Suchdrohnen setzen auf "Insektenalgorithmus"

Erkundung: Schwarm agiert autonom.

Bild: Guus Schoonewille, mavlab.tudelft.nl

Ein Team unter Leitung des MAVLab der TU Delft hat einen Schwarm kompakter Suchdrohnen vorgestellt, die eine unbekannte Umgebung autonom erkunden können. Dabei setzen die Fluggeräte auf einen "Insektenalgorithmus" für eine sehr einfache Navigation. Derartige Schwärme könnten für die Katastrophenhilfe interessant sein, wie ein Test mit dem Schwarm gezeigt hat. Dieser konnte schnell zwei Opfer-Puppen in einem Bürogeschoss finden.

Einfachste Navigation

Eine unbekannte Umgebung zu erkunden, ist eine Herausforderung für Roboter und ganz besonders für kleine Flugdrohnen mit begrenzter Sensorik und Rechenleistung. Um die Aufgabe zu bewältigen, haben sich die Forscher bei ihren 33-Gramm-Winzlingen an Insekten orientiert. Diese erstellen keine genauen Karten, sondern merken sich nur wichtige Orientierungspunkte und Orte wie Nahrungsquellen. Der neue Ansatz reduziert die Navigationsanforderungen daher auf das Wesentliche. "Wir fordern nur, dass die Roboter zur Basisstation zurückfinden müssen", sagt MAVLab-Leiter Guido de Croon.

"Die vorgeschlagene Navigationsmethode ist ein 'Insektenalgorithmus'", ergänzt MAVLab-Doktorandin Kimberly McGuire. Die Drohnen kartographieren dabei ihre Umgebung eben nicht, sondern bewältigen Hindernisse, wie sie sie vorfinden. Auch die notwendige Kollisionsvermeidung für die Fluggeräte ist sehr einfach gehalten. "Wir lösen das, indem jede Drohne einen Chip für drahtlose Kommunikation mitführt und wir die Signalstärke verwenden", erklärt McGuire. Im Prinzip merken die Drohnen also an Balken ähnlich einer WLAN- oder Handy-Signalstärke, ob sie sich einander zu sehr nähern. Das erfordert wenig Ausrüstung und Rechenaufwand.

Anwendung bei Katastrophen

Interessant sind kompakte Drohnenschwärme beispielsweise für den Katastropheneinsatz, um nach Verletzen zu suchen. Das Team, dem auch Forscher der University of Liverpool und der Radboud University angehören, hat das in einem Test demonstriert. Sechs Drohnen erkundeten dabei ein Bürogeschoss. In sechs Minuten konnten sie rund 80 Prozent der für sie erreichbaren Fläche abdecken und zwei Puppen, die zu rettende Opfer darstellten, finden.

Eher zufällig unterstrich dieser Test auch den Vorteil, dass ein Schwarm ganz von selbst eine gewisse Redundanz bietet. Denn bei einer Drohne, die eine Opfer-Puppe fand, war die Kamera ausgefallen. Eine zweite hatte diese aber ebenfalls zeitweise vor der Linse und tatsächlich Bilder geliefert.

Quelle: www.pressetext.com/Thomas Pichler