein Frisbee in die Luft geworfen wird.


An der Universität Lund in Schweden werden Fledermäuse studiert, um u.a. herauszufinden, wie sie trotz ihrer großen Ohren so gut fliegen können. In dem ebenfalls im Mai erscheinenden Bericht eines Teams um Christoffer Johansson wird beschrieben, wie drei wild gefangene Fledermäuse (Plecotus auritus) in einen Windkanal gesteckt wurden, an dessen anderer Seite man Nahrung plaziert hatte.

Als die Tiere auf den Köder zuflogen, wurden sie mit einem Laser angestrahlt, um herauszufinden, wie sich Luft hinter ihnen bewegt. Solche Messungen werden als zeitaufgelöste Stereo-Partikelbild-Velocimetrie bezeichnet (Particle Image Velocimetry, PIV). Daraus extrapolieren die Wissenschaftler, wie die Flügel und Ohren und der Körper der Fledermaus beim Fliegen aufgerichtet bleiben.

Es stellt sich heraus, daß die Luft hinter dem Körper einer langohrigen Fledermaus nach unten beschleunigt, was bedeutet, daß Körper und Ohren Auftrieb liefern. Das unterscheidet die langohrigen Fledermäuse von anderen Arten, die studiert wurden, und zeigt, daß die großen Ohren nicht nur einen Widerstand erzeugen, sondern dem Tier auch helfen, sich in der Luft zu halten.

Die Ohren zeigen nach vorn und etwas seitlich, was darauf hindeutet, daß die Aerodynamik jener von vorwärts gekehrten Flügeln oder umgekehrten Deltaflügeln ähnelt. Das einzigartige ,Design’ könnte eine gute Vorlage dafür sein, Drohnen bei langsamen Manövern zu unterstützen. In einem nächsten Schritt will Johansson die Schwanzmembran der nächtlichen Flieger untersuchen, die möglicherweise weitere Geheimnisse über die Manövrierfähigkeiten der Tiere enthält.

Roboter-Fledermaus

Roboter-Fledermaus


Dabei könnten vielleicht auch die Arbeiten an der University of Illinois at Urbana-Champaign helfen, über die im gleichen Monat berichtet wird, denn auch hier denken Forscher um Alireza Ramezani, daß eine Nachahmung der Natur der beste Weg sei, um Robotern zum Fliegen zu verhelfen. Über die Vorarbeiten dazu hatte ich bereits in der Jahresübersicht 2013 berichtet (s.d.).

Mit Hilfe eines 3D-Druckers konstruieren die Wissenschaftler nun eine fliegende Roboter-Fledermaus mit einer Schicht Silikonhaut als Flügelmembranen, die nur 92 g wiegt. Um das Flattern und die Stellung der Flügel des Bat Bot (oder B2) zu kontrollieren, gibt es fünf Motoren. Sensoren und ein Onboard-Mikroprozessor erlauben es dem Fluggerät, im Raum zu navigieren.

Sehr ähnliche Entwicklungen waren übrigens schon im Jahr 2011 von Kazuhiko Kakuta in Japan gezeigt worden.


Im Oktober folgt eine Meldung aus der Schweiz, wo Wissenschaftler am Labor für intelligente Systeme (LIS) der Eidgenössischen Technischen Hochschule (EPFL) in Lausanne m Rahmen des Nationalen Zentrums für Kompetenz in der Forschung (NCCR) Robotik Vorbildern der Natur folgen, um fortgeschrittene Robotiksysteme zu bauen.

Bisherige Arbeiten des LIS waren die DALER Drohne von Mitte 2013 (s.d.), die sich am Boden krabbelnd voranbewegt, sowie ein Heuschrecken-Roboter, der 27 mal so hoch wie seine Körpergröße springen kann.

Die nun auf der International Conference on Intelligent Robots and Systems in Korea vorgestellte kompakte Drohne des Teams um Dario Floreano benutzt Käfer-inspirierte Flügel, um sich in den Himmel zu schwingen. Zusammengeklappt hat die Drohne dagegen nur 43 % der Spannweite und 26 % der Oberfläche, die sie im Betriebsmodus hat. Statt 200 x 500 x 16 mm betragen die Maße der zusammengefalteten Drohne nur noch 115 x 215 x 40 mm. Die Flügel, die mit einer einzigen Bewegung entfaltet werden können, wiegen alleine nur 26 g.

Eines der Probleme, das bei der Modellierung der künstlichen Käfer-Flügel angegangen werden mußte, war die richtige Materialdicke: dünn genug, damit sich die Flügel leicht falten konnten, aber dick genug, um den Belastungen des Fluges standzuhalten. Das Team löst dies mit einem Muster von Fliesen unterschiedlicher Dicke, bestehend aus mehrschichtigem Material, das an den Falten mit vorgespanntem Latex verbunden ist, welches für eine optimale Haltbarkeit und ein reibungsloses Entfalten sorgt.

In Windkanal-Tests zeigt sich, daß die Käfer-Drohne nur geringfügig mindere Leistung im Vergleich zu einer ähnlichen Drohne mit dauerhaft starren Flügel aufweist.

DroneHome

DroneHome


Der möglicherweise wichtigste Bereich technologischer Entwicklungen betrifft die Energieversorgung von Drohnen. Im Jahr 2016 gibt es mehrere diesbezügliche Veröffentlichungen, beginnend mir einer Meldung im Mai über das von den drei MIT-Absolventen Adam Mohamed, Damon Henry und Brent McLaughlin im August 2015 gegründete US-Start-Up Asylon aus Philadelphia, das auf der Drohnenmesse Xponential in New Orleans eine automatische Akkutauschstation für Flugdrohnen vorstellt.

Die Station namens DroneHome hält ein Dutzend Akkus bereit und kann diese auch wieder laden, was ein Generator übernimmt, falls es vor Ort keinen Stromanschluß gibt. An der Drohne selbst muß die Akkuhalterung adaptiert werden, um den automatischen Wechsel zu ermöglichen, nach dem die Drohne flugs wieder abheben kann. Das Gerät funktioniert derzeit zwar mit dem Quadkopter S1000 von DJI, Asylon will jedoch auch bald eine Station auf den Markt bringen, die mit vielen Modellen unterschiedlicher Hersteller kompatibel ist.

Zusätzlich zum Akkutausch fungiert DroneHome auch als Funkstation. Es kann von Drohnen größere Datenmengen übernehmen und auf Server hochladen. Außerdem können mehrere DroneHome-Stationen zu einem Meshnetz verbunden werden, in welchem Daten zwischen den Stationen ausgetauscht werden können. Damit hätten die Drohnen mehrere Anlaufstationen für ihren Akkutausch, wodurch sich neben der Betriebsdauer auch das Betriebsgebiet deutlich ausdehnen ließe.


Interessanterweise folgt schon im Juni ein Bericht über einen fast identischen Ansatz, der diesmal auf das im Juli 2014 von Ran Krauss und Meir Kliner gegründete und in Petah Tikva angesiedelte israelische Start-Up Airobotics zurückgeht, das auch eine Außenstelle im australischen Perth besitzt. In seinem früheren Leben hatte das Unternehmen ab 2012 unter dem Namen Bladeworks als Dienstleister Kinematographie-Projekte für Kunden durchgeführt.

Die aktuellen Meldungen über Airobotics – nach fast zwei Jahren im ,Stealth-Modus’ – hängen damit zusammen, daß es der Firma in einer kombinierten Finanzierungsrunde A und B  gelingt, 28,5 Mio. $ von BlueRun Ventures, CRV u.a. Investoren einzunehmen. Zudem erhält das Unternehmen Finanzierungen vom Office of the Chief Scientist (OCS) und den UpWest Labs.

Das den Abbildungen zufolge gut designte Airbase System, das äußerlich nur ein Container ist, erinnert vom Aufbau her an die im vergangenen Jahr präsentierte DRONEBOX. Auch hier gelangt die Drohne über ein sich automatisch öffnendes Dach ins Innere, wo ein Roboterarm den Akku des Luftfahrzeugs austauscht, um die Drohnen wieder in die Luft zu bringen. Der Roboterarm kann aber auch einsatzspezifisch erforderliche Geräte einbauen, wie z.B. eine Nachtsichtkamera.

Zum Einsatz kommt der firmeneigene Optimus Quadrokopter, der zu 30-minütigen Flügen fähig ist, 1 kg Nutzlast tragen und so programmiert werden kann, daß er selbständig starten, Erkundungsflüge durchführen und eine vorher definierte Region abfliegen und observieren kann. Ein Fallschirm der 2012 gegründeten Schwesterfirma ParaZero in Be’er Sheva hilft, die Drohne auch bei Ausfällen sicher auf die Erde zu bringen. Diese Unternehmen bietet u.a. PZ SafeAir Fallschirm-Systeme für Drohnen zwischen 2 kg und 25 kg an.

Bis Ende des Jahres will Airobotics bereits 25 Drohnen an gewerbliche Kunden in der ganzen Welt liefern – ob alleine oder als Airbase-System, wird nicht gesagt.


Eine andere interessante Methode, die aber auch schon mehrfach umgesetzt worden ist, sind mit dem Boden verbundene Drohnen (tethered drones). Im August 2016 werden zwei entsprechende Sationen der 2014 gegründeten französischen Technologiefirma Elistair aus Lyon vorgestellt, die die Namen Safe-T und Light-T tragen und sich mit einer Reihe der marktgängigen Koptern betreiben lassen.

Die Multikopter haben durch ihre Kabelverbindung die Fähigkeit zur konstanten Datenübertragung und werden mit einer Dauerleistung versorgt, was eine unbegrenzte Flugzeit und eine laufende Überwachung bis zu einer Höhe von 50 – 100 m ermöglicht.  Das 100 m lange Kevlarkabel als Strom- und Datenleitung besitzt eine automatische Kabelaufrollung. Die Technik verringert die Chance, daß die Batterie ausfällt und die Drohne abstürzt, und hält sie natürlich auch davon ab, Amok zu fliegen und den Flugverkehr zu stören.

Dies ist besonders wichtig, da die angebundenen Drohnen verwendet werden, um die hohen, ausfahrbaren Gangways am Flughafen Paris-Charles de Gaulle zu untersuchen, ebenso wie bei der Kalibrierung von Flugsicherungsinstrumenten des Flughafens Paris-Le Bourget. Über Preise und Lieferbarkeit ist noch nichts bekannt.

In Deutschland bietet die 2014 gegründete Firma Copting GmbH in Braunschweig Dienstleistungen mit diesem System unter dem Namen T-UAV (tethered drone) an.

WPT-Drohne

WPT-Drohne


Ebenso wichtig könnte sich die drahtlose Energieversorgung von Drohnen erweisen. Im Oktober 2016 berichten die Fachblogs über Forscher des Imperial College London um Prof. Paul Mitcheson und Sam Aldhaher, die eine Drohne über einer Stromquelle schweben lassen und sie durch die Luft induktiv aufladen.

Die Wissenschaftler meinen, daß es mit ihrer Wireless Power Transfer (WPT) Technologie zum ersten mal gelungen sei, ein fliegendes Objekt kabellos mit Energie zu versorgen – was natürlich nicht ganz stimmt, wie z.B. die Versuche der Firma LaserMotive ab dem Jahr 2010 belegen, als ein Quadrokopter den Strom für seinen Motor per Laserstrahl bekommt, nachdem schon im Jahr davor das Modell eines Orbital-Fahrstuhls mittels energieeffizienter Diodenlaser auf eine Höhe von 900 m angehoben werden konnte – oder die Arbeiten am NIMBUS lab der University of Nebraska-Lincoln im Jahr 2012, wo ein Quadrokopter ebenfalls mit einem Induktionssystem ausgestattet wurde (s.d.).

Die neue Technologie arbeitet mit dem Konzept der induktiven Kopplung, das schon vor rund hundert Jahren von Nikola Tesla entwickelt wurde. Dabei werden zwei Kupferspulen so eingestellt, daß sie auf der gleichen Frequenz schwingen und damit den drahtlosen Austausch von elektrischer Energie ermöglichen.

Die Forscher in London nutzen für ihre Experimente eine handelsübliche Quadkopter-Minidrohne mit einem Durchmesser von rund 12 cm, deren Elektronik verändert und deren Batterie entfernt wird. Als Empfangsantenne stellen sie einen Kupferfolienring her, die das Drohnengehäuse umschließt. Das elektromagnetische Feld am Boden entsteht, indem ein Sender mit der Elektronik und einer Energiequelle verbunden wird.

Sobald die Drohne in das Magnetfeld fliegt, wird eine Wechselspannung in der Antenne induziert, welche von der Elektronik der Drohne in Gleichstrom umgewandelt wird. Noch befindet sich die Technologie in einer Experimentierphase und die Drohne kann nur 10 cm über dem elektromagnetischen Feld als Energiequelle fliegen. Für ein Aufladen über größere Distanzen muß eine Steigerungen der Frequenzen um den Faktor 10 bis 100 erreicht werden, was eine große Herausforderung bedeutet. Trotzdem wollen die Forscher ein marktfähiges Produkt binnen eines Jahres parat haben.


Auch im Bereich der Steuerung von Drohnen gibt es erwähnenswerte Entwicklungen. So wird auf der Maker Fair Ende Mai 2016 beispielsweise gezeigt, wie sich der Power Glove von Nintendo verwenden läßt, um einen Quadrokopter mit lässigen Handbewegungen in der Luft herumtanzen zu lassen. Der seit Jahrzehnten genutzte Handschuh ist sowieso ein Liebling unter Hackern, die auf der Suche nach neuen Anwendungen für Peripheriegeräte sind.

Für die Umsetzung hatte Nolan Moore den Handschuh komplett ausgenommen und mit modernen Komponenten gefüllt, darunter auch Flex-Sensoren an jedem Finger. Damit lassen sich einfache Handgesten, wie nach oben/unten oder das Drehen des Handgelenks in direktionale Befehle an die genutzte AR Drone 2.0 umwandeln.


Noch interessanter ist das Konzept Shift einer Firma mit dem seltsamen Namen this is engineering Inc. (t i_e;) und Sitz in Seoul, Korea, sowie Wilmington, Delaware, das im Oktober in den Blogs erscheint, als eine Kickstarter-Kampagne anläuft, um die zur Verwirklichen benötigten 50.000 $ zu beschaffen.

Bei Shift handelt es sich um eine futuristisch aussehende, 1.200 g schwere Drohne mit den Maßen 32 x 32 cm samt einer innovativen Fernbedienung, die es in zwei Versionen gibt und die dem Piloten das Steuern der Drohne mit nur einer Hand ermöglicht – was bislang als Alleinstellungsmerkmal gilt. Das Steuern geschieht mit einem Stick und einem Daumenring.

Shift-Steuerung

Shift-Steuerung

Die Drohne besitzt eine fest verbaute HD-Kamera, welche durch eine runde Plastikkugel geschützt wird.  Die Live-Bilder der Kamera können in Echtzeit auf dem Smartphone empfangen werden, so daß man die Drohne auch in der Cockpitperspektive fliegen kann. Die Aufnahmen werden auf elektronischem Wege stabilisiert. Mit einem 5.000 mAh starken Akkus soll sie maximal 30 Minuten lang fliegen, die maximale Geschwindigkeit beträgt 80 km/h.

Das einzigartige ist aber die sehr intuitive Fernbedienung, bei deren 1. Version ein Ring fest mit dem Controller verbunden ist, während man bei der 2. Version den Ring auf den Daumen zieht, ohne daß er eine Verbindung mit dem Controller hat. Dafür erkennt ein integrierter Sensor, in welche Richtung sich der Ring am Daumen bewegt, so daß die Drohne entsprechend reagiert.

Tatsächlich gelingt es im Zuge der Kickstarter-Kampagne, bei der verschiedene Pakete zwischen 89 $ und 790 $ angeboten werden, von 272 Unterstützern einen Gesamtbetrag von 103.831 $ einzunehmen, so daß einer Umsetzung und Auslieferung im Mai 2017 nichts mehr im Wege zu stehen scheint. Dennoch wird das Finanzierungsprojekt von den Initiatoren ohne Angabe genauerer Gründe im November 2016 abgebrochen. Weitere Neuigkeiten gibt es bislang nicht.


Im Fortlauf der Chronologie ist auch die im Juli 2016 kursierende Meldung von Interesse, der zufolge das britische Rüstungsunternehmen BAE Systems, das uns schon mehrfach begegnet ist, futuristische Pläne zur Konstruktion von Drohnen vorgestellt hat, die auf einem Chemputer genannten Gerät basieren.

Im Grunde geht es dabei darum, Luftfahrzeuge durch chemische Prozesse zu ,züchten’, wobei die Drohnen und einige ihrer komplexen elektronischen Systeme in einer schleimartigen Flüssigkeit mit Hilfe verschiedener Chemikalien von einem molekularen Level aufwärts wachsen würden. Laut dem Unternehmen wäre es so möglich, die Bauzeit großer Drohnen von etwa 3 Jahren auf wenige Wochen zu reduzieren.

Weitere Details über den als radikal neue Maschine bezeichneten Chemputer, der von einem Team um Prof. Nick Colosimo entwickelt wird, sind bislang nicht bekannt, ebenso wie es noch keine weiteren Informationen über die Pläne von BAE Systems gibt, deren bisherige Referenzen aber Wahrscheinlich machen, daß es sich um ein tatsächlich umsetzbares Konzept handelt.


Ebenfalls mehr zu den technischen Entwicklungen als zu den Consumer-Drohnen gehört ein Projekt namens Airblock, das im Oktober 2016 in den Blogs veröffentlicht wird und eindeutig mehr als nur ein Spielzeug ist.

Airblock

Airblock

Unter dem Motto ,Code to fly’ möchte der Hersteller, die Firma Makeblock Co. Ltd. aus Shenzhen in China (zuvor: Shenzhen Maker Works Technology Co. Ltd.), die auch einen Firmensitz in San Francisco hat, mit ihrem Drohnenbausatz gleichzeitig Wissen über das Programmieren, die Physik und die Technik selbst vermitteln.

Die Airblock-Kits enthalten Styroporkörper und separate Module für Rotoren und den Empfang von Steuerbefehlen. Diese lassen sich durch Magneten in unterschiedlicher Weise aneinander heften, obwohl das Design zwei spezifische Fahrzeugtypen, ein Luftkissenfahrzeug und eine Hexakopter-Drohne, begünstigt. Den Strom liefert ein 700 mAh Akku.

Das Luftkissenfahrzeug kann acht Minuten lang schweben und sogar über Wasser zu fahren bzw. in geringem Abstand darüber fliegen, wobei es eine Höchstgeschwindigkeit von 2,5 m/s erreicht, während die Drohne eine Flugzeit von sechs Minuten hat, bis in eine Höhe von 10 m aufsteigen kann und mit einer Spitzengeschwindigkeit von 1,5 m/s fliegt. Das Styropor macht das Ganze stoßresistent und sicher im Innenbereich. Über die entsprechende App für iOS kann man die Drohne entweder direkt steuern oder vorher programmieren, um sie automatische Manöver fliegen zu lassen.

Als das Airblock-System nun auf Kickstarter für 89 $ angeboten wird, um 100.000 $ einzuwerben, ist die Begeisterung so groß, daß 5.307 Unterstützer beachtliche 829.506 $ zusammenbringen, um das Projekt zu verwirklichen und das versprochene Lieferdatum im Februar 2017 zu halten. Überraschenderweise wird das Projekt dann auf die Plattform Indiegogo verschoben, wo der Betrag bis Mitte Dezember auf 867.846 $ anwächst – obwohl der Kit nun 129 $ kosten und erst im 2. Quartal verfügbar werden soll.

Allwetter-Multikopter

Allwetter-Multikopter


Eine interessante technische Entwicklung bildet auch die Drohne, die von den Schülern Fabian Albrecht, Felix Haag und Jonas Gehring aus dem Schülerforschungszentrum SFZ-Südwürttemberg auf der Erfindermesse iENA im Oktober 2016 in Nürnberg zeigen.

Davon ausgehend, daß schlechtes Wetter ein massives Problem bei der Rettung und Versorgung von Menschen in Not ist, egal ob im Hochgebirge oder Katastrophengebieten, und sich ebenso negativ auf Drohnen auswirkt, die durch Kälte und Luftfeuchtigkeit normalerweise den Auftrieb verlieren, entwickeln die drei eine Version, die dank eines speziellen Heizmaterials am Rotorblatt bei jedem Wetter fliegt. Was das für ein Material ist, ist noch geheim, da noch ein Patent angemeldet werden soll.

Die massive und große Drohne, die schon beim Wettbewerb Jugend forscht 2015 erfolgreich war, sei der erste allwettertaugliche Multikopter, der dank der weltweit ersten Propellerheizung auch bei Vereisungsbedingungen fliegen kann. Mit einer Wärmebildkamera und einem LED-Spot kann er dann nach verletzten oder vermißten Personen suchen, und zwei aus dem Rumpf ausfahrbare Frachtplattenformen bieten Platz für Module mit zusammen über 30 Litern Stauraum zur Versorgung oder für Erste-Hilfe-Zwecke.

Nachdem ein nicht genanntes Unternehmen die 17- und 18-Jährigen engagiert hat und sie nun sponsert, sollte bald mehr über die interessante Entwicklung zu hören sein.


Als kleinster Cyclocopter, der jemals entwickelt wurde, wird ein Design bezeichnet, das im Dezember in den Blogs kursiert und von Prof. Moble Benedict und die Absolventen Carl Runco und David Coleman vom Advanced Vertical Flight Laboratory der Texas A&M University stammt.

Ein Cyclocopter verwendet Tragflächen, die sich um eine horizontale Achse drehen, um Hub und Schub zu erzeugen. Da sich jede dieser Tragflächen schwenken läßt, kann dieser Schub in jede Richtung senkrecht zum Rotor gerichtet werden. Dadurch kann das Fluggerät z.B. vom stabilen Schweben auf den Hochgeschwindigkeits-Vorwärtsflug übergehen, ohne sich wie ein Hubschrauber oder Multirotor-Flugzeug umdrehen zu müssen. Der kleine Rotor auf der Rückseite des nur 29 g schweren Cyclocopter stabilisiert dessen Neigung.

Mehr über Cyclocopter-Umsetzungen, u.a. auch ein früheres, wesentlich größeres Modell von Benedict, findet sich unter den Antriebs-Varianten der Vertikalachsen-Rotoren im Kapitel Windenergie (s.d.).

 

Da beinahe täglich neue Drohnen auf den Markt kommen, und um nicht die Übersicht zu verlieren, hat Benjamin Sufiani die Website dreidrohnen.de geschaffen, auf der immer die besten drei Drohnen einer Drohnen-Kategorie vorgestellt werden, die durch Leistung, Umfang und Preis überzeugen.

Eine Empfehlung für jeden, der sich eine entsprechende Anschaffung überlegt.

 

Transport- und Lieferdrohnen


Im Januar 2016 wird von einem Projekt berichtet, bei dem Frauen per Drohne mit Verhütungsmitteln versorgt werden. In Ghana wird demzufolge im Rahmen eines Pilotprojekts seit einigen Monaten getestet, zur Auslieferung von Medikamenten, Kondomen und anderen medizinischen Versorgungsgütern, wie Oxytocin, das die Blutung während der Geburt verhindert, Drohnen einzusetzen. Pro Auslieferung fallen nur etwa 15 $ an Kosten an.

Das gemeinsame Pilotprojekt des United Nations Population Fund (UNFPA) und der niederländischen Regierung heißt Dr. One und wird von Kanyanta Sunkutu geleitet, einem südafrikanischen Spezialisten für das Gesundheitswesen. Es scheint Ende 2014 aus der Taufe gehoben worden zu sein, als sich eine Gruppe von Experten im Öffentliches Gesundheitswesen mit dem Problem beschäftigte, wie man für Frauen in den abgelegensten und schwer zugänglichen Dörfern im ländlichen Afrika den Zugang zur Verhütung verbessert.

Ende November des vergangenen Jahres trägt ein unbemanntes, automatisiertes Fluggerät mit einer Spannweite von etwa 125 cm erstmals eine etwa kg schwere Lieferung in Teile von Ghana.Von einem Piloten geflogen, der in einer nahe gelegenen Gesundheitsstation stationiert ist, entlädt die Drohne ihre Auslieferung an einer Stelle im Dorf, die für das Absetzen der Produkte bestimmt ist. Das lokale Gesundheitspersonal nimmt die Ware auf und bringt sie in die örtliche Klinik.

Die Tests in Ghana verlaufen jedoch so erfolgreich, daß nun mehrere andere afrikanische Länder das System als ,Project Last Mile’ bei sich nutzen und selbst finanzieren wollen (Simbabwe, Sambia, Äthiopien, Ruanda, Tansania und Mosambik). Es handelt sich um das erste Projekt, bei dem ein nachhaltiges, langfristiges Programm für die Empfängnisverhütung durch Drohnen entwickelt wird.

FedEx-Drohne von Doukhan Grafik

FedEx-Drohne von Doukhan
(Grafik)


Im selben Monat stellt der französische Industriedesign-Student Raphael Doukhan von der STRATE École de design in Sèvres das Konzept einer autonomen Drohne vor, die je nach Bedarf ein Fracht- oder ein Passagiermodul tragen kann.

Die futuristische Drohne mit Mehrzweckfunktion ist ein Designvorschlag für den internationalen Lieferservice FedEx. Der Entwurf basiert auf einer einzigen Flugeinheit, an die das jeweils benötigte Modul angeflanscht wird. Weil die Drohnen autonom operieren, können die Dienste rund um die Uhr angeboten und die Lieferzeiten halbiert werden. Ob es auch zu einer Umsetzung kommen wird, steht allerdings noch in den Sternen.


Ebenfalls im Januar wird darüber berichtet, daß Henning Pedersen und seine Ingenieurstudenten an der Universität Oslo in Norwegen einen Weltrekord aufgestellt haben, als ihr Multikopter 61 kg auf eine Höhe von rund einem Meter hievt – zusätzlich zum Eigengewicht, wohlgemerkt. Die Gruppe hatte 18 Monate lang an der Rekord-Drohne aus Alumiumprofilen und Sperrholz gearbeitet und wollte damit eigentlich sogar knapp 150 kg heben. Der Weltrekordversuch im Osloer Wissenschaftspark fand bereits im vergangenen Sommer statt, wurde aber erst jetzt offiziell zertifiziert und veröffentlicht.

Die riesige Drohne namens Megacopter besteht aus acht Hexakoptern, die jeweils eine eigene Stromversorgung besitzen und an einem achteckigen Gestänge befestigt sind. Weil die 48 Motoren allerdings alle simultan von nur einem Steuergerät aus bedient werden, gilt das Flugobjekt als einzelne Drohne. Nach einer ,Flugzeit’ von nur 37 Sekunden sind die Batterien allerdings schon so leer, daß die Forscher das Vehikel landen lassen müssen, um einen Absturz zu vermeiden. Einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde gibt es für diesen Kurzflug trotzdem.

Die Entwickler betrachten ihre Arbeit als einen ersten Schritt auf dem langen Weg zum automatischen Lufttransport von schweren Gütern, bei dem mit leistungsfähigeren Akkus völlig neue Transportaufgaben möglich wären. Mit Drohnen, die schwere Gewichte tragen können, lassen sich beispielsweise Verletzte bergen, die in unzugänglichen Regionen verunglückt sind. Ebenso ließen sich Menschen mit ausreichenden Mengen an Nahrungsmitteln versorgen, die durch eine Umweltkatastrophe von der Umwelt abgeschnitten sind.


Im Februar bekommt das Projekt meines Freundes Thomas Gottschalk und seiner 2010 in Berlin gegründeten Firma Mobisol viel Presse, in dessen Verlauf bereits in tausenden Haushalten in Tansania, Kenia und Ruanda PV-Solaranlagen installiert worden sind. Dabei bietet Mobisol kompakte Systeme an, die ausreichend Strom für die Grundversorgung einer Familie liefern – also Licht, Radio und Handy. Größere Versionen können auch einen Kühlschrank oder Maschinen in Betrieben und Krankenhäusern betreiben.

Die Kosten der Solaranlagen, die von 30 – 200 W Leistung liefern und zwischen 320 und 1300 € kosten, werden von den Kunden über ,Micro Payments’ innerhalb von 36 Monaten erworben. Entwickelt und organisiert wird in Berlin, gefertigt werden die Einzelgeräte in Deutschland und China. Seit Mai 2014 werden zudem in der ,Mobisol Academy’ einheimische Berater und Techniker ausgebildet. Bis Ende 2015 sollen in Ostafrika bereits 25.000 Anlagen angeschlossen sein. Ich werde über das Projekt noch ausführlich im Kapitelteil Solarleuchten berichten (Update in Arbeit).

Weshalb die Sache nun (wieder) in die Presse kommt, hat mit der neuen Idee zu tun, zusätzlich auch einen Lieferdienst mit Solar-Drohnen aufzubauen. Die Flugobjekte könnten die Solaranlagen auf den Hütten sozusagen als ,Tankstellen’ nutzen, was sie befähigt, auch weite Strecken zurück zu legen und Waren in bislang schwer erreichte Gebiete zu liefern.

Da die Zielgruppe von Mobisol in ländlichen, teils abgeschiedenen Gegenden in Afrika lebt, stellt der Transport von Ersatzteilen und weiterem Zubehörs eine besondere Herausforderung dar und geht nur mit langen Wegen und hohen Kosten einher. Mit dem Einsatz von Drohnen für diese Transporte soll das Problem aus der Welt geschafft und dazu noch die Lieferzeit für die Kunden verringert werden. Ein entsprechendes Pilotprojekt mit dem Drone Delivery Network (DDN) soll Anfang 2017 starten.

Gesteuert werden sollen die Drohnen via GPS, da in der Datenbank von Mobisol bereits alle GPS-Punkte der Kunden und der zukünftigen ,Packstationen’ gespeichert sind. Zu den positiven Nebeneffekten des autonomen und wiederaufladbaren Lufttransportsystems wird das dezentralisierte Einkommen gezählt, das entsteht, weil Kunden mit einem zusätzlichen Geldfluß belohnt werden, wenn die Drohnen mit der Elektrizität aus ihrer Solaranlage aufgeladen werden. Auch Arzneimittel, Telekommunikationsgüter u.v.a. will man auf diesem Wege transportieren.


Über einen weiteren interessanten neuen Einsatzbereich wird im März 2016 berichtet, als bekannt wird, daß nun auch die weltweit größte Containerschiff-Reederei A.P. Moller Maersk A/S Drohnen testet, die kleine Ersatzteile, Briefe oder Medikamente für die Besatzung an Bord bringen und so die Lieferkosten dafür senken sollen. Ersten Analysen zufolge könnte der dänische Konzern damit pro Schiff und Jahr 9.000 $ einsparen, da die Containerriesen gegenwärtig eine Flotte von Kleinstschiffen und Schuten benötigen, um die Versorgung der Besatzung mit Nahrungsmitteln und anderen Gütern sicherzustellen.

Zudem sei denkbar, die Drohnen auch für andere Aufgaben wie die Inspektion von Schiffsrümpfen oder das Innere von Tanks einzusetzen. Alleine die Tankschiffsparte Maersk Tankers besitzt rund 100 Schiffe, der gesamte Konzern kommt auf mehr als 600 Schiffe.

Maersks erster Versuch verlief in der Nähe der dänischen Hafenstadt Kalundborg größtenteils erfolgreich. Im Januar transportierte eine Drohne der französischen Firma Xamen ein rund 2 kg schweres Paket über eine Distanz von 250 m und warf es aus 5 m Höhe über dem Deck eines Tankschiffs ab. Statt von einem Lastkahn zu starten, sollte die Drohne eigentlich vom Festland aus zum Schiff fliegen, was aufgrund von schlechten Wetter aber abgesagt wird.

Die genannte Firma mit Hauptsitz in Pau bietet eine ganze Reihe verschiedener Drohnen an, angefangen von dem kleinen Quadrokopter BE-4000, über die Kamera-Drohne LE 4-8 X, die es auch mit Doppelrotoren gibt, bis hin zum Modell LE 4-8X Dual ATEX, welches als erstes UAV bezeichnet wird, das speziell für explosive Umgebungen konstruiert wurde.


Ebenfalls im März ist zu erfahren, daß auch die Post von Zypern plant, innerhalb von zwei oder drei Jahren Drohnen zur Auslieferung einzusetzen, falls bis dahin ein rechtlicher Rahmen für die Verwendung dieser Geräte besteht. Im Budget der Post für 2016 sei bereits ein kleiner Betrag für die Untersuchung der neuen Möglichkeit festgeschrieben worden.

Drohnentest in Chiba

Drohnentest in Chiba


Im April 2016 beginnen die japanische Regierung und Unternehmen in der Präfektur Chiba mit Verhandlungen über die Installation eines Drohnen-Hauslieferdienstes, bei dem Päckchen zwischen kommerziellen Einrichtungen und Wohnungen transportiert werden. Hierfür wird die Stadt Chiba zu einer speziellen Deregulierungszone gemacht.

Das gemeinsame Projekt der Zentralregierung, der Stadt, Forschungseinrichtungen und Unternehmen einschließlich des Online-Shopping-Riesen Rakuten Inc. sei die weltweit erste Lieferdrohnen-Studie in einem städtischen Bereich. Bei dieser werden die Drohnen Pakete aus einem Lager neben der Bucht von Tokio abholen und sie an den etwa 10 km entfernten Bezirk Mihama in Chiba liefern.

Die Stadt plant, den Drohnen-Hauslieferdienst im Jahr 2020 zu starten, wenn Tokio die olympischen und paralympischen Spiele beherbergt. In Vorbereitung darauf werden Immobilienentwickler aufgefordert, bei der Errichtung von Eigentumswohnungs-Hochhäusern in Mihama auf dem Balkon einer jeden Wohnung eine Landestelle für die Drohnen einzurichten.

Auf Grundlage der aktuellen Studie wollen die Projektpartner Technologien entwickeln, um einen stabilen Flug auch bei Regen und starkem Wind zu gewährleisten, sowie ein Verkehrsleitsystem für Drohnen einrichten.

Sora Raku

Sora Raku

Ein ähnlicher Test war schon im Februar in der Stadt Naka in der Präfektur Tokushima durchgeführt worden, wobei es dort um einen Drohnen-Hauslieferdienst ging, der Menschen, die in einem kaum bewohnten Gebiet leben, das Einkaufen erleichtern soll.

Ebenfalls im April 2016 meldet Rakuten, ab dem Mai und unter dem Namen Sora Raku einen Drohnen-Lieferservice für Golfer starten zu wollen, bei dem die Spieler mit Golfbällen, Snacks und Getränken versorgt werden. Der einmonatige Testlauf wird auf dem Camel Golf Resort in der Präfektur Chiba stattfinden.

Golfspieler, die ein paar fehlerhafte Schüsse zu viel gemacht haben, können die Tenku-Drohnen des Unternehmens über eine spezielle Android-App rufen, um ihnen einige Extra-Bälle zu bringen, zusammen mit anderen Wünschen. In einem Depot wird dann eine Schachtel mit den bestellten Gegenständen gefüllt und in ein Abteil unterhalb der Drohne geschoben. Das Fluggerät, das eine Ladekapazität von 2 kg hat, fliegt dann autonom zu den vorgegebenen Drop-off-Punkten, wo die Box automatisch freigegeben wird, bevor es zum Depot zurückkehrt.

Wenn der Versuch erfolgreich ist, hofft Rakuten, den Sora Raku Service darüber hinaus auf Lieferungen in dünn besiedelte Gebiete, in Bergregionen sowie in Katastrophengebiete zu erweitern.


Im April 2016 wird ein neuer Designwettbewerb bekannt, die Airbus Cargo Drone Challenge, die von der Airbus Group SE und der US-Firma Local Motors Inc. aus Tempe in Arizona ausgeschrieben wird und Preise in drei Kategorien und einer Gesamthöhe von 117.500 $ verspricht: den Airbus Main Prize, den Cargo Main Prize sowie den Community Prize. Die Drohnen sind in erster Linie dafür gedacht, Arzneimittel zu transportieren. Einsatzgebiete sollen Katastrophen- oder Kriegsgebiete sowie abgelegene ländliche Regionen sein. Sie sollen aber auch in Großstädten Medikamente zum Patienten bringen.

Dem entsprechend lauten die Bedingungen, daß die Drohnen senkrecht starten und landen müssen, aber keine Multikopter sein dürfen, sondern Tragflächen und mindestens einen Propeller für den Horizontalflug haben müssen. Die Drohne selbst darf nicht schwerer als 25 kg sein. Sie soll in der Lage sein, 5 kg Nutzlast mindestens 60 km oder 3 kg Nutzlast mindestens 100 km weit zu transportieren. Als Geschwindigkeit werden mindestens 80 km/h vorgegeben.

Nach dem Eingang von 425 Beteiligungen aus 53 Ländern werden auf der Luftfahrtmesse Farnborough International Air Show im Juli die fünf besten Entwürfe prämiert, obwohl eigentlich in jeder Kategorie drei Preise ausgelobt waren. Einige Beteiligungen sind allerdings auch in mehreren Kategorien nominiert worden.

Volans Grafik

Volans (Grafik)

Die fünf Gewinner, die sich das Preisgeld teilen, sind Alexey Medvedev aus Omsk in Russland (Zelator-28), der Franzose Frédéric Le Sciellour aus Pont De L’Arn (Thunderbird), die beiden US-Bürger Harvest Zhang aus Mountain View in Kalifornien (Volans) und Finn Yonkers aus North Kingstown, Rhode Island (SkyPac), sowie der Deutsche Dominik Felix Finger aus Aachen (Minerva).

Der jeweilige Ausarbeitungsgrad fällt sehr unterschiedlich aus. Le Sciellour stellt beispielsweise gleich noch eine Dockingstation für zwölf Exemplare seiner Thunderbird-Drohne vor, die eine automatische Be- und Entladung impliziert. Auch die Details der jeweiligen technischen Beschreibungen variieren stark in ihrer Aussagekraft, sie lassen sich im Netz leicht finden.

Für Airbus und Local Motors bildet die Cargo Drone Challenge nur den Anfang eines langen kollaborativen Prozesses, der eine Reihe von gemeinsamen Entwicklungsaktivitäten, Online-Wettbewerben, Open-Source-Projekten und Hackathons umfaßt, die alle darauf ausgerichtet sind, eine kommerzielle Drohnenlösung der nächsten Generation zu entwerfen. Später in diesem Jahr ist die zweite Phase des Projekts geplant, ein Hackathon zur Weiterentwicklung von Elektronik und Anwendungen.

Der nächste Schritt soll der Bau einer Demonstrationsversion durch eine offene Zusammenarbeit innerhalb der Community sein. Der Airbus-Partner Local Motors, der als Vorreiter für die schnelle Entwicklung von Fahrzeugen  gilt, etwa einem Auto aus dem 3-D-Drucker, ruft dazu auf, das Design des Siegermodells Zelator vom Konzept in die Realität zu übertragen.

Dies scheint auch geklappt zu haben, denn auf der Firmenhomepage wird später gemeldet, daß die 2,70 m lange Drohne mit 4  Spannweite Ende November tatsächlich in den Himmel aufgestiegen sei – leider ohne weitere Angaben dazu. In Presseberichten wird allerdings gemeldet, daß der Zelator beim Erstflug auf einem Fluggelände in Boulder in Nevada versagt hätte.  Das Fluggerät vibrierte zu stark, hatte nicht genug Festigkeit, das Heck war zu schwer und die Motorplazierung stimmte nicht. Nach zwei Anläufen wird der Versuche abgebrochen.

Alpha-Centauri Grafik

Alpha-Centauri (Grafik)

Nun muß der Schwerpunkt des Modells geändert und das Gewicht verringert werden. Es wird aber schon als ein Erfolg gewertet, daß es gelungen war, eine Drohne binnen weniger Wochen flugfertig zu bauen. Die Chefin der neuen Aktivitäten von Airbus, das Drohnengeschäft neben dem militärischen Bereich nun auch hin zu zivilen Kunden auszurichten, Jana Rosenmann, ist davon überzeugt, daß ein Prototyp der Medizindrohne noch in diesem Jahr fliegen wird. Die Details würden im vierten Quartal entschieden, so daß ein erster Demonstrationsflug mit Medizinfracht vielleicht schon im nächsten Jahr erfolgen könnte.

Ein nicht prämierter Entwurf, der aufgrund seiner sehr eigenen und eigenwilligen Gestaltung hier trotzdem abgebildet werden soll, ist die medizinische Lieferdrohne Alpha-Centauri, über die allerdings keine weiteren Details vorliegen – außer, daß sie von Will Stavanja und seiner Firma Wilstair LLC stammt, der uns im November letzten Jahr mit dem Konzept von Drohnen-Transporten innerhalb von Krankenhäusern begegnet ist (s.d.).


Im Mai 2016 findet auf dem Twente Safety Campus im niederländischen Venlo die bereits dritte internationale Unmanned Cargo Aircraft Conference statt. Veranstalter ist die im Juni 2011 von dem an der University of Twente tätigen Prof. Hans Heerkens gegründete Platform for Unmanned Cargo Aircraft (PUCA), deren Ziel es ist, die Entwicklung von unbemannten Frachtflugzeugen (unmanned cargo aircraft, UCA) zu erleichtern und ihren Mitgliedern eine sinnvolle und rentable Rolle bei dieser Entwicklung zu geben.

AirMule

AirMule

Aktuell richtet die PUCA ihr Augenmerk vor allem auf UCA mit einer Nutzlast von zehn Tonnen oder weniger, wobei zwei Anwendungen unterschieden werden: erstens der Kontinentalverkehr, bei dem zum Beispiel Unternehmen in Mittel- und Osteuropa, die durch eine unzureichende Bodeninfrastruktur eingeschränkt sind, ihre Waren aus kleinen Flugplätzen (vielleicht speziell für UCA) auf westeuropäische oder sogar amerikanische Märkte transportieren könnten, und zweiten der interkontinentale Transport, in dessen Rahmen beispielsweise kleine Unternehmen im chinesischen Hinterland ihre Waren über das Internet an Kunden in Europa verkaufen und über kleine lokale Flughäfen verschicken.

Anfang 2017 veröffentlicht die PUCA zwei Reports, bei denen es sich um eine Masterarbeit von Rian van Groningen an der Erasmus University Rotterdam handelt (,Cost Benefit Analysis Unmanned Cargo Aircraft: Case Study Stuttgart – Urumqi/Shenzhen’), sowie um eine Abschlußarbeit von Erik Waller an der Hogschool van Amsterdam in zwei Teilen (,Realizing a UCA flight from Weeze airport to Twente airport’).

Die nächste UCA -Konferenz findet im Juni 2017 in Venlo statt.

Ich erwähne die PUCA hier nur zur informellen Abrundung – da sich die Organisation in erster Linie mit sehr großen und konventionell betriebenen unbemannten Flugzeugen beschäftigt. Als Beispiele seien genannt: ATLAS, ein unbemannter mittelgroßer Container-Frachter; HUULC, ein wasserstoffbetriebenes, unbemannten, ultragroßes Flugzeug der TU Delft, das 100 Container tragen kann; FlyOx I, eine bereits verkäufliche amphibische Drohne von Singular Aircraft, die bis zu 1,85 Tonnen Ausrüstung über 1.200 km transportieren soll; oder die hier abgebildete AirMule Drohne der israelischen Firma Urban Aeronautics Ltd., die 500 kg laden kann und wie ein dicker Käfer aussieht.


Ebenfalls im Mai 2016 berichtet die Presse über ein Frachtdrohnen-Projekt mit Sonderstellung. Das automatische Air Shuttle für Container der französischen Firma Voliris aus Yzeure basiert nämlich z.T. auf LTA-Prinzipien – d.h. es ist eine Art Hybrid-Luftschiff, das sowohl aerostatischen Auftrieb aufgrund des Trägergases, als auch aerodynamische Auftrieb durch die Form des Flügels erhält.

Die 1999 von Simon Theuveny und seinem Sohn gegründete Firma beginnt mit der Entwicklung und Herstellung mehrerer kleiner ferngesteuerter Luftschiffe. Um die theoretischen Studien durch experimentelle Messungen zu stützen, entwickelt und baut das Unternehmen sieben Prototypen mit Längen zwischen 3 m und 37 m.

Das erste bemannte Luftschiff, die 31 m lange Voliris 900 (o. V900), unternimmt ihren Jungfernflug im Juni 2003, angetrieben von einem konventionellen 100 PS Motor. Im April 2005 finden weitere Flüge statt. Dazu startet das Unternehmen ein Forschungsprogramm, um die Empfindlichkeit von Luftschiffen drastisch zu reduzieren und den Übergang zum Flug ohne CO2-Emissionen zu ermöglichen.

V902RC

V902RC

Im Jahr 2008 wird Voliris von dem Mehrheitsaktionär Alain Bernard und seiner New York Finance Innovation (NYFI) übernommen, worauf sich das Unternehmen auf die Forschung und Entwicklung von Hybrid-Luftschiffen konzentriert, um deren Leistung deutlich zu steigern. Das erste Luftschiff mit der neuen Hüllenform, einer Annäherung an einen Dreifachkörper, ist der Prototyp V901C, der seinen ersten Flug im Juli 2012  absolviert und anschließend zwei Jahre lang getestet wird. Die V901RC ist eine verkleinerte Version mit Funkfernsteuerung. Bei der V901D wird die Hüllenform erstmals zu einer Tragfläche erweitert, ebenso wie bei der ferngesteuerten kleineren V901RC.

Die V902Mini ist – wie der Name schon sagt – eine stark verkleinerte und ebenfalls ferngesteuerte Ausführung der Hybridform. Im Jahr 2012 wird auch ein Patent angemeldet (mit Priorität von 2011), in dem als Erfinder Alain Bernard genannt wird (,Method and system for transporting containers by modular aircraft’, US-Nr. 20140255139, veröffentlicht 2014; vgl. EP-Nr. 2763901A1).

Als Ergebnis langjähriger Studien kann im Jahr 2014 der Erstflug der V902RC erfolgen, einem Hybrid-Liftflugzeug, das sich noch im experimentellen Stadium befindet, aber schon den strukturellen Aufbau des Container-Transporters besitzt. Hauptsächliches Ziel ist weiterhin, im Rahmen des Programms DGV2 (Dirigeable à grande vitesse et à géométrie variable) ein Luftschiff mit hoher Geschwindigkeit und variabler Geometrie marktreif zu machen, das für den ,grünen’ Transport der Zukunft geeignet ist.

Zwar wird die Maschine zunächst mit (teurem) Helium und herkömmlichen Motoren arbeiten, aber langfristig soll Wasserstoff zum Einsatz kommen, ebenso wie andere Antriebskonzepte. Das Hybrid-Luftschiff soll in geringer Höhe um 150 m fliegen, die Fluggeschwindigkeit rund 150 km/h betragen und in der Lage sein soll, einen 30 Tonnen Standard-Container zu transportieren.

Im Oktober 2016 erhält der ultraleichte Luftschiff-Prototyp V902 ULM mit seinem Volumen von 80.316 m3 einen offiziellen Guinness-Weltrekord-Eintrag als das kleinste bemannte Luftschiff der Welt (s.a.: Solar-Ballone und Solar-Luftschiffe). Wie es angetrieben wird, ist mir nicht bekannt.


Im Mai gibt die US-Firma Uvionoix bekannt, daß sie plant, auf Bestellung frisch gebrühten Kaffee und kleinere Snacks per Drohne zu verschicken – für einen Aufpreis von 3 $. Zum Einsatz kommen soll die durch das Unternehmen produzierte nSky Lieferdrohne. Dabei will der Drohnenbauer nicht selbst Kaffee versenden, sondern mit vielen unabhängigen Geschäften zusammenarbeiten und nur die benötigte Infrastruktur zur Verfügung stellen. Zu dieser gehört neben der Lieferdrohne selbst auch eine App, über welche die Kunden ihre Bestellungen aufgeben können.

Die Auswahl wird aber dadurch beschränkt, daß die Drohne nur Waren mit einem Gewicht von weniger als 540 g transportieren kann, wie z.B. einen Becher Kaffee. Erfrischungsgetränke in Flaschen sind allerdings zu schwer. Die autonomen Lieferungen, die von einem sogenannten Co-Piloten auf einem Monitor überwacht werden, sollen auf Bestellungen in einem Umkreis von knapp 10 km beschränkt bleiben. Leider läßt sich darüber hinaus aber weder über die Firma noch über die genannte Drohne irgend etwas finden.


Eine weiterer Transport-Drohnen-Einsatz wird im Mai aus Südkorea gemeldet, wo zahlreiche Organisationen versuchen, die abgeschottete Bevölkerung Nordkoreas aus der Luft mit Informationen zu versorgen, wofür bisher zumeist Ballons genutzt wurden. Auf dem Oslo Freedom Forum berichtet Jung Gwang-il, der 2004 nach Südkorea flüchtete und Gründer der Organisation No Chain ist, daß man gemeinsam mit der Human Rights Foundation bereits seit dem vergangenen Jahr Hexakopter nutzt, um Speichersticks mit südkoreanischen und amerikanischen Filmen über die schwer bewachte Grenze in das Nachbarland zu bringen.

Zudem sei auf den Speichersticks auch eine Offline-Version der Wikipedia zu finden. Insgesamt sollen die Aktivisten so bereits mehr als 1.000 Speichersticks transportiert haben. Aus Sicherheitsgründen wird nicht bekannt geben, von welchem Land aus die Drohnen starten und welche Regionen sie in Nordkorea beliefern. Sie seien aber in jedem Fall deutlich zuverlässiger als die bisher genutzten Ballons, die vom Wind auch schon aufs Meer hinausgetrieben wurden.

Natilus Grafik

Natilus (Grafik)


Im Juni 2016 erhält die Firma Natilus Inc. – im April 2015 von Aleksey Matyushev im kalifornischen San Jose gegründet – eine Seed-Finazierung in Höhe von 750.000 $ durch den Investor Draper Associates. Das Unternehmen will die weltweit erste kommerzielle Drohne bauen, die signifikante Lasten trägt, allerdings angetrieben durch zwei Pratt&Whitney-Turbofan-Triebwerke. Ich erwähne das Projekt hier ebenfalls zur Abrundung - und weil es eine Modell geben wird, möglicherweise mit elektrischem Antrieb.

Die ebenfalls Natilus genannte (aber Nautilus ausgesprochene) Drohne ist halb so groß wie eine Boeing 747, kann eine Frachtlast von 100 Tonnen tragen und fliegt mit ca. 480 km/h. Ein Flug über den Pazifik würde 30 Stunden dauern. Da das Wasserflugzeug, das aus Kohlefaser- und Fiberglas-Verbundwerkstoffen besteht, keine Piloten hat und deshalb weniger Onboard-Systeme benötigt, liegen die geschätzten Produktionskosten be 25 Mio. $, verglichen mit einem Boeing 777-Frachtflugzeug, das einen Listenpreis von etwa 250 Mio. $ hat.

Die Firma beabsichtigt nun, einen Modell-Prototyp mit einer Spannweite von 6 m zu bauen, um den Autopiloten und das Starten und Landen auf dem Wasser zu testen. Das Modell soll in 18 Monaten flugbereit sein, während sich ein vollwertiger, kommerzieller Natilus drei Jahre später in die Luft erheben soll. Im Februar 2017 wird gemeldet, daß die erste Prototyp-Drohne, genannt Nemo, im zweiten Quartal des Jahres startbereit sein soll.


Wenn Drohnen als Überwachungskameras oder Auslieferungs-Roboter Teil des städtischen Gewebes werden sollen, ist sowohl eine Regulierung als auch eine Infrastruktur notwendig. Ein Beispiel dafür, wie letztere aussehen könnte, kursiert im August in den Blogs.

Im Rahmen eines Wettbewerbs zur Neugestaltung der Autobahn G107 der chinesischen Stadt  Bao’an in Shenzhen entwerfen die beiden Büros Avoid Obvious Architects und Tetra Architects & Planners als Teil ihrer futuristischen Vision die erste Drohnen-Autobahn. Die im Herzen des Pearl River Delta gelegene Stadt, die sich von einem Produktionsdrehkreuz zu einem nachhaltigen und technologieorientierten Zentrum entwickeln will, bat Architekten um Vorschläge zur Sanierung der 30 km langen, 12-spurigen Strecke.

Das Konzept der beiden Büros sieht zwei erhöhte, vierspurige Bahnen in Umhüllungen vor, die von Grünflächen umgeben und mit Landschaftsparks überzogen sind. Im Mittelpunkt steht Multifunktionalität: Nicht nur Autos und Fußgänger würden die neu gestaltete G107 benutzen, ebenso würde sie auch als Autobahn für fliegende Drohnen verwendet werden, die Lieferungen machen. Die U-Bahnlinie würde unter der Autobahn verlaufen, und das mehrschichtige Design soll nicht nur für einen reibungslosen Transit sorgen, sondern mittels eingebauter intelligenter Technologien auch zur Bewältigung von Wasser- und Luftverschmutzung beitragen.

Drohnenbalkone Grafik

Drohnenbalkone
(Grafik)


Im selben Monat erscheint ein Design des kanadischen Ingenieurs und Angel-Investors Charles Bombardier, der seine diversen Konzepte seit 2013 online veröffentlicht. Der oft als Visionär beschriebene Innovator vertritt die Ansicht, daß sich Architekten, Planer und Entwickler auf die ,Drohnen-Revolution’ vorbereiten sollten – denn Drohnen kommen, und sie werden eine Menge Dinge ändern, wie wir unser Leben gestalten. Warum also unsere Gebäude nicht gleich so gestalten, daß sie bereit dafür sind?

In nicht allzu ferner Zukunft werden auch die ersten persönlichen, fliegenden Fahrzeuge verkauft werden, wie sie bereits von verschiedenen Seiten entwickelt werden (s.u.). Vielleicht setzt ein innovatives architektonisches Unternehmen hierfür die Idee eines ,drone-ready’ Wohnungsturms um.

In Zusammenarbeit mit dem Designer Ashish Thulkar schlägt Bombardier spezielle Drohnenbalkone für jede Einheit vor, die versenkbare Geländer haben, um sie auch als (normale) Balkone nutzen zu können. Hier sollen neben kleineren elektrischen Lieferdrohnen auch manntragende Fluggeräte landen können. Und da man auch die großen Drohnen nicht selbst besitzen, sondern sie teilen und als autonomes Fahrzeug bei Bedarf rufen würde, würden sie auch nicht ungebraucht immer herumstehen.


Ende August 2016 ist auch wieder etwas von der US-Kette Domino’s Pizza Enterprises Ltd. zu hören, die schon 2013 eine erste Marketingaktion mit Drohnen durchgeführt hatte. Nun wird die Kooperation mit dem Drohnenhersteller Flirtey bekannt geben, um in Neuseeland Pizzen per unbemanntem Fluggerät zuzustellen – das der Firma zufolge die weltweit am meisten vorausschauenden Luftverkehrsregeln habe.

Zum Abschluß der Zulassung durch die Flugsicherheitsbehörde CAA demonstrieren die beiden Unternehmen dem neuseeländischen Transportminister Simon Bridges in Auckland eine solche Lieferung, bei der auch eine neue Verpackung eingesetzt wird, welche die Temperatur und den Geschmack der frischen Pizza während der Auslieferung bewahrt.

Flirteys leichte, autonome Zustelldrohnen bestehen aus Kohlefaser-, Aluminium- und 3D-gedruckten Komponenten. Sie werden autark mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h in einer Höhe von 60 m fliegen und in der Anfangsphase Pizzas an Kunden in eines Umkreises von 1,5 km um ausgewählte Geschäfte liefern. Sobald es die Verordnungen erlauben, soll der Radius auf 10 km erhöht werden. Es ist geplant, den regulären kommerziellen Dienst in einigen der insgesamt 100 Filialen noch in diesem Jahr aufzunehmen.

Bereits im März hatte Domino’s die robotische Pizzazustellung (auf dem Boden) durch vierrädrige Roboter vorgestellt. Die Domino’s Robotic Unit (DRU) wird derzeit in der neuseeländischen Hauptstadt Wellington getestet.

Tatsächlich findet dann im November in Whangaparaoa erfolgreich die erste kommerzielle Flugdrohnen-Lieferung von zwei Käse-Pizzen an einen Kunden statt.


Mit den zum 29. August 2016 geltenden neuen Regeln für Drohnenflüge in den USA wird auch hier der nächste Schritt zur breiten Einführung der unterschiedlichsten Liefer- und Dienstleistungen möglich.

Choi-Design Grafik

Choi-Design (Grafik)


Damit auch Kunden, die in Hochhäusern leben, ihre Pizzen oder Pakete direkt an Ihre Fenster geliefert bekommen, hat sich der südkoreanische Designer Yoonjae Choi ein Fenster-GPS-Leuchtfeuer ausgedacht, das im September 2016 in den Blogs gezeigt wird.

Benutzer können ihre eigenen, dedizierten Leuchtfeuer an jedem Fenster installieren, so daß die Drohnen ihr Transportgut direkt dorthin liefern.

Mit dem System soll es auch möglich sein, Pakete zu erhalten, wenn man gar nicht zu Hause ist – indem man einfach ein Fenster offen läßt.


Ein weiterer interessanter, in diesem Monat veröffentlichter Entwurf stammt von dem vietnamesischen Designer Huynh Ngoc Lan aus Hanoi, der bislang hauptsächliche durch elektrische Mobilitätskonzepte aufgefallen war.

Sein Drohnendesign namens FLYCAT verfügt über vier kleine Rotoren zum senkrechten Abheben und Landen, sowie über einen großen Motor, um durch den Himmel zu fliegen. In Kombination mit den Doppeldecker-Flügeln soll es so hohe Geschwindigkeiten und eine beeindruckende Stabilität erreichen.

Mit seiner entsprechenden Ladebucht läßt sich der Flieger als vielseitig einsetzbare Lieferdrohne verwenden – oder mit empfindlichen Kameras als fliegendes Auge.

 

 

Weiter in Arbeit... (leicht verzögert aufgrund der Menge an Übersetzungen, die ich beruflich gerade abzuarbeiten habe). Nach Beendigung wird der Text dann noch segmentiert.


 

Neben den vielen Elektroflugzeugen, Drohnen usw. gibt es auch noch Solar-Ballone und Solar-Luftschiffe, die wir uns als nächstes ansehen werden.


 Zurück zum Seitenanfang

oder weiter mit den Solar-Ballonen und Solar-Luftschiffen ...