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Elektro- und Solarfluggeräte

2016 (c)


Neue Einsatzbereiche


In meinen Augen viel interessanter sind die immer wieder neuen Einsatzbereiche für Drohnen, die zum Teil sogar lebensrettend sein können, wie beispielsweise 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 ihrem Projekt, die in den 1990er Jahren in Bosnien und Herzegowina vergrabenen Landminen aufzuspüren, gehörte die Firma CATUAV übrigens zu den Finalisten des letztjährigen Drones For Good Wettbewerbs.


Einem Bericht vom Juni 2017 zufolge testet nun auch das Office of Naval Research der US Navy Drohnen zur Minenerkennung. Im Gegensatz zu den vorangegangen Ansätzen soll das System allerdings zur Echtzeit-Erkennung von Bedrohungen während Kampfhandlungen verwendet werden.

Das hierfür entwickelte Minwarfare Rapid Assessment Capability-System (MIWRAC) umfaßt einen tragbaren 0,4 kg schweren Quadrokopter, der mit einem Magnetometer und Verarbeitungsalgorithmen ausgestattet ist, um vergrabene und untergetauchte Minen zu erkennen. Diese Informationen werden an ein Android-Tablet gesendet, auf dem eine grüne Karte des Bereichs mit roten Clustern markiert wird, die potentielle Gefahren aufzeigen. Die Idee ist, Seeleuten und Marines einen Informationsvorsprung zu geben, wenn sie amphibische Strandlandungen machen.

Das Team hofft, daß das Navy Expeditionary Combat Command Prototypen dieses Systems noch im Laufe dieses Jahres testen wird, mit dem Ziel, das System nächstes Jahr in der Marine zu etablieren.


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.


Ebenfalls im Januar 2016 berichten die Fachblogs über die Arbeit von Prof. Naira Hovakimyan an der University of Illinois in Urbana-Champaign, die sich seit vergangenen Jahr damit beschäftigt, Wege zu finden, wie sich Drohnen verwenden lassen, um der wachsenden Zahl älterer Menschen zu helfen. Hierfür hatte die Wissenschaftlerin im August einen Zuschuß in Höhe von 1,5 Mio. $ von der National Science Foundation (NSF) bekommen.

Hovakimyan denkt an kleine Drohnen mit Manipulator-Armen, die genutzt werden können, um den Menschen Medikamente oder ein Glas Wasser zu bringen, den Kronleuchter zu reinigen, etwas unter dem Tisch hervorzuholen oder sogar die Wäsche zu sortieren.

Neben der Robotik ist bei dieser Art von Forschung auch die Psychologie wichtig. So muß das Team Flugrouten entwickeln, welche die Menschen sicher und akzeptabel finden, weshalb es eng mit Psychologie-Experten zusammenarbeitet. Dabei werden Probanden in die virtuelle Realität geschickt, wo diese Drohnen um sie herum fliegen. Je nach die Reaktion der Leute, einschließlich der Herzfrequenz und Kopfneigung, wird das Drohnendesign überprüft, um sicherzustellen, daß es für Menschen sicher ist. Die größte Herausforderung sei laut Hovakimyan jedoch, einen Roboter zu entwickeln, der so zuverlässig ist wie ein Kühlschrank oder eine Waschmaschine.


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.


Im April 2016 ist zu erfahren, daß nun auch in Österreich mehrere Pilotprojekte bei Feuerwehren laufen. In Braunau beispielsweise liefern 1,3 kg schwere Kamera-Quadrokopter den Brandbekämpfern Live-Aufnahmen auf ihre Tablets und sorgen dafür, daß die Feuerwehrleute die Lage einschätzen und die richtigen Maßnahmen ergreifen können, ohne sich dazu Gefahren aussetzen zu müssen.


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.


Nur zwei Rotoren, die auf Wusch auch noch übereinander stehen können – besitzt die sogenannte Tesla-Drohne des Designers Fraser Leid, die im Oktober 2016 in den Blogs zu sehen ist.

Das einzigartige Merkmal des Zwillingspropeller-Designs ist seine Vielseitigkeit: für langsame, weit abgewinkelte Panorama-Videos können die Propeller in ihrer vertikalen Konfiguration die Drohne langsam und gleichmäßig bewegen, während für schnelle Aktionsvideos die Propeller in horizontaler Konfiguration dafür sorgen, daß die Drohne flink, schnell und bei schnelleren Geschwindigkeiten leicht zu handhaben ist.

Dabei wirkt das Twin-Blade-Design der Propeller zudem als Stabilisator der Drohnen-Kamera, weshalb eine Kardanaufhängung für die Video-Stabilität nicht mehr erforderlich ist.

Eine weitere Besonderheit des Entwurfs, der bislang allerdings nur in Form hübscher Grafiken existiert, ist die Energieversorgung, denn die Drohne verfügt über einen fortschrittlichen 10.000 mAh Li-Io-Akku (Tesla Powercell), der in der Lage ist, einen Flug bis zu einer Stunde zu ermöglichen.

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.

 

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten...