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Elektro- und Solarfluggeräte (V)

2015


In Weiterführung der Zuordnung nach Größe, beginnt auch die Übersicht dieses Jahres mit den kleinen Drohnen, die immer mehr zu allgemein gebräuchlichen Gegenständen werden.

Mir liegt dazu so viel Material vor, daß diese Fülle stark reduziert und auch inhaltlich anders aufgestellt werden muß. Ich beginne daher mit allgemeinen Themen wie Sicherheit, Unfälle und illegale Einsätze – bevor es dann mit enger definierten Einsatzbereichen sowie den aktuellen technischen Entwicklungen weitergeht, die ebenfalls thematisch gebündelt werden. Kontextbezogen sind teilweise auch schon Informationen von 2016 mit eingearbeitet.

Im Einzelnem handelt es sich dabei um die folgenden Bereiche:

Sicherheits- und Abwehrmaßnahmen

Zwischenfälle und Konflikte

Schmuggel

Unfall- und Katastrophenhilfe

Lebensrettung

Umweltschutz und Wiederaufforstung

Tier- und Waldschutz

Landwirtschaft

Industrie und Bauwesen

Internet-Drohnen

Neue Entwicklungen und Technologien

                        Kamera-Drohnen

                        Consumer-Drohnen

                        Kunst und Design

                        Neue Einsatzbereiche

                        Technologische Entwicklungen

Firmenauswahl


Daran anschließend folgen die beiden Bereiche:

Transport- und Lieferdrohnen

Manntragende Fluggeräte


Laut der Venture-Capital-Gesellschaft KPCB sollen im laufenden Jahr 2015 weltweit 4,3 Mio. Drohnen über den Ladentisch gehen, angefangen vom Spielzeug bis hin zu hochgerüsteten High-Tech-Geräten. Und falls es verwundert, daß die überwiegende Zahl der Umsetzungen in den USA stattfinden, so liegt dies zum Teil daran, daß die dortigen Entwicklungen besser dokumentiert und breiter veröffentlicht werden, als beispielsweise in Europa. Doch wie immer gibt es auch hier einige Ausnahmen, wie wir im Zuge der Jahresübersicht feststellen werden.

 

Das erste relevante Thema sind die Sicherheits- und Abwehrmaßnahmen in Verbindung mit Drohnen.

Wie sehr Drohnen Sicherheitsbehörden in Aufregung versetzen, zeigt sich im Laufe dieses Jahres gleich mehrfach. Bereits im Januar kreist ein ,Flugobjekt unbekannter Herkunft’ kurzzeitig über dem französischen Präsidentenpalast in Paris, zudem werden Drohnen auch nahe der Atomwaffenbasis Île Longue der französischen Streitkräfte gesichtet. Schon im Herbst 2014 hatte es 17 bemerkte Drohnenflüge über Atomkraftwerken gegeben, deren Urheber bisher nicht ausfindig gemacht werden konnten. Ich hatte darüber berichtet (s.o.).

Ende Februar entdeckt die Pariser Polizei fünf Drohnen, die strategisch sensible Bereiche im Zentrum der Stadt überfliegen, obwohl der Luftraum von Paris wie auch allen anderen französischen Ballungsräumen für Drohnen eigentlich gesperrt ist. Während der Nacht Drohnen steigen zu lassen, ist sogar in ganz Frankreich untersagt, wobei Verstöße mit bis zu einem Jahr Gefängnis und 75.000 € Strafe geahndet werden können.

Zwei Tage später nimmt die Polizei kurzzeitig drei Journalisten des katarischen Fake-News- Senders Al-Jazeera in Gewahrsam, die über einem Park am Stadtrand von Paris eine Drohne fliegen ließen, um eine Reportage über eben jene mysteriösen Drohnenflüge zu drehen. Die Geldstrafe von 1.000 €, zu welcher der verantwortliche britische Journalist im März verurteilt wird, fällt im Verhältnis glimpflich aus, da keine Verbindung zu der Serie von Drohnenüberflügen besteht. Das Fluggerät wird aber trotzdem beschlagnahmt.

Fast zeitgleich werden weitere Flugkörper über dem Osten der französischen Hauptstadt gesichtet, wobei es der Polizei zum ersten Mal gelingt, eine Drohne von der Porte de Montreuil bis zur Porte de Vincennes zu verfolgen, wo die Piloten des Fluggeräts jedoch entkommen können. Im März werden im Norden der Stadt zudem vier Journalisten des Bayerischen Rundfunks vorübergehend festgenommen, weil sie ebenfalls ohne offizielle Genehmigung mit einer Drohne unterwegs waren.


Auch auf dem Grundstück des Weißen Hauses in Washington wird im Januar eine kleine Drohne entdeckt, obwohl das Fliegen von Drohnen über Washingtons Machtzentren aus Sicherheitsgründen verboten ist. Der Verantwortliche meldet sich aber schnell: Es ist ein Regierungsangestellter der National Geospatial Intelligence Agency, der offenbar zu viel getrunken und die privat geliehene Drohne versehentlich hatte abstürzen lassen. Um solche Vorkommnisse zu verhindern, trainiert der Secret Service inzwischen das Abfangen der Geräte. Die Ideen reichen vom Störsender bis zum Fangnetz (s.u.).

GoPro-Drohne von DJI

DJI-Drohne mit GoPro-Kamera


Der Zwischenfall führt auch bei dem chinesischen Hersteller des Geräts DJI umgehend zu Konsequenzen. So wird die beliebte Serie Phantom 2 mit einem Update ausgestattet, das eine Reihe von Flugverbotszonen für das GPS-lokalisierte Fluggerät enthält. Dazu gehört z.B. ein Umkreis von 25 km um den Innenbereich von Washington – sowie Tabuzonen um 10.000 Flughäfen.

Im November wird bekannt, daß DJI noch vor Ende des Jahres ein System namens Geospatial Environment Online (GEO) einführen will, zunächst in Nordamerika und Europa, das auf Basis von Standortdaten der US-Firma AirMap Drohnenpiloten darüber informieren soll, wo Überflüge gerade verboten sind. Neben statische Flugverbotszonen, zu denen Gefängnisse, Kraftwerke und andere sensible Zonen zählen, fließen auch aktuelle Informationen in das System ein, wie z.B. Waldbrände und Großereignisse. Nach der Installation verhindert die neue Software selbständig Starts und Flüge in und über gesperrten Gebieten.

An dieser Stelle sei ein exemplarischer Blick auf das 2006 von Frank Wang Tao gegründete chinesische Unternehmen Dajiang Innovation Technology Co. (DJI) erlaubt, das auf einen Wert von 10 Mrd. $ veranschlagt wird, als es im Mai diesen Jahres damit beginnt, in großem Stil Wagniskapital einzusammeln. An den Gesprächen sind mehrere Investoren aus dem Silicon Valley beteiligt.

Die Firma hatte erst im Mai eine Finanzierungsrunde abgeschlossen, bei der sie 75 Mio. $ von Accel Partners bekommt, welche das Unternehmen noch mit ungefähr 8 Mrd. $ bewerteten.

Laut inoffiziellen Zahlen soll DJI im Jahr 2013 rund 400.000 Einheiten verkauft haben – viele davon vom damals neu eingeführten Modell Phantom. Der damit gemachte Gewinn von etwa 130 Mio. $ soll sich mittlerweile verfielfacht haben. Kein Wunder, schließlich deckt die Firma nach Angaben von Frost & Sullivan einen Anteil von 70% des Konsumenten-Drohnenmarktes ab. Nach einem Umsatz von 500 Mio. $ im Jahr 2014 ist DJI nun auf dem besten Weg, 2015 mehr als eine Milliarde US-Dollar umzusetzen.

Dazu beitragen wird das im Juni auf den Markt gebrachte Quadrokopter-Modell DJI Matrice 100, das speziell auf Entwickler und Ingenieure ausgerichtet ist, die sich mehr Freiheiten beim Aufbau eines DJI-Quadrokopters wünschen. DJI verspricht für die 3.299 $ teure Drohne bei einer Nutzlast von 1 kg eine Flugzeit von rund 20 Minuten – die sich mit einem zweiten Akku verdoppeln läßt.

Noch interessanter dürfte das neue DJI Guidance sein – das erste frei im Handel erhältliche Anti-Kollisionssystem für Drohnen- und Multikopter-Plattformen, dessen Preis mit 999 $ beziffert wird.

Übrigens eröffnet die Firma im Dezember 2015 ihr erstes eigenes Verkaufsgeschäft, ein überaus passendes, futuristisches Gebäude in Shenzen, das in den Blogs als ,der reine Drohnen-Himmel’ beschrieben wird.

Im Januar 2016 startet dann die öffentliche Beta-Version des Geofencing-Systems GEO von DJI, das die Fluggeräte der Firma daran hindert, in einen gesperrten Luftraum zu fliegen. Die neue dynamischere und facettenreiche Lösung bietet z.B. die Möglichkeit für Rettungsdienste, eine vorübergehende Flugverbotszone zu bestimmen, wenn zum Beispiel ein Waldbrand ausbricht, um diesen ungestört bekämpfen zu können. Berechtigte Piloten können sich einige, aber nicht alle beschränkten Lufträume freischalten lassen.

Da mancherorts Angriffe mit Drohnen auf Fußballstadien befürchtet werden, sperrt DJI Meldungen vom Juni zufolge Flüge über EM-Spielstätten . Zudem sollen alle europäischen Stadien, die ein Fassungsvermögen von mehr als 25.000 Zuschauern haben, auf die Sperrliste gesetzt werden.


Etwas mysteriös beginnt auch ein Vorfall im April, bei dem eine Drohne im Zentrum von Tokio auf dem Dach des Amtssitzes von Japans Ministerpräsident Shinzo Abe landet. Drohnen dürfen in Japan ohne Einschränkung bis in 250 m Höhe geflogen werden. Einem Regierungssprecher zufolge habe man an dem Flugobjekt winzige, für Menschen ungefährliche Spuren radioaktiver Strahlung gefunden – neben einer Kamera, einer Plastikflasche mit unbekanntem Inhalt und offenbar einer Art Leuchtsignal. Es wird vermutet, daß es sich um eine Protestaktion von AKW-Gegnern handelt.

Und tatsächlich stellt sich nur wenige Tage später in der Präfektur Fukui, 350 km westlich der Hauptstadt Tokio, ein Mann der Polizei, der angibt, mit der Aktion gegen die Atomkraft demonstrieren zu wollen. Vor seiner Festnahme schrieb der Aktivist in seinem Internet-Blog, daß an der Drohne eine Flasche mit radioaktivem Sand aus Fukushima befestigt sei. Demnach war die Drohne schon Anfang April auf der Ministerpräsidenten-Residenz gelandet, d.h. zwei Wochen bevor sie entdeckt wurde.

Jedenfalls werden schon einen Monat später in Tokio Drohnen aus öffentlichen Parks verbannt.


Gegenmaßnahmen lassen aber auch woanders nicht lange auf sich warten. Schon im Januar wird berichtet, daß das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem Hessischen Landeskriminalamt (HLKA) seit letztem Jahr ein System zur diskreten Verfolgung von Fahrzeugen aus der Luft erprobt, bei dem mit hochauflösender Kameratechnik und einer eigens entwickelten Bildverarbeitungs-Software große Menschenmengen sowie ,terroristische Aktivitäten’ überwacht werden  können. Ziel ist, das konventionelle Ausspähen mittels Hubschraubern zu ergänzen, die zu laut und bei der Täterverfolgung auffällig sind.

Bei dem Projekt ,Echtzeitfähige verdeckte Fahrzeugverfolgung zur polizeilichen Observation’ (das seltsamerweise CHICAGO genannt wird) werden die Systeme an verschiedenen Fluggeräten getestet, darunter auch dem DLR-Motorsegler Antares (s. 2009) sowie einer Drohne vom Typ AscTec Falcon 8. Beworben wird die Technik vor allem zur Nutzung in Verkehrsleitzentralen, um den der Verkehrsfluß aus der Luft zu überwachen und bei höherer Dichte von Fahrzeugen Staus frühzeitig zu erkennen.


Doch Sicherheit kann auch ganz anders verstanden werden: Im April 2015 wird in den Blogs die Idee von Jackie Wu und Ritwik Ummalaneni vorgestellt, ehemalige Studenten des Robotics-Programms an der Northwestern University, die einen kleinen Quadrokopter in der Heimsicherheit einsetzen wollen. Mit ihrem Start-Up Eight Six Ninety-One Technologies möchten sie ein System vermarkten, bei dem die Überwachungskamera einer kleinen Drohne über eine Internetverbindung und das Heim-WLAN mittels einer Smartphone-App gesteuert werden kann.

Rook

Rook

Die App zeigt die Kamera-Sicht auf dem Bildschirm an, und der fernsteuernde Pilot kann die Drohne von Raum zu Raum schicken um zu überprüfen, daß zu Hause alles in Ordnung ist. So zumindest die Idee.

Die nun gestartete Kickstarter-Kampagne, bei der die Smartcam-Drohne namens Jackie nebst Android/iOS App ab 199 $ angeboten wird (erwarteter Preis im Einzelhandel: 249 $), wird im April abgebrochen, da absehbar ist, daß die gewünschten 40.000 $ nicht zusammenkommen werden – im Gegensatz zu einer Indiegogo-Kampagne im Folgejahr, als Wu zusammen mit einem neuen Team im Februar ein weiterentwickeltes und wesentlich besser designtes Konzept unter dem Titel Rook anbietet. Wobei die Minidrohne für Erstbesteller nur noch 129 $ kosten soll (später: 179 $).

Diesmal werden bis Anfang April 2016 mit 57.340 $ sogar 250 % des erhofften Betrags von 20.000 $ erreicht. Die Auslieferung durch das inzwischen Eighty Nine Robotics LLC betitelte Unternehmen soll Anfang 2017 beginnen.


Im November 2016 berichten die Blogs über einen weiteren Ansatz, Drohnen als mobile Überwachungskameras für Privathäuser einzusetzen. Das Start-Up Sunflower Labs Inc. von Alex Pachikov und Chris Eheim mit Büros im kalifornischen Palo Alto und in Zürich, Schweiz, entwickelt ein Sicherheitssystem, das auf smarten Solarlichtern und einer fliegenden Drohne basiert.

Herzstück sind dabei die Lampen, die auf dem Grundstück verteilt und mit über 20 Sensoren ausgestattet sind, um verdächtige Bewegungen auf dem Gelände aufzuspüren und den Hausbesitzer sofort zu benachrichtigen. Ist dieser nicht selbst vor Ort, kann er auf die Dienste der fliegenden Drohne zurückgreifen, um die Situation genauer unter die Lupe zu nehmen.

Der Quadrokopter nutzt dabei einen fortschrittlichen Autopiloten und fliegt mit Hilfe der Daten der Solarlampen direkt zu der verdächtigen Stelle, wobei ein Infrarotlicht dafür sorgt, daß Einbrecher auch nachts nicht unentdeckt bleiben. Die autarken Solarlampen kosten pro Stück 159 $, während die Drohne mit 799 $ zu Buche schlägt. Das Unternehmen plant allerdings, auch eine Mietfunktion zu etablieren.

Die Idee scheint bei den Investoren gut anzukommen, denn das Unternehmen aus der Schweiz konnte zuletzt rund 2,1 Mio. $ an Kapital von General Catalyst, einer der Top Venture Capital Firmen im Silicon Valley, und Nori Matsuda, einem Angel-Investor und CEO von Sourcenext, einsammeln. Nun ist geplant, das Sunflower Home Awareness System Ende 2017 auf den Markt zu bringen.


Bereits im Juni 2015 wird aus China berichtet, daß bei der vermutlich größte Massenprüfung der Welt, bei der sich gut zehn Millionen Chinesen um Zulassungen zu den Universitäten des Landes bemühen, erstmals eine Drohne eingesetzt wird, um das Mogeln auf Hightech-Niveau zu unterbinden. Verbreitet sind beispielsweise kabellose Mini-Kopfhörer, um sich die richtigen Antworten während der Prüfung per Funk ins Ohr einflüstern zu lassen.

Während etliche Hochschulen ihr Gelände während der dreitägigen Prüfungsphase gegen Mobilfunksignale abschirmen und andere Kameras einsetzen oder die Taschen der Prüflinge am Eingang durchleuchteten, kommt in der Provinz Henan nun eine Drohne zum Einsatz, um Funksignale aufzuspüren. Die umgerechnet mehr als 16.000 € teure Drohne kann bis zu 500 m hoch aufsteigen und Signale aus der ganzen Stadt empfangen.  


Und auch eine neue Geschäftsidee kommt nun breiter in die Presse: Drohnen, die Drohnen abwehren. Zum einen wäre hierbei die mit 12 Kameras ausgestattete Rapere Intercept Drone zu nennen, von der es bislang aber nur einen Prototyp gibt. Ihr Funktionsprinzip ist einfach: Durch Knopfdruck gestartet, sucht sie den Himmel ab und kann automatisch andere Drohnen erkennen, wobei sie angeblich schneller und wendiger ist als die bislang auf dem Markt angebotenen kleinen Drohnen. Um dies zu erreichen, wird das Gewicht stark reduziert, was aber auch auf Kosten der Flugzeit geht, die daher nur zwei Minuten beträgt.

Das Bekämpfen anderer Drohnen geschieht, indem die Rapere eine spezielle Schnur auf diese abläßt, die sich in den Rotoren verfängt und die ,feindliche’ Drohne so zum Absturz bringt. Bislang können damit aber nur Drohnen mit Rotoren wie Quadrokopter bekämpft werden, da die Jagddrohne noch nicht schnell genug ist, um auch Drohnen mit Flügeln anzugreifen.

Billig werde die Drohne nicht, sagen die Entwickler, da sie kein Spielzeug werden und keine Möglichkeit darstellen soll, legitime Verwendungen von Drohnen zu stören. Als potentielle Kunden werden Prominente gesehen, die Einblicke mit Drohnen in ihre Privatsphäre verhindern möchten, sowie Sicherheitsfirmen oder Veranstalter von Massenereignissen.

Unklar ist bisher, was die Rapere macht, wenn sie ebenfalls einer Antidrohnen-Drohne begegnet oder wenn Drohnen zukünftig auf angreifende Drohnen ebenfalls automatisch reagieren. Ebenso ist noch unklar, ob der Einsatz von Rapere legal sein kann, denn immerhin würde sie zur Sachbeschädigung führen und könnte auch, falls die bekämpfte Drohne beim Absturz etwas beschädigt oder gar einen Menschen verletzt, größere Schäden verursachen.

Inzwischen ist aber weder von dem Konzept, noch von den (ungenannten) Initiatoren etwas Neues zu hören. Erfolgreiche Umsetzungen folgen etwas weiter unten.


Weniger problematisch ist das Drohnenwarnsystem DroneTracker, das die im Februar 2014 von Ingo Seebach und Jörg Lamprecht gegründete Firma Dedrone GmbH aus Kassel entwickelt hat. Das Unternehmen sieht großes Mißbrauchspotential für Drohnen, die sensible Industriebereiche ausspionieren, Drogen oder Waffen in Gefängnisse schmuggeln und schlimmstenfalls sogar Sprengkörper abwerfen können (Lamprecht hattte übrigens 2010 die Drohnenfirma Aibotix mitgegründet, s.d.).

Das neue Warnsystem scheint weitgehend dem 2013 vorgestellten Drone Shield System zu ähneln (s.d.), denn auch in diesem Fall handelt sich um ein Gerät, das anhand einer permanent upgedateten Drohnendatenbank sowie visuellen und akustischen Sensoren sich nähernde Flugobjekte in einem Umfeld von 100 m entdeckt. Sobald ein solches Objekt im überwachten Luftraum identifiziert wird, löst das System einen Alarm aus, via eMail oder auf die Handy-App.

Im April 2015 liefert Dedrone erste DroneTracker an renommierte Kunden aus der Automobilindustrie, JVAs und Alarmanlagenerrichter zum Testen. Gleichzeitig erhält das Unternehmen unter der Führung des Venture Capital-Investors Target Partners 2,7 Mio. € Wachstumsfinanzierung, mit denen im Oktober die Serienproduktion gestartet werden kann.

Im Oktober kommt eine mit neuer Soft- und Hardware ausgestattete Version auf den Markt, die noch effizienter funktioniert. Unter anderem gehört nun eine industrielle HD-Kamera dazu, die bei einem Alarm Videos zur Beweissicherung speichert. Außerdem kann das System effizienter und einfacher in bestehende Sicherheitssysteme integriert werden. Im November wird  DroneTracker in einer täglichen Stückzahl von acht Exemplaren produziert und kommt mittlerweile u.a. in Gefängnissen und Stadien zum Einsatz.

Im Januar 2016 verlegt die Firma ihren Hauptsitz von Deutschland nach San Francisco, um von dort aus den nordamerikanischen Markt zu erobern. Der Schritt ist erfolgreich, denn schon im Mai investiert die amerikanische Venture-Capital-Gesellschaft Menlo Ventures 10 Mio. $ in Dedrone. Im Juli wird die Zusammenarbeit mit der Firma Airbus DS Electronics and Border Security bekannt gegeben, gefolgt von einer Partnerschaft mit der Konzernsparte Magenta Security der Deutschen Telekom AG im November, um den DroneTracker Kunden mit kritischen Infrastrukturen, Rechenzentren, Stadien und Behörden anzubieten.

Zwischenzeitlich wird der DroneTracker im September durch die Polizei von Nassau County eingesetzt, um das erste Duell der amerikanischen Präsidentschaftskandidaten Donald Trump und Hillary Clinton an der Hofstra-Universität in Hempstead vor unerwünschten Drohnen zu schützen.

Die Überwachungselektronik läßt sich aber auch nutzen, um die Steuersignale zu stören oder durch andere Signale überlagern, die das Fluggerät aus der Gefahrenzone lenken. Ein solches Gerät, das sich mit dem Dedrone-System kombinieren läßt, hat das Münchner Unternehmen Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG entwickelt und erstmals im Juni 2015 beim G7-Gipfel auf Schloß Elmau eingesetzt.

Im April 2016 genießt auch der damalige US-Präsident Barak Obama diesen Schutz, als er während der Hannover Messe in Hannover im Schloß Herrenhausen politische Gespräche führt. In das modulare Dedrone-System können aber auch Sensoren anderer Hersteller eingebunden werden, wie z.B. Radare von Airbus, Robin Radar oder Mikrofonarrays von Squarehead Technology.

Im August 2016 erscheint eine Pressemeldungen im Rahmen der Kooperation mit Airbus zum Verkauf der Abwehrsystemen für kleine Drohnen. Nach Angaben der Unternehmen sei die gemeinsame Plattform inzwischen umfangreich getestet worden und soll nun ab Ende des Jahres lieferbar sein. Indem Airbus ein Radarsystem beisteuert, erhöht sich die bisherige Reichweite mit einen Radius von 1 km auf einem Umkreis bis zu 10 km. Die Plattform wird außerdem mit der im September letzten Jahres von Airbus vorgestellten SMART Responsive Jamming Technology zum Unterbrechen der Funkverbindung ergänzt. Benachbarte Frequenzbereiche sollen dabei nutzbar bleiben.

Im November 2016 wird bekannt, daß die Deutsche Telekom noch in diesem Jahr Behörden und Unternehmen das System zur Drohnen-Abwehr zum Kauf offerieren wird. Als Zielmarkt wird der Schutz von Orten wie Flughäfen, Sportstadien, Autoteststrecken oder von Großereignissen mit Prominenten genannt. Da die Telekom bei dem Projekt mit erfahrenen Firmen zusammenarbeiten will, werden diese zu einem Testlauf auf den Flugplatz in Tannheim südlich von Ulm eingeladen. Dazu gehören u.a. Dedrone, DroneShield, Squarehead Technology aus Norwegen, Rohde & Schwarz sowie Airbus DS Electronics and Border Security (EBS).

Der bislang jüngsten Meldung vom Januar 2017 zufolge sichert sich Dedrone die Unterstützung von fünf bekannten Gründern und Managern aus dem Silicon Valley und sammelt von diesen einen nicht näher bezifferten siebenstelligen Betrag ein.


Auf der Defence and Security Equipment International (DSEI) im September 2015 in London stellt die Firma Selex ES, Teil des italienischen Verteidigungsgiganten Finmeccanica, ein System vor, das Drohnen auf ganz ähnliche Weise aufspürt und blockiert. Auch das nach dreijähriger Entwicklungszeit präsentierte Falcon Shield besteht aus einer Sammlung von Sensoren und Software, die zusammenarbeiten um feindliche Drohnen zu finden, zu verfolgen und dann zu deaktivieren oder zu übernehmen.


Eine weitere Methode, Drohnen zu bekämpfen, ist die Schadsoftware Maldrone, welche von den Entwicklern um den Sicherheitsforscher Rahul Sasi aus Indien als die ,erste Hintertür zu Drohnen’ bezeichnet wird – denn letztlich sind diese nichts anderes als fliegende Computer. Ist eine Drohne bzw. ihre Flugsteuerung erst einmal infiziert, kann der Angreifer damit alles tun, was er will. Er kann sie umleiten oder einfach abstürzen lassen.

Eine solche Software könnte aber auch gegen Lieferdrohnen angewendet werden, um Pakete zu stehlen, ebenso wie die (unfreiwillige) Umwandlung in eine Überwachungsdrohne kein Problem wäre. In einer Demo von Sasi wird eine Parrot AR übernommen (wie es schon Samy Kamkar im Jahr 2013 gelang, s.d.), es soll zukünftig jedoch auch eine ,Anwendung’ für die DJI Phantom geben. Bislang läßt sich die Infektion aber nur aus geringer Entfernung durchführen.

Interessanterweise zeigt im selben Monat auch Dongcheol Hong, Cheftechniker und Direktor der Sicherheitsfirma Seworks, auf der Code Blue Cybersecurity Konferenz in Tokio, wie eine Drohne entführt werden kann, wenn sie der von ihm entwickelten Malware HSDrone von einer Smartphone-App und einer anderen Drohne infiziert wird.


Im August dieses Jahres folgt die Meldung, daß der IT-Experte Michael Robinson auf der Sicherheitskonferenz Defcon eine Untersuchung über die Schwachstellen der Drohne Bebop des Herstellers Parrot präsentiert habe. Er berichtet ebenfalls über erfolgreiche Versuche, die Steuerung der Drohne während des Flugs zu übernehmen.

Dies gelingt, da diese per offenem WLAN-Netz mit dem Steuergerät verbunden ist. Mit Hilfe eines einfachen Deauthentication-Pakets kann aber die Verbindung zunächst getrennt und dann selbst übernommen werden. Und weil dabei auch der eingebaute Sicherheitsmechanismus umgangen wird, kehrt das Fluggerät nicht mehr automatisch an seinen Ausgangsort zurück, so wie es eigentlich geplant ist, sobald die Verbindung zum Steuergerät abreißt. Bei einem Deauth-Befehl stoppen stattdessen schlicht die Rotoren – bis die Drohne entweder abstürzt oder neue Befehle erhält.

Robinson berichtet zudem über eine weitere Sicherheitslücke: So ist es möglich, daß fremde Nutzer während des Flugs auf die Server der Drohne zugreifen und beispielsweise die aufgenommenen Bilder auslesen oder sogar löschen. Was man dann schon wieder zu den Abwehrmaßnahmen zählen kann.


Einen ähnlichen Ansatz verfolgt die 2010 in Virginia von Robi Sen gegründete Firma Department 13 International Ltd. (D13), die modernste Software und Kommunikationssysteme für Kunden im öffentlichen und privaten Sektor entwickelt.

Die inzwischen in Columbia, Maryland, beheimatete Firma entwickelt auch eine kommerzielle Anti-Drohnen-Plattform, die neuartige Methoden verwendet, um den Benutzern zu ermöglichen, Drohnen automatisch zu erkennen und zu stoppen, umzulenken oder sicher landen zu lassen.

Das Anti-Drohnen-System mit dem passenden Namen Mesmer erkennt potentielle Bedrohungen durch das ,Erschnüffeln’ der WIFI- und GPS-Signale der Drohnen. Wird eine solche entdeckt, schießt der Computer des Systems Signale ab, die sich in die Drohne hacken und die Kontrolle übernehmen.


Da sich Menschen häufig über Drohnen aufregen, die über sie hinweg fliegen und ihre Privatsphäre stören, möglicherweise sogar mit Kameras, bietet die Webseite NoFlyZone.org von Ben Marcus neuerdings eine Lösung für dieses Problem. Hausbesitzer in den USA können ihr Grundstück auf der Webseite anmelden, das dann als Flugverbotszone registriert wird. Ein Beweis, daß es sich tatsächlich um das eigene Grundstück handelt, muß dabei nicht vorgelegt werden. Pro eMail-Adresse soll aber nur ein Grundstück registriert und gesperrt werden können. Innerhalb von 24 Stunden melden sich mehr als 10.000 Menschen an.

Die Macher der Seite arbeiten dabei mit den Drohnen-Herstellern zusammen, die sicherstellen sollen, daß Grundstücke, die auf noflyzone.org registriert sind, mit einer Art digitalem Zaun umgeben werden. Die Drohnen sollen dann so programmiert werden, daß sie vor dem Eintritt in solche geschützten Räume den Piloten informieren, der dann eine alternative Route wählen muß.

Die Umsetzung der Idee hängt natürlich davon ab, wie viele Hersteller sich tatsächlich an einem solchen freiwilligen Programm beteiligen. Bislang sollen sich die Firmen EHANG, Horizon Hobby, DroneDeploy, YUNEEC, HEXO+, PixiePath und RCFlyMaps zur Zusammenarbeit mit noflyzone.org bereit erklärt haben, nicht jedoch die beiden Schwergewichte der Branche, DJI und 3D Robotics.

Leider wird im Mai 2016 gemeldet, daß noflyzone.org nicht mehr existiert. Ben Marcus hatte etwa zur gleichen Zeit, als er die Initiative startete, gemeinsam mit Greg McNeal auch eine Firma namens AirMap gegründet, um Navigations-Apps und -Dienste für Drohnenpiloten, Benutzer und Hersteller zu entwickeln. Diese kann im April 15 Mio. $ Finanzmittel einwerben – worauf sich die Prioritäten wohl verschieben. Zudem hätten die meisten Drohnenhersteller nicht eingesehen, warum sie an einem Regulierungssystem ohne Rechtskraft teilnehmen sollten.

Interceptor MPI 200

Interceptor MPI 200


Eine andere Methode, Drohen aufzuhalten, über die in diesem Monat in den Blogs berichtet wird, nutzt die Abfang-Drohne des vermutlich neu gegründeten französischen Unternehmens M.A.L.O.U. Tech (Mission Aérienne Légère à Organisation Unique), das zur Telekommunikationsfirma Groupe Assmann gehört. Sobald eine unerwünschte Drohne im Anflug ist, setzt sich das mit einem 12 m2 großen Netz ausgestattete Fluggerät in Bewegung, um die andere Drohne einzufangen.

Die Jäger-Drohne namens Interceptor MPI 200, die damit für den Schutz von Atomkraftwerken gut gerüstet ist, ist größer und mit ihrer Höchstgeschwindigkeit von über 100 km/h auch schneller als alle handelsüblichen Drohnen bis zu 6 kg Gewicht. Sie kann Gefahren selbständig erkennen und das Einfangen geschieht binnen Sekunden und ohne Kompromisse.

Die in Vitry-sur-Seine beheimatete Firma bietet daneben noch eine Erkennungsdrohne MP 200 an, die zur Überwachung gedacht ist und geleitet oder vollständig autonom, allein oder im fliegenden Geschwader Eindringlinge entdeckt.

Und für 1.500 € wird auch ein bodengestützter Werfer namens Ground Interceptor in Größe einer Taschenlampe angeboten, der das Fangnetz mittels CO2-Patronen bis zu 25 m weit schleudern kann. Der Fangnetz-Werfer, der in Europa auch unter dem Namen NetGun vermarktet wird, scheint eigentlich ein Produkt aus den USA zu sein, wo er von The NetGun Store angeboten wird. Es ist besonders bei Tierschutzvereinen beliebt, die damit verschiedene Tierarten schonend und ohne Betäubungsmittel einfangen.

Der Preis der Netzpistole liegt Ende 2016 je nach Anbieter zwischen 950 € und 1.200 €, als offizielle Importeur und Servicecenter für Europa tritt die Schweizer Firma Koller Engineering GmbH aus Zwillikon bei Zürich auf.


Ende des Jahres berichtet die Presse, daß sich auch die Polizei von Tokio für den Kampf gegen illegale Drohnenflüge rüstet, nachdem Anfang Dezember 2015 in Japan ein Gesetz in Kraft getreten ist, nach welchem Drohnen mit einem Gewicht über 200 g registriert werden müssen, wenn sie in der Nähe von Flugplätzen, höher als 150 m oder über dicht bevölkerten Orten geflogen werden.

Bei Verstößen soll eine neu gebildete Einheit die ferngelenkten Flugkörper künftig mit eigenen Netz-Abfangdrohnen vom Himmel holen, die auf einem von der Polizei veröffentlichten Video fast genauso aussehen wie das vorstehende Modell von M.A.L.O.U. Allerdings werden die Maße des Netzes, das unter dem relativ großen Multikopter hängt und in der Luft ausgerollt werden kann, mit 2 x 3 m angegeben.

Doch erst einmal erhält die Polizei nur eine der mit einer Kamera ausgestatteten, ferngesteuerbaren Drohne, da sich die Methode noch bewähren muß.

Drone Catcher

Drone Catcher


Im Januar 2016 erscheint ein weiteres Video. Diesmal stammt es von der Michigan Technological University (MTU), wo Prof. Mo Rastgaar im Rahmen des Projekts Robotic Falconry zusammen mit Kollegen den Prototyp eines recht großen und leistungsstarken Hexacopters konstruiert hat, der über ein Fangnetz im Flugkörper verfügt, das herausgeschossen werden kann um andere Drohnen einzusammeln.

Wird eine illegal fliegende Drohne aufgespürt, nähert sich der Drone Catcher auf 12 m und feuert dann gezielt das Fangnetz ab. Ist das Opfer gefangen, kann der auf einem DJI Phantom-Quadkopter basierende Jäger seine Beute zu dem am Boden wartenden Team tragen.

Die Abwehrdrohne kann vom Boden aus gesteuert werden – ist aber auch in der Lage autonom zu fliegen und die anvisierten Drohnen in Eigenregie einzufangen. Ein Patent, das den intelligenten Algorithmus ebenso wie den Netz-Schuß-Mechanismus samt Flugnetz schützen soll, hat die MTU bereits angemeldet.


Doch das ist noch nicht alles. Bereits im März wird in den Blogs eine Art Bazooka der im Juli 2015 gegründeten Firma OpenWorks Engineering Ltd. aus dem britischen Riding Mill vorgestellt, die vom Boden aus abgefeuert wird und Drohnen ebenfalls mit einem Netz vom Himmel holt – dabei aber beträchtlich stärker als das obige Gerät von M.A.L.O.U.

Die rund 10 kg schwere und 130 cm lange SkyWall 100 ist ein Netzwerfer, der mit einem intelligenten Laser-Zielsystem ausgestattet ist, das die Drohne erfaßt und dem Träger beim Zielen und Abfeuern des Netzes hilft. Basierend auf der Entfernung und Flugrichtung der Drohne errechnet der integrierte Computer den exakten Feuerzeitpunkt und den Zielvektor.

Die Mega-Bazooka feuert mit Hilfe von Preßluft ein 760 h schweres und ebenfalls intelligentes Anti-Drohnen-Projektil (SP40) ab, das in etwas mehr als einer Sekunde bis zu 100 m weit fliegt und kurz vor Erreichen der Drohne vollautomatisch ein 8 m2 großes Netz freigibt, welches sich in den Rotoren verfängt und die Drohne vom Himmel holt. Ein Fallschirm sorgt dann dafür, daß sie anschließend unbeschadet zu Boden gleitet. Das Nachladen eines neuen Projektils soll etwa acht Sekunden dauern.

Für den Privatgebrauch ist die SkyWall 100 aber nicht gedacht, sondern soll wichtige Events und Gebäude schützen. Die Firma nennt als bislang einzige Referenz den Einsatz mehrerer ihrer Systeme während des Abschiedsbesuchs vom Präsident Obama in Berlin im November 2016 – just zu dem Zeitpunkt, als die Vorproduktion der Anti-Drohnen-Waffe beginnt.

OpenWorks Engineering plant zudem noch zwei weitere Modelle. Die SkyWall 200 ist auf einem Stativ montiert, kann stationär aufgestellt werden und soll eine deutlich höhere Reichweite besitzen, während die SkyWall 300 mit nochmal verbesserter Reichweite wie ein Geschützturm permanent aufgebaut wird und als Einzelkomponente in ein automatisches System von mehreren Werfern integriert werden kann. Zur Preisen gibt es keine Angaben, die SkyWall 100 kommt aber tatsächlich noch vor Ende des Jahres offiziell auf den Markt.


Im April 2015 wird erstmals etwas über die am Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) in Südkorea entwickelten Abfang-Drohnen berichtet, die gegen vermutete Spionagedrohnen aus Nordkorea eingesetzt werden sollen. Auch in diesem Fall sollen die autonomen Jäger mit Netzen arbeiten.

Nachdem man anfänglich mit nur einer Drohne gearbeitet hatte, sind die KAIST-Forscher inzwischen zu einem Drohnen-Schwarm übergegangen. Zum Abfangen sollen Drohnen auch als Begleitschutz programmiert werden. Ursprünglich wollte man mehrere Drohnen mit einem großen Netz zum Abfangen konstruieren, doch wegen Wind und der für die Formation schwierigen Positionsbestimmung durch GPS man sich später für kleine Netze entschieden.

Im vorliegenden Fall sind die Netze magnetisch an der Drohne befestigt. Verfängt sich eine feindliche Drohne darin, wird der Magnetismus aufgehoben und die gefangene Drohne stürzt zu Boden. Und auch der Ansatz, Netze aus Kanonen zu feuern, wird in Südkorea verfolgt.

Netz-Landesystem der LUNA-Drohne

Netz-Landesystem
der LUNA-Drohne


Zur Abrundung sei noch noch kurz ein Beispiel für den gegenteiligen Einsatz von Netzen erwähnt. Dabei handelt es sich um die erstmals im März 2000 von der Bundeswehr im Rahmen der KFOR-Mission im Kosovo eingesetzte Aufklärungsdrohne LUNA (Luftgestützte Unbemannte Nahaufklärungs-Ausstattung), die von der oberbayerischen Firma EMT Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer mbH hergestellt wird. 2007 beträgt der Brutto-Stückpreis rund 275.000 €.

Das knapp 40 kg schwere Fluggerät startet mit Hilfe eines Katapultes, besitzt als Antrieb einen Zweizylinder-Zweitakt-Einspritzmotor, und übermittelt die durch Aufklärung in einem Umkreis von 100 km gewonnenen Informationen per Funk an seine Bodenkontrollstation. Dort wird die Flugroute vor dem Start programmiert, kann aber auch während des Flugkurses geändert werden. Die Flugdauer beträgt je nach Nutzlast und Einsatzprofil 6 – 8 Stunden, und die Landung erfolgt an einem Fallschirm - oder mittels autonomem Landeanflug und Netzlandung in dem abgebildeten mobilen Netz-Landesystem (weshalb die Sache hier auch vorgestellt wird).

Im Jahr 2013 wird übrigens bekannt, daß eine LUNA-Drohne im August 2004 in Afghanistan fast eine Katastrophe verursacht hätte, als sie ein Passagierflugzeug der dortigen Fluggesellschaft Ariana, das sich im Landeanflug befindet, nur um wenige Meter verfehlt. Die Drohne gerät dann in die Wirbelschleppe des Airbus A300 und stürzt über der afghanischen Hauptstadt Kabul ab.

Die Videoaufnahmen der Drohnenkamera und der Unfalluntersuchungsbericht werden von der Bundeswehr als geheim klassifiziert, doch Aufnahmen des Zwischenfalls tauchen schon im Dezember 2010 bei YouTube auf. Überhaupt scheint LUNA nicht besonders stabil zu sein, denn mit Stand vom Mai 2013 sind nach Angaben des deutschen Verteidigungsministeriums bereits 52 Exemplare der Drohnen abgestürzt, alleine 40 davon zwischen 2004 und 2012 in Afghanistan. Mitte 2013 verfügt die Bundeswehr wieder über 96 Stück der kleinen Spionagedrohnen.


Eine weitere Methode für sichere Drohnenlandungen im Fall von Problemen, hat der junge Videofilmer und Drohnen-Enthusiast Michael A. Pick aus Nashville entwickelt und zum Patent angemeldet. Um sein System zu vermarkten, hatte Pick 2014 gemeinsam mit Steve Smith das Start-Up SkyFallX gegründet.

Sein in nur drei Monaten konzipierter, konstruierter und getesteter SmartChutes, der im April 2015 in den Blogs erscheint, ist ein automatisch funktionierendes Fallschirm-System für Konsumenten-Drohnen, wie es als manuell betriebenes System oder für größere kommerzielle Multikopter bereits existiert.

Wenn der Flugsensor des SmartChutes-Systems anzeigt, daß sich das Flugzeug im freien Fall befindet oder um mehr als 90° gekippt ist, wird der etwa 90 cm durchmessende Fallschirm automatisch und innerhalb von 350 Millisekunden durch eine Feder aus seiner Hülse ausgestoßen. Eine Fallschirmlandung läßt sich aber auch manuell ausführen, indem man die Drohne einfach abschaltet und fallen läßt. SmartChutes läuft mit einem eigenen Akku, so daß es auch dann noch funktioniert, wenn der der Drohnen-Akku tot ist.

Um das Geld zu beschaffen, seinen großen Prototyp zu verkleinern und auch leichter zu machen, startet Pick eine Kickstarter-Kampagne, bei welcher der den SmartChutes zu einem Preis ab 130 $ anbietet. Die mit 25.000 $ geplante Finanzierung dieses Projekts schlägt jedoch fehl, als bis Ende Mai 51 Unterstützer nur 18.067 $ aufbringen. Das Start-Up scheint sich davon aber nicht abhalten zu lassen, die Entwicklung weiterzuführen und in Produktion zu gehen. Auf der Homepage von SkyFallX werden Ende 2016 jedenfalls verschieden Kits und Systeme angeboten – die allerdings schon alle ausverkauft sind.

Snap Drohne

Snap


Daß es noch andere Methoden gibt, einen Crash mehr oder minder unbeschadet zu überstehen, beweist die Snap Drohne der Firma Vantage Robotics von Tobin Fisher und Joe van Niekerk, die im September 2015 in den Fachblogs vorgestellt wird.

Der kleine, rund 500 g wiegende Quadrokopter mit kardanisch stabilisiertem (Gimbal) 4K-Kamerapaket und microSD-Karte kann mit seinem 2.500 mAh Li-Poly-Akku pro Ladung 20 Minuten in der Luft bleiben. Die Steuerung der Drohne erfolgt über ein iOS- oder Android-Gerät mit einer Wi-Fi-Reichweite von 150 m, sie kann vorprogrammierte Manöver autonom ausführen, ihre maximale Geschwindigkeit liegt bei 15 m/s, die Flughöhe bei maximal 5.000 m. Weitere Merkmale sind eine GPS-unterstützte Navigation, eine Return-Home-Funktion und ein Ultraschall-Bodensensor.

Das Besondere an der Snap sind allerdings die Rotoren, die mittels einfacher Magnethalterungen mit dem Rumpf verbunden sind. Dadurch läßt sich die Drohne zum Transport zerlegen – doch auch bei Stößen lösen sich die geschützten Rotoren ab, was eine dauerhafte Beschädigung verhindern soll. Nach Vorbestellungen zum reduzierten Preis von 895 $ soll der offizielle Verkaufspreis später bei 1.295 $ liegen und die Auslieferung im Frühjahr 2016 erfolgen.


Doch nicht immer sind sanfte Landungen das Ziel - insbesondere nicht im Fall von Abwehrmaßnahmen. Über eine Laserwaffe aus China, die kleine Drohnen binnen fünf Sekunden nach ihrer Ortung und über eine Entfernung von bis zu 2 km vom Himmel holen kann, hatte ich bereits im November 2014 berichtet (s.d.). Und auch die U.S. Navy hat letztes Jahr eine Laserabwehr auf See vorgestellt.

Es ist daher sinnvoll, eine zusammenfassende Übersicht des aktuellen Stands an dieser ,Front’ zu geben, um die weiteren Entwicklungen auch richtig einordnen zu können.


Der möglicherweise weltweit erste tatsächliche Einsatz ist der im November 1973 erfolgreich verlaufene Versuch des US-Militärs, einen Laser einzusetzen, um eine Drohne aus dem Himmel zu schießen. Das Laserprogramm war Teil des Project Delta, einer Initiative der ARPA (heute: DARPA) zur Entwicklung von Waffenlasern. Insgesamt gab es im Laufe des Projekts 14 Drohnenntests, bei denen die damals ersten offensiven Laserwaffen dazu verwendet werden, um auf der Kirtland Air Force Base in New Mexico ferngesteuerte Objekte abzuschießen.

Das Militär wollte Laser als Waffen nutzen, von dem Moment an, als er erfunden wurde. Als ein wichtiger Wendepunkt gilt dabei die Kuba-Krise vom Oktober 1963, nach der das US-Militär die Sowjets waffentechnologisch unbedingt überrunden wollen und als die passende Antwort Laser ins Auge fassen.

Präsident J. F. Kennedy hievt Project Defender, ein ballistisches Raketenabwehrprogramm, auf die höchste nationale Prioritätskategorie. Dies trägt dazu bei, daß auch der Laserforschung erhöhte Bedeutung zugemessen wird und die Mittel bereitwilliger fließen, in der Hoffnung, Laser als Anti-Raketen-Waffen zu entwickeln, um für zukünftige Konfrontationen besser vorbereitet zu sein.

Im Jahr 1968 beginnt ARPA die Arbeit an einem Projekt namens Eighth Card, das sich in den 1970er Jahren zum o.g. Projekt Delta weiterentwickelt. Der Name des Programms wurde von der Poker-Variante Seven Card Stud inspiriert, bei der jeder Spieler bis zu sieben Karten erhält. Die ,achte Karte’ in dieser Schlacht des Kalten Krieges wären dann Laserwaffen, die im Falle eines Atomkrieges gegen die Sowjetunion eingesetzt werden sollten. Das ultimative Ziel war es, Flugzeuge der U.S. Air Force mit diesen Lasern auszustatten.

Bis dahin müssen sich die Akteure aber mit einen auf dem Boden montierten Laser bescheiden – mit dem Eighth Card dann im November 1973 in New Mexico Geschichte macht, als eine Northrop MQM-33B Drohne erfolgreich während des Fluges abgeschossen wird.

Mitte der 1970er Jahre kommen weitere Zweige des Militärs dazu, da schließlich auch die Armee und die Marine das große Potential der Laser-Waffen erkennen, die nun nicht mehr auf Experimente der ARPA, der Luftwaffe und ihren privaten Auftragnehmern beschränkt bleiben. Im Sommer 1976 setzt die beispielsweise die U.S. Army einen Entladungslaser der Firma AVCO Corp. ein, um auf dem Militärstützpunkt in Redstone Arsenal, Alabama, langsam fliegende (480 km/h), 4,60 m lange Starrfügel-Drohnen von Beech Aircraft sowie Hubschrauberdrohnen zu deaktivieren.

Die U.S. Navy ist dagegen erst im März 1978 erfolgreich, als es ihr gelingt, in der Nähe von San Juan Capistrano in Kalifornien mit einem eigenen Lasersystem eine TOW-Panzerabwehrrakete abzuschießen. Dabei kommen ein von TRW gebauter 400 kW Deuteriumflourid-Hochenergie-Chemie-Laser sowie ein Präzisions-Tracker der Hughes Aircraft Co. zum Einsatz.


Heute sind Laserwaffen Teil eines wachsenden Feldes, das als gerichtete Energiewaffen bekannt ist. Das US-Militär räumt ein, daß es sowohl im Irak als auch in Afghanistan Laserwaffen eingesetzt habe. Zu diesen gehört beispielsweise das ZEUS-HMMWV Laser Ordnance Neutralization System (ZEUS o. ZEUS-HLONS) zur Kampfmittelbeseitigung in Kriegsgebieten, ein auf einem gepanzerten HMMWV montierter 10 kW Feststofflaser mit einer maximalen Reichweite von 300 m. Dieser erhitzt die Metallhülle der zu zerstörenden Munition, was zu einer langsamen Verbrennung des Sprengstoffes führt und eine relativ schwache Explosion zur Folge hat.

Das System wird 2003 auf die Bagram Air Base in Afghanistan zur Beseitigung von Blindgängern und Altmunition eingesetzt und 2005 in den Irak verlegt (inzwischen ist es möglicherweise in Syrien zugange).

MATRIX-Test

MATRIX-Test


Als 2009 die Air Force und die Firma Boeing mit ihrem Mobile Active Targeting Resource for Integrated eXperiments (MATRIX) Laser insgesamt fünf Drohnen in verschiedenen Entfernungen abschießen, wird die Sache als eine unglaubliche Neuentwicklung behandelt.

Wie wir gesehen haben, ist es tatsächlich aber Höhepunkt einer jahrzehntelangen Forschung (mehr über Boeing s.u.).


Ebenso gefeiert wird im Jahr 2010 der erfolgreiche Abschuß einer Drohne vom Himmel gefeiert, der diesmal durch einen Laser der U.S. Navy erfolgt.

Die Marine testet ihr Laser Weapons System (LaWS) bereits seit ein paar Jahren – eine Sechs-Laser-Kanone, die durch den Phalanx Block 1B gesteuert wird, der die Ziele mit elektro-optischen Systemen sowie Messung der Reichweite mit Hochfrequenz-Sensoren identifiziert und verfolgt, worauf das LaWS die Energie seiner sechs Strahlen auf einen Punkt konzentriert, bis das Flugzeug zerstört ist.

Eines der Hauptvorteile von Laser-Waffensystemen ist, daß ihr Einsatz kaum etwas kostet. Schätzungen der Navy beziffern den einzelnen Laserschuß auf etwa 1 $.

LaWS auf der USS Ponce

LaWS auf der USS Ponce

Im Dezember 2014 stellt die Navy ausgerechnet im Arabischen Golf vor der Küste des Iran ein 30 kW Schiffs-Lasersystem vor, das in der Lage ist, Ziele wie Boote oder Flugzeuge mit einer hohen Punktgenauigkeit zu zerstören. Das Prototyp-Gerät einer fortgeschrittenen Version des LaWS ist auf der USS Ponce montiert.

Die Gesamtkosten für die Installation des Systems auf dem Ponce, einschließlich seines separaten Stromerzeugungssystems, den Kühlsystemen und der Kontrollstation, hätten 40 Mio. $ betragen. Im Zorn ist der Laser noch nicht abgefeuert worden, was auch nur sinnvoll ist, denn gemäß dem Protokoll IV der Genfer Konvention, das 1995 hinzugefügt wurde, ist der Einsatz von Laserwaffen gegen den Menschen verboten.


Neben den vorstehend genannten Institutionen und Firmen verfolgen auch die DARPA und die U.S. Air Force eigene Pläne zur Entwicklung von Elektro-Laser-Waffen.

Die Forschungsbehörde des Pentagon vergibt hierzu an die Firma General Atomics Aeronautical Systems Inc. (GA-ASI)  – dem Hersteller der tödlichen Predator-Drohnen – einen Vertrag in Höhe von 40 Mio. $ für die, wie man hofft, letzte Phase einer jahrzehntelangen Anstrengung, die bislang 120 Mio. $  verschlungen hat. Dabei geht es um die Entwicklung und Herstellung von Lasermodulen, die als Dauerstrichlaser (continuous-wave laser, cw-laser) 150 kW Leistung erzeugen.

Nachdem die Fertigung der ca. 750 kg schweren Module das High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS) im Jahr 2012 abgeschlossen ist, die zehnmal kleiner und leichter als aktuelle Laser ähnlicher Leistung sind, gibt das Militär im Januar 2013 bekannt, daß es die flüssigkeitsgekühlten Festkörperlaser noch in diesem Jahr in Bombern und Kampfjets installieren wird. Mit den Tests soll 2014 begonnen werden – was sich dann aber bis zum Mai 2015 verzögert.

GA-ASI stellt zu diesem Zeitpunkt auch einen Gen 3 High Energy Laser (HEL) vor, mit dem zunächst die Predator-C-Drohne Avenger, aber auch Fahrzeuge und Schiffe ausgerüstet werden sollen. Die Laserwaffe kann einen 50 kW oder 75 kW Strahl erzeugen, wobei durch eine Bündelung von mehreren Modulen auch entsprechend höhere Leistungen bis 300 kW erreicht werden können. Das Unternehmen hofft, die mit dem Laser ausgestatteten Avenger-Drohnen ab 2017 verkaufen zu können.


Gemeinsam mit Lockheed Martin führt die DARPA zudem Tests mit einem weiteren ,Selbstverteidigungslaser’ durch, der unter dem Namen Aero-Adaptive/Aero-Optic Beam Control bekannt wird. Nach umfangreichen Windkanal-Versuchen soll als nächstes ein verkleinertes Modell in einem realen Flugzeug installiert werden.


Ganz aktuell ist eine Meldung vom Juni 2015, der zufolge auch das Rüstungsunternehmen MBDA Deutschland GmbH einen Laser hergestellt habe, der dem Abschuß von Drohnen dienen soll – wobei es sich aber primär um die militärischen Ausführungen handelt.

Mit der Laser Effect genannten Waffe gelingt es der MBDA eine fliegende Drohne aus 2,5 km Entfernung auszuschalten. Nach anderen Quellen erwischt das Gerät eine Mini-Drohne in drei Sekunden, die jedoch nur gute 500 m weit weg ist. Das Unternehmen plant nun, die Reichweite innerhalb von fünf Jahren auf 5 km zu erhöhen.

Technisch gesehen besteht die Waffe aus vier 10 kW Lasern, die durch einen Spiegel zu einem Strahl zusammengefaßt werden, der von einem optischen Sensor automatisch zu einem Ziel geführt wird. Die Firma betont, daß der Laser trotzdem klein genug ist, um in ein Fahrzeug geladen werden. Einsetzen will MBDA den Laser im kommenden Jahr auf dem G7-Gipfel in Japan. Und auch für die Olympischen Sommerspiele 2020 Tokio besteht erhöhte Nachfrage nach Sicherheit.


Im Juli 2015 berichten die Medien, daß auch die Bundeswehr spätestens seit 2013 an Laserwaffen forscht – und dafür bislang 80 Mio. € investiert hätte, mehr oder weniger in heimlicher Mission und ohne Zustimmung des Bundestags. Noch im letzten Herbst distanzierte sich die Bundesregierung von der Vermutung, daß sich das Verteidigungsministerium auch mit der Entwicklung von Laserwaffen beschäftigen würde. Was – wieder einmal – eine Lüge war.


Im August folgt der Bericht über eine Weiterentwicklung der Firma Boeing, die im Rahmen eines 36 Mio. $ Vertrags ab 2008 daran arbeitet, für die U.S. Army ein mobiles Laserwaffensystem zu bauen. Schon im August jenes Jahres meldete das Unternehmen den ersten Testschuß mit einer realen Strahlenkanone, als Boeings Advanced Tactical Laser – ein modifiziertes C-130H Flugzeug – auf der Kirtland Air Force Base in New Mexico mit seinem hochenergetischen chemischen Laser auf ein Bodenziel feuert.

Laser Avenger

Laser Avenger

Im Dezember 2009 schießt eine weitere Strahlenwaffe auf fliegende Ziele. Diesmal ist es der auf einen Humvee montierte Laser Avenger von Boeing, der in White Sands ein unbemanntes Luftfahrzeug neutralisiert. Die Waffe war schon 2007 erfolgreich gegen feststehende Ziele eingesetzt worden, und dies, obwohl ihre Laserleistung nur 1 kW beträgt.

Bereits 2009 kann Boeing einen 105 kW Laser vorführen, der einen beträchtlichen Fortschritt darstellt, denn als das Militär im Jahr 2003 sein Joint High Power Solid State Laser (JHPSSL) Programm startete, konnten diese Laser kaum mehr als 10 kW kohärentes Licht erzeugen.

Der neue Boeing-Laser ist aber groß, empfindlich und erfordert riesige Kühlaggregate und Generatoren, weshalb die Army 2010 die Robust Electric Laser Initiative (RELI) startet, um den Laser so weit zu verkleinern, daß er auf einen LKW paßt (s.u.). Im Juni 2011 wird dann die erste Version des mobilen Trägers gezeigt, ein achträdriger, 19 Tonnen schwerer Lastwagen, dem allerdings noch etwas Entscheidendes fehlt: der Laser selbst.

Die eigentlichen Strahlenkanone wird nämlich unter einem völlig separaten Programm gebaut, das erst in weiteren fünf Jahren abgeschlossen sein wird. Die Integration des Lasers in den Lkw könnte dann nochmals ein oder zwei Jahre dauern, sodaß mit einer funktionierenden Laserkanone nicht vor 2017 zu rechnen ist. Dabei rechneten die National Academies schon 2008 damit, daß es zusätzliche 100 Mio. $ kosten wird, bis die Laser bereit für das Schlachtfeld sind.

Mitte 2014 zeigt Boeing auf der Eglin Air Force Base in Florida seinen High Energy Laser Mobile Demonstrator (HEL MD) und belegt eindrucksvoll, wie man mit der Laserkanone Drohnen und 60 mm Mörsergranaten im Flug sprengt – und dies sogar bei Wind und Nebel, was als wesentlicher Schritt zum Nachweis der Anwendbarkeit für die Marine betrachtet wird.

Der HEL MD verwendet ein Teleskop und eine Infrarot-basierte Kamera mit breitem Sichtfeld, um Ziele zu lokalisieren und zu markieren, sowie einen 10 kW Laser, um während der Vorführung mehr als 150 Ziele zu zerstören. Die Bank aus Lithium-Ionen-Batterien, die den Laser mit Strom versorgen, wird von einem 60 kW Dieselgenerator nachgeladen. Als nächster Schritt ist die Steigerung der Laserkanonenenergie auf den ,taktisch signifikanten Leistungspegel’ von 50 kW oder 60 kW geplant.

Die Laserkanone wird aber voraussichtlich erst in mehreren Jahren gegen eintreffende Raketen, Artillerie- und Mörsergranaten sowie UAV-Drohnen im Einsatz sein.

Nun, im August 2015, testet Boeing in einem Industriepark in Albuquerque, New Mexico, sein Compact Laser Weapon System öffentlich für die Medien. Der Präzisions-Laser, der speziell entwickelt wurde, um unbemannte Flugzeuge und Drohnen abzuschießen, ist eine viel kleinere und deutlich mobilere Version des HEL MD. Das kompakte System ist klein genug, um in vier Kofferboxen zu passen, und kann von einem Paar Soldaten oder Technikern in wenigen Minuten zusammengebaut werden.

Der Laser sieht aus wie eine übergroße Kamera, die auf einem Stativ steht – und die bei voller Leistung innerhalb von zwei Sekunden Löcher in das Komposit-Gehäuse einer stationären Drohne brennen kann. Dabei ist das System mehr Skalpell als Vorschlaghammer. Sein Laser, und vor allem die kardanische Steuerung, machen es präzise genug, um auf verschiedene Teile eines UAV zu zielen. Damit gelingt es, z.B. nur das Heck zu treffen, damit die Drohne weitgehend intakt abstürzt und untersucht werden kann. Ebenso kann man das Fluggerät komplett zerstören, falls der Verdacht besteht, daß es Sprengstoff trägt.

Einen Preis für das Systems, das in ein oder zwei Jahren auf den Markt kommen soll, nennt Boeing bislang nicht. Das langlebige und wartungsarme Gerät (der Kardanring ist das einzige bewegliche Teil) verursacht kaum laufende Kosten, da es keine traditionelle Munition gibt. Die einzig notwendige Elektrizität kann von jeder 220 V Steckdose, von einem Generator oder einem Akku kommen, wofür Boeing auch gleich mehrere Batterielösungen anbietet.


In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, daß sich auch die Firmen Lockheed Martin, Raytheon, Northrop Grumman und General Atomics mit der Entwicklung von Laserwaffen beschäftigen. Raytheon hatte beispielsweise schon im Juni 2006 bei einer Machbarkeits-Demonstration am Sandia National Laboratory mit einem Bündel kommerziell gekaufter 20 kW Faser-Laser Mörsergranaten zur Explosion gebracht.

Im Juli 2010 berichtet die Fachpresse, daß das US-Verteidigungsministerium im Rahmen der o.g. Robust Electric Laser Initiative (RELI) der U.S. Army im Vormonat langfristige Verträge mit den Militärunternehmen Lockheed-Martin (im Umfang von 14,7 Mio. $) und Raytheon (9,1 Mio. $) geschlossen habe, um ein 100 kW Waffen-Lasersystem zu entwickeln – mit einem geschätzten Fertigstellungstermin im Dezember 2016. Die Idee hinter RELI ist, einen 25 kW Laser zu produzieren, der dann auf 100 kW Leistung hochskaliert und verwendet werden kann, um feindliche Flugkörper aller Art abzuschießen.

Raytheon hatte schon 2008 den Prototyp eines Laser Air Defense System (LADS) gezeigt, das ein 50 kW Faserlaser-Bündel verwendet, um seine Ziele zu zerstören. Zu Beginn des darauf folgenden Jahres wird der Laser Centurion Demonstrator vorgestellt, der entworfen wurde, um feindliche Mörsergranaten zu Explosion zu bringen, bevor sie die Truppen und Basen treffen können.

Da Faserlaser aber nur eine Option sind, um Waffenklassen-Hochleistungslaser herzustellen, basiert Raytheons neuer Ansatz auf einer Planarwellenleiter-Technologie (planar waveguide, PWG), mit der sich Laser der 100 kW Klasse herstellen lassen sollten, die nur 30 – 40 cm lang sind. Es wird erwartet, daß diese Arbeiten im Juni 2017 abgeschlossen werden.

Die im Rahmen des Projekts ebenfalls beauftragte Firma Northrop Grumman (8,7 Mio. $) plant wiederum, eine besondere Strahlkombinationstechnik zu verwenden, die auf einem zweidimensionalen, diffraktiven optischen Element basiert, um eine Laserleistung von 25 kW zu erreichen.


Phaser

Themenbezogen und chronologisch vorweggenommen ist eine Meldung vom November 2016, nach der die U.S. Army eine weitere von Raytheon entwickelte Waffe prüft, die als Phaser bezeichnet wird und neben Drohnen – sogar im Schwarm – praktisch alles elektronische mit einem Streich der 120-cm-Schüssel deaktivieren kann. Das Phänomen ähnelt dem, das durch einen elektromagnetischen Puls (EMP) erzielt wird.

Die Tests des Phaser im Fort Sill, Oklahoma, hatten schon im Jahr 2013 begonnen, wurden aber erst vor kurzem freigegeben. Bestimmte Details, wie die maximale Leistung der Waffe, sind noch immer geheim.

Zum Hintergrund: Der Luftverteidigungszweig der Armee, der seit Jahrzehnten wegen der überwältigenden Luftüberlegenheit Amerikas nicht viel zu tun hatte, ist nun wieder gefordert, um eine neue Bedrohung zu bekämpfen, vor allem angesichts der Angriffe des sogenannten ,Islamischen Staates’. Die Luftverteidiger testen die gerichtete Phaser-Energiewaffe, um insbesondere feindliche Drohnen abzuschießen.

Der Phaser ist ein hochleistungsfähiger Mikrowellenstrahl-Sender, der oben auf einem 20-Fuß-Container gesetzt wird. Begleitende Radarsysteme erkennen und verfolgen das Ziel und übergeben die Zieldaten an den von einem Dieselgenerator angetriebenen Phaser. Worauf dieser einen Mikrowellenenergie-Stoß in Richtung der ankommenden Drohnen lenkt, welcher die Steuerungssysteme brät, ihre Motoren stoppt und sie aus der Luft fallen läßt. Und wo ein Laser jede Drohne in einem Schwarm einzeln abschießen müßte, könnte der Phaser mit einem einzigen Schuß einem ganzen Schwarm den Garaus machen.

Die Versuche wurden gegen Drohnen der Modelle Flanker und Tempest durchgeführt, zwei kommerziell erhältliche Starrflügler. Tempest kann beispielsweise mit Geschwindigkeiten von mehr als 110 km/h bis rund 4 kg Nutzlast transportieren und wäre – als die ,Cruise Missile des armen Mannes’ – für gewöhnliche Schützen sehr schwer zu treffen.

HEL von Rheinmetall

HEL von Rheinmetall


Auf der Defence and Security Equipment International (DSEI) im September 2015 stellt auch Rheinmetall Defence ein unabhängig entwickeltes Laser-System vor, an dem seit mindestens fünf Jahren gearbeitet wird. Den Funktionsbeweis der High Energy Laser (HEL)-Effektoren hatte das Systemhaus Mitte Oktober 2013 bei einer Hochenergielaser-Live-Demonstration auf dem firmeneigenen Erprobungszentrum geliefert, als erstmals in Europa Laserwaffen mobil zum Einsatz kommen.

Dabei werden u.a. Innerhalb von fünf Sekunden fünf 82-mm-Mörsergranate aus 1.000 m Entfernung zerstört, mehrfach kurz hintereinander per Luftdruck verschossene Stahlkugeln mit 82 mm Durchmesser getroffen, sowie eine VTUAV-Aufklärungsdrohne durch Zerstörung ihrer Optronik neutralisiert.Die Wirkreichweite des ursprünglichen HEL-Technologiedemonstrators war zwischenzeitlich um 1.000 m auf aktuell 3.000 m gesteigert worden.

Höhepunkt der Demonstration ist der erfolgreiche Abschuß dreier kurz hintereinander ins Zielgebiet einfliegender UAVs mit Düsenantrieb, die einen Angriff simulierten. Die Presse beschreibt es eindrucksvoll: „Die Drohne explodiert mit lautem Knall. Glühende Trümmer sinken im Rheinmetall-Erprobungszentrum Ochsenboden in der Schweiz zu Boden. Die lautlose Waffe, die das unbemannte Luftfahrzeug abschoß, ist ein Hochenergielaser mit einer Leistung von 30 kW.“

Meldungen vom Februar 2016 zufolge hat Rheinmetall den Einsatz der Laserwaffe nun auch auf einem Kriegsschiff der Bundesmarine getestet, wobei der 10 kW Laser vom Schiff aus UAVs und Kleinstfahrzeuge verfolgte. Von einer tatsächlichen Zerstörung der erfaßten Ziele ist in der Mitteilung aber nicht die Rede, die Erprobung beinhaltete offensichtlich nur das Tracking, also das Erfassen und Verfolgen der Ziele.


Ein besonderer Einsatzbereich dieser Waffen sind die sogenannten luftgestützten Laser (Airborne Laser, ABL), was nicht anderes heißt, als daß sie auf Flugzeugen installiert sind, um Ziele in der Luft und am Boden anzugreifen.

Airborne Laser

Airborne Laser

Die U.S. Air Force beschäftigt sich schon seit den 1970er Jahren mit Konzepten für eine luftgestützte Laserwaffe und montiert im Rahmen des Programms Airborne Laser Laboratory (ALL) einen Laser an Bord eines umgebauten Tankflugzeugs KC-135A Stratotanker. Der erste Versuch im Juni 1981, damit eine Luft-Luft-Rakete abzuschießen, scheitert zwar, doch bis Mitte der 1980er Jahre gelingt es, fünf AIM-9 Sidewinder Luft-Luft-Raketen sowie eine BQM-34A Ziel-Drohne der Navy aus kurzer Distanz zu zerstören oder wenigstens abzulenken.

Nachdem der US-Verteidigungshaushalt 1994 erstmals Mittel zur Entwicklung eines derartigen Systems bereitstellt, arbeitet die Luftwaffe ab 1998 gezielt an der Umsetzung des Projekts, das nun pragmatisch Airborne Laser (ABL) genannt wird. Im Jahr 2000 wird eine neue Boeing 747-400F beschafft, in welche die Lasertechnik die Ende 2002 eingebaut wird. Im Flug wird der aus sechs Modulen bestehende chemische Sauerstoff-Iod-Laser erstmals im März 2007 abgefeuert.

Das Programm, das im Netz ausführlich dokumentiert ist, wird aus Kostengründen Anfang 2012 beendet. Bis dahin soll das zwölfjährige Projekt 3,8 Mrd. $ verschlungen haben.


Zu den weiteren Drohnen-Abwehrmaßnahmen, die in diesem Jahr bekannt werden, gehört ein besonders cleveres System der o.e. KAIST-Forscher, das im August 2015 in den Blogs vorgestellt wird. Dabei handelt es sich um eine einfache Methode, Drohnen vom Himmel zu holen, indem deren Bord-Gyroskope mit Schall gestört werden.

Hierbei nutzen sie das Resonanz-Phänomen, das jeder kennt, der schon einmal mit dem angefeuchteten Finger um den Rand eines Weinglases gefahren ist, bis dieses anfing, einen Ton zu erzeugen. Nun stellt sich heraus, daß der gleiche Ansatz verwendet werden kann, um eine Drohne mitten im Flug zu deaktivieren. Dies wird möglich, da viele Elektronikgeräte so ausgelegt sind, daß sie bei hohen Frequenzen weit über dem Bereich des menschlichen Gehörs schwingen, um sicherzustellen, daß übliche Geräusche ihren Betrieb nicht beeinflussen.

Die Forscher entdecken, daß viele Drohnen tatsächlich billigere Gyroskope verwenden, die in Resonanz treten, wenn sie einem bestimmten Klang ausgesetzt sind. Fängt ein Gyroskop aber an zu schwingen und zu vibrieren, verliert es seine Fähigkeit, die Balance zu halten und bringt die Drohne schnell zum Absturz. Um die Resonanz zu induzieren, müssen die auftreffenden Schallwellen allerdings laut und intensiv sein. Bei den Tests gelingt dies, indem ein Lautsprecher direkt auf das Drohnengehäuse gerichtet wird.

Da dies in einer Notsituation, in der Polizei- und Feuerwehrpersonal versuchen, den Himmel frei zu machen, kaum machbar ist, überlegen die Wissenschaftler, ob es nicht auch möglich wäre, eine Drohne mit Schallwellen aus der Ferne zum Absturz zu bringen. Ein Flugobjekt, das bis zu 40 m entfernt ist, sollte sich mit ungefähr 140 deaktivieren lassen.

Eine derartige Abwehrmaßnahme ist nicht unmöglich – Militär- und Strafverfolgungsbehörden verfügen bereits über nicht-tödliche akustische Waffen, wie z.B. das sogenannte Long Range Acoustic Device (LRAD) des US-Streitkräfte, eine Schallkanone, die Ziele in einer Entfernung von bis zu 9 km erreichen kann.X5034aa

DroneDefender

DroneDefender


Statt Schall, lassen sich aber auch andere Wellen nutzen, wie die amerikanische Forschungsgesellschaft Battelle im Oktober meldet. Mit einer DroneDefender genannten Waffe, die wie ein Strahlengewehr aussieht und starke elektromagnetische Störsignale verwendet, um ihr Ziel zu erreichen, sollen Drohnen künftig vom Himmel geholt werden können, ohne sie zu beschädigen.

Die Störungswellen, deren Reichweite mit 400 m angegeben wird, sollen die Verbindung der Drohne zu ihrer Fernsteuerung blockieren, worauf die Fluggeräte in der Regel nach einem festen Muster reagieren: Manche fliegen zu ihrem Startpunkt zurück, andere landen an Ort und Stelle und einige fallen einfach herunter.

Die ersten der rund 5 kg schweren DroneDefender, die mit einer Akkuladung fünf Stunden lang betrieben werden können, sollen Anfang kommenden Jahres ausgeliefert werden. Bestellungen werden nur von Behörden angenommen, ein Preis wird noch nicht genannt.

Im Februar 2017 wird bekannt, daß die bei Mossul stationierten US-Bodentruppen mit dem Antidrohnen-Gewehr ausgerüstet wurden, nachdem der sogenannte ,Islamische Staat’ mit Beginn des Jahres zunehmend Drohnen zum Abwurf von Bomben einsetzt. Außerdem erteilt das Pentagon einen Auftrag über 15,6 Mio. $, um dafür 21 nicht näher beschriebene, tragbare Luftabwehrsysteme der israelischen Rüstungsfirma ELTA zu kaufen.

Möglicherweise handelt es sich um das Drohnenabwehrsystem Drone Guard, das mit Radar und elektrooptischen Sensoren kleine Drohnen bis auf eine Entfernung von 20 km entdecken und identifizieren soll. Zudem verfügt es – integriert oder als separat einsetzbar – über ein Jamming-System für elektronische Angriffe, das auch zur Abwehr von Schwärmen geeignet sein soll. Es ist seit letztem Jahr auf dem Markt.


Ebenfalls im Oktober wird auf der Jahrestagung der Association of the United States Army (AUSA 2015) ein Cybergewehr vorgestellt, das von Hauptmann Brent Chapman vom Army Cyber Institute (ACI) in West Point  konstruiert worden ist, um Quadrokopter abzuschießen. Dabei ist der Name ein wenig irreführend, da es sich nicht wirklich um ein Gewehr handelt – sondern um eine Kombination aus einem Raspberry Pi (einem Einplatinencomputer) und einer Wi-Fi-Antenne, welche eine bekannte Sicherheitslücke bei Parrot-Drohnen nutzt, denen der Befehl über einen offenen Telnet Port gesendet werden kann, den Motor auszuschalten.

Die Gewehr-Form sei nur deshalb gewählt worden, um es für Militärs leichter machen, die taktische Anwendung von Cyber-Waffen zu verstehen. Dabei ist das Gerät nicht auf Drohnen beschränkt, sondern kann auch Lichter ausschalten oder die Türen eines kleinen Bunkers öffnen – zumindest innerhalb einer Ausstellungshalle. Die Teile des Cybergewehrs kosten gerade einmal 150 $.


Im gleichen Monat Oktober wird ein mobiles und selbstfeuerndes Abwehrsystem präsentiert, das Drohnen ebenfalls mittels starker und gezielter Radiowellen zum Absturz bringt, indem diese die Steuerungseinheit des Fluggeräts stören. Das Anti-UAV Defence System (AUDS) ist zwar beträchtlich größer als das vorstehende DroneDefender-Gewehr, dafür hat sein gerichtete 4 W Strahl aber eine Reichweite von bis zu 2 km, bei Minidrohnen sogar noch mehr. Entdecken kann es Drohnen aus einer Entfernung von 8 km.

Der gesamte Prozeß dauert 8 – 15 Sekunden und bietet verschiedene Neutralisierungsoptionen, die das vorübergehende Einfrieren der Drohne beinhalten, so daß der Pilot denkt, sie hätte einen technischen Ausfall, das Initiieren einer erzwungenen Landung oder das Sperren des Geräts, bis die Batterie leer ist und es zu Boden stürzt.

Gebaut wird das Abwehrsystem von insgesamt drei britischen Unternehmen, die jeweils eine Technologie zur Verfügung stellen: Blighter Surveillance Systems liefert den Radar, der elektromagnetische Felder und Veränderungen in der Luft erkennt; Chess Dynamics die Tag- und Nachtsichtkameras mit Infrarot-Erkennung; und Enterprise Control Systems Ltd. die Radiowellen-Kanone selbst.

Das Verteidigungs-System, dessen Preis  bei 1,2 Mio. $ liegt, ist zudem in der Lage, optische Störsignale zu versenden und somit die Sicht der Drohnen-Kamera zu stören.

Im Mai 2016 meldet die Fachpresse, daß das AUDS, dessen Reichweite inzwischen mit bis zu 10 km angegeben wird, nun seitens der Federal Aviation Administration (FAA) auf ausgewählten Flughäfen getestet werden soll. Die Entwickler haben zwischenzeitlich mehr als 400 Stunden lang Versuche durchgeführt und glauben, daß die Technologie bereit ist, das Problem der Flughafenbetreiber mit Drohnen zu lösen.

Das System kann auch dazu beitragen, unverantwortliche Piloten aufzuspüren, indem es den Behörden Beweise wie Videomaterial oder Radarspuren zur Verfügung stellt. Der FAA zufolge gehen zur Zeit monatlich mehr als 100 Berichte über Drohnensichtungen in der Nähe von Flughäfen und Flugzeugen ein.


Neben dem AUDS gibt es ähnliche Systeme auch von andereen Herstellern. Die deutsche Firma Elektroniksystem- und Logistik-GmbH (ESG) aus Fürstenfeldbruck beispielsweise, die seit fünfzig Jahren sicherheitsrelevante Elektronik- und IT-Systeme für Militär, Behörden und Unternehmen entwickelt, integriert und betreibt, bietet ab Anfang 2015 auch Lösungen zur Erkennung und Abwehr von Drohnen an. Im Mittelpunkt steht dabei die Integration elektronischer Detektions-, Verifikations- und Abwehrsysteme, die auf der Technik des deutschen Rüstungskonzerns Diehl Defence und der niederländischen Firma ROBIN Radar Systems basieren.

Nach Demonstration der Lösung im Frühjahr vor Repräsentanten der Sicherheitskräfte sowie der Bundeswehr, kommt das System im Juli in die Presse, als es der Militärzuliefer ESG erfolgreich zum Schutz des G7-Gipfels einsetzt. Es soll sich auch während des Besuchs des damaligen US-Präsidenten Obama auf der Hannover Messe im Juni 2016 bewähren. Als Führungs- und Lagedarstellungsmittel wird übrigens das ebenfalls von der ESG entwickelte System TARANIS verwendet.

Im Februar 2017 wird das bislang namenlose, modulares Drohnenabwehrsystem erstmals einem internationalen Fachpublikum in Form einer Live-Demonstration präsentiert. Im Sommer soll dann ein Perster rototyp auf den Markt gebracht werden.

Anti-Drohnen-Munition

Drohnen-Munition


Mehr für den Privatgebrauch, wesentlich preiswerter und in erster Line für die USA gedacht, sind die Shotgun-Patronen der Munitionsfirma Snake River aus Boise, Idaho, die im August 2015 in den Handel kommen.

Die explizit als Drohnen-Munition vermarkteten Produkte, speziell angefertigte Schrotflintenpatronen vom Kaliber 12 Gauge, sind entworfen worden, um unerwünschte Fluggeräte aus dem Himmel zu sprengen.

Der gegenwärtigen Rechtslage nach ist das Beschädigen eines fliegende Roboters ein Verbrechen. Zudem ist eine Drohne in den Augen des Gesetzes ein vollwertiges Flugzeug, was bedeutet, daß das Abschießen einer Drohne genauso betrachtet wird wie der Versuch, eine 747 zu beschädigen. In den USA kann dies mit Gefängnis bis zu 20 Jahren und/oder einer Geldbuße von bis zu 1 Mio. $ geahndet werden.

In realita sind die Delinquenten bisher weitaus glimpflicher davon gekommen: Im Juni 2015 muß ein Brett McBay in Modesto, Kalifornien, eine Strafe in Höhe von 850 $ bezahlen, weil er den Selbstbau-Hexakopter seines Nachbarn abgeschossen hatte, den er für ein CIA-Überwachungsgerät hielt. Und schon im September 2014 war Russell J. Percenti aus Lower Township, New Jersey, verhaftet worden, nachdem er die Drohne eines Nachbars ,erschossen’ hatte. Welche Strafe in diesem Fall fällig wurde, ist nicht bekannt.

Vermutlich ganz ungestraft wird die 65-Jährige Jennifer Youngman aus Virgina davonkommen, die im September 2016 mit ihrer Schrotflinte eine Drohne abknallt, die über ihr Grundstück fliegt. Hinter dem Drohneneinsatz vermutete sie Paparazzi, da ihr Nachbar der Hollywood-Schauspieler Robert Duvall ist. Doch ganz ohne  Schaden geht es auch für sie nicht aus: Die Einzelteile der Drohne, die über den kompletten Rasen verteilt sind, bescheren ihrem Traktor zwei platte Reifen.

 

Doch auch Berichte über Zwischenfälle und Konflikte mit Drohnen häufen sich.

Das wohl erste prominente Opfer eines zivilen Drohnen-Unfalls ist der spanische Sänger und Schauspieler Enrique Iglesias, der bei einem Konzert in Tijuana, Mexiko, nach einer Drohne greift, die Fotos von dem Auftritt machen soll. Dabei gerät er mit der Hand in die Propeller und erleidet Schnittverletzungen an zwei Fingern, so daß er operiert werden muß und auch ein Jahr später in einem der Finger nichts fühlt. Zitat: „Really, what I did was a huge stupidity“ - womit der Gute völlig recht hat.


Zwischenfälle werden ebenso aus Deutschland gemeldet. Mitte Mai berichtet die Polizei, daß auf einer Abfahrt der Autobahn 40 (Ruhrschnellweg) eine tieffliegende Drohne frontal gegen die Windschutzscheibe eines Autofahrers aus Bochum geprallt sei. Der Besitzer der Drohne blieb unbekannt – ein klarer Fall von ,Drohnenflucht’.

Und nachdem im April die Piloten eines ADAC-Rettungshubschraubers auf dem Weg in eine Herzklinik Alarm schlagen, weil sie in der Nähe des Flughafens Münster/Osnabrück auf 1.500 Fuß (450 m) einer Drohne ausweichen müssen, meldet im Juni eine Cessna, die sich im Anflug auf den Flughafen Frankfurt am Main befindet, eine Begegnung mit einer Drohne ebenfalls in rund 450 m Höhe.


Im Juli kommt es in Warschau fast zu einem Zusammenstoß, als der Pilot einer aus München kommenden Lufthansa-Maschine auf etwa 700 m Höhe kurz vor der Landung in nur rund 100 m Entfernung eine Drohne entdeckt. Polizei und Militär fahnden mit Hubschraubern nach dem Drohnenpiloten und verhaften im Anschluß vorübergehend einen Mann. Die bei ihm gefundene Drohne wird beschlagnahmt. Mit einer Untersuchung der gespeicherten Daten soll festgestellt werden, ob es sich tatsächlich um die Drohne handelt, die den Flugverkehr gestört hatte.


Im Zuge der Berichterstattung ist zu erfahren, daß in den letzten beiden Jahren in 15 bekannten Fällen Drohnen gefährlich nah an Flughäfen oder Passagierflugzeugen herangeflogen sein sollen. Aus dem Aviation Safety Reporting System der NASA, das vertrauliche Berichte von Piloten enthält, geht hervor, daß es zudem bislang schon fünfzig mal zu Zwischenfällen während des Flugs gekommen sei. Im April war zudem die Hauptlandebahn des Flughafens von Manchester für 20 Minuten geschlossen worden, weil eine Drohne gesichtet worden war.

Während die amerikanische Luftfahrtbehörde FAA von November 2014 bis August 2015 insgesamt gut 700 Meldungen von Piloten erhielt, die innerhalb der Sperrzonen um die Flughäfen aus dem Cockpit Drohnen gesehen haben, gehen inzwischen monatlich schon rund 100 Sichtungsberichte ein. Ihre Analyse ergibt allerdings, daß ein Teil der Drohnenflüge von staatlicher Seite aus durchgeführt wurde, während sich andere vermeintliche Drohnen als Vögel entpuppten.

Die Problemsituation bleibt allerdings bestehen: Im August 2016 befindet sich z.B. ein mit über 100 Passagieren besetzter Lufthansa-Airbus im Landeanflug auf den Flughafen München, als der Kapitän bei dem Blick aus dem seitlichen Cockpitfenster in 1.700 m Höhe eine Drohne bemerkt. Das unbemannte Fluggerät, ein orange-blauer Quadrokopter mit einen Durchmesser von etwa 50 cm, fliegt in lediglich 10 m Entfernung neben der rechten Flügelspitze.


Um die Situation zumindest in den USA zu verbessern, soll zukünftig eine neue Technik helfen, die Verursacher ausfindig zu machen. Im Oktober vereinbart die FAA mit der privaten amerikanischen Militärfirma CACI International Inc. den Einsatz eines Geräts, mit dem sich Drohnenpiloten lokalisieren lassen. Dabei scannen strategisch plazierte Hochfrequenz-Sensoren die Umgebung des Flughafens in einem Radius von 8 km automatisch nach einer Funkverbindungen zwischen einer Drohne und einem Steuerelement ab, die zurückverfolgt werden kann um die Position des Drohnenpiloten zu ermitteln.

Die Partnerschaft ist Teil des bereits im Mai angekündigten UAS PathFinder Programm der FAA, bei dem die Agentur enger mit der Drohnenindustrie zusammenarbeiten will, um bessere Regelungen für die Integration von Drohnen in den Luftraum der USA zu entwickeln (s.u.).

Erstmals getestet wird das SkyTracker genannte System im Januar 2016 am Atlantic City International Airport, wo über fünf Tage 141 Operationen durchgeführt werden, bei denen UAS im Flug erfolgreich identifiziert, verfolgt und ihre Boden-Betreiber präzise lokalisiert werden, und dies ohne jede Störung des Flughafenbetriebs. Die Erkennungstechnologie soll in den folgenden Monaten weiter getestet werden, und der Abschlußbericht dann im August erscheinen.


Anfang September 2015 sorgt eine Drohne für die Unterbrechung eines Damen-Tennis-Matches bei den US Open, als das Flugobjekt in leere Zuschauerränge eines Teils des Louis-Armstrong-Stadiums in New York stürzt und die Spielerinnen erschreckt. In diesem Fall verlaufen die Ermittlungen der Polizei erfolgreich, die umgehend in einer nahen Marina den Lehrer Daniel Valerey von der Academy of Innovative Technology in Brooklyn verhaftet und wegen der Gefährdung belangt.

Ohne Verletzungen geht im selben Monat auch der Absturz einer 3 kg schweren DJI Inspire 1 Drohne bei einer Filmpremiere im Rathaus von Pasadena aus, die dabei ein einjähriges Kind am Kopf trifft. Was aber trotzdem für internationale Schlagzeilen sorgt.

Wesentlich schlimmer ist ein Unfall im Oktober im britischen Stourport-on-Severn, Worcestershire, als der anderthalb Jahre alte Oscar Webb sein rechtes Auge verliert, das von dem Rotorblatt einer Drohne in zwei Hälften geteilt wird. Gesteuert wurde die Drohne von einem Freund der Familie, der die Kontrolle über den Kopter verlor, als er ihn zur Landung bringen wollte.

Doch nicht immer sind die Opfer direkt betroffen. Ebenfalls im Oktober verursacht eine Drohne bei fast 700 Kunden des Energieversorgers Southern California Edison in Los Angeles einen Stromausfall, als sie in die Leitungen an der Larrabee Street Ecke Sunset Boulevard stürzt.

Beim Weltcup-Slalom von Madonna di Campiglio in Italien kracht im Dezember wiederum eine Kameradrohne auf die Rennstrecke – exakt an der Stelle, an der Sekunden zuvor noch der Österreicher Marcel Hirscher entlangfuhr. Weil das Rennen schon eine ganze Weile andauerte und Hirscher fast der letzte Teilnehmer war, liegen Akkuprobleme nahe, wofür auch die für die Technik kritischen Temperaturen von knapp unter null Grad sprechen.


Besonders kritisch wird es, wenn Drohnen Löschhubschrauber derart behindern, daß diese ihren Einsatz unterbrechen müssen, wie es Ende Juli in Südkalifornien geschieht. Dort brennt sich ein riesiger Flächenbrand durch den Cajon Pass und läßt dabei auch ca. 20 auf der Autobahn stehen gelassene Autos in Flammen aufgehen.

Einem Sprecher des San Bernardino County Fire Department zufolge hatten fünf Drohnen die Hubschrauber derart behindert, daß diese ihren Kampf gegen das Buschfeuer für 20 Minuten unterbrechen mußten. Was definitiv dazu beitrug, daß der North Fire genannte Brand auf die Autobahn 15 überspringen konnte.

Es ist nicht das erste Mal, daß Drohnen Feuerwehrleute daran hindern, ihre Löschflugzeuge und -helikopter zu fliegen. Nur in diesem County ist dies bereits der dritte Vorfall in einem Monat. So mußte schon während des nahe gelegenen Lake Fire im Juni eine DC-10 mit Flammschutzmittel wieder landen, nachdem in der Luft eine Drohne entdeckt worden war.

Der US-Forstdienst hat bereits 18 unbefugte Drohnenflüge über oder in der Nähe von Waldbränden gemeldet, von denen zehn die Feuerbekämpfung behindert hätten. Die Feuerwehr twittert später ein Plakat des Forstdienstes, das die Drohnenbetreiber daran erinnern soll, nicht in der Nähe von Feuerlöschoperationen zu fliegen.


Als weiteres Resultat wird bereits im Sommer in Kalifornien ein Gesetzentwurf eingebracht, der es den örtlichen Strafverfolgungsbehörden erlauben würde, jeden, der eine Drohne in der Nähe eines Waldbrandes fliegt, zu verhaften. Die Gesetzesvorlage passiert zwar beide Häuser des Landesgesetzgebers, wird dann aber von Unternehmen wie Amazon, Google und GoPro abgelehnt, weil sie auch verbietet, daß Drohnen ohne die Erlaubnis des Eigentümers in einer Höhe von weniger als 100 m über Grundstücke fliegen – worauf Gouverneur Jerry Brown die Vorlage ablehnt.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt hat die Polizei nicht wirklich die Autorität, Drohnen zu Boden zu zwingen. Dies fällt der FAA zu, die aber nicht viel mehr tun kann, als Monate nach der Tat ein strenges Schreiben abzusenden.

Im Oktober berichtet die Presse darüber, daß nun auch die Senatorin von New Hampshire Jeanne Shaheen die Gesetzesvorlage für ein ,Waldbrand- und Notfall-Luftraumschutzgesetz’ vorgelegt hat, das es illegal machen würde, Drohnen zu fliegen, die Brandbekämpfungs- oder Katastrophenhilfsmaßnahmen beeinträchtigen.

Anders als die kalifornische Vorlage, würde das Senatsgesetz nur für Naturkatastrophen wie Waldbrände, Hurrikane und Überschwemmungen gelten. Ausdrücklich davon ausgenommen werden Drohnen, die für Aufklärungs- oder andere Zwecke, z.B. die Berichterstattung, im Einsatz sind. Denn im Gegensatz zu den ,wilden’ Drohnen kann ihr gezielter und koordinierter Einsatz äußerst hilfreich sein. Sogar zur Brandbekämpfung selbst, wie wir weiter unten noch sehen werden.

 

Ein weiteres Problemfeld ist der Schmuggel.

Dabei geht es in der Hauptsache um Versuche, Häftlinge per Drohnen mit verbotenen Substanzen und Objekte zu versorgen, wie es in den vergangenen Jahren bereits mehrfach geschehen ist. Zuletzt war Anfang Dezember 2014 eine Drohne im Freistundenhof des Gefängnisses im Bremer Stadtteil Oslebshausen abgestürzt, an deren Rumpf ein mit 10 g Marihuana gefüllter Überraschungsei-Plastikzylinder hing. Die Wächter entdeckten sie gerade noch rechtzeitig, bevor der Freigang begann (um das Gras selber zu rauchen?!).

Mitte des Monats war dann eine weitere Drohne beim Anflug auf ein Zellenfenster des Untersuchungsgefängnisses in Hamburg stattdessen auf den Dach der Anstalt gelandet und dort sichergestellt worden. Dieser Quadrokopter sollte ein Geschenkpaket mit Marihuana, einem iPhone und einem USB-Stick mit Filmen offenbar direkt vor einer Zelle ausliefern. Der Häftling hätte es durch die Gitterstäbe greifen können.

Bruchlandung in Tijuana

Bruchlandung in Tijuana

Nun meldet die Presse, daß Mitte Januar 2015 eine Drohne auf ihrem Flug in die USA auf dem Parkplatz eines mexikanischen Einkaufszentrums in der Grenzstadt Tijuana abgestürzt sei – vermutlich, weil sie mit den 2,7 kg der synthetischen Droge Chrystal Meth völlig überladen war. Die mexikanische Behörden, die den Vorfall untersuchen, waren durch einen anonymen Anruft auf den Drohnencrash aufmerksam gemacht worden.

Flugziel und Hintermänner des Drogenkuriers sind bislang nicht bekannt, doch das Public Security Secretariat of Mexico (SSP) hatte schon im September 2010 darüber berichtet, daß die mexikanischen Drogenkartelle ultra-leichte UAVs zum Schmuggeln von Kokain in die Staaten einsetzen. Die selbstgebauten unbemannten Vehikel sind kostengünstiger und bilden ein geringeres Risiko als bemannte Ultralight-Flugzeuge, wie sie erstmals im Jahr 2008 zum Einsatz kamen, um Drogen in die USA hinein zu bringen.

Eine solche Drohne wiegt ungefähr 50 kg und kann 100 kg Kokain transportieren. Da ein Kilo Koks in Kolumbien 1.700 $ kostet und in den USA für 30.000 $ verkauft wird, verdienen die Schmuggler pro Flug etwa 2 Mio. $. Die Grenzbehörden schätzen, daß im Jahr 2012 etwa 150 solcher Schmuggel-Drohnenflüge stattgefunden haben. Auf der anderen Seite benutzt auch der US-Grenzschutz schon seit Jahren Drohnen, um seinerseits die Kartelle auszuspionieren.


Überhaupt scheinen sich Drohnen und Drogen bestens zu ergänzen. Anfang März 2015 wird eine Drohne von Wachen des Gefängnisses im britischen Bedford entdeckt, die in den Stacheldraht auf der Gefängnismauer gestürzt war und Drogen, Handys, ein Messer und einen Schraubenzieher in das Gefängnis schmuggeln sollte.


Auch nicht erfolgreich verläuft ein Versuch im August, Tabak, Marihuana und Heroin in das des Gefängnis von Mansfield im US-Bundesstaat Ohio zu liefern. Just als die Insassen am Nachmittag Freigang haben, senkt sich eine Drohne über den Hof und läßt ein kleines Päckchen fallen. Als mehrere Männer auf dieses zustürmten, beginnt schnell eine Massenschlägerei, die letztlich dazu führt, daß die insgesamt neun Beteiligten in Einzelhaft – aber nicht in den Genuß der Konterbande kommen.


Im gleichen Monat verhindern aufmerksame Polizisten die Drohnen-Lieferung von ein paar Porno-DVDs, einer geladenen Pistole, synthetischem Marihuana und Schmerzmitteln an einen Insassen des US-Gefängnisses Cumberland in Maryland. Diesmal können die Beamten zwei Verdächtige in Gewahrsam nehmen, die in einem in der Nähe des Gefängnisses entdeckt wurden. In dem Wagen finden die Beamten eine Drohne mitsamt Fernbedienung. Einer der beiden Männer wird gegen eine Kaution von 250.000 $ freigelassen, der zweite vorerst in Haft behalten.

Im Februar 2016 wird eine Statistik veröffentlicht, der zufolge im Jahr 2014 in oder um Gefängnisse in England und Wales zwei unbemannten Flugzeuge entdeckt wurden, nachdem es 2013 und davor keine Vorfälle dieser Art gegeben hatte. Im Jahr 2015 stieg die Zahl dann auf 33 Zwischenfälle. Bei den zusammengenommen 35 Fällen wurden mindestens sechs mal Medikamente entdeckt, und mehr als acht mal Mobiltelefone. In 19 Fällen konnten die Drohnen dingfest gemacht werden.

April 2016 kann im Gefängnis Wandsworth die Lieferung durch eine Drohne, die Schmuggelware trägt, vom Überwachungskamerasystem aufgenommen werden – und im August wird gemeldet, daß die Polizei in der Nähe der Haftanstalt HMP Pentonville in London sogar mehrere Drohnen abgefangen hat, die „eine nicht unerhebliche Menge an illegalen und legalen Drogen und eine große Menge Mobiltelefone“ an Bord haben. Eine der Drohnen sei abgestürzt, eine andere konnten die Polizisten im Flug fangen, hieß es. Mit welcher Methode, wird jedoch nicht gesagt.


Man darf aber dabei nicht vergessen, daß es nur Meldungen nicht erfolgreich verlaufener Drohnen-Lieferungen gibt – während über diejenigen Fälle, in welchen die Fluggeräte ihren Dienst versehen, ohne dabei entdeckt zu werden, wohl kaum in die Presse kommen. Wie hoch diese Dunkelziffer ist, scheint bislang aber noch niemand herausgefunden zu haben. Es ist jedoch anzunehmen, daß sie nicht unbeträchtlich ist, denn der Einsatz ist in den meisten Ländern so gut wie problemlos.

In Deutschland beispielsweise darf eine Drohne mit einem Gewicht von maximal 5 kg ohne Genehmigung geflogen werden, sofern dies aus reinem Spaß geschieht und eine Flughöhe von 100 m nicht überschritten wird. Nur unbemannte Flugobjekte, die schwerer sind als 25 kg, sind hierzulande grundsätzlich verboten. 


Neben diesen nicht allzu erfreulichen Nachrichten gibt es aber eine wesentlich größere Zahl von Meldungen, die sich mit den positiven Aspekten des Einsatzes von Drohnen bzw. entsprechenden weiterführenden technischen Entwicklungen befassen.

 

Als erster Bereich soll die Unfall- und Katastrophenhilfe betrachtet werden.

Eine aktuelle Katastrophe, bei der es zum beispielhaften Einsatz von kleinen Erkundungsdrohnen kommt, ist der Zyklon Pam der Kategorie 5, der Mitte März dieses Jahres mit bis zu 250 km/h starken Winden die kleine pazifische Inselnation Vanuatu verwüstet, die zu den ärmsten Ländern der Welt zählt.

Indago auf Vanuatu

Indago auf Vanuatu

Frühzeitige Warnungen beschränken zwar die Todesopfer auf ein paar Dutzend, können aber nicht die massiven Infrastrukturschäden auf den 82 Inseln verhindern. Um Hilfe zu leisten, braucht man aber zunächst eine klare Vorstellung vom Ausmaß der Zerstörung, was sich angesichts der geographischen Verbreitung des Archipels – es sind etwa 1.300 km von den nördlichsten bis zu den südlichsten Inseln – als außerordentlich schwierig erweist.

Da bemannte Hubschrauber dringend benötigt werden, um gestrandete Zivilisten zu retten, beauftragen Vanuatu und die Weltbank die australische Firma Heliwest die Schäden aufzunehmen, wofür diese Indago Quadrokopter von Lockheed Martin verwendet, die auch bei kräftigem Wind und mäßigem Regen mit niedriger Wolkendecke fliegen können (s.u.).

Das Heliwest-Team, das eigentlich in der Bergbau-, Öl- und Gasindustrie aktiv ist, unternimmt 126 Flüge, bei denen 50 Standorte auf neun entfernten Inseln begutachtet werden. Ein einziger Kopter kann in 12 Tagen eine Fläche von 10 Mio. m2 überblicken. Immer wieder aufgeladen werden die Flugzeugbatterien über die Zigarettenanzünder von Fahrzeugen.


Ebenso bieten Luftaufnahmen durch Drohnen, im Anschluß an das Erdbeben in Nepal zu Ende desselben Monats, bei dem etwa 9.000 Menschen sterben, wichtige Informationen für die Helfer.


An autonomen Drohnen arbeitet auch Prof. Davide Scaramuzza, Leiter der Robotics and Perception Group an der Universität Zürich (UZH) - und zwar schon seit 2009. Auf der Automatica im Juni 2014 in München hatte er beispielsweise ein System aus Drohne und Bodenroboter gezeigt, die miteinander kooperieren.

Der Hexakopter erfaßt eine Umgebung und führt den vierbeinigen Roboter durch das Terrain zu dem vorgegebenen Ziel. Eine mögliche Anwendung ist die Versorgung von Verunglückten, wobei der Kopter aus der Luft die Opfer sucht und dann den Roboter oder menschliche Retter zur Unglücksstelle leitet.

Jetzt, im März 2015, berichtet die Presse von zunehmenden Erfolgen bei den Bemühungen, die Flugroboter fit für den Einsatz in Katastrophengebieten zu machen. Denn hierfür müssen die Drohnen lernen, auch bei einem Verlust der Kontrolle eine stabile Fluglage beizubehalten und bei einem mechanischen oder einem Batterieausfall autonom in einem sicheren Bereich zu landen.

UZH-Versuch

UZH-Drohne

Der gemeinsam mit dem UZH-Neuroinformatiker Tobi Delbruck verfolgte Lösungsansatz basiert auf einer Kamera und einem Minicomputer, die an der Drohne befestigt sind. Der Dynamic Vision Sensor liefert laufend Bilder der Umgebung, wobei sie sich auf kontrastreiche Fixpunkte in der Landschaft fokussiert. Wenn sich die Drohne bewegt, verändern sich diese Fixpunkte. Aus diesen Veränderungen berechnet die von Scaramuzza entwickelte Software dann die neue Position der Drohne und erstellt darüber hinaus kontinuierlich eine 3D-Karte der Umgebung – ohne GPS.

Mittels dieser 3D-Karte kann die Drohne flaches, offenes und damit ,sicheres’ Gelände identifizieren und ,riskante’ Gebiete umgehen, wenn ein Fehler auftritt, um dann dort unter eigener Kontrolle zu landen. Das System ist vielseitig anwendbar – weshalb sowohl die NASA als auch Amazon Interesse anmelden. Für die geplanten Liefer-Drohnen des Versandhauses wäre es nämlich äußerst förderlich, wenn diese auch bei Ausfällen in der Technik oder bei Navigationsproblemen autonom und sicher landen könnten.

Für seine Bemühungen ist Scaramuzza schon mehrfach ausgezeichnet worden, zuletzt 2014 mit dem IEEE Robotics and Automation Early Career Award. Für die Zeit von 2015 bis 2019 hat er nun einen Starting Grant des Schweizer Nationalfonds einwerben können, mit dem er sein nächstes Ziel erreichen will: Die Drohnen schneller fliegen zu lassen, um im Katastrophenfall mehr Menschenleben zu retten. Dazu müssen noch sowohl die Kamera, wie auch die Software verbessert werden.

Im Februar 2016 wird gemeldet, daß Forscher der Universität Zürich - nun gemeinsam mit Kollegen der Universität der italienischen Schweiz sowie der Fachhochschule Südschweiz - eine Software entwickelt haben, mit welcher Drohnen Waldwege erkennen und ihnen selbständig folgen können. Damit ausgestattete UAVs können in Wäldern und Berggebieten vermißte Personen schnell gefunden und gerettet werden. Bislang dauert die Suche in der Regel Stunden, wenn nicht gar Tage.

Das Erkennen der Pfade und dem anschließenden Folgen wird durch ein Deep Neural Network (DNN) realisiert. So lernen die Drohnen mit jedem Flug dazu und können in Zukunft auch auf das erworbene Wissen zurück greifen. Mittels Verknüpfungen kann eine Rettungsdrohne aber auch auf Daten zurück greifen, die andere Drohnen gewonnen haben. Zudem werden die Flug-Roboter mit über 20.000 Bildern von verschiedensten Waldwanderwegen gefüttert, die ein zuvor in die Schweizer Alpen entsandtes Team über Helmkameras gesammelt hatte.

Durch Ähnlichkeiten, logische Schlußfolgerungen und Abgleiche gelingt es, die Drohnen so weit zu fördern, daß zu 85 % die richtigen Pfade im Wald gefunden und beibehalten werden, obwohl diese den Drohnen zuvor noch völlig unbekannt waren. Bei Menschen soll die Trefferquote bei 82 % liegen. In einem nächsten Schritt soll die Drohne auch Menschen erkennen können.


Im März 2015 ist zu erfahren, daß ein Team von Ingenieuren der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur und der University of California, Berkley einen Käfer der Gattung Mecynorrhina torquata, einer Unterart des Rosenkäfers, zum Cyborg gemacht haben, indem sie ihm Elektroden in die Beine eingeführt haben. Über einen Mikrochip-Rucksack werden gesendete Impulse empfangen, welche die etwa 6 cm lange und 8 g schwere Kreatur kontrollieren.

Die Bewegungen des Käfers wie seine Gangart, die Schrittlänge und Laufgeschwindigkeit können dadurch extrem fein ferngesteuert werden. Die Forscher betonen, daß die Käfer normal weiterlebten, wenn die Elektroden wieder entfernt wurden. Die Arbeit wird hier erwähnt, weil das Team den Cyborg-Käfer als Alternative zu mechanischen Drohnen entwickelt hat, deren Herstellung aus vielen winzigen Teilen, Sensoren und Aktoren wesentlich aufwendiger sei, als lebende Insekten direkt zu nutzen – als fertige Roboterplattformen der Natur.

Die genannte Art wird als Modellorganismus verwendet, da sie vergleichsweise viel Gewicht tragen kann. In Versuchen erwies es sich auch möglich, die Käfer im Flug zu steuern, wozu Rosenkäfer besonders gut geeignet sind, da sie mit geschlossenen Deckflügeln (Elytren) fliegen. Dadurch kann eine Platine auf der Oberseite angebracht werden, ohne daß der Käfer seine Flugfähigkeit verliert.

Einen Vorläufer gab es bereits im Jahr 2008, als es den Berkley-Forschern gelang, einen lebenden Nashornkäfer per Funk zu kontrollieren. Diese Gattung kann ein Gewicht von bis zu 3 g tragen und mit etwa 1,3 g auf dem Rücken fliegen. In Anbetracht der Tatsache, daß die Forschung durch die DARPA finanziert wurde, liegt ein Einsatz für militärische Zwecke nahe. Ebenso kann der ferngesteuerte Käfer auch für friedliche Zwecke genutzt werden, um an Orten nützlich sein, die zu eng oder zu gefährlich für einen Menschen sind. Das Video des Experiments wurde erstmals auf der MEMS 2009 Konferenz in Sorrento, Italien, gezeigt.

D
er Ansatz wird im Jahr 2016 wieder aktuell, als Forscher der North Carolina State University (NCSU) um Edgar Lobaton und Alireza Dirafzoon Drohnen und Cyborg-Kakerlaken zusammenbringen, um Katastrophengebiete zu kartieren. In früheren Studien hatten NCSU-Wissenschaftler um Alper Bozkurt schon 2012 Kakerlaken erfolgreich steuern können, im Jahr darauf sogar mit einem Kinect-System. 2014 gelang dem Team dann, die Biobot-Kakerlaken in Richtung von Geräuschen zu bewegen. Damit können solche Insekten verwendet werden, um z.B. verschüttete Opfer zu lokalisieren.

Der aktuelle Vorschlag lautet, dynamische Umgebungen, d.h. gefährliche oder unsichere Bereiche wie zusammengebrochene Gebäude beispielsweise, durch einen Schwarm Biobot-Scouts – wie z. B. ferngesteuerte Kakerlaken – ausspähen zu lassen, die dabei in einem kleinen, definierten Gebiet frei umherlaufen. Dieses wird von einer darüber schwebenden Drohne im Auge behalten. Bewegt sich einer der Sensor-ausgestatteten Biobots zu weit weg von der Drohne, melden ihm deren Sensoren ein Objekt im Weg, was den Käfer dazu veranlaßt, umzudrehen.

Während die Bugs die Umgebung erforschen, verarbeitet ein Algorithmus die Sensordaten, die sie sammeln, um den Beobachtern ein Bild der Lage zu geben. Sind genügend Daten für eine klare Karte des Gebietes gesammelt, fliegt die Drohne langsam zu einem angrenzenden Abschnitt und zieht die Biobots mit sich, um dort erneut zu beginnen. Die Software kann die beiden Karten zusammensetzen, und der Prozeß kann sich solange wiederholen, bis das ganze Gebäude erforscht ist. Die erstellte Karte kann dann von den Helfern oder anderen Teams verwendet werden, um sich in Gefahrengebieten zu orientieren oder Überlebende zu finden.


Meldungen vom April 2015 zufolge ist das Down East Emergency Medical Institute (DEEMI) in Maine die erste zivile Institution, die von der FAA eine Genehmigung für die Verwendung von unbemannten Drohnen für Rettungseinsätze erhält. Dies kann ebenso die Opfer der häufigen Küstenstürme in Maine betreffen, wie Wanderer, die sich in der Wildnis verlaufen haben.

VK-Ranger EX-SAR

VK-Ranger EX-SAR

Nun sollen in Kürze zwei (vermutlich fossil angetriebene) Drohnen eingesetzt werden, um Menschen in diesen Situationen zu helfen. Einmal ein Starrflügler VK-Ranger EX-SAR mit einer Spannweite von 1,8 m, der etwa 6.000 $ kostet – und zum anderen ein Mini-Hubschrauber VVK-FF-X4K, der bis zu 25.000 $ kostet und eine Reichweite von etwa 10 km hat, was ungefähr 45 Minuten Flugzeit entspricht. Um besser gesehen zu werden, sind die Drohnen mit hellen Farbmarkierungen in rot, weiß und gelb gekennzeichnet, zudem haben haben sie Blitzlichter an Bord.

Beide Drohnen sollen nur von lizenzierten Piloten geflogen werden und sind auch in der Lage, Hilfslieferungen wie Wasser, Medizin, Decken, Radios oder Lebensmittel mit einem Gewicht von bis zu 6 kg zu transportieren.


Zeitgleich ist zu erfahren, daß auch die Suche und Rettung von Menschen mit kognitiven Störungen wie Alzheimer oder Demenz, die von ihrem Heim wegwandern, mittels Drohnen erfolgen soll. Das US-Non-Profit-Projekt Project Lifesaver International nutzt die Indago von Lockheed Martin, um das Signal aufzufangen und zu verfolgen, das von dem Tracking-Armband der verlorenen Person ausgeht.

Im Zuge einer Recherche hierzu finde ich eine weitere, noch wesentlich größere Initiative, um verlorene Menschen zu finden und zu retten.

Das auf SarDrones.org laufende S.W.A.R.M.-Netzwerk (Search With Aerial RC Multi Rotor) wurde bereits im Dezember 2013 von RC-Piloten gebildet – inspiriert von der Suche nach Eric Garcia, einem verschwundenem Mann aus Colfax, Kalifornien. Die Mitglieder des inzwischen weltweiten Freiwilligen-Netzwerks stellen ihre Zeit und und Drohnen kostenlos zur Verfügung, um vermißte Personen zu suchen.

Schon im Mai 2014 sind über 1.000 Mitglieder in 42 Ländern mit dabei.


Hierzu paßt auch auch die Information über einen smarten Zusatz für handelsübliche Drohnen, den die Firma IntelliNet Sensors Inc. (INS) aus Kalifornien im November 2015 vorstellt. Dieser kann in Katastrophengebieten den Atem oder den Herzschlag von verschütteten Personen registrieren und deren Positionen lokalisieren. Die Retter können dann zielgerichtet graben, was von enormer Bedeutung ist, denn je früher ein Verschütteter gerettet werden kann, desto größer sind seine Überlebenschancen. Das Produkt soll unter den Namen Lynx6-A schon bald weltweit erhältlich sein, ein Preis wird nicht genannt.

Die 2011 gegründete Firma, die sich ansonsten äußerst bedeckt hält, bietet schon seit längerem mit Lynx3-A ein miniaturisierten eigenständiger Sensor an, der auch an ein UAV oder einen Landroboter montiert und verwendet werden kann, um versteckte Personen in LKWs, Seeschiffen oder Karren zu suchen. Andere Sensoren erfassen z.B. Personen Containern oder auch in rauchgefüllten Räumen.

Dem Stand von 2016 zufolge bietet das Unternehmen außerdem eine Reihe von Drohnen an, die für längere Scans vorprogrammiert werden können und sich auch automatisch selbst aufladen.

Der Phoenix50-A Quadrokopter hat beispielsweise die Fähigkeit, eine Bodenoberfläche zu scannen und die gesammelten Informationen für eine Echtzeitverarbeitung durch einen Laptop oder eine Überwachungs- und Steuerstation auszustrahlen.

Das Modell Phoenix100-A ist ein Hexakopter zum scannen von Pipelines, um Leckagen, Ausgasungen oder Nachweise für Manipulation zu erkennen, während der nicht näher beschriebene Phoenix200-A mit hochauflösendem Infrarot-Video illegale Grenzübergänge verhindern soll.


Wie schon erwähnt, ist eine verbreitete Methode zur Bekämpfung von Wald- und Flächenbränden der Abwurf großer Mengen an Wasser aus Flugzeugen und Hubschraubern. Einer der vielen Nachteile dabei ist jedoch, daß diese Fluggeräte menschliche Piloten brauchen, die bei den Einsätzen auch noch ihr Leben gefährden.

Aus diesem Grund konstruieren Lockheed Martin und die Luft- und Raumfahrtfirma Kaman Corp. eine Anpassung des (fossil betriebenen) autonomen Hubschraubers K-MAX, der ursprünglich für die Schlachtfelder Afghanistans entwickelt worden war und dort seit 2011 Tausende von Missionen geflogen hat. Autonome Versionen können auch nachts viel leichter und sicherer fliegen als menschliche Piloten.

Indago

Indago

Die erstmals im November 2014 vorgestellte Adaption zur Bekämpfung von Waldbränden, bekommt einen Quadrokopter namens Indago zum Partner – weshalb die Sache hier überhaupt erwähnt wird –, der eine Infrarot-Kamera verwendet, um das Feuer zu lokalisieren und an eine Zentrale zurückzumelden. Mit Hilfe der Drohne können die sogenannten Hot Spots ausgewählt und deren Daten nebst präziser Geolokation an den Hubschrauber übermittelt werden, der dann den Wasserabwurf durchführt.

Mit seinem Eimer, der Hunderte von Litern Wasser faßt, läßt er während der Vorführung in einer Stunde mehr als 10.000 Liter Wasser auf das Feuer fallen, mit regelmäßigen Ausflügen zu einem nahe gelegenen Teich zum Nachfüllen.

Im Oktober 2015 wird über eine weitere Präsentation des K-MAX berichtet, der diesmal mit einer Stalker XE UAS Drohne zusammenarbeitet. Diese ist ein von Hand gestarteter, elektrisch angetriebener Starrflügler, der 6 kg wiegt und eine Spannweite von 3 m hat. Das seit 2006 existierende UAV ist mit Kameras ausgestattet, hat eine Reichweite von etwa 20 km, und die Flugdauer mit voll geladener Batterie beträgt 2 Stunden.

Und auch im November 2016 erscheint die Sache wieder in den Blogs, als Hubschrauber und Drohnen bei einer Demonstration vor der Presse zusammenarbeiten, um Feuer zu bekämpfen und eine ,vermißte Person’ zu retten. Partner des K-MAX beim Feuerlöschen ist wieder ein Indago Quadrokopter, während die Such- und Rettungsmission von einem modifizierten, kommerziellen S-76 Hubschrauber, der als Sikorsky Autonomy Research Aircraft (SARA) bekannt ist, durchgeführt wird – in Kooperation mit mit einer Desert Hawk 3.1 Drohne für die Suche.

Desert Hawk Drohnen

Desert Hawk Drohnen

Bei dieser, bereits 2002 von Lockheed Martin für das Force Protection Airborne Surveillance System (FPASS) Programm der U.S. Air Force entworfenen Drohne handelt es sich um einen hauptsächlich aus Kunststoffschaum hergestellten, kleineren Starrflügeler mit einer Spannweite von 1,32 m, einer Länge von 0,86 m und einem Gewicht von 3,2 kg, der mit einem Gummiseil gestartet wird und ca. 1 Stunde in der Luft bleiben kann.

Der Indago, der auch bei den Einsätzen auf Vanuata ,seinen Flieger stand’ (s.o.), wird von Lockheed Martin ab Mai 2015 Kunden aus der Landwirtschaft angeboten, wofür die Procerus Technologies Division des Unternehmens eine Vertriebspartnerschaft mit der in Minnesota beheimateten Firma ForthWing Sensors eingeht. Gemeinsam will man das 2,2 kg schwere Fluggerät an US-Landwirte verkaufen, die damit die Gesundheit ihres Getreides überwachen, indem sie Pflanzengröße und Blattzahl messen.

Für die nächste Saison wird bereits ein Upgrade angekündigt, das es den Nutzern ermöglicht eine multispektrale Bildgebung zu verwenden, um auch Parasitenbefall und mögliche Auswirkungen von Dürren zu entdecken.

Neben dieser Zusammenarbeit hat Lockheed auch eine Partnerschaften mit der Detroit Aircraft Company geschlossen, um den Quadrokopter gemeinsam an öffentliche Stellen in Detroit zu verkaufen, darunter Feuerwehr- und Strafverfolgungsbehörden sowie öffentliche Sicherheits- und Versorgungseinrichtungen. Über den allgemeinen Einsatz von Drohnen in der Landwirtschaft werde ich weiter unten noch ausführlich zu sprechen konnen.


Eine der ersten Firmen, die ihren Schwerpunkt auf den Drohneneinsatz zur Brandbekämpfung setzt, ist das US-Familienunternehmen W. S. Darley & Co. aus Itasca in Illinois, das bereits seit 1908 im Feuerwehrbereich tätig ist und im Jahr 2010 – von einer Feuerwehrmesse in China inspiriert – mit der Entwicklung und Herstellung von Drohnen mit thermischer Bildgebung beginnt.

Als erstes UAV wird im Jahr 2011 der Stinger auf den Markt gebracht, der typischerweise verwendet wird, um Brände zu erkunden und abzuschätzen, wobei die thermischen Aufnahmen genutzt werden, um die heißen Zonen eines Feuers zu identifizieren und zielgerichtet bekämpfen zu können. Größe und Umfang von Flächenbränden lassen sich ebenso schnell beurteilen, wie in die 15. Etage eines Hochhauses in einer Großstadt blicken – und alles ohne Feuerwehrmänner loszuschicken.

Die Drohne hat drei Kamera-Optionen: HD ohne Zoom, HD mit Zoom und Wärmebildkamera für Sicht bei Rauch oder in der Nacht. Zusätzlich gibt es LED-Leuchten an Bord, die dem Bediener helfen, die Position der Drohne auch bei schlechten Sichtverhältnissen zu erkennen.

InstantEye Drohne

InstantEye Drohne

Bei der Entwicklung der anschließenden InstantEye Reihe kooperiert Darley mit der Firma Physical Sciences Inc. (PSI) in Andover, Massachusetts. Das Ergebnis ist ein leistungsstarkes und doch kostengünstiges Flugsystem, das von einer einzelnen Person und bei jedem Wetter von Hand gestartet, geflogen und von Hand wieder aufgefangen werden kann. Mit seiner Reichweite über 1 km Kilometer, einer Maximalgeschwindigkeit von 90 km/h, Features wie GPS sowie konfigurierbaren Nutzlasten wird das System auch dem Militär offeriert.

Der Flieger verwendet kundenspezifische Kontrollalgorithmen, die seitens der biomimetischen Forschung bei PSI aus dem Verhalten der Falkenmotten in turbulenten Winden und bei Kollisionen abgeleitet sind. Dadurch bietet die Drohne eine sehr hohe Stabilität und Reaktionsfähigkeit und kann ihre Position gut halten.

Der InstantEye Mk2 Gen3, der einschließlich seiner Videokameras und Batterien ca. 1 kg wiegt, hat drei Kameras an Bord – nach vorn, angewinkelt, und nach unten gerichtet – und kann bei Bedarf noch eine 4fach Zoomkamera und eine Wärmebildkamera hinzu nehmen, was ihn zu wohl zum ersten Fluggerät seiner Art macht, das maximal fünf Kameras tragen kann. Er wird erstmals im Jahr 2012 vorgestellt.

Mitte 2016 berichtet die Firma, daß inzwischen eine Reihe von Feuerwehren im ganzen Land Zulassungsbescheinigungen der FAA erhalten  haben, um UAVs zu betreiben. Als Beispiel für einen entsprechenden Einsatz wird die Explosion in einer Fabrik im vergangenen Jahr genannt, als die Feuerwehr von Louisville in Kentucky eine InstantEye Drohne benutzt, um für den Untersuchungsbericht eine dreidimensionale Kartierung der Anlage durchzuführen sowie Fotos und Live-Videos aufzunehmen.

Auf dem hier abgebildeten Foto ist der Feuerwehr-Leutnant Matt Gum aus Valley Township in Pennsylvania zu sehen, der eine InstantEye Drohne startet, während Chief Michael Kull die Steuereinheit betreibt.

PSI entwickelt derweil sowohl einen experimentelles Faltrahmen-Design, als auch ein Prototyp-System zur Erkennung und Identifizierung von radiologischen oder nuklearen Bedrohungen.

micro-flyer auf der USS Shadwell

micro-flyer
auf der USS Shadwell


Zu den besonderen Einsatzbereichen von Drohnen, über die im Februar 2015 etwas zu erfahren ist, gehört eine bereits im vergangenen November an Bord des Feuertrainingsschiffes USS Shadwell stattgefundene Demonstration eines autonomen, menschenähnlichen Brandbekämpfungsroboters für Schiffe (Shipboard Autonomous Firefighting Robot, SAFFiR), die Teil des Projektes Damage Control Technologies for the 21st Century (DC-21) ist.

Den nun veröffentlichten Einzelheiten der U.S. Navy und des U.S. Office of Naval Research (ONR) ist zu entnehmen, daß der Roboter, der menschlichen Mannschaften helfen soll, Feuer in den engen Räumlichkeiten von Schiffen zu bekämpfen, selbst wiederum Hilfe von einer autonomen Drohne erhält, um schneller zu diesen Bränden zu gelangen. Der als micro-flyer bezeichnete Quadkopter war von Forschern am Robotics Institute der Carnegie Mellon University und dem Spin-off-Unternehmen Sensible Machines entwickelt worden.

Das gegenwärtig noch 584 mm durchmessende Gerät mit seinen relativ kleinen Propellern, welche den Wirkungsgrad reduzieren und die Flugzeit auf etwa fünf Minuten pro Batterieladung beschränken, soll in der Endversion nur noch 406 mm weit ausfallen. Und indem die vier Rotoren durch ein einziges Rohrgebläse ersetzt werden, das zwei größere gegenläufige Propeller enthält, will man eine Flugzeit von 30 Minuten erreichen.


Im Mai 2015 kauft auch das Bedford Fire Department in Virginia eine Drohne als Werkzeug, das den Feuerwehrmännern Luftaufnahmen liefert. In weniger als einer Woche wird sie bereits zweimal verwendet, um vermißte Menschen zu suchen, einmal Bootsfahrer auf dem James River, und das zweite mal ein Wanderer, der sich im Gelände verlaufen hatte.

Im Juni benutzt die Feuerwehr des Auburn Fire Department in Maine eine Drohne, die dem Feuerwachen-Chef Frank Roma persönlich gehört, um einen 12- und einen 18-jährigen zu retten, die auf einem glatten Felsen inmitten der wilden Stromschnellen des Androscoggin River in Mechanic Falls festsaßen, nachdem sie mit ihrem Floß dort gestrandet waren, wobei nur der jüngere von ihnen eine Schwimmweste trug.

Da die Rettungsmannschaften erfolglos versuchen, das Paar mit einem Boot zu erreichen, setzen sie ein kleines unbemanntes Flugzeug ein, um ein Seil zu den Jungen ziehen und über dieses eine weitere Rettungsweste hinüber zu schicken – während über die Drohne alles von oben überwacht wird.


Im Oktober 2015 wird gemeldet, daß sich Forscher um Prof. Andrew Bennett vom Olin College of Engineering in Needham, Massachusetts, mit Kollegen des MIT und der Firma Scientific Systems Co. Inc. in Woburn, Massachusetts, zusammengetan haben, um im Auftrag der NASA autonome UAVs zu entwickeln. Diese sollen Realzeitdaten sammeln und an die Mannschaften schicken, welche gefährliche Waldbrände bekämpfen. Die Daten können dabei helfen zu ermitteln, wie sich das Feuer ausbreitet und wo man die Bodenteams am besten einsetzt.

Das Langley Research Center der NASA hat einen Einjahresvertrag mit dem staatlichen Fish and Wildlife Service (FWS) unterzeichnet, um kleine UASs für für das frühzeitige Erkennen von Buschfeuern und Waldbränden zu testen.

 Nach Genehmigung durch die FAA soll das Forschungs-UAV in dem Great Dismal Swamp National Wildlife Refuge eingesetzt werden, an der Grenze zwischen Virginia und North Carolina, wo man hofft, durch eine sichere und kostengünstige Überwachung Millionen von Dollar an Brandbekämpfungskosten einsparen zu können.

Auf die Idee eines UAV als Brandmelder war dem Langley-Forschungsleiter Mike Logan nach einem Waldbrand im Jahr 2011 gekommen, der fast vier Monate dauerte und dessen Löschen mehr als 10 Mio. $ kostete – ebensoviel wie ein anderer Brand drei Jahre zuvor.

Die knapp 7 kg schwere Drohne mit einer Spannweite von 1,8 m hat eine Reichweite von ungefähr 13 km und kann eine Stunde lang fliegen, bevor die Batterien wieder aufgeladen werden müssen. Das Flugzeug kann auch programmiert werden, um autonom zu fliegen. Bestückt ist es mit einer Kamera an der Nase, die Rauchfahnen sehen kann, sowie einer nach unten gerichteten Infrarot-Kamera, um durch das Erkennen von Wärmesignaturen Hot Spots zu finden.

Das bis zu 64 km/h schnelle Flugzeug wird langsamer geflogen, während es Live-Videobilder überträgt, die auf einem Laptop in einer mobilen Bodenstation betrachtet werden können. Über Ergebnisse der Tests habe ich bislang nichts finden können. Prof. Bennett wird uns aber noch einmal begegnen, da das Olin-Team auch in die Entwicklung der Snotbot Drohne involviert ist, die für nicht-intrusive Walforschung eingesetzt wird (s.u.).


Als weiteres Beispiel für den erfolgreichen Einsatz von Drohnen bei Hilfseinsätzen wird die Anfang Oktober erfolgte Entgleisung eines Amtrak-Zuges in den Wäldern außerhalb von Northfield in Vermont genannt, bei welcher sieben der 100 Passagiere verletzt werden, als der Zug gegen einen Erdrutsch auf den Schienen trifft. Nur zwei Stunden später stehen bereits Drohnen des Katastrophenschutzteams der University of Vermont über dem Unglücksort und nehmen innerhalb einer Stunde 280 Bilder auf, die den Verantwortlichen dabei helfen, die Hilfsmaßnahmen zu koordinieren. Die ebenfalls verfügbaren Satellitenbilder sind wegen der Wolkenabdeckung dagegen unbrauchbar.

Bei den eingesetzten Drohnen handelt es sich übrigens um die in der Übersicht von 2013  beschriebenen eBee UAVs der Firma senseFly (s.d.).

 

Nicht minder wichtig ist der Bereich der Lebensrettung.

Sehr vernünftig klingt daher das Projekt Ryptide von Bill Piedra, einem Teilzeitlehrer an der King Low Heywood Thomas Schule (KLHT) in Stamford, Connecticut, bei dem Drohnen zum Abwurf von Rettungsringen verwendet werden sollen. Im Gegensatz zu dem fliegenden Roboters Pars, den das iranische RTS Lab im Jahr 2013 präsentiert hatte (s.d.), handelt es sich bei dem Ryptide um einen Aufsatz, der unter einer Drohne angebracht wird und einen gefalteten, aufblasbaren Rettungsring trägt.

Projekt Ryptide

Projekt Ryptide

Erreicht die Drohne den hilfebedürftigen Schwimmer, kann auf dem Drohnencontroller eine Taste gedrückt werden, um den Rettungsring aus der Ferne zu lösen. Sobald dieser auf das Wasser trifft, löst sich eine Salztablette auf, so daß ein Federstift eine CO2-Patrone durchstechen kann und der Rettungsring in ca. 3 Sekunden aufgeblasen wird.

Das im Januar 2014 gemeinsam mit Schülern der der KLHT begonnene Projekt, das inzwischen in der Vorproduktions-Prototypstufe ist, hat den Gelegenheitsbenutzer im Auge, der seine Drohne zum Strand, zum Bootfahren, zum See oder sogar zum Schlittschuhlaufen mitnimmt, wo sie hilfreich sein könnte, wenn jemand ins Eis bricht.

Es soll drei verschiedene Versionen des Ryptides geben. Das Basismodell (geplant: 129 $) ist so konzipiert, daß es ohne Werkzeuge an die meisten kleinen Drohnen angebracht werden kann und wiegt 420 g. Das 890 g schwere Modell Ryptide DUO (259 $) kann zwei Rettungsringe transportieren, die einzeln fallen gelassen werden können. Die dritte Version (479 $) trägt ebenfalls zwei der wiederverwendbaren Ringe – und dazu eine Kamera.

Eine in März gestartete Crowdfunding-Kampagne auf Kickstarter erbringt bis Mitte April zwar nur 10.522 $, knapp oberhalb des Zielbetrages, erlaubt Piedra und seiner Firma Flying Robots LLC aber, das Projekt weiter zu verfolgen und die erste Version im Juli für 200 $ auf den Markt zu bringen.

In Vorbereitung auf den Plan, während der Olympischen Spiele 2016 an den Hauptstränden von Rio eine Flotte von 64 Drohnen einzusetzen, wird im September in Barra de Tijuca in Verbindung mit der Feuerwehr ein erster Test mit einer einzigen Drohne durchgeführt. Im kommenden Februar soll dann eine zweite Reihe von Tests mit einer Flotte von neun Drohnen am selben Strand stattfinden.


Einen ähnlichen Test, bei dem einem Ertrinkenden eine Schwimmweste abgeworfen wird, führt das chilenisches Unternehmen Green Solution im März 2015 an den Stränden von Algarrobo durch. Neben der Weste selbst hat die Drohne GPS, eine GoPro-Kamera, Mikrofon und Lautsprecher an Bord, um den Rettungsschwimmern zu helfen, Badegäste zu bergen, die im Meer in Schwierigkeiten geraten. Für die Zeiten, wenn nur wenig Licht herrscht, gibt es eine LED-Leuchte.

Green Solution hofft, die Drohnen bis zum nächsten Sommer an den Stränden von Chile zum Einsatz bringen zu können, um Leben zu retten.

Poseidron Grafik

Poseidron (Grafik)


Bereits im Oktober 2015 wird über eine weitere Version berichtet. Diesmal ist es eine ferngesteuerte Drohne des spanischen, in Valencia beheimateten Start-Up Sincratech Aeronautics von Enrique Martínez Asensi, die insbesondere schiffbrüchige Flüchtlinge im Mittelmeer retten soll. Das Großgerät mit einer Tragfähig von bis zu 70 kg, das daher sogar ein Rettungsfloß transportieren und aussetzen kann, ist mit Wärmebildkameras ausgestattet um die Menschen identifizieren, die auch nach längerer Zeit im Wasser wärmer sind als die Umgebung.

Die Oktokopter-Drohne namens Poseidron, die von Schiffen oder Plattformen bei praktisch jedem Wetter gestartet werden kann, nutzt das Navigationssystem Egnos, das auf den Systemen GPS (USA) und Glonass (Russland) basiert und eine auf 2 m genau Positionsbestimmung erlaubt. Wird die Kameras fündig, gibt sie die Koordinaten an eine Leitstelle durch, die Schiffe zur Rettung schicken kann.

Die internationale Satellitennavigationsbranche, die jedes Jahr herausragende Entwicklungen auszeichnet, zeigt sich von der spanischen Innovation so beeindruckt, daß sie sie mit dem 20.000 € dotierten Hauptpreis der 2015 European Satellite Navigation Competition auszeichnet. Wann der Einsatz der Drohne beginnt, ist bislang noch offen.


Im Juli 2016 folgen Berichte über einen weiteren fliegenden Retter, der Ertrinkende per Fernsteuerung retten soll. Am Strand von Biscarrosse an der französischen Atlantikküste, südwestlich von Bordeaux, wird eine Drohne namens Helper getestet, die Rettungsschwimmer aus der Luft unterstützt. Diese haben in den hohen Wellen oft Schwierigkeiten, abtreibende Schwimmer zu erreichen. Die Drohne ist dagegen in Sekundenschnelle vor Ort und wirft eine Boje ab, an die sich der Badende klammern kann.

Helper

Helper

Der pinkfarbene Flieger wiegt nur knapp 4 kg und verfügt über eine hochauflösende Kamera, um Ertrinkende schnell zu erkennen. Zudem ist sie mit einer gelben Boje ausgestattet, die sich bei Kontakt mit dem Wasser automatisch aufbläst. Gesteuert wird über eine Fernbedienung, mit der sich die Boje punktgenau abwerfen läßt.

Hinter der Idee stehen der auf Badeunfälle spezialisierte Arzt Fabien Farge sowie Gérald Dumartin von der Firma Terra Drone, die auf Flugobjekte spezialisiert ist, mit deren Hilfe geographische Karten erstellt werden. Die Entwicklung des Helper, der hohe Windstärken von bis zu 50 km/h aushalten und in der Luft sehr stabil sein muß, erfolgt gemeinsam mit einer Informatikfirma.

Bei einem Test erreicht die Drohne den Schwimmer in Not in weniger als 30 Sekunden, während der Jet-Ski, der sonst benutzt wird, für die Strecke von rund 100 m doppelt so lang braucht, da er sich einen Weg durch Schwimmer und Wellen bahnen muß. Ein weiteres Plus ist die Kamera, da schnell gesehen, ob der Badegast noch bei Bewußtsein ist, um zu entscheiden, ob ein Abwurf der Boje sinnvoll ist. Ob die Drohne auch langfristig zum Einsatz kommt, entscheidet sich nach Abschluß der Testphase Ende August. Eine wichtige Rolle spielt auch der Preis von 18.000 €.


Bislang leider nur als Entwurf gibt es einen höchst intelligenten Vorschlag, der im Oktober 2016 in den Blogs kursiert, da er verdientermaßen einen Red Dot Design Award gewonnen hat.

Das Amphibious Joint Lifeguard UAV des Designer Sarsenbek Hazken aus Kazakhstan geht über die o.g. Umsetzungen hinaus, indem die Überwachungs-Drohne selbst zum aktiven Retter wird. Das Gerät mit vier Propellern, das am Strand sicher und hoch genug aufgeständert auf seinen Einsatz wartet, um dann schnell senkrecht über den Badenden zu schweben, die zu weit ins Meer hinaus schwimmen.

Im Falle, daß die abtreiben, stürzt sich die Drohne nahe dem Opfer ins Wasser und schwimmt dann selbständig auf dieses zu. Sobald die gerettete Person sich dranhängt oder drauflegt, wird sie mittels der kräftigen Rotoren durch die Fluten ans Ufer gezogen. Abgesehen davon, daß der Körper der Drohne schwimmfähig ist, sind seine Seiten auch mit Photovoltaischen Zellen belegt, so daß sich die Rettungsschwimmer auch kaum Gedanken über die Batterieleistung machen müssen. X5004e


Recon Drone (Montage)


Ein weiteres Rettungsdrohnen-Design erscheint im Februar 2017 unter dem Namen Recon Drone. Der Entwurf, der einem kleinen ferngesteuerten Hubschrauber gleicht, stammt von vier jungen Designstudenten Aurélien Gravelotte, Augustin Wanert, Maxence Hoet und Maxence Fournier aus Frankreich und soll für das Unternehmen Parrot gedacht sein.

Die Form wird gewählt, damit die Drohne durch jede Art von Wetter manövrieren kann. Eingesetzt werden sollen die UAVs paarweise, um eine höhere Chance bei Auffinden rettungsbedürftiger Personen zu haben. Was mittels Tageslicht- und Wärmebildkameras geschehen soll. Sobald ein Überlebender gefunden wird, stößt die Drohne eines von zwei Notfall-Schwimmgeräten ein, die sogar mit chemischen Heizpatronen versehen sind, um einer Unterkühlung bis zur Rettung vorzubeugen.

Zudem besitzt der kleine Helikopter einen eigenen Schwimmgürtel, der sich automatisch aufbläst, falls er durch einen Unfall oder Irrtum selbst ins Wasser fällt.

 

Ebenso sinnvoll ist der Drohneneinsatz im Bereich Umweltschutz und Wiederaufforstung.

Im Januar 2015 berichtet die Presse z.B. über einen sehr interessen Ansatz. Dabei experimentieren Prof. Carrick Detweiler und Sebastian Elbaum aus dem NIMBUS-Labor der Universität von Nebraska-Lincoln (UNL) zusammen mit Kollegen des Drone Journalism Lab seit 2012 mit der Technik, ein UAV zu benutzen, um aus Gewässern Wasserproben zu entnehmen. Allein im Norden Kanadas und Alaskas gibt es tausende Seen und Teiche, die nicht alle mit dem Boot untersucht werden können. Die Drohnen sollen umweltschädliche Ölverschmutzungen finden und zudem gebietsfremde, nicht heimische Pflanzen-Arten aufspüren (Neobiota).

Gemeinsam mit dem 2010 gegründeten US-Unternehmen PrecisionHawk aus Raleigh, North Carolina, das schon 2012 ferngesteuerte (und 16.500 $ teure) Wasserflugzeugmodelle zur Probenentnahme eingesetzt hatte, werden nun Spezial-Drohnen entwickelt, die in der Lage sind, in der Luft schwebend per Schlauch Wasser aufzusaugen, dieses an Ort und Stelle zu analysieren und die gewonnen Daten umgehend zur Auswertung an das Labor zu senden.

Das vom US-Landwirtschaftsministerium mit 956.000 $ über drei Jahre geförderte Projekt ist Teil einer Forschungsinitiative im Bereich der Robotik (National Robotics Initiative), die von der National Science Foundation (NSF) und vielen weiteren Behörden und Instituten unterstützt wird.

Bei den ersten Experimenten wird die Water Drone X auf Grundlage des Modells AscTec Firefly in einem beliebten Naherholungsgebiet in Nebraska eingesetzt, um in einer Reihe von kleinen, künstlich angelegten Seen giftige Algen zu finden. Die routinemäßige Aufgabe erforderte bislang 12 bis 14 Stunden Arbeit einer ganzen Gruppe – was von einer Drohne in etwa zwei Stunden bewältigt werden kann. Der Quadrokopter wird zudem verwendet, um in den Wasserwegen von Nebraska nach Larven der invasiven Zebramuschel zu suchen.

Im November dieses Jahres geht PrecisionHawk übrigens eine Partnerschaft mit der seit 2008 bestehenden Firma Genera Energy Inc. aus Vonore im US-Bundesstaat Tennessee ein, einem Spezialisten für die Energiepflanzenproduktion und Biomasseversorgung. Dabei sollen neue Analysealgorithmen für die Verbesserung der Effizienz und Qualität der nachhaltigen Biomasseproduktion und -verteilung entwickelt werden. Die Algorithmen sollen die von Drohnen und Satelliten gesammelten Roh-Luftbilder in einen umsetzbaren Bericht für Landwirte umwandeln.


Im Bezug auf Proben entnehmende Drohnen ist anzumerken, daß ähnliche Ansätze auch woanders verfolgt werden. An der University of California Merced (UCMmerced), der ersten neuen amerikanischen Forschungsuniversität im 21. Jahrhundert, arbeitet beispielsweise Prof. YangQuan Chen an einer Quadrokopter-Drohne, die auf dem Wasser landet und ebenfalls in der Lage ist Proben für eine spätere Sequenzierung im Labor zu entnehmen. Das sogenannte UAV-assisted Autonomous Water Sampling wird ebenso an der Hogeschool van Amsterdam und der Clemson University in South Carolina untersucht.


Einer der Semifinalisten des internationalen Wettbewerbs Drones for Good (s.u.) ist das 2014 gegründete Start-up BioCarbon Engineering aus dem britischen Oxford, das Quadrokopter einsetzen will, um aus der Luft Wiederaufforstung zu betreiben und bis zu einer Milliarde Bäume im Jahr zu pflanzen. Zu diesem Zweck entwirft das Team um den ehemaligen NASA-Ingenieur Lauren Fletcher und seine Mitgründerin Susan Graham eine abwurftaugliche Samen-Verpackung, die sich in den Boden bohrt. Dort zersetzt sich ihr biologisch abbaubares Material durch Regen, worauf die in ein nährstoffreiches Hydrogel eingebetteten Keimlinge Wurzeln ausbilden können.

Um für die Aufforstung geeignete Flächen zu finden, entwickelt das Unternehmen, das auch Mapping-Dienstleistungen für landwirtschaftliche Betriebe anbietet, verschiedene 3D-Kartografieverfahren. Und auch nach dem Pflanzen werden die Bäume nicht sich selbst überlassen: Kontrolldrohnen sollen später regelmäßig prüfen, ob die Saat aufgegangen ist.

Einem optimistischen Szenario zufolge ließen sich pro Tag mit zwei Drohnenpiloten, die jeweils mehrere unbemannte Flugobjekte entlang programmierter Flugbahnen steuern, bis zu 36.000 Bäume pflanzen, wobei die Kosten zudem 15 % unter denen der traditionellen Methoden der Aufforstung liegen sollen. Jeder Kopter soll innerhalb von 18 Minuten 300 Setzlinge in den Boden schießen, was eine Fläche von einem Hektar abdeckt.

Das Team arbeitet zu diesem Zeitpunkt daran, den Prototyp, für den es bereits im vergangenen Jahr vom Skoll Center for Social Entrepreneurship einen Preis in Höhe von 20.000 £ gewonnen hatte und von dem Investor Founder.org finanziert wird, bis Ende des Jahres zu einer voll funktionsfähigen Plattform weiter zu entwickeln.

Im Juli 2015 gewinnt BioCarbon Engineering den Hello Tomorrow Challenge 100k Grand Prix, und im Mai 2016 erhält das Unternehmen eine Anschubfinanzierung von der Drohnen-Firma Parrot SA. Im September folgt eine weitere Auszeichnung, als die Firma den Global Grand Challenge Award der Singularity University in der Kategorie Umwelt erhält.

DroneSeed-Drohne

DroneSeed-Drohne


Im September 2016 kursieren Informationen über ein zweites, ähnlich angelegtes Projekt, hinter dem das im Jahr zuvor gegründete Start-Up DroneSeed Inc. aus Beaverton in Oregon steht.

Auch hier arbeitet man an der Entwicklung von Drohnen, die in großem Maßstab Bäume pflanzen und überwachen können, indem sie Präzisions-Forstwirtschaft betreiben und Hochtechnologie verwenden, um Wiederaufforstung zu betreiben. Zudem sollen die Maschinen in das Forstmanagement einbezogen werden, einschließlich der Kartierung und Kontrolle.

Den Gründern Grant Canary und Ryan Mykita zufolge soll sich die Baumpflanzung damit in viel weniger Zeit, mit viel weniger Aufwand und zu vielleicht einem Zehntel der bisherigen Kosten realisieren lassen. Bislang ist DroneSeed allerdings noch in der F&E- und Testphase. Sobald die Baumpflanzungstechnologie, ein Luftpistolen-ähnliches System, das die Samen in den Boden schießt, vollständig entwickelt ist, soll es pro Stunde 800 Samen pflanzen können, verglichen mit einem menschlichen Arbeiter, der ungefähr 800 Samen pro Tag pflanzt.


In einer Meldung vom Dezember desselben Jahres ist zu erfahren, daß der Wissenschaftler Todd Dawson von der University of California, Berkeley, der seit fast einem Jahrzehnt die riesigen Mammutbäume des Whitaker-Waldes in Kalifornien studiert, von denen einige Hunderte von Jahren alt sind, zur Überwachung ihrer Gesundheit nun auch Drohnen einsetzt.

Die Region leidet gegenwärtig unter einer bereits sechsjährigen, rekordverdächtigen Dürre, welche die Landwirtschaft ebenso bedroht wie die einheimischen Lebensräume und den Tod von rund 60 Millionen Bäumen verursachen könnte. Bislang müssen Ökologen wie Dawson die Bäume manuell begutachten, indem sie Seile und Gurte nutzen, um einen nach dem anderen zu erklettern. Was nicht nur gefährlich ist, sondern auch Tage oder Wochen dauern kann, um nun einen einzigen Baum zu inspizieren.

Mit Hilfe von Sensor-ausgestatteten Drohnen können die Forscher nun in viel kürzerer Zeit viel mehr Informationen sammeln. Dabei kooperiert das Team mit dem Drohnen-Hersteller Parrot und dem auf Drone-Mapping spezialisierten Software-Unternehmen Pix4D. Die Drohnen werden mit Parrots Sequoia beladen, einem multispektralen Sensor, der Bilder in vier verschiedenen Spektralbändern aufzeichnet und Software verwendet, um sie in kurzer Zeit in 3D-Modelle umzuwandeln.

Mit diesem Ansatz kann ein einziger Drohnenflug den Wissenschaftlern Informationen liefern, die sie mit dem bloßen Auge niemals bekommen würden, z.B. wie viel Licht von den Bäumen absorbiert und wie viel reflektiert wird. Und da die Drohnen so programmiert werden können, daß die identische Wege fliegen, können sie die Gesundheit der Bäume verfolgen, indem sie diese täglich auf derselben Flugstrecke umkreisen.

Das Projekt zielt letztlich darauf ab, die Architektur des Waldes besser zu verstehen, wie er auf den Klimawandel reagiert und welches die Grundlagen seiner Fähigkeit sind, Kohlenstoff zu speichern.

 

Direkt benachbart ist der Tier- und Waldschutz, was in unserem Fall den Einsatz von Drohnen bei der Bekämpfung von Wilderei und illegalen Rodungen bedeutet.

So entwickeln beispielsweise Wissenschaftler der Polytechnic University of Catalonia (UPC) in Barcelona gemeinsam mit der Drohnen-Firma Hemav besonders leichte Flugobjekte, die mit Kameras und Wärmesensoren ausgestattet sind, um den Boden nach Auffälligkeiten abzusuchen und in Echtzeit Bilder an die Zentrale zu senden.

Dabei geht es um die grundsätzlich streng verbotene Nashornjagd, die bislang noch immer nicht unterbunden werden konnte, da vor allem in China und Vietnam ein Pulver als Wundermittel gegen zahlreiche Krankheiten und als Aphrodisiakum betrachtet wird, das aus dem Horn des Tieres hergestellt wird. Dies kann für die Wilderer ein lukratives Geschäft sein, weil auf dem Schwarzmarkt für die Hörner der afrikanischen Nashörner Kilopreise von bis zu 10.000 $ gezahlt werden (andere Quellen: bis zu 65.000 $/kg). Dabei besteht das Horn aus Keratin, dem gleichen Material wie menschliche Fingernägel.

Da der Bedarf an Nashornpulver zu einem nicht unerheblichen Teil durch illegale Wilderei in afrikanischen Nationalparks gedeckt wird, und die zum Schutz der Tiere eingesetzten Ranger unmöglich in jedem Winkel der Parks gleichzeitig präsent sein können, sollen sie zukünftig von unbemannten Drohnen dabei unterstützt werden, mehr Wilderer zu erwischen.

Die Keros 1 genannte Drohne, deren eingebaute GPS-Funktion dafür sorgt, daß die Ranger jederzeit über den Entstehungsort der Bilder informiert sind, soll zunächst in Südafrika zum Einsatz kommen, wo dem World Wide Fund for Nature (WWF) zufolge zwischen 2008 und 2014 rund 2.600 Nashörner der illegalen Jagd zum Opfer gefallen sind.

Die aus Styropor hergestellte Drohne, von der das Team auf dem Foto ein verkleinertes Modell zeigt, kann bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 55 km/h fliegen, ihr Akku erlaubt eine Flugzeit von einer Stunde, und sie besitzt eine hohe Kommunikationsreichweite. Dafür kostet sie aber auch 10.000 € aufwärts.


Bei einer vertieften Recherche zeigt sich jedoch, daß es bereits einen sehr aktiven und nach eigenen Angaben auch sehr erfolgreichen Vorläufer gibt – die im Jahr 1977 durch Freunde von Charles und Anne Morrow Lindbergh (einschließlich Neil Armstrong, General Jimmy Doolittle, Sir Edmund Hillary und anderen) in Berkeley Springs, West Virginia, gegründete Charles A. und Anne Morrow Lindbergh Foundation.

Nachdem die Stiftung 35 Jahre lang innovative Forschungsprojekte unterstützt, richtet sie ab 2012 ihren Brennpunkt auf Luftfahrt-bezogene Initiativen wie dem Programm Air Shepherd, das Drohnen und Datenanalysefunktionen nutzt um Nashörner und Elefanten in Afrika zu schützen. In jenem Jahr war eine starke Zunahme insbesondere der Nashorn-Wilderei festgestellt worden.

Die für die Tierschutzgebiete und Erhaltung der Artenvielfalt in der Provinz KwaZulu-Natal in Südafrika verantwortliche Regierungsorganisation Ezemvelo KwaZulu-Natal Wildlife (Ezemvelo KZN) schließt daraufhin eine Vereinbarung mit einem Service-Provider, um ein Pilotprojekt zur Sicherheitsüberwachung von Nashörnern mittels UAVs durchzuführen. Das Hauptziel ist, die Nashorn-Wilderei zu reduzieren und für einen wirksamen Schutz der Population des Hluhluwe, iMfolozi Park (HiP) zu sorgen. Dieses Projekt wird über einen Zeitraum von zwei Jahren fortgesetzt und erzielt eine 65 %-ige Reduktion der Nashorn-Wilderei im Vergleich zum Jahr davor.

Air Shepherd Ausstattung

Air Shepherd Ausstattung

Etwa ab 2014 beginnt die Air Shepherd Initiative damit fliegende Roboter zu verwenden, um die Patrouillenteams aufzurüsten. Im Zuge einer Pilotphase im südlichen Afrika werden mehr als 400 Missionen durchgeführt und etwa 1.000 Flugstunden über eine Region protokolliert, wo bislang im Schnitt jeden Monat 19 Nashörner getötet worden waren. Während der sechs Monate langen Testperiode wird dagegen nicht ein einziges Nashorn Opfer von Wilderern.

Die UAVs von Air Shepherd sind mit GPS und Infrarot-Kameras ausgerüstet, um insbesondere mit Einbruch der Nacht aktiv zu werden, wenn sich die Wilderer in Bewegung setzen, nachdem sie tagsüber die Positionen der Tiere ausgekundschaftet hatten. Sobald sich der Vorhang der Dunkelheit senkt, bewegen sich die Jäger um die Tiere zu töten und sich dann mit ihren Hörnern und Stoßzähnen schnell abzusetzen.

Der ,Motorraum’ der Initiative befindet sich aber nicht in Afrika, sondern ist an der University of Maryland in den USA untergebracht, wo ein Supercomputer historische Daten des Standorts verarbeitet, wie die Orte und Zeiten der Wilderei und wo die Wilderer den Park betreten und verlassen haben. Unter Berücksichtigung der Bewegungen der Elefanten und Nashörner sowie Karten des Geländes, sagt die Software die Routen voraus, welche die Wilderer nehmen werden um ihre Opfer zu jagen – und legt entsprechend die Flugstrecken der Drohnen fest.

Auch am Boden werden die Ranger entsprechend den Berechnungen der Vorhersage-Software und in den am stärksten anfälligen Gebieten positioniert. Die Drohnen werden für die Gesamtheit des zweistündigen Fensters autonom geflogen und verlassen die geplanten Flugstrecken nur dann, wenn es Anlaß zur Besorgnis gibt.

Währenddessen werden die von den Drohnen erfaßten thermischen Bilder zu einem Kontrollsystem auf dem Boden zurückgeschickt. Für den Fall, daß Wilderer erkannt werden, benachrichtigen die Drohnenbetreiber die Ranger über Funk, die sich daraufhin zu der übermittelten Position bewegen, um die Verbrecher abzufangen.

Die Software der Maryland-Mathematiker, die vom US-Militär im Irak und in Afghanistan verwendet wird, um zu prognostizieren, wo am wahrscheinlichsten Straßenbomben plaziert sind, und die angepaßt wurde, um der Wilderei entgegenzuwirken, kann mit einer Genauigkeit von 93 % voraussagen, wo die Wilderer zuschlagen werden.

Da inzwischen sieben afrikanische Länder ähnliche Anti-Wilderei-Programme realisieren möchten, startet Air Shepherd nun eine zeitlich unbefristete Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, um 500.000 $ zu sammeln. Mit diesem Betrag ließe sich der tägliche Betrieb eines einzelnen Drohnen-Teams in Südafrika über ein Jahr lang finanzieren. Bis Ende 2016 kommen immerhin schon 325.818 $ zusammen.

In einer zweiten Kampagne für Mittel, um in Zimbabwe Wilderer zu stoppen, bevor sie die Trinkstellen von Elefanten mit Zyanid (Blausäure) vergiften, werden bis Anfang Dezember 76.490 $ eingenommen, die immerhin 151 % des ursprünglichen Zielbetrages ausmachen.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Initiative außer in Südafrika und Zimbabwe (Hwange National Park) auch schon in Malawi (Liwonde National Park und Nkhotakota Wildlife Reserve) aktiv.


Im Kampf gegen Elefantenwilderer in Afrika setzt auch die von dem Australier Damien Mander im Jahr 2009 gegründete International Anti-Poaching Foundation (IAPF) die Drohnen-Technologieein. Die Stiftung verwendet die UAVs erstmals 2012 im Niassa Nationalreservat in Mosambik.


Übrigens gehört auch die 1981 gegründete Sea Shepherd Conservation Society (SSCS), eine internationale Non-Profit-Organisation zum Schutz der Meerestiere mit Sitz in Burbank, Kalifornien, zu den frühen Pionieren bei der Nutzung von UAVs.

Bereits Ende 2011 benutzt sie bei der Operation ,Divine Wind’ Drohnen, um die illegale japanische Antarktis-Walfangflotte abzufangen. Im Januar 2012 erhält Sea Shepherd sogar eine offizielle Genehmigung aus Australien, um bei der Suche nach der Walfangflotte im Südlichen Ozean Drohnen einzusetzen. Neuere Aktivitäten sind bislang nicht zu verzeichnen.

In Europa ist es die Meeresschutz-Gruppe The Black Fish, die Drohnen verwendet, um große Bereiche des Mittelmeers und der Ostsee zu überwachen. Erstes Ziel ist es, die illegale Überfischung zu beenden.


Auch in Indien stößt die neue Technik auf Interesse. Im April 2013 ist zu erfahren, daß Wildhüter des 480 km2 großen Nationalparks Kaziranga im indischen Assam bereits testweise Kamera-Drohnen einsetzen, um ihre Nashörner vor der grassierenden Wilderei im Park zu schützen. Der regelmäßige Betrieb der UAVs mit einer Spannweite von 2 m und einer Reichweite von 40 – 60 km, die in einer Höhe von 200 m für 45 Minuten in der Luft bleiben können, soll beginnen, sobald die Genehmigung des Verteidigungsministeriums vorliegt.

Im vergangenen Jahr hatten Wilderer, die mit automatischen Gewehre bewaffnet sind, 22 Nashörner getötet, und nur im ersten Viertes diesen Jahres schon weitere 21, obwohl die Wildtierbehörden in den vergangenen Wochen 300 bewaffnete Wachen eingesetzt haben, um die Tiere in Kaziranga zu schützen. Überschwemmungen beschränkten jedoch die bemannte Überwachung des Parks, wodurch die straff organisierten Wilderer-Gruppen leichtes Spiel hatten.

Kaziranga-Drohne

Kaziranga-Drohne

Im August melden auch die Wildhüter des des Tiger-Reservats Panna in Madhya Pradesh, daß sie Drohnen einsetzen wollen, um die Bewegungen der 16 Tiger des Parkes zu verfolgen und sie ebenfalls vor Wilderern zu schützen. Der  542 km2 großen Nationalpark Panna hatte im Jahr 2009 seine gesamte Tigerpopulation an die Gangster verloren und erst 2012 wieder ersetzen können.

Der National Tiger Conservation Authority (NTCA) zufolge habe man bereits die notwendige Genehmigung für die Verwendung von UAVs und werde voraussichtlich ab dem März 2014 auf experimenteller Basis mit der Luftüberwachung starten. Nur wenige Tage nach der Bekanntmachung wird jedoch gemeldet, daß die Idee möglicherweise von der staatlichen Waldbehörde abgelehnt wird, da die Drohnen nicht den Erfordernissen entsprechen.

Die Behörde hatte erwogen, die UAVs für zwei Hauptzwecke zu verwenden: einmal zur Überwachung der Tiger durch Signale, die von Radiobändern an ihnen ausgehen, und zweitens zur Stärkung der Schutzmaßnahmen durch die visuelle Kontrolle des Parks. Diese würde jedoch durch die dichte Baumbedeckung verhindert werden. Das indische Unternehmen, das die Drohnen präsentierte, wurde jedoch gebeten einen Feldversuch zu organisieren, um die Wirksamkeit und Qualität der aufgenommenen Bilder von Thermokameras zu ermitteln.

Leider verweigert das Verteidigungsministerium Anfang September seine Zustimmung für den Einsatz im Nationalpark Kaziranga aufgrund von ,Sicherheitsbedenken’. - wogegen umgehend eine Anfrage auf Revision eingereicht wird.  Die beiden Drohnen des Pilotprojekts werden derweil zum Tiger-Reservat Panna gebracht.

Von dort wird im November 2013 gemeldet, daß die Tierschützer nun testweise damit beginnen werden, ihre Wildkatzen mittels Drohnen zu überwachen. Die nächste Nachricht vom Mai 2014 besagt jedoch, daß das Projekt bereits im Januar, nach drei Tagen mit insgesamt fünf Starts und Landungen, gestoppt wurde und die zwei Drohnen seitdem im Basislager des Wildlife Institute of India (WII) in Dehradun Staub ansetzen. Durchgeführt wurden die Testflüge von den Experten der US-Organisation Conservation Drones (s.u.).

Im Februar 2016 wartet die NTCA noch immer auf ein endgültiges Ja vom Verteidigungsministerium, nachdem sie mit dem WII eine Absichtserklärung unterzeichnet hatte, um die Drohnen-Überwachung in den fünf Tigerreservaten von Panna, im Jim Corbett Nationalpark, in Kaziranga, Sundarbans und im Sathyamangalam-Wald von Tamil Nadu zu starten, wofür ein Budget von umgerechnet knapp 500.000 € vorgesehen ist. Ist das Projekt in der ersten Pilotphase in den fünf Tigerreserven erfolgreich ist, soll es später ausgeweitet werden.

Bis dahin arbeitet das WII weiter an seinen UAVs, um zusätzliche Eigenschaften wie Nachtsichtfähigkeit, Landefähigkeit, erhöhte Dauer und Geschwindigkeit von Flügen usw. einzuschließen. Es dauert dann aber doch noch bis Mitte November 2016, bis die indische Regierung der Verwaltung des Kaziranga-Nationalparks die Drohnen-Genehmigung erteilt.

AREND-Drohne Grafik

AREND-Drohne (Grafik)


Auch das Projekt Aircraft for Rhino und Environmental Defense (AREND) befaßt sich mit dem Beschneiden der illegalen Jagd. Dabei handelt es sich um internationales Team von Studenten unter der Leitung von Jean Koster an der Universität von Colorado in Boulder, die ebenfalls ein unbemanntes Flugsystem mit dem ultimativen Ziel der Bekämpfung von Wilderei in den afrikanischen Nationalparks entwickeln. Unterstützt wird AREND von Wildlife Protection Solutions (WPS), einer internationalen Non-Profit-Gruppe, die sich mit der Erhaltung bedrohter Arten befaßt.

Nach einer erfolgreichen Kickstarter-Kampagne Anfang 2014, bei der 213 Unterstützer mit 22.403 $ dazu beitragen, das Projekt zum Leben zu erwecken, treibt das Team die Entwicklung eines autonomen Flugzeugs mit Pusher-Konfiguration weiter voran, d.h. eine Antriebsbauweise, bei der die Propeller hinter dem Triebwerk zu finden sind. Die Kommunikationsantennen sind in die Tragflächen eingebaut und eine kalibrierte Kamera in die Nase. Im Einsatz ist der Flieger bislang aber nicht.


Sehr aktiv auf diesem Sektor ist auch die US-Non-Profit-Gruppe Conservation Drones mit ihrer Plattform ConservationDrones.org, gegründet von Lian Pin Koh, einem Ökologe an der ETH Zürich, und Serge Wich, einem Biologen der Universität Zürich.

Schon Anfang 2012 setzt eine Gruppe von Forschern des Sumatran Orangutan Conservation Programme (SOCP) in Indonesien eine Drohne ein, um schwer zugängliche Dschungel-Gebiete im nördlichen Sumatra zu überfliegen und wertvolle Informationen über die Nester der Orang-Utans und die Zahl ihrer Population zu gewinnen. Die hochauflösenden Echtzeitbilder zeigen auch, wo Wälder gerodet oder in Brand gesteckt werden.

Die Low-Cost-Drohne mit Videokameras, Sensoren, Autopilot und GPS, die dabei genutzt wird, haben Koh und Wich auf der Grundlage eines chinesischen Modellflugzeugs gebaut – für ca. 2.000 $ und damit zehnmal billiger als die kommerziellen Modelle. Das Gesamtprojekt wird von der National Geographic Society, der Orangutan Conservancy in Los Angeles und dem Zoo von Denver finanziert. Später bekommt das SOCP-Team auch eine Auswahl an Multirotor-Kopern sowie einen gesponserten 8-Rotor-Mikrokopter.

Im Laufe des Jahres erfolgen zudem über dem Wald von Malaysia mehr als 200 Testflüge mit einer verbesserten Version durchgeführt, die auf einer Skywalker-Rumpfzelle basiert. Diese hat eine Flügelspannweite von 2 m und eine Flugzeit von 45 Minuten, in der eine 25 km lange Strecke abgeflogen werden kann. Auch das SOCP-Team benutzt in den Folgejahren primär dieses Modell.

Im September 2013 meldet ConservationDrones.org, daß man zwei Einheiten von 3DRobotics-basierten UAVs zur Forschungsstation des Smithsonian Tropical Research Institute in Barro Colorado Island, Panama, gebracht und ein Team in deren Einsatz für die ökologische Forschung geschult habe. Dabei wird auch die Methode der Netzlandung getestet.

Vanguard

Vanguard

Die Drohnen werden ab dem Oktober 2013 auch von WWF Nepal und der nepalesischen Armee verwendet, um Wilderei-Aktivitäten gegen Nashörner im Chitwan Nationalpark in Nepal zu erkennen.

Unterstützt durch das WWF AREAS Programm (Asian Rhino and Elephant Action Strategy) hatte Simon Wunderlin, einer der technischen Direktoren von ConservationDrones.org, seit dem vergangenen Jahr eine besonders gute Drohne entwickelt und erprobt, die genau den Schnittpunkt von Raffinesse und Einfachheit trifft. Der Starrflügler mit einer Spannweite von 85 cm wird ,Caipy’ genannt, weil er auf der Einflügler-Zelle Caipirinha vom Team Black Sheep (TBS) basiert, einem Drohnen- und Zubehör-Hersteller, der allerdings nur als Web-Shop auftritt.

Die Anti-Wilderei Videoüberwachungs-Drohne wiegt einschließlich Batterie und einer GoPro 3 Kamera nur 650 g. Sie ist daher leicht zu starten und (völlig autonom) zu landen, aufgrund ihrer geringen Trägheit aber auch äußerst sicher und belastbar gegenüber harten Landungen. Bei einer Reisegeschwindigkeit von 13 m/s sind pro Ladung Flugzeiten von 20 – 25 Minuten und Reichweiten von 15 – 20 km drin.

Im November folgt als ,großer Bruder’ die Vanguard-Drohne mit einer Spannweite von 140 cm: ein stabiles und (mit einem Gummiseil) einfach zu startende Flugzeug, das eine Flugzeit von einer Stunde hat, eine Strecke von 40 km zurücklegen kann und auch harte Landungen in Hochgras- oder Buschlandgebieten aushält.

Im  Mai 2014 wird berichtet, daß Conservation Drones auch mit den Forschern Jarrod Hodgson und Rohan Clake von der Monash University zusammenarbeitet, um auf einer abgelegenen Insel vor der westaustralischen Küste – auf einer Höhe von 75 m fliegend – Seeschwalben und kleinere Fregattvögel zu beobachten, ohne ihre Nester zu stören.

Über die weiteren Aktivitäten von ConservationDrones.org kann man sich auf deren Homepage informieren.


Ein weiteres Projekt, bei dem die UAVs im Oj Pejeta Schutzgebiet in Kenia gefährdete Nashörner schützen sollen, und das von dem kalifornischen Drohnen-Unternehmen Airware unterstützt wird, hatte ich 2013 bereits kurz erwähnt. Hierüber ist im April 2014 zu erfahren, daß dieses Pilotprojekt des Kenya Wildlife Service (KWS), der dabei mit der Polizei, dem National Intelligence Service sowie vielen internationalen Partnern wie Interpol, der ugandischen und der tansanischen Regierung zusammengearbeitet hat, so erfolgreich war, daß die Wilderei hier um etwa 96 % zurückgegangen ist.

Als Resultat beschließt die Regierung, Drohnen in allen seinen 52 Nationalparks und Reservaten einzusetzen, um die Wilderei von Elefanten und Nashörnern zu überwachen und zu stoppen. Kenia hat seit 2012 mehr als 435 Elefanten und rund 400 Nashörner an Wilderer verloren. Im aktuellen Jahr haben Wilderer bereits 18 Nashörner und 51 Elefanten getötet. Die bisherigen Sicherheitsmaßnahmen hatten alle versagt.

Das mit 103 Mio. $ bezifferte Drohnenprojekt wird zum Teil von Kenia, aber auch von den Regierungen der USA, der Niederlande, Frankreichs und Kanadas finanziert. In dem Preis sind aber auch noch Ausrüstungen wie Feuerwaffen, kugelsichere Westen und Nachtsichtgeräte enthalten. Zudem soll in die Ausbildung der Ranger und die Rekrutierung neuer investiert werden. Die gegenwärtige Zahl der 975 KWS-Ranger soll bis zum Jahresende auf 1.600 angehoben werden.


Die Schweizer Firma EYE Remote Solutions S.A. aus Genf führt um Frühjahr 2014 ein UAV-Projekt in einem Nashorn-Reservat in Südafrika durch, pro-bono und unterstützt von einer lokalen NGO. Die Versuche zeigen, daß sich dabei sowohl Starrflügel- als auch Drehflügelsysteme einsetzen lassen, um Echtzeitinformationen über Entfernungen von bis zu 30 km sicher zu übertragen.


In Belize wiederum jagen Drohnen der Fischereibehörde über die Karibik, um illegale Fischer aufzuspüren. In Zusammenarbeit mit der Wildlife Conservation Society (WCS) und Conservation Drones, einer Organisation, die Low-Cost-UAVs für Naturschutzbemühungen entwickelt, beginnt die Behörde im Juli 2013 mit Tests, die vollständige Umsetzung des Programms erfolgt im Juni 2014.

Die Drohnen, die in der Lage sind, autonom mehr als eine Stunde lang innerhalb eines Bereichs von 50 km zu fliegen, bieten ein Mittel zur Verbesserung der Erkennungsrate von illegalen Aktivitäten zu einem Bruchteil der Kosten, die für Patrouillenschiffe erforderlich sind. Dies ist ein spannendes Pilotprogramm für Belize, die Karibik sowie Küsten-Meeresparks und Fischereibetriebe auf der ganzen Welt.


In Deutschland aktiv ist der im Jahr 2012 gegründete Verein Wildtiere MV e.V. in Sabel im Landkreis Rostock, der Landwirten den kostenlosen Einsatz von GPS-gesteuerten Fluggeräten anbietet, um vor Erntebeginn Jungtiere wie Rehkitze oder Hasen und Bodenbrüter in Wiesen und auf Feldern aufzuspüren. Gerade unmittelbar vor der Heuernte bringen z.B. Rehe im üppigen Grün ihre Jungen zur Welt. Die Rehkitze ergreifen aber selbst beim Anrollen der Erntemaschinen nicht die Flucht, sondern ducken sich.

Das Ergebnis: Jahr für Jahr werden durch moderne Mäh- und Erntetechnik etwa 500.000 Wildtiere verletzt oder getötet, so die Schätzungen. Der Verein geht davon aus, daß die Dunkelziffer noch um ein Vielfaches höher liegt. Um diese Zahlen zu vermindern, hat der Verein einen Hexakopter mit Wärmebild-Unterstützung entwickelt, mit dem sich Wildtiere effektiv aufspüren lassen. Sie können dann in Sicherheit gebracht werden, indem sie durch kurzfristige Einzäunungen geschützt werden. Mit einer fliegenden Einheit lassen sich pro Saison Flächen von ca. 1.000 Hektar absuchen.

Bei Wertingen im Landkreis Dillingen testet im Mai 2013 ein Team des Bayerischen Jagdverbands die Fluggeräte, welche die kleinen Rehe in den Wiesen aufspüren sollen.

Im Mai 2015 ist in diesem Zusammenhang zu erfahren, daß vom deutschen Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft seit 2008 ein Wildretter-Forschungsprojekt gefördert wird, das an Lösungen arbeitet, um die Tiere vor dem sogenannten Mähtod zu retten.

Aktuell entwickeln die Projektpartner ein Verfahren in vier Schritten, bei dem ein Multikopter zum Einsatz kommt. Im ersten Schritt überfliegt dieser vor dem Mähen die Grünfläche auf einer einprogrammierten Route und wertet das Bildmaterial dabei automatisch aus. Bei einem Fund sendet die Drohne dann GPS-Daten an ein Handgerät oder direkt an die Mähmaschine. Das gefundene Kitz soll dann einen Chip in einer Ohrmarke bekommen, der ein Signal abgibt.

Wenn der Bauer dann mit dem Grasmähen beginnt, erhält er durch ein Signal des Chips eine Warnung. Erst jetzt werde das Kitz weggebracht und gesichert, damit es nicht wieder zurückläuft. Später wird das Kitz wieder freigelassen. Das Besondere am Projekt ist die spezielle Suchsensorik und die Möglichkeit, die Kitze zu markieren. Das Fluggerät ist mit Infrarot- und Analogsensoren ausgestattet, und ein eigens entwickelter Suchalgorithmus eliminiert automatisch Falschmeldungen etwa von Maulwurfshügeln.

Das Projekt ist bis Ende des Jahres noch in der Forschungsphase, wobei die Tests gegenwärtig in Bayern und Baden-Württemberg laufen und eine Trefferquote von 98 – 99 % erreichen. Erst danach soll es in die Serienproduktion gehen.


In der Schweiz betreibt wiederum seit 2013 der ehrenamtliche Verein Rehkitzrettung Zentralschweiz/Zug Drohnen, die mit einer Wärmebildkamera ausgestattet sind, um mit Hilfe der Bilder die Tiere dann vor dem Mähdrescher zu retten. Die hier eingesetzte Drohne ist von der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften (BFH-HAFL) in Zug entwickelt worden.

Geflogen werden die Drohnen von ehrenamtlichen Helfern, deren Arbeit zukünftig durch eine neue Software erleichtert werden soll, die im Oktober 2015 berichtet wird. Bauern können dann online die Daten ihres Felds eingeben, und das Programm berechnet die effizienteste Flugroute. Die ehrenamtlichen Drohnenpiloten müssen die entsprechende Datei dann nur noch auf das Fluggerät laden.

Die Entwicklung der entsprechenden Software wird per Crowdfunding auf der Plattform ,I care for you’ gefördert, wo 29 Spender übergenau die gewünschten 5.000 CHF zusammenlegen. Die Auswertung der Bilder und die Rettung der jungen Tiere müssen allerdings auch zukünftig die ehrenamtlichen Helfer übernehmen.


Während der Konferenz der Vereinigung für unbemannte Fahrzeugsysteme (Association for Unmanned Vehicle Systems International, AUVSI) im August 2013 in Washington D.C. präsentierte Prinzessin Aliyah Pandolfi, Vorsitzende der Firma Kashmir-Robotics, den Vorschlag für einen erstmaligen Wettbewerb: die Wildlife Conservation UAV Challenge. Die Prinzessin hatte Kashmir-Robotics, die Wissenschafts- und Technologie-Abteilung der Kashmir World Foundation, um die Menschen von Afrika mit den Mitteln zu versehen, um Nashörner und andere bedrohte Arten vom Wilderei zu schützen.

Die Herausforderung besteht darin, eine Drohne zu einem Preis von weniger als 3.000 $ zu bauen, die stundenlang betrieben, mit einer Station kommunizieren und Wilderer finden kann. Abgesehen von Prestige und Publizität will der Wettbewerb die Gewinner mit Preisen von insgesamt 65.000 $ belohnen – und einem 10-tägigen Ausflug zum Krüger-Nationalpark in Südafrika für fünf Mitglieder des Siegerteams.

Bis Anmeldeschluß Anfang Dezember stehen zwar schon 100 Teams aus 19 Ländern auf der Liste, doch seit Anfang 2014 gibt es keine Neuigkeiten mehr – der Wettbewerb, dessen Endspiele für den August des Jahres in dem Amakhala Game Privatreservat in Südafrika vorgesehen waren, ist anscheinend nie realisiert worden.


Die ShadowView Foundation mit Sitz in Rotterdam wird im Jahr 2013 von Steve Roest und Laurens de Groot gegründet, nachdem die beiden 2012 an Luftaufnahmen über das Keulen von 90.000 Babyrobben an der Küste von Namibia mitgewirkt und das große Potential von Drohnen-Luftaufnahmen erkannt hatten.

Nach den ersten erfolgreich verlaufenden Tests mit den fliegenden Kameras geht es in gleich die Vollen, wie u.a. mit der erstmaligen Aufnahme illegaler Fuchsjagden in England, dem Aufdecken verbotener Fischerei vor Sizilien (gemeinsam mit The Black Fish) oder der Verfolgung krimineller Bogen-Jäger in der Umgebung von Boston (mit Ethical Treatment of Animals, PETA). Die Stiftung bezeichnet sich als die erste gemeinnützige Organisation in der Welt, die UAVs für humanitäre, Natur- und Tierschutz-Projekte verwendet.

Die Stiftung zufolge sei die Wilderei in Afrika in beispiellosem Maße eskaliert. Während im Jahr 2007 nur 17 Nashörner Opfer von Wilderern wurden, lag diese Zahl im Jahr 2013 bei über 1.000, und 2014 werden schon 1.215 getötete Tiere gezählt. ShadowView installiert daher Drohnen-Systeme mit Thermalkameras sowohl in südafrikanischen Wildparks, als auch in Uganda, Tansania und anderen Ländern, die für illegalen Wildtierhandel anfällig sind. In Borneo werden zudem Orang-Utans geschützt, in Indien Lippenbären, und vor den Philippinen Gabelschwanzseekühe (Dugongs).

Informationen zu den aktuellen Aktivitäten von ShadowView lassen sich auf der Homepage  der Organisation finden.


Im Oktober 2014 berichten Forscher des Aquariums von Vancouver um Lance Barrett-Lennard und ihre Kollegen der in den USA beheimateten National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), daß sie begonnen haben Hexakopter zu nutzen, um das Verhalten der gefährdeten Schwertwale (Killerwale) vor der Westküste von Nordamerika zu überwachen und herausfinden, ob sich der Hunger des Menschen nach Lachs mit dem der Wale vereinbaren ließe, für die der Fisch die Hauptnahrungsquelle darstellt.

Die Drohne vom Typ MikroKopter verfolgt 77 Exemplare aus der Schwertwal-Population vor der Küste des kanadischen Bundesstaats British Columbia von einer Höhe von 30 m aus, eine Distanz, was diese nicht zu stören scheint, und sammelte im Zuge der Kampagne bei über 60 separaten Flügen 30.000 Fotos. Die Beobachtungen schließen eine Anzahl von Schwangerschaften ein, die sonst unentdeckt geblieben wären, und helfen bei der Identifikation von ungesunden oder unzureichend ernährten Walen. Auf den deutschen Hersteller der der Drohne, die Firma HiSystems GmbH, komme ich weiter unten noch zu sprechen.

Snotbot

Snotbot


Auch die Walschützer der bereits im Jahr 1971 gegründeten Organisation Ocean Alliance mit Sitz in Gloucester, Massachusetts, wollen eine Drohne nutzen, um vor der argentinischen Küste Daten über den Gesundheitszustand von großen Meeressäugern zu sammeln, ohne diese zu stören. Dabei navigiert der ferngesteuerte Flugroboter ein paar Meter über den Tieren und fängt einen Teil der Atemluft auf, wenn diese ausatmen.

Aus dem mit hohem Druck ausgestoßenen sogenannten Blas, der als Nebel gut erkennbar ist, soll die Snotbot-Drohne ihre Proben sammeln. Dadurch kann man Viren, Bakterien, Hormone und Erbgutmaterial des Tiers sammeln - ohne daß es der Wal überhaupt mitbekommt.

Nachdem mehrere Prototypen für die Behälter zum Sammeln des Materials getestet worden sind, üben der Chef von Ocean Alliance Iain Kerr und seine Leute erst einmal, die Drohne zu fliegen. Dafür bauen sie eine kleine schwimmende Vorrichtung, mit der sie auf Knopfdruck eine Wasserfontäne ausstoßen können um zu trainieren, mit dem Snotbot zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein.

Um das System fertig zu entwickeln und ausprobieren zu können, startet das Team im Juli 2015 eine Kampagne auf Kickstarter – der es gelingt, bis Ende August von 1.739 Unterstützern einen Betrag von knapp 230.000 $ einzusammeln, um das Projekt zu verwirklichen. Prominentester Förderer ist übrigens Sir Patrick Stewart, vielen bekannt als Captain Jean-Luc Picard in der Science-Fiction-Serie Raumschiff Enterprise.


Wissenschaftler um David Grémillet von der Université de Montpellier in Frankreich berichten im Februar 2015 darüber, daß sie im Zuge einer Studie mit Stockenten (Anas platyrhynchos), Rosaflamingos (Phoenicopterus roseus) und Schnepfen (Tringa nebularia) festgestellt haben, daß die Vögel erstaunlich wenig Angst vor Drohnen haben. Selbst eine Annäherungen auf 4 m stört die Tiere kaum – solange sie nicht über ihren Köpfen fliegen. Und zumindest bei Wasservögeln beeinflussen auch die Farbe und die Geschwindigkeit der Flugkörper die Reaktionen der Tiere kaum.

Die Ergebnisse werden durch eine weitere Studie ergänzt, die im März 2016 durch den Ökologen Rohan Clarke von der Monash University veröffentlicht wird. Demnach erweisen sich Drohnen für die Zählung von Tierpopulationen und andere ökologische Studien tatsächlich als die bessere Wahl im Vergleich zu traditionellen Boden-basierten Methoden. Da die Drohnen in der Lage sind Gebiete zu überwachen, die für den Menschen nicht zugänglich sind, und dabei eine viel breitere Sicht zu gewinnen, als es jemand am Boden könnte, kann dadurch eine sehr hohe Präzision erreicht werden.

Clarke nutzte Drohnen, um die Größe der Seevogelkolonien von Fregattvögeln, Seeschwalben und Pinguinen in tropischen (Ashmore Reef) und polaren (Macquarie Island) Umgebungen zu überwachen. Anschließend verglich er diese mit den zur gleichen Zeit von Menschen auf dem Boden durchgeführten Zählungen am Boden. Die Zählungen, die mit den Drohnen gemacht wurden, erweisen sich dabei als konsistenter als die am Boden aufgenommenen. Zudem bemerken die involvierten Forscher keinerlei Anzeichen von Erschrecken bei den Tieren, was die nicht nur für deren Wohlergehen, sondern auch für die Genauigkeit der Ergebnisse wichtig ist.

Andererseits scheinen sich Raubvögel an Drohnen zu stören. So erscheint im August 2015 ein Clip, auf dem ein australischer Keilschwanzadler zu sehen, der schnurstracks auf einen mit Kamera ausgestatteten Quadrokopter zuhält, der in sein Territorium eingedrungen ist – und diesen mit einem Schlag aus der Luft fegt. Nicht überraschend: während die Drohne eine bösen Bruchlandung macht, bleibt der Adler unverletzt.

Daß eine Test-Drohne, die wie ein Vogel aussieht, von einem Raubvogel mitten in der Luft geschlagen und dann entführt wird, war bereits im Mai 2014 von einem Forschungsteam des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) dokumentiert worden.


Im Juli 2015 sind es Schimpansen in abgelegenen tropischen Wäldern Afrikas, die Nutznießer der neuen Technologie werden. Mittels Kamera-Drohnen können die Forscher der Liverpool John Moores University die Nester der Tiere von oben beobachten und die Bemühungen zu unterstützen, ihre in den letzten zwei oder drei Jahrzehnten stark geschwundene Population zu erhalten. Die International Union for Conservation for Conservation of Nature (IUCN) zählt Schimpansen bereits zu den gefährdeten Arten.

Die Forscher verwenden Low-Cost-Drohnen, um in 20-minütigen Flügen über Bereiche, deren Abdeckung vom Boden aus Stunden gedauert hätte, eine große Anzahl von Fotos zu machen. Auf diesen ließen sich die Nester gut erkennen.


In Tansania wiederum nutzt die 2013 von Tom Lithgow gegründete Firma Badawk Recon Ltd. (BHR) Überwachungsdrohnen, um gemeinsam mit der Tansania National Parks Authority (TANAPA) und der US-Firma Aviation Unmanned die örtlichen Wildtiere besser vor Wilderei zu schützen.

Dabei arbeitet das Unternehmen mit der Martin UAV LLC aus Texas zusammen, um deren Starrflügler Super Bat DA-50 einzusetzen – der allerdings von einem 50 ccm 2-Takt-Motor angetrieben und deshalb hier nicht näher behandelt wird. Im September 2015 erfolgt damit eine über fünf Tage andauernde und letztlich sehr erfolgreich verlaufende Studie über dem Mkomazi-Nationalpark.

Doch es werden auch noch zwei weitere Drohnen-Modelle getestet, u.a. in der Selous Game Reserve, einem der weltweit größten Wildreservate. Dabei handelt es sich um die hier abgebildete elektrisch betriebene DT-18 Drone mit 2 Stunden Flugzeit – sowie die von einem Katapult zu startende, ebenfalls Brennstoff-betriebene DT-26, die ebenfalls von der 2011 gegründeten Firma Delair-Tech aus dem französischen Labège stammt.

Tracking-Drohne der ANU

Tracking-Drohne der ANU


In diesem Zusammenhang ist auch eine Meldung vom August 2015 interessant, der zu entnehmen ist, daß Forscher Australian National University (ANU) um Prof. Adrian Manning und Debbie Saunders das äußerst zeitaufwendige Wildtier-Tracking (d.h. die Verfolgung von freilebenden Tieren mittels Hochfrequenz-Sendern, die ihnen an- oder eingesetzt – getaggt – werden; auch als Wildtier-Telemetrie bekannt) durch den Einsatz von Drohnen signifikant erleichtern wollen.

Auch wenn die Tiere getaggt sind, ist es oft schwierig, diejenigen zu finden, die Teil einer Studie sind, vor allem, wenn sie fliegen, sich unter Tage begeben oder in einem großen Gebiet  herum bewegen. Wissenschaftler verbringen manchmal Tage, um die Tiere aufspüren und ihre Positionen und Bewegungen aufzuzeichnen. Hilfe soll nun von der weltweit ersten Radio-Tracking-Drohne kommen, welche die getaggten Tiere in einem Bruchteil der Zeit findet.

Die im Laufe von zweieinhalb Jahren entwickelten kleinen Roboter werden aus einem UAV von der Stange gefertigt, dem die ANU-Forscher maßgeschneiderte Miniatur-Empfänger und Antennen hinzufügen, welche Echtzeit-Informationen über die Radio-nachverfolgten Tiere liefern. Sobald diese vom Empfänger identifiziert worden sind, werden ihre Standorte live auf einem Laptop abgebildet.

Bei den mehr als 150 Flugtest sind Drohnen in der Lage, auch Sender von nur einem Gramm aus einer Höhe von 30 – 50 m zu detektieren, die zur Verfolgung von Zugvögeln und kleinen Wildtieren eingesetzt werden. Die Forscher nutzen die Drohnen, um in Mulligans flachem Waldland-Schutzgebiet in Canberra winzige Bürstenkängurus zu finden.


Unter Vorwegnahme der chronologischen Zuordnung: Im April 2016 wird eine neue Initiative der Firmen Dimension Data und Cisco unter dem Namen Connected Conservation bekannt, bei der Überwachungsdrohnen, Sensoren und Wi-Fi als Elemente einer ganzheitlichen technologischen Lösung zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Schritt dabei, die Wilderer von Nashörnern zu stoppen, ist die Verbesserung der Kommunikation in dem Naturschutzgebiet, das neben Südafrikas Krüger Nationalpark befindet.

in der ersten Phase wird zu diesem Zweck an strategischen Punkten ein Netzwerk mit WLAN-Hotspots installiert, um die Ranger anzuschließen. Dies ermöglicht es ihnen, Benachrichtigungen auf ihre Tablets über verdächtige Aktivitäten zu erhalten, zusammen mit GPS-Koordinaten und einem Live-Video-Feed, egal wo sie im Park sind.

Diese Konnektivität ermöglicht es dem Sicherheitspersonal, einer Hintergrundüberprüfung der ankommenden Besucher durchzuführen und mittels biometrischem Scannen schnell herauszufinden, ob diese Vorstrafen haben und ein wachsames Auge benötigen. Neben Überwachungskameras, Fahrzeugverfolgungssensoren, seismischen Sensoren am Boden und eine Wärmebilderzeugung entlang der Periphere sind es vor allem die Infrarotdrohnen, die Daten über die Leute sammeln, die in und aus dem Park kommen.

Diese Informationen werden in Echtzeit analysiert und mit historischen Daten kombiniert, um bekannte Verdächtige und Angriffe vor Ort zu identifizieren. Wenn die Situation es erfordert, können dann bewaffnete Ranger mit Hubschraubern aufbrechen, um der Bedrohung zu begegnen. Wenn sich das Modell als erfolgreich erweist, soll es auch in anderen Reserven in Afrika und anderswo zum Einsatz kommen, um andere gefährdete Arten wie Elefanten, Löwen und Tiger zu schützen.

Ende des Jahres wird bekannt, daß die Zahl der in Südafrika getöteten Nashörner um rund 10 % gesunken ist. Dennoch haben Wilderer im Jahr 2016 insgesamt 1.054 der Tiere erlegt – und zudem auch 46 Elefanten. Der Regierung zufolge sei der Rückgang vor allem auf eine bessere Bekämpfung der Wilderei im Krüger-Nationalpark zurückzuführen, wobei allerdings nichts darüber gesagt wird, ob dabei Drohnen zum Einsatz gekommen sind.


Drohnen können aber auch Konflikte mit Tieren vermindern oder vermeiden. Auf der Suche nach Futter kommt es in Afrika immer wieder vor, daß wilde Elefanten ihre Schutzgebiete verlassen und in vom Menschen besiedelte Gebiete vordringen. Dort zerstören sie dann mitunter ganze Ernten. Da Landwirte oft zu drastischen Mitteln greifen, wie Steine werfen oder Trommeln schlagen, um ihren Mais, ihr Getreide und ihre Wassermelonen zu sichern, sind diese sogenannten Human-Elephant-Conflicts (HEC) aber nicht nur aus wirtschaftlicher Sicht ein Problem, sondern stellen auch eine Gefahr für die Tiere selbst dar.

Da Versuche, die Tiere am Boden zu einer Umkehr zu bewegen und zurück in die Schutzgebiete zu treiben, oft nicht erfolgreich und für die beteiligten Personen auch nicht ungefährlich sind, untersucht ein Forschungsprojekt der Cambridge University den Einsatz von Drohnen für diesen Zweck. Im Jahr 2014 hatten Experten des Programms Biodiversity and Wildlife Solutions (BWS), das Tansanian Wildlife Research Institute (TAWIRI) und das Mara Elephant Project bemerkt, daß Elefantenherden tatsächlich einen anderen Weg einschlagen, wenn ihnen unbemannte Quadrokopter zu nahe kommen.

Den 2016 erschienen Berichten zufolge können die Ranger in insgesamt 51 Feldversuchen in Tansania, bei denen mit der neuen Technik gearbeitet wird, mehr als 120 mal dafür sorgen, daß die Elefantenherden frühzeitig in den Nationalpark zurückkehren, sowohl tagsüber als auch nachts. Ein Gewöhnungseffekt kann dagegen nicht festgestellt werden – der Einsatz der Drohnen, die um 800 $ pro Stück kosten, sei am Ende der Studie genauso effektiv gewesen wie zu ihrem Beginn.


Ein weiterer Einsatzbereich, bei dem Menschen vor Tieren geschützt werden sollen, wird in Australien verwirklicht. Einer Meldung vom November 2015 zufolge werden hier nach einer Serie von insgesamt 31 Hai-Attacken auf Schwimmer, von denen einige tödlich endeten, nun Drohnen getestet, die vor der Küste nach den Raubfischen Ausschau halten.

Die ersten Maschinen gehen in Coffs Harbour im Bundesstaat New South Wales in die Luft, etwa 540 km nördlich von Sydney. Sobald die Drohnenkameras Haie sichten, geht ein Foto mitsamt den GPS-Koordinaten an die Strandwachen, die das Wasser räumen können. Bewährt sich der Test, sollen die Drohnen künftig von Rettungsschwimmern am Strand kontrolliert werden.

Die unbemannten Fluggeräte sind allerdings nur eine von mehreren Anti-Hai-Strategien. Zusätzlich zu den Drohnen möchte Australien intelligente Fangvorrichtungen einsetzen, die Haie lebendig fangen, so daß diese markiert und wieder freigelassen werden können. Geplant sind ferner Hai-Horchstationen unter Wasser und Patrouillen mit Hubschraubern.


Im Februar 2016 ist zu erfahren, daß die australischen Rettungsschwimmer eine erste 200.000 $ (andere Quellen: 250.000 $) teure Langstrecken-Hubschrauber-Drohne erhalten haben, um Haifische auszuspähen. Der batteriebetriebene Little Ripper ist die modifizierte Version einer unbemannten militärischen Vapor 55 Drohne mit fortschrittlichen Sicht- und Sensortechnologien aus den USA (Grundpreis: 178,500 $). Im Laufe des Gesamtjahres 2015 gab es vor New South Wales 14 Haifisch-Attacken, wie in dieser Meldung berichtet wird.

Little Ripper

Little Ripper

Die Drohne ist die Idee des Geschäftsmanns und Philanthropen Kevin Weldon, dem Gründungspräsident der International Life Saving Federation. Über die Kriterien für das Projekt hatte er schon vor sieben Jahren mit dem ehemaligen australischen Astronauten Paul Scully-Power und anderen nachgedacht, wobei der Konsens lautete, daß die Drohne „wie ein Hubschrauber aussehen, wie ein Hubschrauber fliegen und wie ein Hubschrauber Leben retten soll.“

Gesponsert wird das Fluggerät von der Westpac Banking Corp., einer australischen Bank mit Firmensitz in Sydney, die schon seit 42 Jahren den Westpac Life Saver Rescue Helicopter Service (WLRHS) finanziert. Dieser ist mit 17 Hubschraubern in Australien unterwegs und hat in den vergangenen vier Jahrzehnten über 70.000 Missionen durchgeführt.

Auch die Spezifikationen der Vapor 55 Drohne, die gegenüber Kreuzwinden stabiler ist als normale Drohnen, sprechen für sich: eine Flugzeit von einer Stunde (andere Quellen: zweieinhalb Stunden), eine Reichweite von 100 km sowie eine Reihe hochwertiger Tageslicht- und Infrarot-Kameras für Nachteinsätze.

Der von der Firma Skyline UAV aus Newcastle umgebaute Little Ripper kann zudem eine Nutzlast in Form eines Frachtbehälters für Rettungsmissionen auf See, im Schnee oder auf dem Land tragen, das über den Hilfsbedürftigen abgeworfen werden kann. Die Ladung bei den Einsätzen am Strand bestehen aus Schlauchboot, Haiabwehrmitteln, Defibrillator, Überlebenskit und Positionsleuchten. Zuerst eingesetzt wird der Little Ripper an den nördlichen Stränden des Staates in Newcastle, Hawks Nest und Byron.

Der Plan sieht vor, mittelfristig eine ganze Flotte derartiger Drohnen zu benutzen, um an den Stränden und der Küste von New South Wales zu patrouillieren und sich dabei auf menschliche Operatoren sowie auf Mustererkennungs-Algorithmen zu stützen, die gegenwärtig entwickelt werden, um Haiangriffe zu erkennen.

Der Versuch, zu dessen Beginn auf der Westpac Lifesaver Helicopter Basis in La Perouse der australische Premier Mike Baird persönlich die Eröffnungsrede hält, wird unter der Aufsicht der Civil Aviation Safety Authority (CASA) durchgeführt. Über den Versuch hinaus soll der kleine Helikopter bei der Suche und Rettung von Personen helfen, die Auswirkungen von Naturkatastrophen überwachen und bewerten und auch auf schwere Unfälle und Katastrophen reagieren. Der Erfolg oder Mißerfolg wird maßgeblich für die Umsetzung zukünftiger Planungen sein.


Im Mai folgt die Meldung, daß Wissenschaftler der Duke University und der University of North Carolina-Chapel Hill um Dave Johnston ein Forschungsprogramm durchführen, bei dem das Potential von Drohnen untersucht wird, in den Untiefen lauernde Schaufelnasen-Hammerhaie zu erkennen. Das Projekt soll herausfinden, wie zuverlässig dieser Ansatz beim Umgang mit unterschiedlichen Wasserverhältnissen und Lebensräumen ist.

Wegen der Schwierigkeit, lebende Haie als Studienteilnehmer zu rekrutieren, konstruiert das Team künstliche Sperrholz-Haie, die so angemalt sind, daß sie wie die echten aussehen. Im Laufe der einjährigen Experimente wird festgestellt, daß die Drohnen tatsächlich ein wirksames Werkzeug sind, um diese Raubtiere von oben auszumachen. In einer Tiefe von rund einem Meter sie auch dann zu erkennen, wenn das Wasser trüb ist.

Das Team probiert die Erkennungstechnik nun in verschiedenen Lebensräumen aus, um zu sehen, ob die dort genauso gut funktioniert. Das ultimative Ziel ist es, ein System zu etablieren, in dem Drohnen eingesetzt werden, um jede Art von Hai in jedem Küstengebiet zu erkennen und die Schwimmer in Echtzeit zu informieren, wenn es einen Hai im Gebiet gibt.


Eher als Gag gemeint, um Althergebrachtes mit neuer Technologie zu kombinieren, ist dagegen das Video ,Shep the Drone’ von Paul Brennan und SkyFly Photography, einer Firma aus Irland, die auf Drohnen-Aufnahmen spezialisiert ist.

Das sehr gut funktionierende Experiment mit Irlands erstem Drohnen-Schäferhund, das Brennan auf dem Hof seines Bruders Declan durchführt, erscheint im März 2015 auf YouTube und ruft gruße Belustigung hervor.


Doch nicht nur zum Schutz von und vor Tieren werden Drohnen eingesetzt. Ebenso sollen sie dabei helfen, die Bäume des Regenwalds im Auge zu behalten. So berichtet die Presse im Mai 2015 über ein Projekt der in Peru ansässige Amazon Basin Conservation Association (ACA), in Zukunft vermehrt Drohnen zu nutzen, um um illegale Aktivitäten aus der Luft zu dokumentieren. In abgelegenen Teilen des Dschungels zerstören illegaler Holzeinschlag und Bergbau jedes Jahr Zehntausende von Hektar Regenwald.

Bei der eingesetzten Starrflügel-Drohne handelt es sich um eine knapp 5.000 $ teure Spezialanfertigung, die der Student Max Messinger von der Wake Forest University zusammen mit Carlos Castaneda (er heißt wirklich so!) von der ACA entworfen und gebaut hat. Sie verfügt über erweiterte Autopilot-Funktionen und eine hochauflösende Kamera, die neben scharfen Fotos auch Videos aufzeichnet. Die Drohne sieht mit ihren V-förmigen Design wie der Kunststoffschaum-Nachbau eines Stealth-Bombers aus. Mit einem Gewicht von knapp 2,5 kg wird sie von einem Heckpropeller angetrieben.

Mittels Autopiloten erkundet die Drohne in einem programmierten Muster ein zuvor über GPS-Koordinaten festgelegtes Gebiet und kann dabei mit etwa 16 km/h eine Strecke von gut 16 km zurück legen. Ihre maximale Flughöhe beträgt etwas mehr als 100 m. Die seit knapp einem Jahr im Einsatz befindliche Spezial-Drohne hat bereits mehrfach Erfolge erzielen, Täter überführen und auch illegale Minen ausfindig machen können.

Da insgesamt jedoch das gesamte, 145.000 Hektar große private Naturschutzgebiet Los Amigos in der Madre de Dios Region zu überwachen ist, das größtenteils aus unwegsamem Gelände mit teilweise dichtem Dschungel-Bewuchs besteht, ist es laut ACA-Koordinator Castaneda gut denkbar, daß die Anzahl der Überwachungs-Drohnen in Zukunft steigt. Immerhin kann er zur Überwachung des Reservats auf nur fünf Ranger zurückgreifen, um den illegalen Ausschlag von Mahagoni, spanischer Zeder und anderen Bäume aus altem Bestand zu verhindern.


Im September 2015 folgt der Bericht über einen gemeinsamen Versuch der University of Maryland, der University of California, Santa Cruz, und der Organization for Tropical Studies in San Vito de Coto Brus, Costa Rica. Die Forscher um Rakan A. Zahawia testen dabei eine Fernerkundung-Technik namens Ecosynth, die aus Drohnen-Luftaufnahmen mit 10-Megapixel-Kameras und einer entsprechenden Software 3D-Punktwolken- oder Punkthaufen-Modelle der Vegetation erzeugt.

Mit nur 1.500 $ teuren Drohnen werden Tausende von sich überschneidenden Fotos eines 100 km2 großen, gebirgigen Gebiets im südlichen Costa Rica gemacht und mit den Ergebnissen der bodenbasierten Überwachung verglichen. Die Schwächen der Drohnen-basierten Methode bei niedrigerem und stark gemischten Baumbestand sollen in einer künftigen Studie korrigiert werden. Die Veröffentlichung wird mit dem neu geschaffenen Elsevier Atlas Award dieses Monats ausgezeichnet.

 

Ein weiterer Einsatzbereich für Drohnen, der zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist der Landwirtschaftliche Sektor.

Als Initialzündung - vor allem in den Vereinigten Staaten - wird die im November 2014 seitens der Federal Aviation Administration (FAA) veröffentlichte Ausnahmeregelung (Section 333 exemption) betrachtet, die es erlaubt, im Einzelfall Drohnen auch kommerziell zu fliegen. Damit dürfen landwirtschaftliche Drohnen legal über die gesamte Wachstumssaison Daten sammeln, was es den involvierten Unternehmen erstmals ermöglicht, ihre Technologien und Geschäftsmodelle zu testen – und idealerweise auch einen Gewinn zu erzielen.

Im April 2015 erhält beispielsweise das Start-Up Vine Rangers mit Sitz in Kalifornien eine entsprechende Genehmigung – und ist damit eines von nur 16 Unternehmen im Land, das Drohnen in der Landwirtschaft offiziell nutzen darf. Die Firma will Drohnen und Boden-Roboter einsetzen, um Daten über Weinberg-Kulturen zu sammeln. Doch anscheinend klappt es mit der Finanzierung nicht, denn inzwischen ist die Firma anscheinend verschwunden.

Im Jahr 2014 überarbeitet übrigens auch Japan die Gesetze zu UAVs und erhöht das Maximalgewicht von 100 kg auf 150 kg, bevor es irgendwelche Einschränkungen gibt – was insbesondere den landwirtschaftlich eingesetzten Hubschraubern zugute kommt, wie sie beispielsweise von Yamaha hergestellt werden (s.u.).


Ebenfalls im Frühjahr 2015 setzt sich das in in Somerville, Massachusetts, beheimatete Start-Up Raptor Maps Inc. von Nikhil Vadhavkar und Eddie Obropta bei dem renommierten MIT $ 100K Wettbewerb gegen acht Finalisten durch. Mit dem namensgebenden Preis von 100.000 $ will das MIT Studenten ermutigen, ihre Geschäftsideen einzureichen und wie sie planen, diese zu realen Produkten zu machen.

Da die Kontrolle der Pflanzengesundheit für Landwirte von immanenter Bedeutung ist, plant Raptor Maps Getreide-Kartierungs-Drohnen in die Luft zu bringen, um die Gesundheit der Pflanzen besser zu verfolgen und damit die Ernten der Bauern zu fördern. Mittels multispektraler Bilder und Datenanalyse kann das RaptorMaps-System ungesunde Pflanzen ,erschnüffeln’. Im Sommer 2016 bekommt die Neugründung eine nicht bezifferte Startinvestition vom Commercial Drone Fund. Auf dem Markt ist sie bislang noch nicht.


Das multinationale Unternehmen Cargill Inc. mit Hauptsitz in Minnesota, das sich mit Lebens- und Futtermitteln sowie nachwachsenden Rohstoffen befaßt, führt in Malaysia Versuche mit Drohnen durch, wofür im Mai 2015 in Sandakan eine kleine Gruppe von zukünftigen Piloten ausgebildet wird. Die Firma will damit auch das Versprechen erfüllen, welches es im Juli 2014 in Bezug auf seine Palmölpolitik gegeben hatte.

Skywalker

Skywalker

Cargill hatte damals zugesagt, auf Landnutzungsprobleme zu reagieren, die Erhaltung zu unterstützen, die Transparenz des Plantagenmanagements zu erhöhen und bei der Identifizierung von Gebieten mit geschützten Wäldern bzw. hohem Kohlenstoffbestand (High Carbon Stock, HCS) sowie hohem Erhaltungswert (High Conservation Value, HCV) zu helfen.

Im September folgt die Meldung, daß Cargill die zwei ersten Fluggeräte erworben habe und nun mit der Gruppe geschulter und zertifizierter Piloten die operativen Versuche vorbereitet. Bei den Drohnen handelt es sich um Skywalker UAVs, batteriebetriebene Flugzeuge mit einer Spannweite von 1,8 m, die eine Nutzlast von 2 kg tragen können, eine Reichweite von 2,3 km besitzen, autonom zu fliegen vermögen und Bilder mit einer Auflösung von 10 cm pro Pixel liefern. Die Flugzeit mit dem 5.000 mAh Li-Po-Akku beträgt etwa eine Stunde.

Die Drohnen werden verwendet, um die Landnutzung zu kartieren und die Bemühungen zur Ertragssteigerung zu überwachen. Außerdem werden damit die Brände beobachtet, die in der Nähe der Cargill-Plantagen auftreten, oft durch illegale Rodungen verursacht werden und seit Jahrzehnten die Hauptursache des regionalen Dunstproblems sind. So wurden während des jüngsten Ausbruchs von Waldbränden auch in Indonesien Drohnen entsandt, um Brände an den Grenzen von Cargills Palmölplantagen zu lokalisieren, damit die Ergebnisse an die örtliche Polizei weitergemeldet werden können.

Der genannte Skywalker der 2012 gegründeten Vertriebsfirma UAV Systems International Inc., die Drohnen aller Größen und Formen anbietet, wird übrigens Ende 2016 zu einem vergünstigten Preis von knapp 900 $ angeboten. Die UAV war uns bereits Ende 2012 begegnet, in Form der von Darwin Aerospace umgebaute Burrito-Lieferdrohne (s.d.).


Im November 2015 bringt der chinesische Drohnenhersteller und aktuelle Weltmarktführer DJI eine Drohne auf den Markt, die den Personaleinsatz beim Ackerbau weiter verringern soll. Die Agras MG-1 kann eigenständig und sicher Pflanzenschutzmittel und andere Flüssigkeiten über die Felder versprühen, was auch verhindert, daß die Mitarbeiter den teilweise giftigen Flüssigkeiten übermäßig lange ausgesetzt sind, wie es häufig bei Handspritzen der Fall ist, die Chemikalien aus Rucksack-Kanistern verteilen.

Die Acht-Rotoren-Drohne, die mit einer 10 kg Ladung in einer Stunde etwa 10.000 m2 abdecken kann, besitzt  ein eingebautes Mikrowellen-Radar, das den Boden scannt und dadurch stets die richtige Sprüh-Distanz zu den Nutzpflanzen wahrt. Dies sei 40 mal effizienter als die herkömmliche Verteilung von Pflanzenschutzmitteln.

Die staubabweisende, wasserfeste Drohne kann fast zehn Liter der Flüssigkeit in ihrem Tank transportieren. Mit einer Fluggeschwindigkeit von 8 m/s sollen so in einer Stunde vier Hektar mit Pflanzenschutzmittel besprüht werden. Allerdings reicht die Energie nur für eine Flugzeit von jeweils maximal zwölf Minuten, dann muß der Akku getauscht werden. Die Agras MG-1 wird für 15.000 $ verkauft, wobei zunächst nur Unternehmen in China und Südkorea beliefert werden, später sollen aber auch andere Länder folgen.


Mit einer etwas üppigeren Zuladung von 2 × 13 Litern in den Dünger- oder Pestizid-Tanks unterwegs sind nun auch größere unbemannte Hubschrauber, wie das 90 kg schwere und 3,63 m lange Modell RMAX von Yamaha, das bereits Anfang der 1990er Jahre entwickelt wurde und schon länger in Japan, Südkorea und Australien als Ersatz für Agrarflugzeuge eingesetzt wird. Da es jedoch mit einem Zweizylindermotor und fossilen Brennstoff betrieben wird, soll es hier nicht weiter behandelt werden.


Im Mai 2015 berichtet die Presse, daß die Weinbauern in Baden-Württemberg gerne mit schweren Drohnen gegen Krankheiten und Schädlingen an ihren Reben vorgehen würden. Üblicherweise werden Schädlinge in den Weinbergen 6 - 7 mal im Jahr bekämpft, entweder vom Hubschrauber oder vom Traktor aus. Doch gerade mit Helikoptern ist die Vernebelung der Pflanzenschutzmittel durch den sogenannten Abdrift recht groß.

An der Mosel in Rheinland-Pfalz läuft schon seit drei Jahren ein entsprechendes Forschungsprojekt. Neben dem großen Vorteil der viel gezielteren Ausbringung, da die Mittel aus geringerer Höhe versprüht werden, sind Drohnen leiser als Hubschrauber, reduzieren das Unfallrisiko und sparen Treibstoff. Und vor allem an Steil- und Steilstlagen lassen sich Drohnen viel besser als alle anderen Methoden einsetzen.

Für den breiten Einsatz der Drohnen fehlt derzeit aber noch die luftfahrtrechtliche Genehmigung, da sogenannte unbemannte Luftfahrtsysteme mit einer Gesamtmasse von mehr als 25 kg außerhalb von Landeplätzen grundsätzlich verboten sind.

Genau ein Jahr später, im Mai 2016, ist in diesem Zusammenhang zu erfahren, daß auch Manuel Becker von der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau im schwäbischen Weinsberg die Möglichkeiten zum Einsatz von Drohnen im Weinbau testet. Dabei geht es nun vor allem um die Aufrüstung solcher Flieger mit Sensoren und Software zur Auswertung von Fotos, wodurch der Preis für einen derartigen Weinbau-Multicopter etwa 4.000 € erreicht. Die Fluggeräte können beispielsweise ,Trockenstreß’ erkennen, den zu verhindern gut für die Qualität der Trauben ist.

Im vergangenen Jahr wurde ein Team von Schweizer Technologen mit einem Preisgeld von US $ 1 Millionen für eine Crash-sichere Drone ausgeliefert, die entworfen wurde, um in engen Räumen zu manövrieren. Mit Drohnen, die Landminen, Wiederbepflanzungswälder und Dienstleistungslabore zu bekämpfen, zu kämpfen, stieg der Gimball über seinen konkurrierenden Einträgen, um den ersten Preis in der United Arab Emirates 'Drones für Gute Wettbewerb. In den tiefen Gletscherspalten der Schweizer Alpen wurden die Lebensdauer und das Potenzial der Drohne als lebensrettende Such- und Rettungshilfe nun einmal erprobt.


Im Juli 2015 melden wiederum Forscher der University of Minnesota um Prof. Ian MacRae, daß sie an einer besonders tief fliegenden Drohne arbeiten, um winzige Sojabohnen-Blattläuse zu erkennen.

Der hilfreiche Flieger findet diese hochgradig zerstörerischen Insekten, indem er die Pflanzen fotografiert und die reflektierten Lichtwellenlängen analysiert. Die Blattläuse selbst sind zu klein, um fotografiert zu werden, doch sie ändern die Art und Weise, wie das Licht von der Pflanze reflektiert wird. Mit den gewonnenen Daten lassen sich befallene Kulturen daher schnell lokalisieren.


Im April 2016 wird berichtet, daß eine Gruppe von Forschern der Clemson University plant, mit Hilfe von Luft- und Bodendrohnen die beste Art von Sorghum (einer Gattung der Grasfamilie) zur Produktion von Biokraftstoff zu finden. Hierfür wollen sie einen autonomen, etwa 12 kg schweren Klein-Hubschrauber einsetzen, der mit Kameras im sichtbaren Licht, hyperspektralen, Infrarot- und Lasergeräten ausgestattet ist, um Daten von einem vier Hektar großen Grundstück zu sammeln.

Die im Jahr 2011 gegründete Firma Near Earth Autonomy Inc. aus Pittsburgh in Pennsylvania, welche das Drohnen-Sensor-System für das Projekt baut, will den Hubschrauber mindestens alle zwei Wochen einmal für 20 Minuten über die Kulturen fliegen lassen, um Bilder und Messungen zu machen. Mit diesen wird dann ein 3D-Modell des Feldes konstruiert, das den Forschern einzelne Sorghum-Pflanzen zeigt, die über die Erwartung hinaus am besten gediehen sind. Zudem sollen zwei Landdrohnen ausgeschickt werden, um auch Messungen auf Bodenniveau zu machen und ihre Sensoren auf Pflanzenstiele und Blätter zu legen.

Sorghum ist eine der besten Alternativen zu Mais, wenn es um die Produktion von Biokraftstoffen geht. Es könnte sogar besser sein, da er Dürre und andere weniger als ideale Bedingungen gut überleben kann. Das Problem ist, daß die Wissenschaftler immer noch nicht wissen, welche der etlichen Sorten die meisten Rohstoffe zur Herstellung von Biokraftstoff liefert.

Die Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des Department of Energy hatte im Juni des vergangenen Jahres 30 Mio. $ bereitgestellt, um sechs hauptsächlich universitäteTeams zu finanzieren, die in den nächsten zwei bis vier Jahren Roboter und automatisierte Sensorsysteme entwickeln sollen, um physikalische Phänotypen-Daten von Pflanzen viel schneller zu sammeln als es Menschen, die Messungen auf dem Feld machen, jemals könnten. Der Name des Sorghum-Programms lautet Transportation Energy Resources from Renewable Agriculture (TERRA).

Drohnen wollen hierbei allerdings nur die Wissenschaftler der Clemson University einsetzen, die dabei mit Kollegen der Carnegie Mellon University zusammenarbeiten, während die Teams der Purdue University (gemeinsam mit IBM Research und anderen Partnern), des Pacific Northwest National Laboratory in (zusammen mit Blue River Technologies und Chromatin Inc.), der University of Illinois at Urbana-Champaign (mit der Cornell University und Signetron Inc.) sowie der Firma Texas A&M AgriLife Research (in Kooperation mit dem National Robotics Engineering Center u.a.) alle auf Bodenoboter setzen.

Ein Team am Donald Danforth Plant Science Center in St. Louis soll die Forschungsergebnisse der Gruppen dann zu Open-Source-Phänotyp-Datensätzen zusammenbauen, die Wissenschaftler auf der ganzen Welt bei eigenen Arbeiten verwenden können. Das Verarbeiten all dieser Daten ist allerdings kein Desktop-Szenario.

 

Auch im Sektor Industrie und Bauwesen sind Drohnen zunehmend im Einsatz.

Über einige Projekte hatte ich schon in der Übersicht des Vorjahres gesprochen – wie z.B. die Inspektionsdrohnen, mit denen die Flugzeuge der easyJet-Flotte überprüft werden usw. Mindestens ebenso interessant sind die Fluggeräte für das Bauwesen, da sie, mit einer guten Kamera ausgestattet und durch leistungsstarke Software gesichert, die Arbeit vor Ort oftmals beträchtlich einfacher und schneller machen.


Als Einstieg in die Übersicht nutze ich den im Vorjahr von den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) erstmals ausgerichteten internationalen Wettbewerb Drones for Good, dessen Gewinner Anfang Februar 2015 in Dubai bekannt gegeben wird. Insgesamt waren mehr als 800 Beiträge aus 57 Ländern eingegangen, welche die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Drohnentechnologie im Sinne der Allgemeinheit zeigen. Was angesichts des stattlichen Preisgelds in Höhe von 1 Mio. $ auch nicht verwundert.

Zur Klarheit: Der internationale Wettbewerb bietet ein Preisgeld von 1 Mio. $, während der parallele nationale Wettbewerb dem Gewinner 1 Mio. AED zuspricht (= Dirham der Vereinigten Arabischen Emirate, der Betrag entspricht ca. 250.000 €).

Ein genauerer Blick zeigt, daß die meisten Beiträge überraschenderweise aus Spanien kamen (62), gefolgt von den Vereinigten Staaten (47), Indien (34), Saudi-Arabien (18), Kolumbien und Polen (jeweils 15) und dem Vereinigten Königreich (11). Über eventuelle deutsche Teilnehmer habe ich bislang nichts gefunden. Die Beiträge sind interessant genug, um hier zumindest die von den Semifinalisten vorgeschlagenen Einsatzgebiete zu nennen:

Das Aufspüren von ertrinkenden Personen (Polen); Wiederaufforstung (UK); Aufspürung von Landminen (Spanien); Unterstützung von Rettungseinsätzen (Neuseeland); Kartografierung von Katastrophengebieten (Saudi-Arabien); Zugang zu schwer zugänglichen Orten und Unterstützung von Rettungsmissionen (Schweiz); Pflanzen von Samen und Sammeln von Pflanzenproben (Sudan); umweltfreundliches Entfernen von Nebel (VAE); Stadtplanung in Slums (Kenia); Transport von Organtransplantaten (Spanien); Bekämpfung von Wilderern, Kontrolle des Wildbestands und Reduzierung von Brandrisiken (Spanien); Transport von Nahrungsmitteln, Medizin, Wasser usw. zu abgeschnittenen Gemeinschaften (Australien).

GimBall

GimBall

Von industriellen Umsetzungen findet sich dagegen nichts, was natürlich dem Motto des Wettbewerbs geschuldet ist. Doch genau hier zeigt sich die Flexibilität der neuen Technik, denn der Gewinner des Wettbewerbs ist die fortgeschrittene Version der GimBall-Drohne der Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), die ich bereits in der Jahresübersicht 2013 vorgestellt habe (s.d.).

Die Weiterentwicklung war durch die von Adrien Briod und Patrick Thévoz im Jahr 2014 initiierte Ausgründung Flyability SA geschehen. Ursprünglich als Rettungswerkzeug in Katastrophengebieten gedacht, soll die stabile, mit einem Kohlefaser-Käfig umgebene und mit Kameras und starken LEDs ausgestattete Drohne nun für die Inspektion von Brücken, Schiffen, Kraftwerken und anderen Orten eingesetzt werden, die ein potentielles Risiko für den Menschen darstellen.

Bevor das Schweizer Unternehmen den 1-Million-$-Scheck erhielt, hatte es von Startinvestoren schon einen nicht genannten Betrag eingenommen. Nun versucht es in einer ersten Finanzierungsrunde weitere 2 Mio. $ einzusammeln, um bis Ende des Jahres mit der Produktion zu beginnen. Die erstes GimBalls sollen mindestens 30.000 $ kosten – was ziemlich hoch klingt. Aufgrund der vielen Anfragen seit dem Wettbewerb, denkt man aber auch darüber nach, ein Freizeitmodell für den Massenmarkt zu entwickeln, dessen Preis unterhalb von 1.000 $ liegen soll.

Im Januar 2016 erscheint eine Bericht darüber, daß die Lebensdauer und das Potential der GimBall Drohne als Such- und Rettungshilfe zwischenzeitlich in den tiefen Gletscherspalten der Schweizer Alpen erprobt worden sei, in 3.500 m Höhe über Zermatt.

Gemeinsam mit dem Bergrettungsteam Zermatt nutzen die Erfinder nicht nur für spektakuläre Aufnahmen, der Testflug bringt vor allem die Gewißheit, daß man mit der Drohne die Bergrettung revolutionieren kann.

Weil die Gletscherspalten über Zermatt für jegliche Roboter unzugänglich sind, müssen die Rettungsteams oft unter Lebensgefahr nach verschollenen Personen suchen. Mit der Super-Drohne könnten abgestürzte Menschen nun gefahrlos gefunden und Rettungseinsätze präzise geplant werden.

Für Flyability geht es jedenfalls stark aufwärts, wobei im April 2016 eine Technologie- und Lieferpartnerschaft mit der 2009 gegründeten Firma Sky-Futures Ltd. bekanntgegeben wird, dem weltweit führenden Anbieter von Drohneninspektions-Dienstleistungen für die Öl- und Gasindustrie.

Elios im Einsatz

Elios im Einsatz

Im Mai kann dann endlich auch das Premieren-Produkt vorgestellt werden: Die erste kollisionstolerante Drohne für die Inspektion und Erforschung von unzugänglichen oder engen Räumen heißt Elios und kann Dank ihres frei drehbaren Kugelschutzrahmens und der Flugsteuerungsalgorithmen auch in komplizierte Strukturen wie Kraftwerkskessel eindringen.

Sie kann ebenso durch Strukturen bis zu einer Höhe von 100 m fliegen, wie z.B. Kamine, ohne eine Beschädigung des Fluggeräts oder der Struktur zu riskieren. Nachdem zunächst nur eine begrenzte Anzahl von Einheiten lieferbar ist, ist die Produktion in größerem Maßstab für Ende des Jahres geplant.

Ein Sky-Futures Drohneninspektionsteam führt im Juni 2016 die weltweit erste Testinspektion eines FPSO-Frachttanks durch eine Drohne durch, ohne daß ein Mensch den Tank betreten muß. Zur gleichen Zeit arbeitet Flyability mit der Firma DJI zusammen, um das Lightbridge 2, ein extrem zuverlässiges Bildübertragungssystem, in die Elios zu integrieren.

Im Juli übernimmt Aqualogy, eine spanische Tochtergesellschaft von Suez Environment, die Elios für die Inspektion des Regenwasserkanalsystems von Alicanta. Ebenfalls in diesem Monat kann Flyability der erfolgreichen Abschluß einer Finanzierungsrunde A mit einer Investitionssumme von 4,3 Mio. $ melden, die vom Environmental Technologies Fund angeführt, Beteiligungen von Go Beyond investing, MKS Alternative Investments und privaten Schweizer Investoren umfaßt.

Für den Benelux-Markt wird im August eine Partnerschaft UAV-Industrieinspektionen mit der Firma RoNik Inspectioneering B.V. bekannt gegeben; im Oktober schließen sich Flyability und Sky-Futures zusammen, um eine vollständig integrierte Lösung für die Inspektion auf Drohnenbasis zu vermarkten; im November folgt eine Partnerschaft für die Region Singapur mit der Firma Metalcare Solutions Asia Pte Ltd.; und ab Dezember arbeitet Flyability mit C4D Intel zusammen, um die neuen Drohnen auch auf den australischen Markt zu bringen.


Es gibt aber bereits Konkurrenz, denn auch die australische Firma Soto Consulting Engineers überwacht mit Drohnen Standorte der Schwerindustrie und des Bergbaus und überprüft große Betonkonstruktionen, Kessel und Förderbänder, um schwer zu entdeckende strukturelle Probleme zu identifizieren. Ähnliche Dienstleistungen bietet die 2014 gegründete und ebenfalls australische Firma Propeller Aerobotics Pty Ltd. an.


Im Rahmen des Pilotprogramms ,Stadt der Zukunft’, das von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) unterstützt wird, entwickelt die Firma Siemens Corporate Technology Werkzeuge und Methoden für eine effizientere und zielgerichtetere Sanierung von Gebäuden.

Bei dem Forschungsprojekt HOTSPOTS soll der aktuelle Zustand des Baubestandes und seiner Umgebung besser erfaßt, sowie umfangreiche Energie- und Wärmeverlust-Analysen gefertigt werden, indem von Hightech-Drohnen und Heißluftballons flächendeckend Thermalbilder geschossen und mit einer Spezial-Software in ein 3D-Modell der Stadt umgewandelt werden, welches mit thermischen Information untermalt wird.

Die Aufnahmen aus der Luft ermöglichen eine thermische Analyse ganzer Städte. Dabei begeben sich die Forscher um die Projektleiterin Claudia Windisch gemeinsam mit Kollegen des Austrian Institute of Technology, dem AEE Institut für nachhaltige Technologien und den Stadtwerken Gleisdorf auf die Suche nach sogenannten ,Critical Spots’, d.h. Gebäuden bzw. Gebäudekomplexen, die besonders optimierungsbedürftig sind.

Die ersten Daten sollen bereits im Februar erfaßt und für die Auswahl von Sanierungsmaßnahmen genutzt werden. Im nächsten Winter werden die Daten dann verglichen und analysiert, welchen Mehrwert das Projekt den Beteiligten gebracht hat.


Im März 2015 kündigt der multinationale Maschinenbauer Komatsu an, daß er einen neuen Dienst namens Smart Construction für die Bauindustrie einführen wird, der u.a. eine Plattform namens KomConnect umfaßt, der Maschinen und Arbeiter an die Cloud anschließen wird um die Gesamteffizienz der Maschinen und natürlich auch der Drohnen zu verbessern.

Bei diesen handelt es sich um UAVs des Drohnen-Dienstleisters Skycatch Inc. aus San Francisco, die eingesetzt werden, um Vermessungen durchzuführen und 3D-Modelle zu produzieren, welche in interaktiven Live-Karten der Baustellen gipfeln.

IIT-Drohne

IIT-Drohne


Ebenfalls im März 2015 erhält Commonwealth Edison, der größte Elektrizitätsversorger in Illinois, eine Zwei-Jahres-Genehmigung der FAA für die Verwendung von UAVs, um seine Linien zu inspizieren. In Vorbereitung darauf hatte die Exelon-Tochter mit dem Illinois Institute of Technology (IIT) zusammengearbeitet. Nun will man im Sommer mit Flügen in den südlichen Vororten beginnen, sobald das eigentliche Flugzeug-System und die Kamera-Ausrüstung beschafft sind.

Besonders eine Reihe von Einrichtungen entlang der Eisenbahnen sind schwer zugänglich und zu kontrollieren, was bislang Hubschrauberflüge erforderte. Linien in ländlichen Gebieten sind wiederum am Stück oft 50 – 65 km lang, was die Schadensbeurteilung nach einem Sturm ebenfalls aufwendig macht.

Als erstes soll untersucht werden, wie sich die Effizienz des Systems erhöhen läßt, um eine längere Zeit fliegen zu können, bevor es wieder auf den Boden kommen muß, um aufgeladen werden. Dies bezieht sich auf die Drohne, die am IIT entwickelt worden war und sich durch einen umgebenden zylindrischen Schutzkäfig auszeichnet. Ich hatte ihn im November 2012 vorgestellt (s.d.).


Wie im Juni 2015 bekannt wird, hat der Schweizer Energieversorger BKW Energie AG zusammen mit der Firma SKIVE Aviation AG aus Rorbas eine neue, zum Patent angemeldete Hightech-Drohne mit acht Propellern entwickelt, die autonom auf einer Hochspannungsleitung landet, diese abfährt und selbständig nach Schäden untersucht.

Ein Laserscanner erkennt in der Luft die Hochspannungsleitung, worauf die ca. 18 kg schwere Drohne automatisch stabil auf den ,Seilen’ landet. Vom Boden aus wird das Ganze auf Bildschirmen verfolgt, wobei ein Fachmann jederzeit über eine Fernbedienung in den Prozeß eingreifen kann.

Ist der 1,5 x 1,0 m große Flugroboter auf der Leitung angekommen, beginnt er mit dem Abfahren, wobei er mit einer Kamera etwaige Schäden an den Leitungen fotografiert und die Bilder direkt an die Leitwarte am Boden sendet. Die Sache scheint bislang aber noch nicht über das Prototypenstadium hinaus zu sein.

Scout B1-100 UAV

Scout B1-100 UAV


Im Juli wird über ein Forschungsprojekt berichtet, bei dem das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz), die Hochschule Luzern und das Schweizer Unternehmen Aeroscout GmbH, ursprünglich ein Spin-Off der ETH Zürich, testen, ob sich Drohnen in der Praxis bewähren. Die Firma stellt industriell gefertigte Helikopterdrohnen her, die sich durch eine große Nutzlast bis zu 18 kg und einer langen Flugzeit bis zu 1,5 Stunden bei voller Zuladung auszeichnen.

In dem von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) mitfinanzierten Projekt, bei dem die automatische Inspektionen von Hochspannungsleitungen untersucht wird, wird das mit einem Autopiloten ausgestattete Modell Scout B1-100 UAV Helicopter eingesetzt, das nicht nur das automatische Starten und Landen beherrscht, sondern auch für Missionsflüge entlang von GPS Koordinaten verwendet werden kann, was ideal für die Trassenbefliegung ist.

Im Zuge des Versuchs können beispielsweise 2 km Leitungen in weniger als 15 Minuten Flugzeit abgeflogen werden, inklusive Start und Landung. Das Forschungsprojekt läuft bis zum Sommer 2017.


Im Oktober 2015 folgt ein Bericht, dem zufolge auch der Energieversorger N-ERGIE AG in Nürnberg einen Hexakopter zur Inspektion von Freileitungen und Netzstationen einsetzt, der zukünftig auch zur Überprüfung von Wind- und Photovoltaikanlagen genutzt werden soll.

Das mit Kamera rund 5 kg schwere Gerät hat einen Durchmesser von rund 1 m, besitzt sechs Rotoren und kann mit einer Akkuladung etwa 12 Minuten lang betrieben werden. Die mit einer Spiegelreflex- oder Wärmebildkamera ausgestattete Drohne wird von ausgebildeten Piloten vom Boden aus und in Sichtweite ferngesteuert.

Hexakopter der Westnetz GmbH

Hexakopter
der Westnetz GmbH

Interessanterweise handelt es sich bei dem Hexakopter um dasselbe Modell, für das der Verteilnetzbetreiber Westnetz GmbH, einer 100 %-ige Tochtergesellschaft von der RWE Deutschland AG – bereits mit dem Deutscher Ideen Preis 2014 des Deutschen Instituts für Betriebswirtschaft ausgezeichnet wurde. Den RWE-Innovationspreis selbst hatten übrigens schon 2010 zwei Mitarbeiter des Kraftwerks Niederaußem eingeheimst, Ulrich Kurten und Josef Mautsch, die eine Kamera-Drohne zum Aufspüren von Schäden an schwer zugänglichen Stellen wie große Kühltürme oder Kamine entwickelt hatten.

Der N-ERGIE AG zufolge ergänzt der neue Flugroboter die netzweiten Leitungsbefliegungen mit dem Helikopter, wobei auch Strommasten überprüft werden, ohne daß ein Mitarbeiter den Mast erklimmen oder mit einem Hubsteiger hochgefahren werden muß. Ebenso kann der Hexakopter Detailaufnahmen von Schäden oder Schwachstellen an Solar- und Windkraftanlagen aufnehmen, wie blinde Flecken auf PV-Modulen oder Schäden durch Blitzeinschläge auf Rotorblättern.

Derzeit sind fünf Piloten für den Einsatz mit dem Hexakopter ausgebildet und sammeln an den Anlagen der N-ERGIE erste Erfahrungen. Ab 2016 will die Firma gezielt auch anderen Unternehmen die Inspektion aus der Luft als Dienstleistung anbieten – wofür sich bislang aber lein Beleg finden läßt. Auch in diesem Fall scheint das Projekt bislang noch nicht weitergekommen zu sein.


Ebenfalls im Oktober 2015 stellt die Firma Cyberhawk Innovations aus dem schottischen Livingston einen neuen Drohnenservice für kommerzielle Windpark-Inspektionen namens iHAWK Wind vor, der auf einem schnellen und umfassenden Anlagenverwaltungstool basiert, das auch für die sehr spezielle Inspektion einzelner Windradblätter eine Lösung bietet.

Für das 2008 gegründete Unternehmen, das sich selbst als Weltmarktführer von Luftinspektionen und -vermessungen mit Drohnenunterstützung bezeichnet, hat sich das Auftragsvolumen bei Industrieinspektionen und Vermessungen im Bereich erneuerbarer Energien, mit dem 2012 begonnen wurde, im laufenden Jahr laut eigenen Angaben verzehnfacht. Hauptauftraggeber sind die Betreiberfirmen von großen Windparks wie RWE, SSE, Siemens, Vestas, Vattenfall, Dong Energy, Forewind und EDP Renewables.

Zum Einsatz kommen dabei Drohnen des Modells AscTec Falcon 8, mit deren Hilfe ein einziges Team in knapp zwei Wochen über 30 Windturbinen vollständig inspizieren knapp. Im Gesamtjahr 2016 werden bereits mehr als 1.000 Blätter geprüft.


Unternehmen in Deutschland, die Windkraftanlagen mittels Drohnen kontrollieren, sind beispielsweise die 2014 gegründete Firma Vspect GmbH aus Hallig Hooge (die auch Tauchroboter für Prüfungen und Meßaufgaben unter Wasser einsetzt); oder die schon seit 1996 bestehende REETEC GmbH aus Bremen, die neben Rotorblattprüfungen von innen und außen inzwischen auch Reparaturen und den Austausch von Rotorblättern anbietet.

Über ähnliche Einsätze von Inspektionsdrohnen bei Solarparks habe ich schon in der Jahresübersicht 2014 berichtet (s.d.).

Weitere Unternehmen, die Inspektionen mit Flugrobotern durchführen, sind z.B. die seit 2012 aktive Firma SPECTAIR GmbH & Co. KG aus Meerbusch, die mit ihrer SPECTAIR Academy zudem eine Flugschule für Drohnen-Piloten betreibt – oder die Robotic Air aus Elz, die seit 2013 Luftaufnahmen und andere Dienstleistungen anbietet.

AtSite-Drohne

AtSite-Drohne


Auch der dänische Spezialist AtSite A/S aus Billund bietet verschiedene Inspektionsverfahren an, wofür sich die Firma mit dem führenden Schweizer Spezialisten Visual Working zusammengetan hat. Zwischen 2013 und 2016 werden mit Hilfe von Drohnen mehr als 2.000 Rotorblätter von Offshore-Turbinen kontrolliert, wobei ein Team im Schnitt zehn Windturbinen pro Tag überprüfen kann.


Als im November 2015 die Sieger des Wettbewerbs Idea Challege gekürt werden, den das Innovationsnetzwerk EIT Digital im Rahmen seiner Smart-Energy-Konferenz ausgeschrieben hatte, und an dem sich europaweit 461 Start-Ups beteiligt haben, gehört zu den acht Finalisten auch die französische Firma Sterblue aus Nantes, die eine Drohne entwickeln will, die bei der Wartung von Hochspannungsleitungen und Windrädern hilft. Das junge Unternehmen will seine Technologie ab 2016 anbieten.

Der Preis der Idea Challege kann Sterblue zwar nicht einheimsen, dafür aber drei andere erste Preise in Frankreich. Umgesetzt worden scheint das Konzept bislang aber noch nicht zu sein.


Wie wichtig die neue Technologie gerade in Bezug auf Windparks ist, erklärt sich selbst, wenn man erfährt, daß zu Beginn des Jahres 2015 weltweit bereits fast 270.000 gewerblich genutzte Windenergieanlagen installiert sind, mit insgesamt 327.381 MW Leistung. Dies bedeutet mehr als 800.000 Rotorblätter, die jährlich überprüft werden müssen, ganz zu schweigen von den Hunderttausenden weiterer Blätter, die voraussichtlich in den kommenden Jahren in Betrieb gehen.

Die Klingen müssen im ersten Dienstjahr stärker auf Produktionsfehler untersucht werden, und sie verschleißen mit der Zeit, während sie Absplitterungen und Risse zeigen. Eine frühzeitige Verschlechterung kann das Energieproduktionspotential verringern, und wenn die Schäden nicht behoben werden, können sie einen Totalverlust der Rotorblätter verursachen.


Im November 2016 folgt der Bericht eines interdisziplinären Forscherteams der ETH Zürich um Ndonga Chokani, bei dem es um die  optimale Plazierung von Windturbinen in einem Onshore- oder Offshore-Windpark geht, wo der sogenannte Wake-Effekt den Verantwortlichen oftmals Kopfschmerzen bereitet: Bewegt sich der Wind durch eine Turbine, nimmt die Energie des Luftstroms ab, breitet sich aus und schafft Turbulenzen, was die Leistungsabgabe der nachgeschalteten Turbinen um bis zu 40 % verringern und einen höheren Verschleiß ihrer Teile verursachen kann.

Die zentrale Herausforderung besteht also darin, die Turbinen innerhalb eines verfügbaren Bereichs so zu plazieren, daß der Einfluß einer jeden Turbine auf die Fähigkeit der anderen, Strom zu produzieren, möglichst minimiert wird. Gleichzeitig sollen auch die Kosten der Infrastruktur wie der Elektrokabel so gering wie möglich gehalten werden, weshalb man die Turbinen innerhalb der Einschränkungen des Wake-Effekts möglichst nah beieinander errichtet.

Bislang müssen sich Windparkmanager auf mathematische Formeln, Windkanalversuche und Computermodellierungen verlassen, um die Standorte der einzelnen Windenergieanlagen zu bestimmen, obwohl ein Windkanal die komplizierte Verhaltensweise des Windes auf einem wirklichen Grundstück nicht erfassen kann.

Die ETH-Spezialisten entwickeln daher eine neuartige Drohne mit einer Reihe von Sensoren, die auf komplexen Terrains präzise Felddaten und sammeln und die Luftströme in einzelnen Windparks registrieren können. Mit diesen Messungen soll die Entwicklung von Simulationswerkzeugen beschleunigt werden, die zur Optimierung der Plazierung von Windenergieanlagen genutzt werden können.

Im gegenwärtigen Stadium arbeitet die Drohne als schnell reagierende aerodynamische Sonde mit sieben Sensoren, die zeitaufgelöste Windmessungen machen kann. Sie basiert auf einer Meßtechnik, die ursprünglich ebenfalls an der ETH entwickelt wurde und auch schon in konventionellen Kraftwerken eingesetzt wurde. In einem nächsten sollen gleich mehrere instrumentierte Drohnen getestet werden, die in einem Schwarm fliegen, um gleichzeitige Messungen zu machen.


Schon im März 2015 wird über einen Roboter zur Inspektionen von Fassaden und tragenden Baustrukturen berichtet, was gerade bei älteren Gebäuden immer wichtiger wird. Speziell für die Fassadeninspektion sind bereits einige Roboter entwickelt worden, die selbständig senkrechte Wände hinaufklettern und diese mit Kameras und Sensoren überprüfen. Bei den Kletterstrategien, die zu den jeweiligen Oberflächen passen müssen, werden meistens Vakuum-Sauger, Magnete oder Adhäsionsfüße verwendet, die denen des Geckos nachempfunden sind.

Doch unabhängig von der Methode reicht bereits ein einfacher Fehler, wie ein Wechsel der Oberfläche oder Ausfall der Haftmechanismen, um einen Totalverlust des Roboters samt Instrumenten zu erleiden, wenn die Schwerkraft ihre Tribut fordert. Alternativ muß die Infrastruktur an der Wand installiert werden, um den Roboter zu verwenden, was das Äußere der Struktur beschädigen kann.

Prof. Hyun Myung und seine Gruppe vom Urban Robotics Lab des KAIST in Südkorea verfolgen daher einen völlig neuen Ansatz: Ihr Wandkletter-Roboter ist flugfähig und gegen Abstürze immun. Im Normalbetrieb fährt der Quadrokopter auf Rädern die Wand entlang und inspiziert sie z.B. auf Risse. Dabei wird er von den Rotoren an die Oberfläche gedrückt. Bei Störungen geht er in einfach den Schwebeflug über und landet sicher auf dem Boden.

Wandkletter-Roboter des KAIST

Wandkletter-Roboter
des KAIST

Die Flugfähigkeit des Climbing Aerial RObot System (CAROS), bietet zudem den Vorteil, daß die Klettermaschine nicht immer vom Erdgeschoß in den Inspektionsbereich, z.B. in der Gebäudemitte, hinaufklettern muß, sondern direkt das Arbeitsgebiet anfliegen und inspizieren kann. Experimente mit einem Prototyp sollen erfolgreich verlaufen sein.

Im Januar 2016 gibt es ein Update des Projektes: Nun wird die Entwicklung als Feuerlöschdrohne mit dem Namen Fireproof Aerial Robot System (FAROS) bekannt gemacht, die nicht nur in den höchsten Wolkenkratzern Brände entdecken, sondern auch ein verschlungenes Gebäude durchsuchen und Daten in Echtzeit an die Feuerwehrleute übertragen kann. Das Gerät hast sich aber auch gemausert.

Mit der Fähigkeit, über Wände zu rollen oder zu fliegen, kann FAROS einen 2D-Laserscanner, einen Höhenmesser und einen Massenträgheit-Sensor einsetzen, um autonom durch ein Gebäude zu navigieren. Da das UAV zudem mit Aramidfasern beschichtet ist, wird die empfindliche Elektronik vor Flammen und Hitzeeinwirkung geschützt. Dabei hält das Gerät eine Hitze von bis zu 1.000°C über eine Minute lang aus.

Unter der Aramidfaser-basierten Rüstung befinden sich eine Pufferluftschicht und ein Kühlsystem auf der Basis eines Peltierelements, das dazu beiträgt, die Luftschicht in einem bestimmten Temperaturbereich zu halten. Um die Leistung des feuerfesten Designs zu verbessern, arbeitet das Forschungsteam an besonders robusten 2D-Laserscannern und Wärmebildkameras, die stärker exponiert sind – aber Gegenstände und Personen erkennen und sogar den Brandherd des Feuers lokalisieren können.

Wenn die obige GimBall/Elios-Drohne ein Beispiel für den Wechsel einer Drohne vom Bereich der Katastrophenhilfe in den der Industrie ist – dann symbolisiert die Kletterdrohne des KAIST einen Wechsel vom industriellen Produkt zu einem der Lebensrettung.


Doch zurück zu den Bauprojekten selbst. Experten zufolge würden bereits heute die meisten fortschrittlichen Projekte mit Hilfe von Drohnen realisiert, und es wird erwartet, daß sie in diesem Marktsegment schon bald zu einer Mainstream-Technologie werden. Sind die Arbeiten erst einmal im Gange sind, kann ein Baustellenleiter Drohnenaufnahmen verwenden, um Strukturen zu kontrollieren und die Sicherheit der Mitarbeiter auch in entfernteren Stellen überwachen.

Die Drohnen können ebenso benutzt werden, um die Baustelle schnell und mit großer Genauigkeit zu vermessen und Karten zu erstellen, aktuelle Aufnahmen können an Kunden gesendet werden, um zu zeigen, wie die Arbeit voranschreitet. Und weil die Drohne ferngesteuert betrieben wird, kann der Manager dies alles von einer anderen Baustelle aus tun, was dem Unternehmen Zeit und Geld spart.

Als Beispiel sei die Baustelle des Stadions der Sacramento Kings in Kalifornien genannt, wo Drohnen mehrmals täglich patrouillieren und ein 3D-Modell des Baufläche erstellen. Dieses wird dann von den Ingenieuren der federführenden Konstruktionsfirma Turner Construction analysiert, um die Bereiche zu kennzeichnen, die hinter dem Zeitplan liegen.

Die Videos werden von der Drohnen-Betreibergesellschaft ImageInFlight gemacht und anschließend von einer Software bearbeitet, die von Prof. Mani Golparvar-Fard und seinen Kollegen an der University of Illinois entwickelt worden war. Mit dieser läßt sich z.B. auch zeigen, wie die verschiedenen Teams von Bauarbeitern zusammenwirken. Die Software wird auch bei einem Hochhausbau in Arizona eingesetzt, ebenso wie von der Taisei, einer großen Baufirma in Japan.

Das Team der Universität testet derzeit ein System, welches es Drohnen ermöglicht, Kameras an bestimmten Standorten auf einer Baustelle zu befestigen, so daß die dortigen Aktivitäten kontinuierlich überwacht werden können. Um die Aktivitäten der Arbeitnehmer in Form von Videomaterial zu kategorisieren, verwenden die Wissenschaftler bei ihren Experimenten eine Crowdsourcing-Plattform. Ein Bauleiter kann dann sehen, wie die verschiedenen Aufgaben insgesamt durchgeführt werden, und wie viel Zeit der einzelne für den jeweiligen Job benötigt.

Trimble-Drohne UX5

UX5


Im Oktober 2015 wird bekannt, daß die bereits 1978 mit Hauptsitz im kalifornischen Sunnyvale gegründete Firma Trimble Navigation, ein Anbieter geodätischer Systeme, seit jüngstem auch Bauplatz-Vorab-Begutachtungen und -vermessungen mit seiner Hightech-Drohne UX5 anbietet. Mit dieser Technologie wird die Arbeit einer Woche an einem Tag erledigt.

Der Benutzer zeichnet auf einem Tablet-Computer mit einer Google Earth-Karte eine Rechteckform über den Bereich, den er kartiert haben möchte, worauf der Computer einen Flugplan festlegt, der dann in die UX5 hochgeladen wird. die Drohne überfliegt den betreffenden Bereich mit 80 km/h, während sie Fotos macht und GPS nutzt, um die genauen Positionen zum Zeitpunkt der Aufnahmen festzuhalten.

Ein 20-minütiger Flug kann etwa 800 Bilder generieren und viele Hektar Land abdecken. Damit die Bilder anschließend von einer Software zu hochgenauen Karten verarbeitet werden, müssen sich um etwa 80 % überschneiden. Trimble ist übrigens eines der ersten Unternehmen in den USA, welche die Section 333 Ausnahmegenehmigungen der FAA erhalten.


Ebenfalls im Bausektor angesiedelt ist ein Forschungsprojekt der University of Leeds, wo Wissenschaftler um Prof. Phil Purnell an dem übergeordneten Ziel arbeiten, sogenannte selbstreparierende Städte einzuführen. Die Idee hinter dem Projekt, das im Oktober 2015 in der Fachpresse erscheint, besteht darin, eine Armee von kleinen Drohnen zu entwickeln, die Probleme bei der Infrastruktur – z.B. Schlaglöcher – erkennen, sobald diese auftreten. Damit soll verhindert werden, daß sie zu störenden Baustellen oder anderen größeren Reparatur-Projekten auswachsen.

Auch der eigentlich simple Vorgang, die Glühbirne einer Straßenlaterne auszuwechseln, nimmt momentan viel Zeit und Aufwand in Anspruch – denn der Techniker muß mit einem großen Fahrzeug anrücken, um dann in der Höhe die neue Birne einsetzen zu können. Bei den immer öfter zum Einsatz kommenden LED-Lampen muß der Austausch zwar seltener vorgenommen werden, das grundlegende Problem bleibt aber bestehen. Die Alternative der Leeds-Forscher sieht auch hier eine Flotte von Drohnen vor, die kaputte Lampen automatisch wieder funktionsfähig machen soll.

Das von der Stadt Leeds mit 4,2 Mio. £ geförderte Konzept hat dabei zwei Vorteile: Erstens müssen die Techniker nicht jedes Mal mit schwerem Gerät ausrücken, was Zeit und Geld  spart. Zudem werden Fehlfunktionen frühzeitig erkannt, während es aktuell einige Zeit in Anspruch nehmen kann, bis die Information über eine kaputte Straßenlaterne oder ein gefährliches Schlagloch die Stadtverwaltung erreicht. Und auch unterirdische Rohre sollen so überwacht und gegebenenfalls früh ausgebessert werden.

Das Ziel der Wissenschaftler ist es nun, drei verschiedene Roboterdrohnen zu entwickeln. Die erste übernimmt die Reparatur der Straßenlaternen, die zweite kümmert sich um Schlaglöcher und ähnliche Probleme, während die dritte Drohnenvariante unterirdisch aktiv ist und Rohre und Kanäle nach Problemstellen absucht. Wann es allerdings tatsächlich soweit ist und die ersten Straßenlaternen von Drohnen wieder zum Leuchten gebracht werden, läßt sich momentan noch nicht abschätzen. Die Roboter sollen jedenfalls schon im kommenden Jahr für Tests bereit sein.


Die im November 2015 von Jorge Gomez und Juan Francisco Díaz Bejarano gegründete Firma CANARD Drones SL mit Sitz in Madrid, Spanien, bietet ein ganz spezielle Drohnen-Dienstleistung im Infrastruktursektor an: die zu 100 % genaue Inspektionen und vollautomatische Kalibrierung von Landebahn-Beleuchtungsanlagen (Flughafenbefeuerung), wie dem PAPI-System (Präzisions-Anflug Gleitwinkelbefeuerung).

Die CANARD-Lösung mit UAVs bietet eine schnelle, genaue und sichere Alternative zum derzeitigen Ansatz der Flughäfen. Bei Installation verschiedener Sensoren und Kameras kann das CANARD-System aber auch zur Inspektion von Industrieanlagen eingesetzt werden, z.B. bei der Beleuchtungsinspektion, Korrosionsdetektion, Luftqualitätsmessung etc.

Im Oktober erhält die Firma 50.000 $ aus dem FIWARE Accelerator Programme, im Dezember weitere 50.000 $ von der European Space Ageny BIC, und im April 2016 kommen nochmals 15.000 $ vom Startup Bootcamp Amsterdam dazu. Ein Prototyp sei bereit, doch über eine Umsetzung ist bislang nichts bekannt.


Ein ebenfalls sehr spezieller Einsatzbereich ist die Inspektionen von Kraftwerken bei extremer Hitze. Hierfür startet der Energiespeicher-Lösungsanbieter AES Corp. im November 2016 einen offenen Innovationswettbewerb, der darauf abzielt, die Sicherheit und die Verfügbarkeit derartiger Einsätze zu erhöhen. Bislang müssen die Arbeiter bei Systemfehlern, welche die Stromerzeugung stoppen, warten, bis die Temperatur der Ausrüstung ein ausreichend niedriges Niveau erreicht, bevor sie die Räume zur Inspektion und Reparatur betreten können.

Die AES sucht daher nach innovativen Drohnen und Roboterlösungen, die extremer Hitze widerstehen, um Inspektionsarbeiten schneller durchführen zu können, ohne die Arbeiter zu gefährden. Die drei Gewinner sollen im Juli 2017 auf dem globalen Innovationskongreß der AES benannt und ausgezeichnet werden.

 

Ein weiteres, neues Geschäftsfeld sind Internet-Drohnen, die eines Tages Menschen in Ländern mit schlechter technischer Infrastruktur Zugang zum weltweiten Netz ermöglichen sollen.


Facebook, das bei seinem Projekt internet.org mit Samsung, Nokia, Ericsson u.a. Kommunikationsunternehmen zusammenarbeitet, hatte im März des Vorjahres für rund 20 Mio $. den britischen Drohnenentwickler Ascenta Aerospace übernommen, der solarbetriebene Drohnen entwickelt (s.d.).

Facebook-Solardrohne Grafik

Facebook-Solardrohne
(Grafik)

Im März 2015 wird bekanntgegeben, daß eine kleine Version der Drohne erfolgreich ihren ersten neunzigminütigen Test absolviert hätte, einen Rundflug über Großbritannien.

Auf der Konferenz Social Good Summit in New York im September vergangenen Jahres hatten die Entwickler des Facebook Connectivity Lab noch über die Schwierigkeiten mit der Stromversorgung der solarbetriebenen Drohnen geklagt, die monatelang in der Luft bleiben sollen, ohne zwischendurch landen zu müssen. Dabei soll die Endvariante der Drohnen mit Carbonrahmen zehnmal so groß sein und mit einer Spannweite von 42 m etwa der einer Boeing 737 entsprechen, dabei mit knapp 400 kg aber weniger wiegen als ein Kleinwagen.

Erste Tests mit den großen Flugzeugen sollen schon im Sommer starten. Von diesen werden den Plänen gemäß 1.000 Stück in einer Höhe von 18.000 – 27.000 m kreisen, um dem Flugverkehr aus dem Weg zu gehen und das Wetter zu überfliegen. Die Internet-Verbindungen sollen mittels fortschrittlicher Laser-Kommunikationssysteme erfolgen.

Ende Juni kommt dann erstmals eine der inzwischen Aquila genannten Drohnen in voller Größe zum Einsatz, die während des ersten Testflugs eine Geschwindigkeit von 40 km/h erreicht, etwa die Hälfte der später einmal geplanten Höchstgeschwindigkeit. Zum Start wird die Drohne auf ein fahrbares Gestell geschnallt, mit dem sie auf ihre Abhebegeschwindigkeit beschleunigt wird, bevor sie sich mittels ihrer vier Elektromotoren immer weiter in die Höhe hinauf schraubt.

Besonders zufrieden sind die Techniker, weil die Drohne mit 96 Minuten Flugzeit ca. dreimal so lange in der Luft blieb wie ursprünglich geplant. In den Folgewochen sollen weitere Probeflüge folgen, bei denen die Flughöhe immer weiter gesteigert wird.

Aquila-Testflug

Aquila-Testflug

Im November 2016 erscheinen Berichte darüber, daß der erste Testflug der Aquila doch nicht ganz so erfolgreich war, wie das Unternehmens damals behauptet hatte, denn die US-Flugsicherheitsbehörde National Transportation Safety Board (NTSB) untersucht inzwischen einen Zwischenfall bei der Landung, den sie als Unfall einstuft.

Dem einen Monat später erscheinenden NTSB-Bericht ist zu entnehmen, daß das Problem entstand, als fünf Sekunden vor der Landung eine unerwartete Windböe die Drohne über die Landebahn hebt – und der Autopilot nicht in der Lage ist, dies zu korrigieren, was einen erheblichen Schaden am rechten Flügel der Drohne verursacht.

Das Unternehmen arbeitet nun an einer Aquila der zweiten Generation, das einen Spoiler oder eine Bremsklappe für steilere, langsamere Landungen sowie einen besseren Autopiloten bekommen soll.

Übrigens erleidet auch Facebooks alternativer Ansatz, Satelliten zur Internetversorgung entlegener Gebiete einzusetzen, Anfang September 2016 einen herben Rückschlag, als der erste Satellit des Onlinenetzwerks bei der Explosion einer Falcon 9 Startrakete von SpaceX zerstört wird – ausgerechnet während eines Routinetests der Triebwerke.


An einem ähnlichen Internet-Solardrohnen-Konzept arbeitet auch die Google-Mutter Alphabet Inc., ich hatte im August 2013 über den Beginn dieser Entwicklung berichtet (s.d.).

Googles Projekt mit dem Codenamen Skybender (o. Sunbender) basiert auf einer Technologie, die potentiell 40 mal schnelleres Internet bereitstellen kann als 4G. Weil sie zur Übertragung Millimeterwellen verwendet, konkurriert sie auch nicht mit Mobilfunkfrequenzen um Bandbreite. Dafür hat das 5G-Signal aber nur ein Zehntel der Reichweite von 4G. Im Sommer 2014 werden verschiedene Prototyp-Transceiver aufgebaut und mit mehreren Drohnen geprüft.

Doch auch das Projekt Titan (nicht zu verwechseln mit Apples gleichnamigen Projekt, ein selbstfahrendes Auto zu entwickeln) hat mit einigen Schwierigkeiten zu kämpfen. Im Mai 2015 stürzt ein Prototyp der Solara 50 Drohne schon kurz nach dem Start in New Mexico ab.

Der Internetkonzern nutzt für seine Versuche den Spaceport America, von wo u.a. die Raketen privater Raumfahrtunternehmen wie SpaceX starten, wobei es für die Nutzung eines Hangars in dem glamourösen, von Norman Foster für Virgin Galactic Spaceflights entworfenen Space-Terminal 1.000 $ pro Tag bezahlt. Über den weiteren Zeitplan des Projekts ist bislang nichts bekannt, außer, daß Google die FCC-Erlaubnis hat, seine Experimente in New Mexico bis Juli 2016 fortzusetzen.

Anfang 2017 ist dann allerdings zu erfahren, daß das X research lab von Alphabet das Projekt abgebrochen hätte – wegen der großen wirtschaftlichen und technischen Herausforderungen und weil es als weniger erfolgversprechend gehalten wird als der konkurrierende Versuch mit leichten Wetterballons (über dieses Project Loon berichte ausführlich ich im Kapitelteil Solar-Ballone und Solar-Luftschiffe). Die Entscheidung dazu sei schon Anfang 2016 gefallen, wird aber erst jetzt öffentlich bekanntgegeben. Auch das 2014 erworbene Unternehmen Titan Aerospace, das die solarbetriebene Drohne gebaut hat, wird abgewickelt.

Einen weiteren Ansatz bei X, der unter dem Projektnamen Wing bekannt ist, hatte ich bereits im August 2014 präsentiert. Das es sich hierbei um Liefer-Drohnen handelt, werde ich erst weiter unten auf den aktuellen Stand zu sprechen kommen.


In Bezug auf die o.g. Millimeterwellentechnologie ist Google nicht die erste Organisation, welche diese mit Dronen verbindet. Im März 2014 hatte die DARPA die Phase 2 eines Programms namens Mobile Hotspots gestartet, bei dem eine Flotte von Drohnen Truppen in entlegenen Gebieten ein Gigabit pro Sekunde zur Verfügung stellen sollen.

Da dabei aber SRQ-7 Shadow UAVs zum Einsatz kommen sollen, die von einem handelsüblichen, benzingetriebenen Wankelmotor und fossilen Brennstoffen angetrieben werden, erfolgt hier keine weitere Berichterstattung darüber.

ALO-Versuch

ALO-Versuch


Im Juni 2016 wird bekannt, daß nun auch der US-amerikanische Telekommunikationskonzern Verizon Communications Inc. Versuche mit Drohnen als fliegende Mobilfunktürme durchführt, um Lücken in der Internetabdeckung zu schließen – ganz ähnlich wie es Facebook mit seinen Aquila-Drohnen erhofft. Verizon nennt seine Initiative, an deren Vorbereitung seit zwei Jahren gearbeitet wird, Airborne LTE Operations (ALO).

Hierzu tut sich Verizon mit der 2002 gegründeten Firma American Aerospace Technologies Inc. (AATI) aus Mountain View, Kalifornien, zusammen und testet in einer simulierten Mission in New Jersey eine Drohne mit einer Spannbreite von 5,2 m. Den Spezifikationen von Flugzeiten bis zu 20 Stunden zufolge scheint es sich dabei jedoch um ein mit Brennstoff betriebenes Fluggerät zu handeln, weshalb die Sache hier nicht weiter verfolgt wird.

Verizon zufolge handelt es sich dabei nur einen von einer Reihe technischer Versuche handelt, die im ganzen Land durchgeführt worden sind, wobei sowohl unbemannte als auch bemannte Flugzeuge eingesetzt wurden. Die Firma stellt sich aber auch vor, da die Luftfahrzeuge verwendet werden, um Getreide zu kontrollieren, Inspektionen von Pipelines und Hochspannungsleitungen durchzuführen und die Ausdehnung von Bedrohungen wie Waldbränden und Tornados zu überwachen.

Es ist daher nicht verwunderlich zu erfahren, daß Verizon bereits 2015 in die Drohnen-Dienstleistungsfirma Skyward investiert hat, und im Jahr 2016 auch in PrecisionHawk, ein Unternehmen zur Luftdatenanalyse. Im Februar 2017 wird Skyward komplett von Verizon übernommen.

 

Auch die neuen Entwicklungen und Technologien dieses Jahres sollen thematisch aneinander gereiht werden.

Dabei geht es um spezielle Kamera-Drohnen, um verschiedene Consumer-Drohnen, die sich durch bestimmte Besonderheiten auszeichnen sowie um Umsetzungen im Kunst- und Designbereich. Daneben werden auch noch diverse neue Einsatzbereiche und andere technologische Neuheiten vorgestellt.


Begonnen wird mit den Kamera- und Film-Drohnen, die inzwischen die Mehrheit aller Produkte dieses Sektors ausmachen.

Zano Drohne

Zano

Im Januar 2015 erscheint mit der Zano eine leichte und robuste 5-Megapixel-Kameradrohne für den Privatgebrauch, die man  überall hin mitnehmen und aus der Handfläche starten lassen kann. Sie verbindet sich mit dem Android- oder iOS-Gerät des Nutzers und läßt sich wie an einer virtuellen Leine steuern.

Das Projekt der seit 2007 im britischen Wales beheimateten Firma Torquing Group Ltd., die ursprünglich 1990 in Australien gegründet worden war, kann zwischen November des Vorjahrs und Anfang Januar auf Kickstarter statt der geplanten 125.000 £ von 12.075 Interessenten einen Rekordbetrag von 2.335.119 £ einnehmen – die bislang erfolgreichste Kickstarter-Kampagne in Europa. Die Nano-Drohne soll inklusive Versand umgerechnet rund 188 € kosten.

Im Juni 2015 ist dann jedoch der geplante Auslieferungstermin überschritten und auch die ersten 600 verschickten Drohnen funktionieren nicht wie versprochen. Im November tritt der Hauptgeschäftsführer Ivan Reedman zurück, bevor das Unternehmen Insolvenz anmeldet. Kickstarter beauftragt daraufhin den Journalisten Mark Harris, die Hintergründe des gescheiterten Crowdfunding-Projekts zu untersuchen und herauszufinden, was mit den mehr als zwei Millionen Pfund geschehen ist.

Woran das Projekt letztlich gescheitert ist, läßt sich noch nicht genau sagen. Es gibt aber Belege dafür, daß die Entwickler, die Komplexität des Follow me-Modus stark unterschätzt haben. Strafrechtliche Konsequenzen müssen sie nur fürchten, wenn sie die das eingesammelte Geld nicht projektbezogen ausgeben, wofür es bisher aber keine Hinweise gibt.


Im April 2015 ist in den Blogs erstmals ein Quadrokopter zu sehen, den man ,Gassi führen’ – oder besser gesagt, Gassi fliegen kann, da er stets an der Leine hängt. Der Grund dafür ist, daß er mittels einer Schnur statt einer Funksteuerung bedient wird – was für eingefleischte Kopter-Fans sicherlich reichlich verrückt klingt, obwohl die Idee nicht neu ist, wie der Beginn dieser geschichtlichen Übersicht zeigt.

Der Fotokite Phi hat eine interessante Vorgeschichte: Die Idee dazu stammt vom dem gebürtigen Russen Sergei Lupashin, der sie im im Zuge seiner Promotion am Robotik-Forschungslabor der ETH – der Flying Machine Arena (FMA) – in Form einer Live-Fernsehkamera umsetzt, die über ein Kabel vom Boden aus mit Energie versorgt wird. Die FMA wird übrigens seit 2007 von Raffaello D’Andrea geleitet – der auch für die Drohnen des Cirque Du Soleil verantwortlich ist, über die ich im September 2014 berichtet hatte (s.d.).

Fotokite Pro Bodenstation

Fotokite Pro Bodenstation

Die Kabelverbindung erlaubt, daß die Stromversorgung des 600 g schwere Quadrokopter namens Fotokite Pro von einer großen bodenbasierten Batterie oder sogar von einer Steckverbinder erfolgen kann. Und Dank einer kleinen Puffer-Batterie in der Drohne läßt sich der Akku auch wechseln, ohne erst landen müssen, womit zeitlich unbegrenzte Luftaufnahmen mit einen fest verdrahteten Live-Video-Feed möglich sind, da das Kabel auch eine Datenleitung umfaßt. Zudem hält die Drohne immer die Neigung, die man ihr beim Aufstarten gibt.

Ein Hauptmotiv für die Konstruktion ist, daß der Fotokite streng genommen nicht als UAV zählt und daher anders beregelt wird, womit auch Einsätze in schwierigen Situationen, in Gebäuden oder bei Menschenansammlungen einfacher möglich und vor allem sicherer sind.

Diese Ausführung, deren Entwicklung vom Nationalen Kompetenzzentrum für Robotikforschung des Schweizer Nationalfonds (NCCR Robotics) gefördert wurde, ist bereits 2013 zu einem Preis von 8.350 € erhältlich. Die Kamera wird zwar bei mehreren Produktionen eingesetzt, die Technik der Energieversorgung vom Boden aus aber bald wieder verworfen.

Nachdem Lupashin im März 2014 das ETH-Spinoff Perspective Robotics AG mit Sitz in Zürich gegründet hat, beginnt er mit der Konstruktion einer einfacheren und billigeren Quadrokopter-Version, deren Prototyp er bei einem TEDx-Vortrag im Sommer des Jahres präsentiert. Im Gegensatz zu ihrem Vorgänger  hängt die Selfi-Drohne Fotokite Phi an einem aufgespulten Halteseil, mit dem, ähnlich wie bei einem Drachen, nur noch die Höhe und Bewegung des Kopters bestimmt werden.

Die Bedienung ähnelt einer modernen Hundeleine. Man hält sie in der Hand, steuert die Drohne mit einfachen Hangbewegungen und kann per Knopfdruck die Leine verlängern, deren Maximallänge 30 m beträgt. Der Akku verspricht eine Flugzeit von ca. 15 Minuten. Sollte das Halteseile reißen oder die Batterie sterben, landet die Drohne automatisch.

Eine weitere Besonderheit ist der schnelle Aufbau der Drohne, die sich in einer zylindrischen Verpackung befindet. Herausgenommen, lassen sich die 4 Propellerarme in wenigen Sekunden ausklappen und mit nur einer Handbewegung fixieren. Ein großer Vorteil ist zudem das geringe Gewicht von nur knapp 340 g (inklusive GoPro Kamera) aufgrund der reduzierten Technik.

Eine Crowdfunding-Aktion auf Indiegogo, bei welcher die Gassi-Drohne zu einem Vorzugspreis von 249 $ bzw. 349 $ vorbestellbar ist (später: 500 $), stößt auf so großes Interesse, daß bis September 2015 eine Summe von 413.495 $ zusammenkommt. Nun soll der Kopter ab März 2016 ausgeliefert werden.

Bedenkenwert ist auch der Kommentar in einem der Fachforen, demzufolge die Fotokite-Drohne den Vorteil hat, daß der Drohnen-Operator sofort identifizierbar ist und jeder weiß, wer hinter (bzw. unter) dieser Kamera steht, was nicht jene Vorbehalte hervorruft, die oftmals gegenüber anderen fliegenden Kameras bestehen.

Freefly ALTA

Freefly ALTA


Im April 2015 präsentiert die Firma Freefly Systems mit dem Filmhexakopter Freefly ALTA eine High-End Drohne für Luftaufnahmen – zu einem Preis von 8.495 $.

Das im Jahr 2011 gegründete Unternehmen in Woodinville, Washington, das Kamerafahrtsysteme und Kamerastabilisatoren entwickelt, fertigt und vermarktet, die in der Kinematographie und Fotografie verwendet werden, hatte als erstes UAV-Produkt eine Multirotor-Kamera-Plattform namens CineStar auf den Markt gebracht, die aufgrund ihrer Einfachheit und Anpassungsfähigkeit bei professionellen Anwendern schnell populär wurde.

Die Plattform existiert in zwei Versionen: Der CineStar 6 ist ein Hexakopter aus Karbonfasern mit einem Gewicht von 2,65 kg, während der CineStar 8 ein Multikopter ist, der 3,85 kg wiegt und speziell entwickelt wurde, um große DSLR-Kameras nebst Halterung und Batterien mit einem Gesamtgewicht von bis zu 5,8 kg zu heben.

Der Verkauf des ALTA, der eine Tragkraft von 6,8 kg besitzt, beginnt im August 2015. Der größte Unterschied zu seinen Vorgängern ist die vollständige Integration aller Subsysteme (Flugsteuerung, Motoren, Servos, Propeller) in einer ready-to-fly-Filmplattform. Zudem ist der ALTA die erste Drohne, welche die Montage der Kamera/des Kardanrahmens sowohl an der Oberseite wie auch an der Unterseite erlaubt. Besonders genial ist der Zusammenklapp-Mechanismus, der dem Zentralverschluß einer Kamera ähnelt.

Zwischenzeitlich gibt es neben dem ALTA6 auch noch einen ALTA8 – wobei sich die Ziffer natürlich auf die Anzahl der Rotoren bezieht –, dessen Basisversion mit 17.495 $ zu Buche schlägt.


Als besonders anhängliche Foto-Drohne wird das Modell Lily beschrieben, das im Mai 2015 in den Blogs erscheint. Der Besitzer wirft sie in die Luft – und sie folgt ihm rund 20 Minuten lang als selbständige Actionkamera, die den absoluten Ego-Film möglich macht, bevor sie nach dem Flug wieder in der Handfläche des Nutzers landet. Der Quadrokopter der Entwickler Antoine Balaresque und Henry Bradlow und ihrem 2013 gegründeten Start-up Lily Robotics Inc. aus Kalifornien ist quasi an einen GPS-Tracker im Rucksack oder am Handgelenk des Nutzers ,gebunden’, ohne extern gesteuert werden zu müssen.

Je nach Regieanweisung kann sie in Abständen zwischen 2 und 30 m vom Benutzer und in Höhen zwischen 2 und 15 m über dem Kopf diesem folgen, vorausfliegen, um ihren Besitzer kreisen oder Einzelfotos machen. Die HD-Kamera liefert 60 Bilder pro Sekunde und kann sowohl in Zeitlupe, als auch im Zeitraffer aufnehmen. Neben einer Technologie, die sowohl ihren Besitzer wiedererkennt als ihn auch innerhalb des Kamerabildes günstig positioniert, synchronisiert sich die Drohne mit einem Mikrophon in dem kleinen Gerät, das der Nutzer bei sich trägt, damit später im Film nicht nur die dröhnenden Rotorblätter zu hören sind.

Zudem ist das Polycarbonat-Gehäuse der etwa 8 x 26 cm großen Drohne wasserdicht nach Klasse IP67, was bedeutet, daß sie ungefähr 1 m tief in Wasser untergetaucht werden kann. Die Drohne soll im Februar 2016 auf den Markt kommen und 999 $ kosten – bis dahin kann man sie für 499 $ vorbestellen.

Tatsächlich kann die Firma bis Anfang 2016 sagenhafte 34 Mio. $ durch Vorbestellungen von etwa 60.000 Kunden einnehmen, mindestens weitere 19 Mio. $ kommen durch verschiedene IT-Firmen als Investoren und durch Bankkredite hinzu.

Doch auch dieses Projekt geht baden. Aufgrund ,schwindender finanzieller Mittel’ sehen sich die Gründer im Januar 2017 gezwungen, das Unternehmen zu schließen, ohne daß auch nur ein Gerät jemals ausgeliefert wurde. Immer wird versprochen, daß alle Vorbesteller den Kaufpreis zurückerstattet bekommen.

Ein Verfahren der Staatsanwaltschaft in San Francisco, das am gleichen Tag gegen die Gründer von Lily eingeleitet wird, läßt allerdings vermuten, daß die Käufer von Anfang an getäuscht wurden. Der Anklage zufolge habe die Firma die Interessenten mit einem ,falschen und irreführenden’ Video getäuscht, das e zum damaligen Zeitpunkt noch gar keinen funktionierenden Prototypen der Lily-Kameradrohne gegeben hatte. Ende Januar 2017 werden die Geschäftsräume von Lily Robotics durchsucht.

Micro Drone 3.0

Micro Drone 3.0


Mehr als nur sehr erfolgreich ist die Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, die im Mai 2015 von Vernon Kerswell und seine Frau Ethan Zhou-Kerswell gestartet wird.

Ihre im Herbst 2013 gegründete Firma Extreme Fliers mit Sitz in London will einen kleinen, palmgroßen Quadrokopter namens Micro Drone 3.0 auf den Markt bringen, der nur 56 g wiegt (mit Kamera: 71 g) und die Maße 145 x 55 x 50 mm hat. In dem kleinem Raum ist allerdings viel Technik verstaut: eine selbststabilisierte 720p-HD-Kamera, ein Mikrofon, ein 450 mAh Li-Akku, eine ARM-CPU samt WLAN-Chip sowie jede Menge Sensoren, mit denen sich die kleine Drohne auch bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 45 km/h ruhig in der Luft halten kann.

Bei Steuerung mit dem Smartphone oder iPhone liegt die Reichweite bei etwa 15 m, mit der Funkfernsteuerung sind bis zu 90 m möglich. Die Flugzeit liegt bei etwa 8 Minuten, der Preis bei 195 $, Vorbesteller bezahlen nur 125 $.

Das angestrebtes Ziel von 75.000 € ist mit Ende der Kampagne im August um 3.076 % übertroffen, da sich durch mehr als 35.000 begeisterte Interessenten insgesamt 3.571.152 $ auf dem Konto von Extreme Fliers ansammelt haben. Ende 2016 wird die Drohne zu Preisen um 140 € angeboten.


Wem die Tendenz zu immer kleineren Kopter nicht gefällt, würde in dem KittyHawk der Firma Mobile Recon Systems LLC aus Lexington, Kentucky, die passende Alternative finden – wenn es ihn denn geben würde.

Das Unternehmen stellt im Juli 2015 einen Quadrokopter mit einem Durchmesser von 95 cm vor, der 4,3 kg wiegt und als Zuladung nochmals 4,3 kg transportieren kann. Der kräftige Kopter kann damit gleich drei Kameras tragen, von denen zwei in Kardanrahmen sitzen – eine auf der Unterseite, die andere auf der Oberseite –, während eine dritte Kamera geradeaus nach vorn gerichtet.

Ein weiteres interessantes Feature ist ein großer LED-Scheinwerfer, der an der Vorderseite des Fliegers angebracht ist, per Fernbedienung ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 60 km/h, die Flugzeit bis zu 30 Minuten. Der Preis variiert von 2.259 $ für das Classic-Modell, über 3.999 $ für das Luxuxmodell, bis hin zu 4.579 $ für die Supreme-Version mit größeren Propellern, einer doppelten Batterie usw.

Die angekündigte Kickstarter-Kampagne scheint dann aber keinen Erfolg gebracht zu haben, denn nach den Meldungen vom Juli gibt es keinerlei Neuigkeiten mehr.

Fleye

Fleye


Aus Belgien kommt im Dezember 2015 ein fliegender Roboter, der vieles anders  macht als andere Drohnen und zudem programmierbar ist. Der Fleye ist ein kugelförmiger Helikopter von 23 cm Durchmesser und mit nur einem Rotor, der komplett im Inneren des Kopters sitzt. Seine Entwickler Laurent Eschenauer und Dimitri Arendt basteln seit Ende 2014 an dem Gerät.

Der eigenwillige Flieger mit HD Kamera, von dem es bereits erste funktionierende Prototypen gibt, ist u.a. mit einem GPS-Sensor, Trägheits- sowie Beschleunigungssensoren ausgestattet, außerdem ist er in der Lage, die Umgebung  per Ultraschall zu scannen und darüber auch zu kommunizieren. Gesteuert wird der Fleye mittels einem Smartphone und hauseigener App. Da das Gerät gerade einmal 450 g wiegt, verwundern auch nicht die maximale Geschwindigkeit von 15 km/h sowie die relativ kurze Flugzeit von etwa zehn Minuten.

Aktuell wird das Projekt auf der Crowdfunding-Plattform Kickstarter angeboten – wo die Kugeldrohnen zu Preisen ab 599 € vorbestellt werden können. Der spätere Verkaufspreis soll bei 1.250 € liegen. Bis Mitte Januar 2015 tragen 717 Unterstützer mit zusammen 314.080 € dazu bei, das Projekt zu verwirklichen, das zudem auch schon eine Anschubfinanzierung erhält. Die Massenproduktion soll nun im Sommer 2016 beginnen – was aber nicht passiert.

Statt dessen geben die Entwickler im Oktober die Annullierung der Kickstarter-Kampagne bekannt – da es ihnen nicht gelungen war, zusätzlicher Investitionen zur Absicherung des Projekt zu gewinnen.


Eine weitere Crowdfunding-Kampagne, ebenfalls im Dezember, läuft dagegen so gut, daß die Initiatoren eigentlich keine weiteren Gelder benötigen sollten. Angepriesen wird der neue ONAGOfly als ein Versuch, die Lücke zwischen den billigen kleinen Nanodronen, die nicht wirklich viel tun, und den größeren und teureren Modellen, die mehr Eigenschaften haben, zu überbrücken. Der Quadrokopter paßt zwar in die Hand, bietet aber auch HD-Video, Hindernisvermeidung, einen Follow-Me-Modus und laßt sich in Echtzeit von einem iOS- oder Android-Smartphone über Wi-Fi bis zu einer Entfernung von 20 m steuern.

360°-Infrarot-Sensoren verhindern, daß die 140 g schwere Drohne irgendwelchen Hindernissen näher als 20 cm kommt. Da das Video digital stabilisiert wird, ist zu erwarten, daß die Bildqualität nicht ganz so gut ist wie das von einer Kamera, die in einer Kardanaufhängung sitzt. Der 1.000 mAh Akku sorgt für eine Flugzeit von 12 Minuten bei der Aufnahme von Video, oder 15 Minuten ohne.

Die Indiegogo-Kampagne, bei welcher der  ONAGOfly für 199 $ angeboten wird (der geplante Verkaufspreis beträgt 299 $) ist extrem erfolgreich, als das Finanzierungsziel bis Anfang Februar 2016 mit insgesamt 3.520.399 $ um 1.785 % überschritten wird. Die kleine Drohne ist inzwischen in weiß oder schwarz erhältlich.

 

Eine noch größere Variantenbreite läßt sich bei den Consumer-Drohnen feststellen, die im Laufe dieses Jahres neu auf dem Markt erscheinen.


Auf der Spielwarenmesse in London im Januar wird unter der Vielzahl neuer Drohnen-Modelle auch eines gezeigt, das zum Teil mit Sprachbefehlen gesteuert wird. Die X-Voice der Firma Flying Gadgets ist ein kleiner und leichter Quadrokopter (ohne Kamera), der pro Akkuladung für acht Minuten und aus einer Entfernung von bis zu 150 m betrieben werden kann.

Der Benutzer bedient die Drohne mit einem Handheld-Controller und einem Headset, das an diesem angeschlossen ist, wodurch das Fluggerät sowohl von Hand gesteuert werden kann, als auch über verbale Befehle in 20 verschiedenen Sprachen, die bestimmte Aktionen auslösen – wie z.B. Start, Autopilot, zurück oder Flip-forward. Gibt man den Sprachbefehl „tanzen!“, beginnt die X-Voice damit, sich protzig in der Luft zu drehen. Die Drohne soll ab dem März für 50 £ erhältlich sein.

Tatsächlich gibt es später eine ganze Reihe von Quadrokoptern mit Sprachsteuerung, die auch preislich wesentlich günstiger liegen – während Flying Gadgets überhaupt nicht mehr auffindbar ist.


Im Februar 2015 findet auch die bislang vermutlich größte Einzelinvestition in dem Marktsegment der Konsumenten-statt, als das in Berkeley, Kalifornien, basierte Start-Up 3D Robotics (3DR) in einer von Qualcomm Ventures angeführten Finanzierungsrunde C sagenhafte 50 Mio. $ einfährt. Die Foundry Group, True Ventures, OATV,  Mayfield, Shea Ventures und andere ungenannte Investoren tragen ebenfalls zur Runde bei. Die Firma hatte zuvor in den Runden A und B zusammen bereits 35 Mio. $ erhalten.

Die neue Investitionssumme soll in die Drohnen- und Software-Entwicklung investiert werden, sowie in die Integration der Mobiltelefon-Technologie, wie Prozessoren, in die Drohnen.

IRIS +

IRIS +

Das 2009 von dem Bestseller-Autor Chris Anderson aus New York und dem damals 20-jährigen College-Abbrecher und Elektronik-Wunderkind Jordi Muñoz aus Ensenada in Mexiko gegründete Unternehmen entwickelt schnell einen APM genannten Universal-Flugcode und verwendet diesen, um Pixhawk zu entwickeln, die als ,weltweit führende offene Autopilot-Plattform’ bezeichnet wird.

Anderson hatte 2007 die Community DIY Drones als Blog gegründet, der schnell zu einer Plattform für alle wird, die sich für die Drohnen-Technologie interessieren oder an Projekten mitarbeiten möchten. Knapp zehn Jahre später hat die Plattform 60.000 aktive Mitglieder.

Bis 2012 werden hauptsächlich von Muñoz selbstgemachte Drohne-Installationssätze und Autopilot-Leiterplatten verkauft, während Anderson das von ihm aufgebaute DIY-Drohnen-Forum betreibt und seinem Tagesjob bei dem Magazin Wired nachgeht. Im November gelingt es Anderson, sich eine Venture-Finanzierung in Höhe von 5 Mio. $ zu sichern – worauf es seinen Redakteursposten räumt und sich voll dem Drohnengeschäft widmet.

Im Jahr 2014 werden die ersten ready-to-fly Konsumenten-Produkte IRIS und IRIS + vorgestellt, sensorbeladene Drohnen, die Daten für Landwirte, Immobilien-Firmen und alle anderen sammeln, die aus der Landvermessung aus der Luft profitieren können.

Die IRIS + besitzt mehrere vollautomatische Funktionen. Sie kann z.B. autonom fliegen, nutzt GPS, um an ihrem Standort eine feste Position einzunehmen, und hat auch eine automatische Rückkehr-Funktion. Während die Drohne alleine 750 $ kostet, steigt der Preis mit einer GoPro-Kamera samt Stabilisator, einer zusätzlichen Batterie und einem Rollenkoffer auf 1.680 $.

Im Oktober 2014 tut sich Anderson mit der Linux Foundation zusammen, um das Open-Source-Kooperationsprojekt Dronecode zu starten, das bestehende und zukünftige Open-Source-Drohnen-Projekte unter einer Nonprofit-Struktur zusammenführt, die von der Linux Foundation geleitet wird. Als Ergebnis soll eine gemeinsame Open-Source-Plattform für UAVs entstehen. Zwei Jahre später sind schon mehr als 1.200 Entwickler Teil von Dronecode.

Im  April 2015 folgt mit dem 1.000 $ teuren Modell Solo die weltweit erste Smart Drone. Ihr Name ist der Tatsache geschuldet, daß sie ermöglicht, als Einzelperson Filmaufnahmen zu machen, für die sonst zwei Drohnen-Operatoren zusammenarbeiten müßten. Nach ihrem Debüt wird die High-Tech-Drohe aber Opfer verpaßter Produktfristen, fehlerhafter Komponenten und dem harten Wettbewerb mit der chinesischen SZ DJI Technology Co., welche die Preise zerschlägt und die Entwicklung neuerer Geräte rasch umsetzt.

Bis Ende 2015 können nur etwa 22.000 Einheiten der Solo verkauft werden – die Hälfte der ursprünglichen Projektion –, und im Februar 2016 sitzt das Unternehmen auf mehr als 60.000 unverkauften Drohnen und ohne Geld da, so daß es sein Büro in San Diego und die Fabrik in Tijuana schließen muß, wobei auch Mitbegründer Muñoz vor der Tür landet.

Im März 2016 wird mit Site Scan eine intuitive, leistungsstarke und offene Luftanalytik-Plattform gestartet. Um über eine High-End-Version der Solo-Drohne eine hochauflösende Realitätsaufnahme zu ermöglichen, arbeitet 3D Robotics mit Unternehmen wie Sony und Autodesk zusammen. Die neue Einheit kann einen Standort – z.B. eine Baustelle oder eine Brücke, die überprüft werden muß - scannen und ein 3D-Modell oder eine Karte aus der Luft in die Cloud hochladen, so daß diese Dateien schnell in die Hände der Vor-Ort-Ingenieure oder Projektleiter gelangen.

Doch Nordamerikas größter und vielversprechendster Drohnen-Hersteller mit über 350 Mitarbeitern erleidet trotzdem Schiffbruch. Im Oktober meldet die Fachpresse, daß sich das Unternehmen in wenigen Monaten von einem branchenführenden Start-Up zu einer Firma verwandelt hat, die um ihr Überleben kämpft – als Resultat von Mißmanagement, schlecht beratenen Prognosen und einer gescheiterten Strategie, die sich auf eine einzige Flaggschiff-Drohne stützte. 3D Robotics hatte fast alles Kapital verbraucht, um die Solos zu produzieren.

Das Ergebnis sind mehr als 150 entlassene Menschen und fast 100 Mio. $ verbranntes Risikokapital. Die Firma verändert daraufhin ihre Geschäftsstrategie völlig und konzentriert sich nun ausschließlich auf Unternehmenssoftware. Muñoz gründet derweil im Jahr 2016 in Kalifornien eine neue Drohnenfirma namens mRobotics – während die Solo auf bestbuy.com für 300 $ verramscht wird.

CX-10 Mini Drone

CX-10 Mini Drone


Als die kleinste Drohne der Welt wird im März 2015 das Modell CX-10 Mini Drone des Herstellers Seresraod Cheerson angepriesen, das mit den Maßen 40 x 40 x 22 mm nur etwas größer als eine SD Karte ist.

Es hat zwar keine Kamera, kostet dafür aber samt Fernsteuerung nur ca. 25 € (2016 auf Amazon: 17 $). Je nach Rotorgeschwindigkeit, die man aus drei Stufen wählen kann, beträgt die Flugzeit 5 – 10 Minuten.


Und natürlich bleibt die Behauptung der ‚weltweit kleinsten Drohne’ nicht lange unwidersprochen – denn schon im August wird dasselbe über die neue, ab 49 € teure SKEYE Pico Drone von TRNDlabs aus Rijssen in den Niederlanden gesagt.

Tatsächlich ist die Pico Drone mit den Maßen 22 x 22 x 19 mm im Vergleich zum CX-10 nochmals deutlich kleiner. Ihr Gewicht beträgt 7 g, und für gute Flugeigenschaften sorgt ein 6-Achsen-Gyroskop. Außerdem ist die Nano-Drohne besonders robust.

Der winzige, von dem Unternehmensgründer Gerard Nieuwenhuis und dem Design- und Fotografie-Experten Albert van der Maat entwickelte Quadrokopter, der mit Kamera 99 $ kostet, wird besonders in den USA ein großer Hit – vielleicht auch, weil er mittels eingebauter LEDs auch Nachts fliegen kann. Mit seinem 80 mAh soll eine Flugzeit von 7 – 8 Minuten erzielt werden, die Reichweite beträgt 50 – 60 m.

Dem Stand von 2016 bietet TRNDlabs auch noch Modelle wie den SKEYE Nano in verschiedenen Versionen, einen SKEYE Mini sowie einen SKEYE Hexa an. Mitte 2016 wird die Pico Drone plötzlich dem Namen BuzzBee angeboten – diesmal allerdings ohne Kamera und zu einem Preis von rund 40 €.

Speeder Bike Drohne

Speeder Bike Drohne


Großen Zuspruch erhält auch das Fluggerät des Hobbybastlers Adam Woodworth, das dem Speeder Bike aus den Star Wars-Filmen nachempfunden ist. Im Kleinen, versteht sich. Netterweise veröffentlicht der Fan auf makezine.com auch eine detaillierte Bauanleitung.

Das Modell hat Drohnen-Propeller und läßt sich fernsteuern. Auf YouTube gibt es ein Video vom Flug zu sehen – sogar mit Filmaufnahmen aus der Sicht des Piloten, der unter seinem Helm eine winzige Kamera trägt.

Ein weiteres, von Woodworth flugfähig gemachtes Raumschiff-Modell aus Star Wars ist im Februar 2016 ein Imperial Shuttle, der durch einen ausgeklügelten Federmechanismus sogar seine Flügel anstellen kann und dadurch so perfekt ist, daß er sich nur schwer von den Spezialeffekten des Films unterscheiden läßt.

Ein anderer Bastler, der sich im Internet nur Olivier C. nennt, hatte bereits Anfang 2015 nicht nur einen flugfähigen Abfangjäger des Imperiums in Miniaturform entwickelt, sondern auch den Millennium Falcon. FliteTest, eine Gruppe von RC-Flugzeugbauern, konstruiert wiederum eine fantastische Drohne, die an den S.H.I.E.L.D Helicarrier aus The Avengers erinnert und es ebenso ermöglicht, kleine ferngesteuerte Flugzeuge auf ihm landen zu lassen. Dafür wurden in den Helicarrier acht Motoren und vier Rotoren integriert. Bei Tests in einer Halle und auch im Freien gelingt tatsächlich, einige ferngesteuerte Modellflugzeuge auf dem fliegenden Flugzeugträger zu landen – auch wenn dies in den meisten Fällen eher Bruchlandungen sind.


Im September 2015 erscheinen dann auch kommerzielle Varianten, die von der Firma Air Hogs als neue Quadrokopter-Spielzeuge angeboten werden: der Millennium Falcon mit authentischen Lichtern und Tönen und sogar eine Miniaturversion von Chewbacca und Han Solo im Cockpit für 110 $, sowie der X-Wing, komplett mit Blastern und R2-D2, für 70 $.

Im Herbst 2016 kommt dann noch ein Speeder Bike für 150 $ dazu, das ebenso wie die Millennium Falcon Drohne über einen barometrischen Drucksensor verfügt, der das Fluggerät fest auf einer bestimmten Höhe halten kann, so daß es z.B. in der Nähe des Bodens fliegt, wie beim Rennen durch die Wälder von Endor.


Wenn es früher hieß, „wer sein Auto liebt – der schiebt“, müßte man heute sagen, „wer sein Smartphone liebt – der läßt es fliegen“. Zumindest dann, wenn die die Idee der PhoneDrone Ethos verwirklicht wird, die im April 2015 in den Blogs zu sehen ist, kurz nach der Patentanmeldung. Kleine Roboter, die das Telefon als ‚Hauptprozessor’ nutzen, gibt es schon länger – z.B. den Polaris (2009), den Romo mit Gummiketten (2011), den Botiful (2012) oder den SmartBot (2013).

Die neue, fliegende Version, die ebenfalls das Smartphone des Benutzers als Gehirn nutzt, stammt von der Firma xCraft aus Sandpoint, Indiana, die schon 2014 mit ihrer X PlusOne Hybrid-Drohne für Aufsehen gesorgt hatte (s.d.). Mit dem Handy als Steuerungsrechner gelingen dem Gerät die Positionsbestimmung per GPS, die Kameraaufnahme (bei Einsatz einer Winkeloptik) und der Empfang des vom Boden ausgehenden WLAN-Signals.

Die PhoneDrone Ethos ist im Grunde eine 350 g schwere Handy-Hülle mit vier Rotoren und einem Akku, in die man das Smartphone nur einschieben muß. Weil in diesem genügend Sensortechnik steckt, ist die Drohne mit 235 $ auch vergleichsweise günstig. Die Flugzeit soll 15 – 20 Minuten betragen, wobei das Fluggerät bis zu 55 km/h schnell werden soll. Mit einem zweiten mobilen Gerät, das der Benutzer hält, kann die Drohne auch in Follow Me-Modus fliegen. Die Propellerarme lassen sich für den Transport einklappen.

Die Kickstarter-Kampagne, die im Oktober 2015 angestoßen wird, erweist sich als sehr erfolgreich, als 1.256 Unterstützer mit 325.952 $ dazu beigetragen, das Projekt zu verwirklichen, bei dem die Erstbesteller nur 195 $ zu zahlen haben. Die Auslieferung erfolgt dann im September 2016.


Eine zeitgleich verlaufende Kampagne der Firma LabRomance Inc. aus Kalifornien zur Finanzierung der Produktion eines ausgesprochen ähnlichen Produkts, dem Living Aerial Bot (LAB), ist dagegen ausgesprochen erfolglos, als das Finanzierungsziel von 50.000 $ mit einem Ertrag von nur 2.893 $ weit verfehlt wird. Experimentelle Einzelmodelle nach dem fleichen Prinzip sollen im Übrigen auch sowohl die University of Pennsylvania als auch die TU Wien konstruiert haben.

 

Als nächstes soll der Drohneneinsatz im Bereich von Kunst und Design vorgestellt werden.


Bislang nur als Entwurf existiert ein Drohnen-Flughafen der beiden italienischen Designer Joe Sardo und Federico Bruni, den diese als Infrastrukturkonzept für bestehende und zukünftige Drohnen-Luftlinien entwickelt haben.

Das im Januar 2015 vorgestellte System besteht aus einer Serie von aufgeständerten Kapseln, zu denen die Drohnen autonom navigieren, um sich wieder aufladen zu lassen. Sobald sie landen, umschließt die Kapsel die Drohne sicher, während sie lädt.

Als größeres System können Gegenstände mit Überlänge von Station zu Station geliefert werden, während sich private Nutzer ihren eigenen Landeplatz installieren lassen können, um Lieferungen zu erhalten oder um ihn als ,Garage’ für ihre eigene Drohne zu verwenden.

Snoopys fliegende Hundehütte

Snoopys fliegende Hundehütte


Aus der flächigen Darstellung als Grafik in eine dreidimensionale Form gebracht – und dann auch noch flugfähig gemacht, wird die aus den Charlie-Brown-Comics berühmte Snoopys fliegende Hundehütte von Otto Dieffenbach und seiner Firma Flyguy Promotions in San Diego, Kalifornien, die er zusammen mit Ed Hanley im Jahr 2010 (?) gegründet hat.

Der Videoclip, auf dem zu sehen ist, wie Snoopys Kopf für zusätzlichen Realismus sorgt, da er sich (parallel zur Steuerung) sogar hin und her dreht, erscheint im Juli 2015 in den Blogs.

Der innen sitzende Quadrokopter ist nur von vorn oder hinten zu sehen. Gebaut wurde das Objekt, um sowohl die San Diego Comic-Con als auch den kommenden Peanuts-Film zu fördern.

Flyguy Promotions baut noch eine ganze Reihe weiterer verkleideter Quadrokopter, welche als Star Wars Roboter R2D2, in Form der fiktiven Raum-Zeit-Maschine TARDIS aus der britischen SF-Fernsehserie Dr. Who, als Superhelden und vielen anderen Formen daher kommen bzw. daher fliegen – prophetisch sogar als Mr. Donald Trump. Je nach Komplexität und Material reichen die Preise von 1.000 $ bis über 15.000 $. Beträchtlich günstiger liegen einige Kits, die auf der Homepage der Firma angeboten werden – darunter auch einer für die obige Hundehütte (700 $).


Möglicherweise als ,künstlerisch wertvoller’ betrachtet, werden die Tanz-Drohnen der 2013 gegründeten Firma PRENAV Inc. aus San Carlos in Kalifornien, die im August 2015 in den Blogs zu sehen sind. Um sein „weltweit präzisestes Drohnensystem“ zu zeigen, demonstriert das Unternehmen in einem Video, wie genau seine Drohnen sein können. Jede Drohne bildet einen Punkt in der Luft und wird Teil einer Choreographie aus Licht, mit der sich Formen in den Himmel zeichnen lassen.

Der Hintergrund ist jedoch sachlicher, denn PRENAV hat ein zum Patent angemeldetes Navigationssystem entwickelt, das aus einem Führungsroboter auf dem Boden und einem Luftroboter (Drohne) besteht, die koordiniert zusammenarbeiten, um nahe an Strukturen zu fliegen.

Der Führungsroboter scannt zuerst die Umgebung und verfolgt dann den Flug, teilt der Drohne Positionsaktualisierungen mit und hält sie auch bei Wind und anderen Störungen auf Kurs. Das System wird über eine intuitive Touchscreen-Schnittstelle bedient und benötigt keine manuellen Pilot-Fähigkeiten, was es für  Techniker und andere Personen, die Inspektionen oder Wartungsarbeiten an industriellen Objekten durchführen, leicht nutzbar macht.


Ausschließlich zum ästhetischen Genuß (neben der Firmenwerbung natürlich) zeigt der Chipkonzern Intel Corp. im August 2015 und in Zusammenarbeit mit dem Ars Electronica Futurelab aus Linz eine spektakuläre Darstellung der aktuellen Drohnen-Technologie. Über die verantwortliche SPAXELS GmbH, eine Tochtergesellschaft der Ars Electronica Linz GmbH, hatte ich schon in der Übersicht 2012 berichtet (s.d.).

Bei der aktuellen Intel-Show werden - nach monatelangen Vorbereitungen - 100 kleine Fluggeräte simultan zu der Fünften Sinfonie von Ludwig van Beethoven in den Himmel gestartet – was den Partnern einen Guinness-Weltrekordtitel für die meisten UAVs beschert, die koordiniert zusammen fliegen. Es werden vier Piloten benötigt, die die Steuerung und Überwachung übernehmen. Die Drohnen leuchteten dabei in verschiedenen Farben und zeichneten eindrucksvolle 3D-Bilder in den Nachthimmel.

Die Veranstaltung Drone 100 fand bereits im November des Vorjahres auf dem Flugplatz Ahrenlohe im schleswig-holsteinischen Tornesch, Deutschland, statt, die Aufnahmen wurden jedoch erst jetzt, am Eröffnungstag der diesjährigen CES-Technologiemesse in Las Vegas, gezeigt. Das hier abgebildete Foto zeigt einen ähnlichen Formations-Einsatz über Linz.

BitDrones

BitDrones


An der Grenzfläche zwischen Kunst und Anwendung sind die Prototypen namens BitDrones einzuordnen, die von Forschern des Human Media Lab der kanadischen Queen’s University um Prof. Roel Vertegaal erstmals beim ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST) im November in Charlotte, North Carolina, präsentiert werden. Die Entwickler selbst nennen ihr System Real Reality Interface – als Gegensatz zur Virtual Reality aus dem Rechner.

In diesem Ansatz wird die Augmented Reality eher im Wortsinn umgesetzt: Dem Raum werden reale Bedienelemente und würfelförmige fliegende Pixel für die Interaktion hinzugefügt – aus verkleideten und geschickt choreographierten Quadrokoptern.

Dabei gibt es drei Typen von Interface-Drohnen: PixelDrones tragen eine einzelne, sehr helle LEDs als einzelnes Pixel und ein kleines, touch-emfindliches 1-Bit-Matrix-Display, während DisplayDrones mit einem hochauflösenden, gewölbten Touchscreen, Videokamera und einem Android-Bordcomputer ausgestattet sind. ShapeDrones schließlich sind PixelDrones ohne Display, dafür haben sie eine würfelförmige Hülle aus Gaze, deren Rahmen aus dem 3D-Drucker stammt.

Aus vielen solcher ShapeDrones als Voxel – also Raumpixeln – sollen in der Luft einmal komplexe 3D-Modelle entstehen, auch wenn der jetzt vorgestellte Prototyp eine noch überschaubaren Anzahl von Flugobjekten umfaßt. Die Drohnen aller Typen sind mit Reflexionsmarkern ausgestattet, damit ein externes Motion-Capturing-System sie im Flug zu identifizieren und ihre Position genau erfassen kann.

In einem Video wird ein Anwendungsfall für das fliegende Interface skizziert: Über eine Handvoll PixelDrones, die eine Ringstruktur bilden, wählt der Anwender eine Datei aus einem Verzeichnis aus. Die Datei enthält ein 3D-Modell, das eine paar ShapeDrones abstecken. Der Nutzer bearbeitet das Modell, indem er die fliegenden Pixel greift und an die gewünschte Position schiebt – Drag & Drop im Wortsinn. Dabei bedient er sich verschiedener Multitouch-Gesten; eine in greifbarer Nähe fliegende DisplayDrone steht als Kontextmenü zur Verfügung.


Im Dezember gibt eine künstlerische Umsetzungen, bei der Drohnen eine ganz besondere tragende und fliegende Rolle spielen. Dabei handelt es sich um einen Werbespot für die japanische Online-Modehandlung Buyma.

Wie in dem Video ,A kind drone’ gezeigt wird, kann man Schwanensee auch ganz ohne Tutu oder ein sonstiges Kostüm tanzen – wobei der Zuschauer dank fliegender Unterstützung trotzdem nicht alles zu sehen bekommt.

Eine Ballerina und ein Balletttänzer, beide völlig nackt, tanzen zu einem Remix aus Peter Tschaikowskis Ballettmusik, wobei vier Quadrokopter dafür sorgen, daß bestimmte Körperstellen verborgen bleiben. An den Fluggeräten ist als ,Feigenblattersatz’ jeweils ein weißes Blatt Papier befestigt. Die Geräte fliegen während der Performance immer so, daß die Tabuzonen bei den Tänzern aus der Perspektive der Kamera verborgen bleiben. Lediglich von hinten sind die beiden zwischendurch splitternackt zu sehen.

Drohnen-Langzeitaufnahme

Langzeitaufnahme


Ebenfalls im Dezember  veröffentlicht der deutsche Drohnenhersteller Ascending Technologies das angeblich welterste, echte Drohnen-Light-Painting-Video. Echt, weil die Visualisierungen „keine künstlich generierten Kompositionen, sondern echte Aufnahmen der durchgeführten Drohnenflüge“ sind, wie das Unternehmen schreibt.

Um die erstaunlich präzisen Lichtmalerei-Motive an den Himmel zu zeichnen, wird eine modifizierte Falcon 8 Drohne mit einer starken LED ausgestattet und ihre Flug mit Hilfe der Spezialsoftware des Unternehmens AscTec Navigator kontrolliert. Der Weihnachtszeit entsprechend handelt es sich bei den Motiven um einen Weihnachtsmann mit Schlitten und Rentieren, ein Geschenk mit Schleife, Weihnachtsgruß-Schriftzüge und eine Schneeflocke.

Für die abgebildete Langzeitaufnahme eines Weihnachtsbaums mit Stern kreisen zwei Drohnen mit zwei verschieden eingefärbten LEDs gleichzeitig in der Luft, wobei die Gesamtflugzeit dieser Zeichnung acht Minuten beträgt.


Zum Abschluß sei darauf verwiesen, daß es natürlich auch in diesem Jahr diverse Drohnen-Fotos gibt, die von Dronestagram o.a. als Favoriten-Listen veröffentlicht werden – ebenso wie zunehmend mehr Auszeichnungen für derart gemachte Aufnahmen vergeben werden.

 

Kommen wir nun zu den neuen Einsatzbereichen von Drohnen, die teilweise recht überraschend und manchmal sogar sinnvoll sind.

 

Die Anfang 2015 gegründete Firma Dronlife S.L. in Oleiros, Spanien, kommt bereits im Februar in die Presse – als bekannt wird, daß das Unternehmen zu den fünf Finalisten des internationalen Teils des Drones for Good Wettbewerbs gehört. Zu einem Gewinn reicht es dann zwar nicht, aber das einzige zu 100 % aus Frauen bestehende Teilnehmer-Team erringt immerhin einen ehrenvollen 3. Platz. Und später gibt es auch noch verschiedene kleinere Preise in Spanien.

Hinter der Idee von Dronlife stehen die vier Industriedesign-Abschlußstudentinnen Macarena Arcay Rozas, Andrea Magán Rey, Tays Ferrer Gómez und Susana López Fernández von der Escola Universitaria de Deseño Industrial (EUDI) in Ferrol, Galizien, die ab 2014 unter der Leitung von Prof. Adolfo Rodriguez Lamas und mit Unterstützung der IFFE Business School im spanischen A Coruña sowie der Firma CartoUAV ein Projekt entwickeln, das eine effizientere und insbesonders schnellere Lieferung von Organen für die Transplantation ermöglichen soll.

Gegründet wird Dronlife von dem Präsidenten der IFFE David Carro Meana und seinen Kollegen, Projektmanager ist Eduardo Guillén Solórzano, und die vier Designerinnen besitzen einen Anteil an der Firma. Unterstützung erhält die Initiative von der spanischen National Transplant Organization (ONT).

Für das Projekt wird eine spezielle Drohne mit einem eigenen Kühlsystem konstruiert, die ein Netzwerksystem verwendet, um den Transport durchzuführen. Die Idee ist, jeweils 5 – 10 Stück dieser Drohnen zur Verfügung zu haben, um eine Region abzudecken. Dronlife betrachtet sich dabei als integraler Dienst, der den Transport vom medizinischen Zentrum des Spenders bis zu dem des Empfängers ermöglicht, in kürzester Zeit und so effizient wie möglich, um die Gesundheit der Organe zu sichern und die Möglichkeit einer Abstoßung zu reduzieren.

Der robuste, aber leichte Quadrokopter aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen und speziell entwickelten, leistungsstarken Motoren soll selbst bei schlechtem Wetter fliegen können, während die Bauteile und Elektronik auch gegenüber sehr hohen Temperaturen resistent sind. Die Betriebstemperatur der 24 kg schweren und über 2 m durchmessenden Drohne wird mit -20°C bis 50°C angegeben.

Als Flugzeit wird eine Stunde genannt (andere Quellen: 2,5 Stunden), während die Höchstgeschwindigkeit 80 km/h betragen soll (andere Quellen: 90 km/h). Dies wird erreicht, indem die Hybrid-Drohne einen mit Diesel betriebenen Mikrogenerator an Bord hat, der den Strom für den Akku liefert, der wiederum die einzeln ansteuerbaren Motoren versorgt.

Dronlife Prototyp

Dronlife Prototyp

Um die menschlichen Organe zu transportieren, hat die Drohne eine Kabine, in welche sich der knapp 80 cm lange, gut 13 km schwere und Life Capsule genannte Hightech-Kühlschrank bequem einkoppeln läßt, um dort vor Vibrationen und der Außentemperatur geschützt zu sein. Er hat ein Fassungsvermögen von 33 Litern und Rollen zum Transport am Boden. Zum Erhalten einer Temperatur von 4 – 8°C werden neben einer 4 cm dicken Isolierung aus Polyurethan-Schaum Peltier-Elemente genutzt, die während des Fluges von dem Drohnenakku versorgt werden. Der erste Flugtest des Prototyps findet im Januar 2015 statt.

Um die Technologie weiter zu perfektionieren und in 6 – 8 Monaten auf den Markt zu bringen, arbeitet Ricardo Blanco, ein Projektdirektor der IFFE, nun an der Logistik und der Software. Der Preis der marktreifen, Autopilot-gesteuerten Organ-Drohne, die Strecken bis zu 200 km überwinden soll, wird dann schätzungsweise zwischen 100.000 und 150.000 € liegen.

Als die Idee im Januar auf der Global Robot Expo 2016 in Madrid präsentiert wird, gibt es Neuigkeiten zu erfahren. Demzufolge soll das Konzept bald Wirklichkeit werden – und zwar in Neu-Delhi, wo Dronlife noch in diesem Jahr mit den ersten Testflügen beginnen will.

Der Nieren-Spezialist Sunil Shroff, der das Multi-Organ Harvesting Aid Network (MOHAN) gegründet hat, eine Organisation, die sich der Erhöhung der Organspende in Indien widmet, bezeichnet den Transport von Spenderorganen von einem Krankenhaus zum anderen als eine der größten praktischen Herausforderungen.

Da ein gespendetes Herz zum Beispiel innerhalb von 4 – 6 Stunden transplantiert werden muß, bezeichnet er Organtransplantation als ein Rennen. Zwar arbeiten die Krankenhäuser mit der Polizei und anderen Behörden zusammen, um sogenannte ,grüne Korridore’ zu schaffen, bei denen die Ampeln auf grün geschaltet werden und Autofahrer an den Straßenrand verweisen werden, damit die Krankenwagen die Organe transportieren können, ohne im Stau stecken zu bleiben. Man kann den Verkehr aber nicht jeden Tag aufhalten, zumal das Volumen der Transplantationen zunimmt.

Im Mai 2016 verhandelt Dronlife mit einer privaten indischen Non-Profit-Krankenhauskette in Neu-Delhi, die für ihr Netz aus 21 Krankenhäusern eine effiziente Logistik für Transplantationen im Stadtgebiet benötigt. Die Kosten eines Gesamtpakets mit zwei Drohnen, einer Basisstation, zwei Lotsenkonsolen, 45 Kühl-Containern, einer UV-Strahlung nutzenden Hygieneinstallation sowie dem Training werden zu diesem Zeitpunkt auf 2,7 Mio. $ geschätzt.

Sobald die Verträge und die Finanzierung stehen, soll der Test eines Prototyps beginnen. Etwa ein Jahr später könnten die fliegenden Organ-Shuttles dann zu ersten Einsätzen ausschwärmen. Und Neu-Delhi soll nur der Anfang sein: Innerhalb von drei Jahren will Dronlife den Service auf weitere Megastädte wie Peking und Dhaka ausdehnen.


Neben Dronlife verfolgen aber auch noch andere medizinische Gruppen in Indien das Thema des Drohneneinsatzes für den Organtransport.

Shroff und seine Kollegen von MOHAN planen beispielsweise Probeläufe in Delhi und warten nur noch auf die Genehmigung durch die regionale Flugverkehrskontrolle, während Komarakshi R. Balakrishnan, der als Vater der grünen Korridore bekannt ist, innerhalb der nächsten Monate von seinem Fortis Malar Hospital aus Drohnen-basierte Transporte testen will. Balakrishnan sieht ein enormes Potential, da die Technologie auch verwendet werden könnte, um Blutspenden in Blutbanken zu bringen oder dringend benötigte Medikamente zu liefern: „Viele lebensrettende Dinge lassen sich am besten durch die Luft transportieren.“

 

Ein weiterer Bereich, der im Februar 2015 in den Blogs behandelt wird, sind die autonomen Kellner-Drohnen, welche die in Singapur und in den USA ansässige Firma Infinium Robotics Pte Ltd. auf Messen bereits einem größeren Publikum vorgestellt hat. Gründer des Unternehmens im Jahr 2013 ist Junyang Woon, ein ehemaliger Offizier der Marine von Singapur, der schon auf hoher See mit Drohnen gearbeitet hat.

Inspiriert hat ihn dazu möglicherweise der später nicht weiter verfolgte Versuch im Juni 2013 in Großbritannien, als die Londoner Kette YO!Sushi einen innovativen Tisch-Service mit einer iTrays Drohne vorstellt, die das Essen direkt zum Tisch des Bestellers fliegt.

Nun präsentiert Infinium seine Innovation namens Infinium-Serve im Timbre@The Substation, einer Live-Musik-Bar und ein Restaurant, in welchem die Prototyp-Drohne hin und her fliegt, um den Kunden des Restaurants aus der Küche Cocktails, Schalen mit Reis, Gerichte und Getränke zu bringen. Der Quadrokopter, der seine menschliche Kollegen bestenfalls unterstützen und schlimmstenfalls gänzlich ablösen soll, fliegt zielgenau die entsprechenden Tische an. Die Propeller sind durch ein Drahtgeflecht abgeschirmt, um Verletzungen zu verhindern.

Bevor die fliegenden Hightech-Bediensteten aber tatsächlich angewendet werden können, muß die Akku-Haltbarkeit noch deutlich gesteigert werden. Außerdem können von den Drohnen nur Bestellungen mit einem gewissen Maximalgewicht ausgeliefert werden. Und nicht zuletzt gilt es, Restaurantbetreiber zu finden, die gewillt sind das entsprechende Entgelt für die Drohnen zu zahlen. Zudem ist ein Einsatz in den USA und auch hierzulande aufgrund der aktuellen Regelungen nicht denkbar, da diese den Überflug von Drohnen über die Köpfe unbeteiligter Personen verbieten.

Im Juni folgt ein Bericht, dem zufolge das spannende Konzept in Singapur bis Ende des Jahres voll funktionsfähig in fünf Restaurants der lokalen Restaurant- und Bar-Kette Timbre installiert werden soll (noch nicht verifiziert). Und obwohl es neben weiteren Kunden in Singapur auch Interesse in Europa, China und den USA an den Kellner-Drohnen gibt, bildet der fast unerschwingliche Preis von etwa 50.000 S $ (~ 37.000 US $) pro Roboter eine signifikante Hürde angesichts der Tatsache, daß das Jahresgehalt eines Vollzeit-Kellners 18.000 S $ beträgt.

Infinium plant daher, die Kosten für eine Drohne um ein Drittel zu senken, was mit Hilfe billigerer Komponenten und größerer Stückzahlen realisierbar wäre. Alternativ sollen Restaurants die Drohnen auch leasen können.

Das Start-Up hat bereits mehr als 750.000 US $ von Erstinvestoren eingenommen, wobei ein Viertel davon aus dem SPRING TECS Programm der Regierung von Singapur stammt. In einer Finanzierungsrunde A wird nun ein Betrag von 5 Mio. US $ angestrebt. Details über die weitere Entwicklung sind nicht zu finden, doch Ende 2016 werden für Infinium Serve jedenfalls Vorbestellungen angenommen.


In diesem Zusammenhang ist übrigens im April 2016 zu erfahren, daß nun auch eine Gruppe von 19 Studenten der Technischen Universität Eindhoven um Tessie Hartjes Drohnen als fliegende Kellner einsetzen möchten. Ausgestattet mit einem Greifarm, sollen diese Gläser, Tassen und Becher transportieren und punktgenau auf den Tischen der Gäste abstellen.

Um Medienaufmerksamkeit zu gewinnen, nachdem sie neun Monate lang an der kleinen Drohnen-Evolution gearbeitet hatten, geben die Studenten bekannt, daß bald das erste Drohnen-Café in den Niederlanden aufmachen wird. Dieses war zunächst drei Tage lang geöffnet und lockte viele neugierige Besucher an. Der fliegende Kellner, der insgesamt vier verschiedene Getränke transportieren kann, wird Blue Jay getauft.

Die Drohnen sind mit Kamerasensoren ausgestattet, die unter anderem auch die Gesten der Gäste erfassen und auswerten können. So gibt ein Gast per Fingerzeig an, daß er eine Bestellung aufgeben möchte. Die Service-Drohne begibt sich daraufhin auf den Weg um die Bestellung entgegenzunehmen und übermittelt die Daten dann an eine weitere Drohne, die umgehend den Auftrag erfüllt und das Getränk ausliefert. Ein Blue Jay Prototyp kostet knapp 2.000 €.

Sky Magic LED-Drohne Grafik

Sky Magic LED-Drohne
(Grafik)


Doch zurück zu Infinium, denn das Unternehmen befaßt sich ab dem April 2015 auch mit der Einführung einer revolutionären Art der Werbung durch den Einsatz von Drohnen, die unter dem Namen Sky Magic vermarktet werden soll. Auch darüber läßt sich nicht viel mehr finden.

Allerdings meldet Infinium im April 2016, daß es seine patentierte Multi-Drohnen-Koordinationstechnologie eingesetzt habe, um vor dem schönen Hintergrund des Berges Fuji in Japan ein Luft-Ballett des Projektentwicklers Tsuyoshi Takagi und der japanischen Werbefirma MicroAd Inc. vorzuführen.

Begleitet von Shamisens, den traditionellen japanischen Gitarren, sind bei dieser ersten Live-Performance unter dem Titel Sky Magic Live Flugformationen von 23 MIDI-gesteuerten Drohnen zu sehen. Diese sind von einem Käfig umgeben, auf dem in der Farbe steuerbare LED-Bänder sitzen. Insgesamt fliegen rund 16.500 LEDs herum.

2016 bietet Infinium seine Kerntechnologie der Drohnenkoordination im Innen- und Außenbereich unter dem Namen Infinium Waders an. Der technische Vorsprung des Systems soll in seiner Schwarmtechnologie liegen, die aus einem firmeneigenen Flugregler sowie Algorithmen besteht, die es mehreren Drohnen ermöglichen, ihre Bewegungen innerhalb von Zentimeter-Abständen zu koordinieren.

Ein dritter Unternehmensbereich mit dem Titel Infinium Scan betrifft den Einsatz von Drohnen in der Logistik für die physische Inventur und Bestandsaufnahme. Über weitere künstlerische Ansätze hatte ich schon weiter oben berichtet.

Flying Collection

Flying Collection


Eher zwiespältige Reaktionen erregt eine Werbemaßnahme in São Paulo, bei welcher der brasilianische T-Shirt-Store Camisaria Colombo seine Produkte an einer Reihe von kopflosen 2-D-Schaufensterpuppen befestigt und diese dann an Hexakopter hängt, die den ganzen Tag lang vor den Fenstern der Bürogehochhäuser herumfliegen und sich als Sonderangebote präsentieren.

Nicht gruselig kann man die Flying Collection aber nicht gerade nennen, finde ich.


Wesentlich sinnvoller sind die Einsatzformen, an denen an der ETH Zürich gearbeitet wird. Auf einige der dort entwickelten Techniken und Algorithmen war ich schon in den früheren Jahresübersichten eingegangen. Dazu gehören z.B. die netzartigen Strukturen, die von Flugdrohnen ,gewoben’ werden, über die im November 2013 berichtet worden war (s.d.). Die Quadrokopter sind dafür mit Spulen ausgestattet, auf denen ein ultraleichtes, besonders reißfestes Kunststoffseil aufgerollt ist.

Im Zuge des im Juli 2012 begonnenen Projekts Aerial Construction der ETH wird im September 2015 etwas vorgeführt, was noch vor wenigen Jahren höchstens in einem SF Platz gefunden hätte, da es niemand für denkbar, geschweige denn für machbar gehalten hätte. Und natürlich wird die Sache in der Flying Machine Arena durchgeführt.

Den Wissenschaftler des Institute for Dynamic Systems and Control um den Forscher Ammar Mirjan, die bei ihrem Projekt mit dem Lehrstuhl für Architektur und digitale Fertigung zusammenarbeiten, gelingt nämlich der autonome Brückenbau mittels Drohnen. In einem ersten Versuch konstruieren drei entsprechend programmierte Drohnen zwischen zwei Gerüsten binnen weniger Minuten eine Seilbrücke aus Dyneema, die tatsächlich von Menschen begehbar ist. Dyneema ist ein reißfestes Material, das pro Meter nur sieben Gramm wiegt, und damit ideal dafür geeignet ist, um sichere Notbrücken zu errichten.

Die Drohnen-Seilbrücke ist 7,40 m lang und besteht aus 120 m Seil. Zudem ist die Konstruktion in Segmente aufgeteilt, um ein Maximum an Stabilität zu gewährleisten. In Zukunft soll es möglich sein, daß die Drohnen automatisch fremde Gefilde analysieren und potentielle Stellen ausfindig machen, die sich zum Spannen einer Brücke eignen könnten. Ein Computer würde dann den Materialbedarf berechnen und die Baupläne in Form von Algorithmen an die Drohnen senden.

Der Erfolgt beweist, daß Drohnen die architektonische Materialisierung in einer Weise ermöglichen werden, die wir uns noch kaum vorstellen können.


Ein wesentlich einfacherer Job für Drohnen ist der Abwurf von Flugblättern – wie es im Zuge einer Protestaktion in Griesheim nahe Darmstadt im Oktober 2015 geschieht, als Politaktivisten des in Berlin ansässigen Künstlerkollektivs Peng! Flugblätter auf den Dagger Complex des US-Geheimdienstes NSA in Südhessen regnen lassen, um Geheimdienstler und Soldaten zum Desertieren zu bewegen. Der Komplex gilt als größte und wichtigste Außenstelle der NSA in Europa.


Weniger problembehaftet (und -orientiert) ist dagegen die im November gezeigte Tätigkeit einer IRIS + Drohne (s.o.), der Jae-Eun Park und sein Team beigebracht haben, Tennis zu spielen. Die Mitglieder der Forschungsabteilung von IBM lehren die Drohne, die Flugbahn eines Ping-Pong-Balls zu verfolgen und diesen abzufangen bzw. den Schuß zurückzugeben – eben ganz so, wie es menschliche Spieler machen. Ob die Drohne dabei auch Spaß empfindet, wurde noch nicht erforscht.


Ebenfalls im November 2015 meldet die Presse, daß die University of Manchester zusammen mit der Environment Agency (EA) daran arbeitet, die Methanemissionen aus den 200 Deponien in Großbritannien mit unbemannten Drohnen zu überwachen und die Zusammensetzung der Luft zu analysieren. Das Konzept bewährt sich, indem erfolgreich Daten über Kohlendioxid-Emissionen ermittelt werden, wobei sich durch Berechnungen auch die Methan-Mengen feststellen lassen.

 

Der nächste Teil betrifft die technologischen Entwicklungen und Neuheiten, von denen es in diesem Jahre recht viele gibt.

Das neu gegründete, im kalifornischen Redwood City beheimatete und ziemlich geheimnistuerische Start-Up Skydio Inc. von Adam Bry, Abe Bachrach und Matt Donahoe verkündet im Januar 2015, daß es ein intelligenteres Navigationssystem für Drohnen entwickelt, wofür es von Andreessen Horowitz und Accel Partners Seed-Investitionsmittel in Höhe von 3 Mio. $ erhält. Die Wurzeln der Firma lassen sich am MIT finde, wo zwei der drei Gründer an Bilderkennungs-Systemen für Drohnen arbeiteten und im Jahr 2014 bei Google das Projekt Wing Delivery Drone Programm starteten (s.d.).

Anders als die meisten bisherigen Navigationssysteme, bei denen die Drohne ein GPS-Signal und einen menschlichen Piloten benötigt, setzt Skydio auf Computervision, um den Drohnen zu helfen, die Welt zu sehen. Ein Video auf der Skydio-Website zeigt dementsprechend Drohnen, die um Bäume herumfliegen und durch ein Parkhaus, die autonom Personen folgen und zudem einfach durch das Bewegen eines Mobiltelefons manövriert werden können.

Wesentlich ist dabei, daß auch Sicherheits- und Datenschutzbestimmungen in das Betriebssystem eingebaut werden, die immer die oberste Priorität haben. Im Januar 2016 wird  die erste Finanzierungsrunde A bekannt geben, bei der 25 Mio. $ eingenommen werden sollen, wiederum angeführt von Horowitz und Accel und unter Teilnahme einer Gruppe sogenannter Engel-Investoren. Mehr über Skydio gibt es bislang nicht zu erfahren.


Ebenfalls im Januar veröffentlicht die NASA ein Bericht über die Entwicklung eines neuen Gerätetyps für die Erkundung der Marsoberfläche. Dabei soll ein kleiner Helikopter mit Bildern aus der Vogelperspektive neue Expeditionsziele für am Boden arbeitende Rover auskundschaften.

Eigentlich wäre es deutlich einfacher, ein Fluggerät auf dem Mars zu starten als auf der Erde, da die Anziehungskraft nur drei Achtel der Gravitation auf unserem Planeten beträgt. Andererseits ist die Kohlendioxid-Atmosphäre auf dem Mars extrem dünn, weshalb ein Flug zur besonderen Herausforderung wird und der Helikopter seine Rotoren schneller bewegen, größere Blätter haben oder aber wesentlich leichter sein muß.

Der Test-Helikopter, mit dem die Wissenschaftler um Bob Balaram vom NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena untersuchen, welche Kombination der drei Eigenschaften die beste für den Mars-Einsatz ist, sieht aus wie eine vierbeinige Spinne mit einem Propeller auf dem Kopf, wiegt 1 kg und hat ein Paar gegenläufig rotierender Flügel von 1,1 m Durchmesser. Die Energie zum Abheben und als Gefrierschutz während der Marsnacht erhält er über ein PV-Paneel auf dem Dach.

Als im vergangenen Jahr Fesselflugtests in einer großen Vakuumkammer mit simulierter Marsatmosphäre durchgeführt werden, zeigt sich, daß sich der Rotor mit 2.400 U/min drehen muß, um auf dem Mars abheben zu können. Auf dem Mars soll der Helikopter jeden Tag 2 – 3 Minuten in der Luft bleiben und dabei etwa einen halben Kilometer Flugstrecke zurücklegen.

Mithilfe der Luftbilder könnten Ingenieure auf der Erde einfachere Routen für die auf dem Mars eingesetzten Boden-Rover erstellen und Hindernisse rechtzeitig erkennen. Ein Ziel ist es auch, einen Platz zu finden, an dem die Bodenfahrzeuge wichtige Proben sicher abladen können, so daß neuere Geräte diese später wiederfinden. Der nächste wichtige Schritt ist nun, die Landeeigenschaften des Helikopters zu verbessern, da dieser ja jeden Tag starten und landen soll, wobei die Landung als der riskanteste Teil jeder Mission gilt.

Im Juli erscheint ein weiterer Bericht der NASA, in dem es um eine neue Art von Roboter-Fahrzeug geht, das auf anderen Welten Proben von Orten sammeln soll, die für Rover nicht zugänglich sind.

Die von Swamp Works am Kennedy Space Center (KSC) in Florida innerhalb der vergangenen zwei Jahre entwickelte Drohne namens Extreme Access Flyer ist als Prospektionsroboter geplant, um Ressourcen auf dem Mars oder einem Asteroiden zu finden – als ein erster Schritt, diese zukünftig ausbeuten zu können.

Die NASA-Lösung ähnelt einem Quadrokopter von 1,2 m Durchmesser, der anstelle von Rotoren jedoch Gasstrahlen benutzt, weil die fremden Atmosphären auf Mars und Mond zu dünn sind, um Rotorblätter zu unterstützen. Angedacht ist, an Bord eines Landers mehrere der Drohnen auf die Oberfläche anderer Welten zu bringen, wobei der Lander als Basis für autonome Flüge dient. Ebenso würde er als Trägereinheit fungieren, um die Batterien und Treibmittel der Drohnen zwischen den Flügen wieder aufzufüllen.

Dabei hofft man, die Düsen mit Sauerstoff oder Wasserdampf betreiben zu können. Die bedeutet – zumindest in der Theorie –, daß das System sogar in der Lage ist, den Treibstoff von dem Planeten selbst zu tanken, auf dem es sich befindet. Wann eine solche Mission stattfinden könnte, ist noch unklar.


Um die eigene Drohne gegenüber Mißverständnissen zu schützen, entwickeln Forscher des australischen Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) um Reece Clothier ein System, das Drohnen mit Fluglotsen mit einer synthetisierten Stimme kommunizieren läßt. Ein erster Flugtest unter Einsatz des Systems war schon Ende letzten Jahres durchgeführt worden.

In den Presseberichten vom Februar 2015 wird erklärt, daß das in Zusammenarbeit mit dem Centre for Advanced Studies in Air Traffic Management (CASIA) von Thales Australia und dem Software-Entwicklungsunternehmen UFA Inc. entwickelte System die ATVoice Automated Voice Recognition und Response Software der UFA nutzt, die es Drohnen ermöglicht, sowohl mündlich auf gesprochene (per Funk eingehende) Informationsanforderungen zu antworten, als auch den von den Fluglotsen erteilten Genehmigungen zu entsprechen.


Französische Forscher der Universität Aix-Marseille um Fabien Expert und Franck Ruffier stellen im Februar ein von Bienen inspiriertes, Sicht-basiertes System vor, das in Verbindung mit Beschleunigungsmessern verwendet werden könnte, um die autonomen Fähigkeiten von Drohnen zu erhöhen.

Der fliegenden Roboter integriert die visuelle Navigation durch optischen Fluß (Optic Flow Visual Navigation). Hierbei bleibt in dem aus Facetten zusammengesetzten Auge eines fliegenden Insektes die vorne gesehene Fläche relativ stabil, während Objekte und das Gelände zu beiden Seiten dann wahrgenommen werden, wenn sie sich den peripheren Sehbereichen nähern, um dem Weg des Insekts im Flug räumlichen Sinn zu geben.

Um diese zusammengesetzte Augenanordnung zu replizieren, bauen die Forscher auf früheren Arbeiten auf und konstruieren einen elektronischen optischen Fluß-Sensor, der einen Satz von 24 Photodioden in einer künstlichen Augenanordnung enthält. Anschließend wird das Auge an einer angebundenen 80 g schweren und 47 cm langen Drohne befestigt, die von den Forschern BeeRotor genannt wird (nicht zu verwechseln mit den gleichnamigen Renn-Drohnen der BeeRotor FPV Racer Group in Scottsdale, Arizona).

Facettenband der EPFL

Facettenband der EPFL


Ein ähnlicher Ansatz wird im Juli von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) und des National Centre of Competence in Research (NCCR) in der Schweiz gemeldet, die eine neue Kameratechnik für besonders kleine Drohnen entwickelt haben.

Mit der Natur als Vorbild stellen die Wissenschaftler ein künstliches Facettenauge her, das auf einem flexiblen Band befestigt ist. Zum Einsatz kommen kleine Sensoren von millimetergröße, die in regelmäßigen, kurzen Abständen streifenförmig auf dem Trägerband angebracht sind.

Die daraus konstruierte Kamera ist nicht nur sehr leicht, sondern auch in der Lage Bewegungen und Geschwindigkeiten zu erfassen – was vorrangig zur Orientierung von Drohnen dienen soll. Tatsächlich berichten die Forscher davon, daß sich die Drohnen mit Hilfe der Technologie auch bei weniger guten Lichtverhältnissen orientieren können.

Da die neue Drohnen-Kamera an flexiblen Streifen angebracht ist, kann sie auch an gekrümmten Oberflächen angebracht werden. Wann die neue Technologie zum praktischen Einsatz kommt, ist bisher noch nicht bekannt.


Besonders interessant sind die von Vögeln und Fledermäusen inspirierten Flatter-Flügel für Drohnen, die im März 2015 seitens Amanda Stowers und David Lentink von der Stanford University vorgestellt werden. Wenn diese Tiere durch einen Wald fliegen, schlagen ihre Flügel manchmal an Bäume, ohne daß sie davon geschädigt werden – da sie sich im Gegensatz zu den starren Flügel eines Flugzeugs einfach zurückfalten und dann sofort wieder öffnen, um den Flug fortzusetzen.

Die nun von den Wissenschaftlern im Auftrag des Office of Naval Research entwickelten Flügel aus Kohlefaser und Mylar-Folie tun das Gleiche. Ein jeder von ihnen besteht aus zwei miteinander verbundenen ,Unter-Flügeln’: einem Arm- und einen Hand-Flügel. Ein 3D-gedrucktes Handgelenk-Scharnier, das die beiden zusammenhält, erlaubt dem Hand-Flügel, sich über den Arm-Flügel zurück zu falten. Letzterer ist mit dem Körper ebenfalls durch ein Schultergelenk-Scharnier verbunden.

Beim regulären Flatter-Flug hält die Fliehkraft Hand- und Arm-Flügel gestreckt, wobei eine vollständige Flugfläche gebildet wird. Von beispielsweise einer Stahlstange getroffen, gibt der Flügel vorübergehend nach und faltet sich ohne Schaden zurück. Wird die Schlagbewegung fortsetzt, öffnen sich die beiden Unterflügel in einem einzigen Flügelschlag wieder zurück zu ihrer vorherigen Form. Eine aufwendige Elektronik ist dabei nicht notwendig, da der Flügel-Morphing-Prozeß vollständig passiv abläuft.

Um Drohnen zu helfen, besser zu fliegen, wird an der Stanford University zudem ein Windkanal errichtet, der kontrollierte Turbulenzen erlaubt. Hier werden Studien an lebenden Vögeln durchgeführt, die mit Zeitlupen-Kameras aufgenommen werden, um die Reaktionsmechanismen der Tiere zu analysieren.

Drohne mit Faltflügeln

Drohne mit Faltflügeln


Forscher der Schweizer École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) um Dario Floreano kopieren ebenfalls die gefiederten Geschöpfe. In einem Bericht vom Dezember 2016 beschreiben sie, wie sie eine Drohne mit Federn ausstatten, um die Präzision während des Fluges zu erhöhen. Das Bio-inspirierte Gerät kann seine Flügel beim Fliegen verbreiten oder schließen, so daß es leichter zu manövrieren und auch bei hohen Winden widerstandsfähiger ist.

Wenn sie die Richtung ändern, ihre Geschwindigkeit erhöhen sie oder Gegenwind haben, verändern Vögel die Konfiguration ihrer Flügel. Um beispielsweise zu steuern, verbreiten sie den einen Flügel und ziehen den anderen leicht zurück. Durch diese Anpassung ihrer Flügelspannweite schaffen sie ein berechnetes Ungleichgewicht, das ihre Drehung verursacht. Bisher konnten nur Vögel das so effektiv machen.

Floreanos Team entwickelt daraufhin eine energieeffiziente Drohne, die verschiedene aerodynamische Anforderungen erfüllen kann und fähig ist, zwischen Hindernissen zu fliegen, scharfe Wendungen zu machen und starke Winde zu bewältigen. Der künstliche Vogel kann alle diese Kriterien durch die Veränderung der Flügelgeometrie mitten während des Fluges zu erfüllen.

Eine der vielen Herausforderungen bei der Entwicklung bestand darin, den komplexen bewegliche Morphing-Mechanismus zu entwerfen und zu bauen, der sich an den äußeren Flügelenden befindet, und dabei die richtige Balance zwischen der aerodynamischen Effizienz und dem Gewicht des Gerätes zu finden. Der Flügel besteht daher hauptsächlich aus Verbundwerkstoffen, um die Festigkeit zu maximieren und gleichzeitig das Gesamtgewicht zu reduzieren.

Eine wichtige Erkenntnis des vielversprechenden Projekts, das vom National Centre of Competence in Research (NCCR) Robotics finanziert wird: Bei einem Einsatz faltbarer Flügel entfällt der Bedarf nach einem Querruder.


Zu Fortschritten in der Luftfahrt könnte aber auch ein neues Verständnis von Fledermausflügeln führen, mit denen die Tiere ungemein schnell und präzise manövrieren können. Ein Team von Wissenschaftlern der Johns Hopkins University um Prof. Cynthia F. Moss, nebst Kollegen der Columbia University um Kara Marshall und der University of Maryland um Susanne Sterbing-D’Angelo deckt in einem im April 2015 erschienenen Artikel einen der wichtigsten Faktoren auf, welche dies ermöglichen.

Die Forscher, welche die sensorischen Rezeptoren der großen braunen Fledermaus untersuchen, die in Gruppen um die Basis von kleinen Haaren an den Flügel des Tieres gruppiert sind, finden heraus, daß sich diese Haare durch Änderungen in der Luftströmung kräuseln, während das Tier im Flug ist. Die Rezeptoren erlauben es der Fledermaus, diese Veränderungen durch ihren Tastsinn zu fühlen, so daß sie reagieren und ihre Flugbahn entsprechend anpassen kann.

Nun hofft man, die Befunde auch auf Lenksysteme für Fluggefährte wie autonome Drohnen anwenden zu können, die es diesen ermöglichen würde, Hindernisse zu vermeiden, indem sie die Luftströme ,lesen’, die jene umströmen.


Der Flatterflug selbst ist aber so interessant, daß er auch bei Konsumenten immer wieder gefragt ist. So wird im April 2015 eine erfolgreiche Kickstarter-Kampagne gemeldet, als die 2011 gegründete und in Ohio beheimatete Firma PaulG Toys von Jeff Hartman die Finanzmittel sammelt, um einen ferngesteuerten Pterodactyl in Produktion zu nehmen, der sich durch das Flattern seiner Flügel durch die Luft bewegt.

Der Körper des 90 cm langen Ornithopters mit einer Spannweite von 1,5 m besteht hauptsächlich aus leichtem Schaumstoff und wird mit seinen zwei gelenkigen, mit Schwimmhäuten versehenen Füßen gesteuert. Um nach links oder rechts zu fliegen, dreht sich ein Fuß nach unten und der andere nach oben, für den Aufstieg werden beide Füße nach oben, für den Sinkflug nach unten gedreht.

Der künstliche, verkleinerte Kurzschwanzflugsaurier hat eine Reichweite von 500 und mit seinem 1.300 mAh Akku eine Flugzeit von 15 – 20 Minuten. Die langen Beine – eigentlich ein Gestell – bleiben am Boden. Als zusätzlicher Effekt leuchten seine Augen rot, um anzuzeigen, daß er eingeschaltet ist, und er stößt einen kreischenden Ton aus, von wir nur annehmen können, daß es realistisch ist. Aufnahmen von erschreckten Zuschauern lassen sich mit einer optionalen GoPro-Kamera machen.

Die Idee des Spielzeug-Reptils kommt gut an, denn 106 Unterstützer bieten gemeinsam 35.546 $ auf, um das Projekt zu verwirklichen. Unter dem Namen Flying Lizard und in drei Farben ist der Flatterer Anfang 2017 für 399 $ im Verkauf.

Lazurite Fly

Lazurite Fly


Daß die Technik der Flatter-Flügel sogar bei den aus Japan bekannten, glückbringenden Origami-Kranichen erfolgreich eingesetzt werden kann, belegt die Lazurite Fly – ein Open-Source-Fluggerät, das im Oktober 2015 auf der CEATEC Expo debütiert, der führenden japanischen Konferenz für aufstrebende Technologien und der größten Elektronik-Messe in Asien.

Entworfen von japanischen Elektronik-Hersteller ROHM Semiconductor, wiegt der ferngesteuerte Kunstvogel etwa 31 g. Er besitzt einen Carbonrohrrahmen und zwei gekoppelte ultraleichte Motoren, welche die flatternden Flügel bewegen, und ist mit 3D-gedrucktem Nylon bedeckt. Die Flugzeit beträgt über fünf Minuten.

Das Motiv für die Entwicklung, deren Schaltpläne online freigestellt werden sollen, ist eine Werbung für den Lazurite Fly Mikrocomputer des Unternehmens, der bis zu 90 % weniger Energie verbrauchen soll als andere bekannte kleine Computer.


Im März 2015 startet der Drohnen-Designer und -Entwickler Alex Rodriguez aus Fort Lauderdale in Florida eine Kickstarter-Kampagne, um eine erschwingliche wasserdichte Drohne auf den Markt zu bringen, an welcher er und sein Team seit dem Vorjahr arbeiten.

Die Splash Drone ist ein komplett wasserdichter Quadrokopter, der Landungen auf dem Wasser vorzunehmen und auf diesem schwimmen kann. Es soll ihn in zwei Versionen geben. Eine mit einer traditionellen Fernbedienung und eine mit App-basierter Steuerung, die zudem autonome Funktionen, wie das automatische Folgen, freischaltet.

Splash Drone mit Fackel

Splash Drone mit Fackel

Zu den größten Highlights der Drohne zählt ein GPS-Modul, der automatische Rückflug zum Startpunkt, das Festlegen und Folgen von Routen sowie das automatische Abwerfen von befestigten Waren. Im Notfall kann die Drohne auch eine Fackel tragen um in realen Gefahrensituationen, vor allem im Dunkeln auf See, Rettern den Weg zu weisen.

Die Flugzeit der Splash beträgt aufgrund ihres 4.200 mAh Akkus gut 15 Minuten, und ihr Preis beginnt mit 389 $ für den Selbstbau-Satz, über 799 $ für ein flugbereites Modell (später geplant: 1.199 $), bis zu einer voll ausgestatteten Version mit Kamera, Zusatzbatterien, Ersatzpropellern usw. für 1.499 $.

Das Konzept geht auf, denn bis Anfang April zahlen 315 Unterstützer insgesamt 303.429 $ ein, um das Projekt zu verwirklichen – für das ursprünglich nur 17.500 $ veranschlagt waren. Die Auslieferung soll nun bereits im Juli oder August erfolgen. Dem Stand von Ende 2016 zufolge wird die Drohne, die im Ernstfall Menschenleben retten kann, zu einem Preis von ca. 1.400 € angeboten (Amazon: 1.600 $), während es die DIY-Ausgabe für rund 480 € gibt.

Im Juni 2015 versucht sich der ,Erfinder’ Daniel Marion aus San Diego mit einer umgebauten Splash Drone, die er als die weltweit erste wasserdichte Drohne mit einem Fisch-Finde-Sonar bezeichnet, die bei Erfolg ein WiFi-Signal auf das Handy oder Smartphone sendet, an einer Kickstarter-Kampagne – die aber ordentlich schief geht. Denn statt der erhofften 150.000 $ für die Produktion der AguaDrone, die für 999 $ verkauft werden sollte, kommen nur mickrige 6.101 $ zusammen – worauf man nichts mehr von der möglicherweise gar nicht legalen Sache hört.


In diesem Monat wird auch bekannt, daß die polnische Rüstungsfirma WB Electronics seit letztem Jahr mit dem bereits 1986 gegründeten polnischen Drohnenhersteller Optimum aus Warschau kooperiert, um Kamikaze-Minidrohnen entwickeln, die kleine Ziele angreifen können.

Gedacht ist an Schwärme solcher Bee System genannter und mit Kameras ausgestatteter Drohnen, die von Fahrzeugen aus gesteuert werden und Kampfeinsätze in einem Stadtkrieg oder in anderen räumlich dichten Gebieten unterstützen sollen. Auch Ziele mittels einer Sprengladung anzugreifen, soll zu ihrem Repertoire gehören. Dabei soll das Bienendrohnensystem über ein unabhängiges Kommunikationssystem verfügen, so daß es auch dann funktioniert, wenn es weder ein Mobilfunknetz noch ein anderes drahtloses Netz gibt.

Optimum hat bereits kleine, 1,3 kg schwere Drohnen im Angebot, die eine Reichweite von 2 km haben und 30 Minuten lang bis zu einer Höhe von 100 m fliegen können. Das neue Pszczoła-System ist modular, es gibt vier Typen von Überwachungsdrohnen und zwei Typen von Kampfdrohnen mit Sprengladungen. Zudem sei WB Electronics nun gelungen, eine einzigartige Wärmebildkamera, mit der sich auch eine Laser-Zielmarkierung ausführen läßt, zu entwickeln, deren Gewicht nur 300 g beträgt.

Für Optimum ist klar: „Drohnen sind die Zukunft des Schlachtfelds“. Nur werden in dieser Zukunft alle Beteiligten über Drohnen und Drohnenabwehrsysteme verfügen. Und sie werden auch nicht nur in abgegrenzten Schlachtfeldern eingesetzt, sondern überall.


Passend zu den vorstehenden Meldungen erscheint fast zeitgleich das Buch ,The Future of Violence: Robots and Germs, Hackers and Drones – Confronting a New Age of Threat’ von Benjamin Wittes und Gabriela Blum mit der Kernaussage, daß mittels der modernen Technik jeder überall angegriffen werden oder auch selbst zuschlagen kann.

Laser-Drohne von Priebe

Laser-Drohne von Priebe


In die gleiche Richtung, wenn auch nicht ganz so martialisch, tendiert der Quadrokopter des deutschen Tüftlers Patrick Priebe, der eine ausgesprochene Vorliebe für Laser-Waffen besitzt. Auch seine ebenfalls in diesem März zum ersten mal vorgestellte Amewi AMX-51 Kamera-Drohne, die aus dem 100 € Preissegment stammt, ist mit einem roten 3 mW Laser zum Zielen, sowie mit einem kräftigeren, blauen 1,5 W Laser bestückt – dessen Strahl Luftballons zerschießt.

Der Ziellaser bleibt an, solange sich die Drohne im Flug befinden, während der blaue Laser manuell durch den Schalter auf der Fernbedienung aktiviert werden kann, der ursprünglich die LED-Leuchten des Fluggeräts steuert. Um genug Strom dafür zu haben, ersetzt er den ursprünglichen 850 mAh Akku durch einen mit 1.200 mAh.

Patrick betont seine Absicht, die Drohne nur in geschlossenen Innenräumen zu verwenden, zu allen Zeiten Augenschutz zu tragen, und auf nichts anderes als Heliumballons zu schießen. Um diese Ballons allerdings zu einem etwas schwierigeren Ziel zu machen, stattet er diese mit kleinen, elektrisch angetriebenen Propellern aus. Verkaufen tut er diese Bastelei nicht, und auch eine Anleitungen wird nicht ins Netz gestellt.


Ebenfalls im April 2015 erscheint die Hybrid-Drone Vertex der Firma ComQuest Ventures, bei der wieder einmal der Schwebe- mit den Geradeausflug kombiniert wird. Das Flugzeug im Canard-Design verfügt über vier unabhängig schwenkbare Motoren/Propeller, ein lenkbares Fahrwerk sowie Flügel, die bei der ausschließlichen Verwendung als Quadrokopter entfernt werden können. Sie können aber auch mit längeren Flügeln ausgetauscht werden, um einen noch effizienteren Normalflug zu ermöglichen.

Der Wechsel zwischen den beiden Flugmodi erfolgt über einen Schalter an der Funkfernbedienung. Da der Vertex in jedem Stadium des Übergangs flugfähig ist, fällt er auch nicht aus dem Himmel, wenn man ihn nicht schnell genug umschaltet. Die Stromversorgung erfolgt durch einen 5.300 mAh Li-Poly-Akku, der pro Ladung etwa 15 Minuten Schwebeflug oder 35 Minuten Geradeausflug mit bis zu 35 km/h erlauben, die sich noch steigern lassen, wenn die längeren Flügel verwendet werden. Für die Aufnahme von Luftbildern kann die mitgelieferte GoPro-Kamera auf einen optionalen 2-Achsen-Kardanrahmen montiert werden.

Die Firma, die nun versucht, die Produktionsmittel auf Kickstarter vorgeschossen zu bekommen, erlebt jedoch eine Enttäuschung: Obwohl die Vertex als ready-to-fly Paket für 1.155 $ angeboten wird, kommen von den benötigten 200.000 $ nur 15.979 $ zusammen – mehr als 26 Unterstützer haben sich von der Idee nicht überzeugen lassen.


Im gleichen Monat wird auch noch eine schlichte Drohne vorgestellt, die aber extrem schnell werden kann, wenn sie in ihren Turbo-Modus übergeht. Der Quadmovr, der auch senkrecht nach oben tatsächlich abzischt wie eine Rakete, wurde von einem Piloten mit dem Internet-Spitznamen Warthox gebaut, dem zufolge die Gesamtkosten der Drohne umgerechnet etwa 600 € betragen haben. Angetrieben von einer relativ kleinen Li-Poly-Batterie mit 1.800 mAh – schließlich dreht sich bei dieser Drohne alles um Geschwindigkeit – sollen beachtliche 140 km/h erreicht werden. Was passend für entsprechende Rennen wäre (über die ich noch gesondert berichten werde).

Nano Tornado

Nano Tornado


Im Mai folgt die nächste erfolglose Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, als der ehemaligen Caltech-Forscher Mark Richardson und seine Firma Polyhelo aus Pasadena Geld zur Produktion einer Drohne sammeln willen, deren Besonderheit es sei, daß sie die weltweit einzige sei, die man getrost als ,Finger-sicher’ bezeichnen kann.

Der Flieger mit dem Namen Nano Tornado, der wie eine Requisite für Abluftventilatoren aussieht, ist ein Quadrocopter der anstelle von offenen Rotoren vier ummantelte Motoren nutzt. Die dadurch eliminierte Verletzungsgefahr für Menschen und die mangelnde Anfälligkeit für Schäden am Kopter selbst, machen in besonders für Anwendungen in engen Räumen interessant. Auch das Fliegen in der Nähe von Zweigen ist nun möglich.

Die Flugzeit beträgt nur etwa fünf Minuten, dafür kann der Akku schnell ausgewechselt werden. Der Preis soll je nach Ausstattung zwischen 448 $ und 548 $ betragen. Auf viel Gegenliebe stößt der Entwuft jedoch nicht, denn diesmal sind es sogar nur 5.310 $, die von 18 Unterstützern aufgebracht werden – was weit entfernt ist von dem 50.000 $ Zielbetrag.


Eine weitere interessante technische Entwicklung stellt die Origami-inspirierte Mini Drohne der EPFL-Forscher Dario Floreano und Stefano Mintchev dar, die über selbständig ausklappbare Arme verfügt und binnen einer Sekunde flugbereit ist. Sie wird erstmals im Mai auf der Internationalen Konferenz über Robotik und Automatisierung in Seattle vorgestellt.

Die faltbaren Arme aus einer 0,3-mm-Schicht aus Glasfaser und eine darunterliegenden Schicht aus nicht dehnbarem Gewebe werden nach dem Aufklapp-Prozeß durch kleine Magneten in Form gehalten, müssen nach dem Flug jedoch manuell wieder zusammenfaltet werden. In Zukunft wollen die Wissenschaftler aber eine noch leichtere Drohne entwickeln, die dann auch in der Lage ist, sich selbst zusammenzufalten.


Recht sinnvoll wirkt auch der Ansatz, den das US-Start-Up Ascent AeroSystems verfolgt, welches für sein erstes kommerzielles Produkt, das modular aufgebaute Sprite, im Mai 2015 eine Kickstarter-Kampagne startet, um die zur Serienproduktion benötigten 200.000 $ einzusammeln. Die Prototypen des Unternehmens sollen bereits seit Anfang 2013 erfolgreich fliegen.

Bei der 33,6 cm langen Sprite Drohne mit einem Durchmesser von 10 cm und einem Gewicht von 2,6 kg handelt es sich um ein Zwei-Propeller-Luftfahrzeug mit einer HD-Kamera an der Basis, das sich aufgrund seiner zylindrischen Form bequem in einen Rucksack schieben läßt. Das wasserdichte, thermoplastische Rohr besitzt koaxialen Rotoren an der Oberseite, deren Blätter sich gegen den Körper falten, wenn sie nicht benutzt werden. Die Flugzeit beträgt 10 – 12 Minuten.

Daß die Drohne sogar für Erstbesteller 799 $ kosten soll, tut der Kampagne keinen Abbruch, denn 532 Unterstützer tragen mit 406.061 $ dazu bei, das Projekt zu verwirklichen. Die Auslieferung erfolgt im Dezember.


Mit 102.003 € von 587 Unterstützern gelingt demgegenüber die aktuelle Kickstarter-Kampagne der 2011 gegründeten Firma TobyRich GmbH aus Bremen, die im Juli durch die Blogs geht. Bei der Entwicklung von Tobias ,Toby’ Dazenko und Ulrich ,Rich’ Ditschler geht es um die weltweit ersten Smartphone-gesteuerten Gaming Drohnen für Einzel- und Multiplayer-Dogfights, Luftrennen und Stunts. Wobei die Steuerung mittels winziger Joysticks erfolgt, die mit Saugnäpfen auf dem Smartphone befestigt werden.

Moskito

Moskito

TobyRich hatte schon 2013 mit dem SmartPlane (später: Moskito) das damals „erste Smartphone-gesteuerte Flugzeug der Welt“ auf den Markt gebracht – was ihnen die Entwickler des PowerUp-Kits, das eine Smartphone-Steuerung mit einem Papierflieger verbindet, möglicherweise streitig machen. Bei dem leichten und langlebigen Flugzeug aus expandiertem Polypropylen sind der Motor und der Propeller an der Nase des Flugzeugs nach oben versetzt, um die Gefahr einer Beschädigung auch bei direkten Kollisionen zu reduzieren.

Die neuen Wettkampf-Drohnen sehen demgegenüber äußerst konventionell aus, auch wenn es nun drei Flugzeuge zur Auswahl gibt. Superfrühe Besteller bezahlen für die grundlegende tobyrich.vegas Version 89 €, während die tobyrich.toyko Drohne mit zusätzlicher Kamera und GPS für 135 € angeboten wird. Die tobyrich.guru beinhaltet eine 360°-Kamera und eine 4G/LTE-Funktion, so daß man den Video-Feed verfolgen kann, egal wie weit weg die Drohne fliegt. Das umfangreich ausgestattete Dogfight-Paket für zwei Personen kostet 249 €. Wenn alles wie erwartet läuft, werden die ersten Drohnen im Dezember ausgeliefert.

Auf der IFA 2016 präsentiert die Firma ihr neues Produktportfolio: Moskito, SmartPlane Pro und SmartPlane PRO FPV.

BlackOps

BlackOps


Im Juni versucht das Start-Up RcRebel LLC ebenfalls mittels einer Kickstarter-Kampagne die beste Luftbild-Plattform der Welt namens BlackOps zu schaffen. Zwar gibt es bekanntermaßen schon eine ganze Reihe von Quadrokopter, die mit Kameras ausgestattet sind, doch diese würden sich zu robotisch bewegen, um wirklich flüssige Aufnahmen zu machen.

Der BlackOps ist ein Trikopter, der mehr wie Superman fliegen soll, als wie ein Roboter. Nicht nur, daß er ausschließlich drei Propeller hat, sondern diese sind auch nicht symmetrisch angeordnet. Zudem gibt es einen separaten ,Schwanz’ auf der Rückseite. Diese Bauform erlaubt angeblich viel höhere Giergeschwindigkeiten als sie mit einem Quadrokopter möglich sind, was zu einem sehr akrobatischen Flug führt.

Als positiver Nebeneffekt wird die relativ lange Flugzeit von mehr als 25 Minuten gewertet, da der Li-Poly-Akku ja nur drei Motoren anstelle von vier versorgen muß. Für Transport und Lagerung können die Arme umgelegt werden.

Die Kampagne geht jedenfalls schief, möglicherweise aufgrund des Preises von 800 $, denn das Finanzierungsziel von 50.000 $ wird weit verfehlt, da nur zehn Unterstützer mickrige 2.177 $ zusammenbringen. Und obwohl das Team anschließend behauptet, daß man die Mittel statt dessen von ein paar Angel-Investoren bekommen habe, ist später nichts mehr von der Sache zu hören.

Atlas Erida Gen. B

Atlas Erida Gen. B


Ebenfalls mit nur drei Armen bzw. Motoren/Propellern ausgestattet ist die Atlas Erida Gen. B, die im August in den Blogs erscheint – natürlich, weil der Initiator Ivan Tolchinsky aus Riga in Lettland eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo startet. Versprochen wird eine smartphonegesteuerte, nur 0,9 kg schwere Carbonfaser-Drohne, welche zusammen mit der Trikopter-Bauweise die Batterielebensdauer um bis zu 40 % verbessert, was zu Flugzeiten von bis zu 35 Minuten führen soll. Ein optionales Langstreckenmodul ermöglicht es, daß sich die Drohne bis zu 1,5 km entfernen kann.

Der Fertigungsbeginn der Drohne, die für Frühbucher nur 499 $ kosten soll – gegenüber einem späteren Verkaufspreis von über 1.100 $ – ist für den März 2016 geplant. Doch anscheinend mißtraut die Community dieser Bauweise, denn ebenso wie im vorstehenden  Fall ist auch der Atlas Erida Gen. B kein Erfolg beschieden: Es werden nur 41 % der benötigten 50.000 $ erreicht – womit die Sache fürs erste gestorben ist.


Sogar noch weniger Rotoren – nämlich nur zwei, 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.

AS-DT01-E VTOL

AS-DT01-E VTOL


Im Juni 2015 vermelden die Fachblogs, daß nun auch der japanische Elektronik-Riese Sony den Drohnen-Markt betritt. Das Unternehmen arbeitet mit dem Autopilot-Technologie-Start-Up ZMP aus Tokio zusammen, um als Tochter eine neue Drohnenfirma namens Aerosense zu gründen. Die Drohnen der Firma werden die gleichen Sony-Bildsensoren verwenden, die auch schon in Smartphones von Apple und Samsung verwendet werden.

Die offizielle ab August bestehende Aerosense will Drohnen-Dienstleistungen für Unternehmen anbieten, um bei luftbasierten Landvermessungen und der Inspektion von Infrastruktur zu helfen. Direkt verkaufen will man die Drohnen aber nicht.

Im August werden Aufnahmen der senkrecht startenden Prototyps AS-DT01-E VTOL gezeigt, dessen zwischen den Flügeln angebrachtes Rotor-System für den horizontalen Flug gedreht werden kann. Das 720 x 160 x 60 cm große UAV wiegt einschließlich der Batterie 7 kg und ist in der Lage eine zusätzliche Nutzlast von bis zu 3 kg zu tragen. Bei einer Maximalgeschwindigkeit von 170 km/h soll es bis zu zwei Stunden am Stück fliegen können.

Aerosense selbst präsentiert sich gleichzeitig allerdings auch mit einem eher konventionellen, 3 kg schweren Quadrokopter namens AS-MC01-P.


Die FLYBi der 2014 von Alex Zepeda und George Munoz gegründeten Firma Advance Robotix Corp. aus Santa Clara in Kalifornien ist erste Drohne, die über ein VR-Headset verfügt, um als Benutzer quasi im Cockpit zu sitzen. Das extrem durchdachte und clevere System will endlich das Versprechen früherer Konzepte wie dem Projekt Oculus Rift FPV der schwedische Firma Intuitive Aerial aus dem Jahr 2013 erfüllen, den Flug tatsächlich aus der first-person-view Perspektive machen zu können.

Die Pressemeldungen, die im September 2015 mit der Crowdfunding-Kampagne für die FLYBi Drohne einhergehen, betonen, daß sie eine Fernbedienung besitzt, die wie eine Uhr oder ein Armband um das Armgelenk geschlungen wird und mit deren Joystick der Quadrokopter gesteuert wird, während ein integriertes 1,8-Zoll-Display das HD-Kamerabild anzeigt.

Die Datenbrille wiederum zeigt nicht nur einfach das Kamerabild, sondern kann darüber hinaus die Bewegungen des Kopfes erfassen und in Steuerungsbefehle an die beweglich gelagerte Kamera umwandeln, ohne daß davon der Flug selbst beeinflußt wird. Außerdem gibt es eine vorderseitige Kamera auf der Brille selbst, so daß man umschalten kann, um zu sehen, was direkt vor einem auf dem Boden ist, ohne das Headset abnehmen zu müssen.

Der im Lieferumfang enthaltene Transportkoffer der FlyBi, der sich als Rucksack tragen oder als Trolley ziehen läßt, eignet sich interessanterweise auch als Lande- und Startplattform. Außerdem verfügt das Helideck über einen höchst innovativen Mechanismus, der die Akkus der Drohne vollautomatisch austauscht, wobei das Reservoire drei Akkus faßt.

Die Drohne selbst ist ein 1 kg schwerer Quadrocopter, der ungefähr die Größe eines MacBook hat, von der Fläche her, über ein Kollisionsvermeidungssystem verfügt, eine Kommunikationsreichweite von 2 km hat und pro Akkuladung eine Flugzeit von 25 – 28 Minuten erreicht. Seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 50 km/h.

Das Konzept kommt jedenfalls gut an, und die Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, bei der das komplette Paket mit Drohne, Datenbrille, Helideck, Armbanduhr-Fernbedienung und zwei zusätzlichen Batterien zu einen Preis ab 1.795 $ angeboten wird, erreicht am Oktober mit 153.834 $ einen Satz von 283 % der erhofften Finanzmittel. Das Unternehmen plant nun, im März 2016 mit dem Versand zu beginnen. Ende des Jahres wird die Drohne je nach Ausstattung jedenfalls zu Preisen zwischen 874 € und 1.490 € angeboten.

Mantis-Kralle

Mantis-Kralle


Ein ganz besonderer Drohnen-Zusatz ist die Kralle, für die Ben und Ollie Kardoosh und ihr Start-Up Mantis Technology Ltd. im Dezember eine Kickstarter-Kampagne starten.

Angeboten wird ein Trio von verschiedenen Krallen-Designs: das billigste, für 24 £, ist aus Aluminium und wiegt weniger als 20 g; ein aus Edelstahl gefertigtes, 70 g schweres Hardcore-Modell, das perfekt sei, um „2 kg heiße Kohlen aus einem Säurebecken“ heraus zu holen, gibt es für 39 £; und die gleiche, aber mit Silber plattierte Version, kostet 133 £.

Bis Mitte Januar 2016 tragen 319 Unterstützer mit 10.452 £ dazu bei, daß das Projekt verwirklicht werden und die Auslieferung im April beginnen kann.

Im September 2016 wird dann für eine stark verbesserte und effektiver funktionierende Version des  Greifers eine weitere Kampagne ins Leben gerufen. Auch die Beschreibung ist diesmal etwas detaillierter.

Beim Mantis Carbon Greifer handelt es sich um einen 3- oder 5-armigen Greifarm, welchen man in Kombination mit einer leistungsstarken Drohne nutzen kann, die ein gewisses Zusatzgewicht tragen kann. Der Greifer wird mit einem starken und dünnen Kevlar-Seil an der Drohne befestigt, worauf man mit dieser herumfliegen und Gegenstände von Punkt A greifen und nach Punkt B fliegen und dort wieder ablassen kann. Die fünf Klauen bewegen sich unabhängig, um Objekte unterschiedlichster Formen aufnehmen zu können.

Das Design erfordert keine Stromversorgung oder Stellglieder und greift durch einen einfachen Mechanismus automatisch zu, wenn es auf ein Objekt gesenkt wird. An den Greifarmen sind farbige Gumminoppen befestigt, welche für mehr Grip beim Greifen sorgen. Der Greifer wiegt ca. 150 g und hat eine Greifkapazität von 28 – 120 mm Durchmesser.

Überraschenderweise klappt es diesmal mit der Finanzierung nicht, denn statt den 10.000 £ Finanzierungsziel kommen von 81 Interessenten nur 4.092 £ zusammen, weshalb das Projekt im November abgebrochen wird.

VelociRoAC mit H2Bird

VelociRoAC mit H2Bird


Auch in diesem Jahr gibt es mehrere Kombinationsgeräte, deren Fähigkeiten über die der reinen Flugapparate hinausgehen.

Im Mai wird beispielsweise von Forschern des Biomimetic Millisystems Lab der University of California, Berkeley, ein kooperatives Startsystem aus der Welt der bio-inspirierten Robotik gezeigt, bei dem der sechsbeinige Roboter-Boden-Crawler VelociRoAC einen leichten Ornithopter H2Bird für einen kurze Zeit auf seinem Rücken trägt, bevor dieser in die Luft aufsteigt.

Die 10 cm lange und 32 g schwere Roboter-Kakerlake hat eine Höchstgeschwindigkeit von 2,7 m/s und ist in der Lage, eine Nutzlast von bis zu 120 g zu tragen. Das 13,2 g wiegende Mikro-Luftfahrzeug wiederum besitzt den Antriebsstrang des ferngesteuerten fliegenden Vogels i-Bird. Seine grob vogelähnliche Form mit einer Flügelspannweite von 26,5 cm besteht aus klarer Plastikfolie, die über einen carbonnfaserverstärkten Rahmen gezogen ist. Für den  Start und Flug schlägt es seine vier Flügel und kann mit seinem 90 mAh Akku für ca. 2,5 Minuten in der Luft bleiben.

Die Robotiker beabsichtigen nun, die Versuche mit dem Ziel fortzusetzen, den Vogel ohne menschliches Eingreifen zu starten.


Einem ähnlichen, wenn auch wesentlich aufwendigeren Aufbau folgt der Roboter-Hund, der eine angebundene Quadrokopter-Drohne trägt, die von seinem Rücken aus starten kann.

Auf dem im im September 2015 veröffentlichten Video, das dem Autonomous Systems Lab der ETH Zürich entstammt, ist zu sehen, wie der Quadrokopter in die Luft gehen kann, um einen visuellen Überblick zu gewinnen und dann wieder in sein Nest zurückkehrt. Ebenso könnte er eingesetzt werden, um etwas zu holen, das außer Reichweite für den Bodenroboter ist.


Ebenfalls verbunden wird im folgenden Beispiel eine Minidrohne von Parrot mit einem schwimmenden Tragflügeluntersatz, der selbst keinen eigenen Antrieb besitzt. Das erstmals im Juni unter dem Namen Hydrofoil vorgestellte neue Produkt bildet im Grunde ein eigenes Tragflügelboot, bei dem die Drohne an einer Klappe auf dem Deck befestigt wird.

Hydrofoil

Hydrofoil

Die Kombination zwischen einer Drohne und einer Achse mit zwei Rädern hatte Parrot bereits  2014 in Form der Rolling Spider Minidrohne vorgestellt. Der Preis dafür betrug damals 100 $, dem Gerät scheint aufgrund seiner recht bescheidenen Ausstattung aber kein großer Erfolg beschieden zu sein (z.B. fehlte ein An-/Ausschalter). Mit dem ferngesteuerten Tragflügelboot, im Grunde nur eine überarbeitete Version des Rolling Spider, wird nach ferngesteuerten Fahrzeugen und Schiffen technisches Neuland beschritten.

Wie der Name schon sagt, fährt die Hybrid-Minidrohne wie ein Boot durchs Wasser, um sich dann, wenn die entsprechende Geschwindigkeit erreicht ist, etwa 5 – 6 cm in die Luft zu erheben und auf ihren glatten Tragflügelblättern mit bis zu 10 km/h weiter zu sausen, wobei es praktisch unmöglich kentern kann. Vom Untersatz befreit kann die Drohne natürlich auch ganz normal fliegen.

Angeboten werden zwei Modelle zu einem Preis von jeweils 149,00 €: die Version Orak und die Version NewZ, die sich aber nur durch die äußere Textur unterscheiden. Auch eineeingebaute Mini-Kamera besitzen beide. Ende 2016 sind die Hydrofoil Drohnen bei verschiedenen Anbietern zu Preisen von 60 – 85 € erhältlich.


In diesem Zusammenhang mag interessant sein, daß der Flugzeughersteller Boeing bereits im April hatte das Patent für eine Drohne zugesprochen bekommen, die sich in ein U-Boot verwandeln kann (US-Nr. 9.010.678, angemeldet 2013). Es sollte allerdings klar sein, daß es sich dabei nicht um das Konzept für ein Spielzeug, sondern für eine Waffe handelt.

Dem Patent zufolge werden die Propeller und Flügel der relativ großen unbemannten Drohne förmlich abgesprengt, wenn diese aufs Wasser trifft, während zur Fortbewegung im und unter Wasser derselbe Antrieb verwendet wird, der sie zuvor in der Luft vorwärts gebracht hat. Boeing hatte bereits im November 2007 einen F-16 Fighter in ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug umgebaut.


In diese Aufzählung gehört auf jeden Fall – auch wenn er selbst nicht fliegen kann – der im Dezember 2015 erstmals vorgestellte VertiGo. Denn es ist eine Propellertechnik, die es dem vierrädrigen Roboter erlaubt, sich nicht von Wänden aufhalten zu lassen, sondern dieser einfach hinauf zu fahren. Er erinnert damit ein wenig an den weiter oben beschriebenen Wandkletter-Roboter des KAIST.

Entwickelt wird der etwa 2 kg schwere VertiGo im Laufe von einem Jahr von dem Maschinenbaustudenten David Krummenacher zusammen mit fünf anderen Studenten der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich im Rahmen einer Bachelorarbeit – und zwar im Auftrag des Entertainmentkonzerns Disney, der in dort ein Forschungslabor betreibt (Disney Research Zürich) und enge Kontakte zur ETH pflegt.

Das Fahrzeug besteht aus einem leichten Carbonfaserrahmen, zwei unabhängig kippbaren Propellern auf dem Rücken und vier 3D-gedruckten Räder aus UV-gehärtetem Photopolymer, von denen die vorderen zwei lenkbar sind. Ohne weitere Hilfsmittel eine senkrechte Wand – auch mit rauhen, unebenen Flächen – zu erklimmen, der Schwerkraft zu trotzen und damit beinahe mühelos jedes Hindernis zu überwinden, gelingt dem Gefährt mit Hilfe der beiden um 360° schwenkbaren Rotoren, die einen derart hohen Anpreßdruck erzeugen, daß der Roboter nicht herunterfallen kann.

Die Propeller, handelsübliche Modellflugzeug-Plastikrotoren mit einem Durchmesser von 20 cm, werden so ausgerichtet, daß grundsätzlich drei unterschiedliche Kräfte erzeugt werden können: Eine Kraft, die den VertiGo in die gewünschte Fahrtrichtung antreibt; eine Kraft, um den Roboter gegen die Erdanziehung eine Wand hoch fahren zu lassen; und eine Kraft, die einen Anpreßdruck erzeugt und für Traktion an der Wand sorgt. Krummenacher und seine Kommilitonen haben dazu einen speziellen Algorithmus programmiert, der berechnet, wie die Propeller gestellt sein müssen, damit der Wagen nicht abstürzt.

Dank Infrarotsensoren erkennt der Robot, wenn er sich einer Wand nähert. Er hebt dann die Vorderräder an und kommt von allein hoch; ohne die Sensoren bräuchte er eine Rampe. Die beiden Elektromotoren haben eine Maximalleistung von rund 630 W. Gelenkt und beschleunigt wird mit einer normalen Fernsteuerung.

Was Disney mit dem Gefährt genau vorhat, ist noch nicht bekannt, ein kommerzielles Produkt ist laut den Entwicklern aber nicht in Planung. Und serienreif ist der VertiGo sowieso noch nicht. Fest steht allerdings, daß der Roboter noch weiterentwickelt wird, denn mit Propellern kann ja nicht nur gefahren, sondern auch geflogen werden. Einsetzen könnte man ihn zum Beispiel für die Inspektion von schwer zugänglichen Tunnelwänden, Brückenteilen oder Häuserfassaden. Laut Disney sei aber auch denkbar, daß der Roboter als eine Art mobiles Flutlicht an Gebäuden dient oder zu einer Figur modelliert wird, „beispielsweise als Marienkäfer.“

Allerdings wird es mit dieser Technik – wie mit einer Flugdrohne – jedermann möglich, in fremde Wohnungen einzudringen. Das mache sie nicht nur für Spanner, sondern auch für Einbrecher zu einem äußerst nützlichen Hilfsmittel, bemerken die Bedenkenträger.


Im Bereich der unkonventionell angetriebenen Quadrokopter sind in diesem Jahr als erstes ein Hybridmodell mit Benzinantrieb des deutschen Herstellers Airstier UG & Co. KG aus Bad Pyrmont zu nennen, das im Mai in den Blogs vorgestellt wird und nach meinem Kenntnisstand eine Premiere darstellt. Vielleicht deshalb stellt sich das 3-Mann-Team um Holger Willeke auf der Homepage auch mit „Schönen guten Tag, we are German engineering 4.0“ vor.

Hybriddrohne yeair!

yeair!

Das stabil wirkende Modell yeair! besitzt einen Hybridantrieb, der aus vier Elektromotoren und vier Zwei-Takt-Verbrennungsmotoren besteht, wie sie aus dem Modellbau bekannt sind. Jeweils ein Elektro- und ein Verbrennungsmotor steuern gemeinsam eine Luftschraube an, wobei der Elektromotor den vergleichsweise trägen Verbrennungsmotor beim Abbremsen und Beschleunigen unterstützt. Die Elektromotor dienen auch zum Anlassen der Zweitakter. Und sollte einer der Motoren an einer Welle ausfallen, kann der jeweils andere Motor einspringen, weshalb die Entwickler auch von einem ,virtuellen Oktokopter’ sprechen.

Bisherige Ansätze zum Verlängern der Flugzeit mit Hybrid-Technik nutzten fast ausschließlich einen Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung an Bord (Range Extender), statt die Energie direkt auf die Luftschrauben zu übertragen, wie im vorliegenden Fall.

Die 10 ccm Zweitakter des yeair! werden von einem 1,5 Liter-Tank mit Treibstoff versorgt. Da die Energiedichte von Flüssigtreibstoffen rund hundertmal größer ist als die von Li-Poly-Akkus, verspricht der Hybrid-Quadrokopter eine Flugzeit von einer Stunde, wobei er bis 5 kg tragen und bis zu 100 km/h schnell fliegen kann. Der Prototyp soll dies bereits stabil und zuverlässig tun.

Über Kickstarter will der Hersteller nun Geld einsammeln, um den Quadrokopter zur Serienreife zu bringen, wobei das Finanzierungsziel bei 70.000 € liegt. Hierfür wird das Fluggerät für einen Preis ab 1.399 € angeboten, ein Flugtraining mit inbegriffen. Tatsächlich können bis Ende der Kampagne sogar 153.268 € von 171 Unterstützer eingenommen werden, womit die voraussichtliche Lieferung im Mai 2016 realistisch wird.

Als langfristige Vision schwebt dem Team allerdings ein Persocopter vor – ein personentragender Kabinen-Multikopter, wie er bei mehreren anderen Unternehmen bereits in Arbeit ist (darüber mehr unter den personentragenden Elektrofluggeräten, s.d.).


Eine möglicherweise noch interessantere und Variante bildet der mit Wasserstoff betriebene Hycopter, der ebenfalls im Mai als weltweite Premiere auf der Association for Unmanned Vehicle Systems International 2015 in Atlanta, Georgia, von der Firma Horizon Unmanned Systems (HUS) aus Singapur präsentiert wird, einem Mitglied der H3 Dynamics Group. Der Hybrid-Antrieb des Kopters verlängert die Flugzeit extrem – schließlich ist die geringe Flugzeit, die auf die Batteriespeicher zurückzuführen ist, immer noch das größte Problem aller existierenden Drohnen.

Anstatt nur eine halbe Stunde, wie es sonst der Durchschnitt ist, erhöht sich die Flugzeit durch den neuen Wasserstoff-Antrieb auf ganze 2,5 Stunden (andere Quellen: 4 Stunden), und dies bei einer Traglast von 1 kg. Einziger Nachteil ist, daß der Wasserstoff nachgefüllt werden muß und die Drohne nicht einfach mittels Stecker geladen werden kann. Das Gewicht der Drohne beträgt 5,2 kg, ihre maximale Nutzlast 1,5 kg.

DRONEBOX

DRONEBOX

Das Brennstoffzellen/Li-Poly-Kraftwerk mit ultraleichten Zellen und Zubehör der Schwesterfirma HES energy storage systems (o. energy systems), wird aus einem (nominellen) 3 Liter Tank versorgt. Nominell deshalb, weil die Ingenieure der Firma erkannt hatte, daß die Strukturen von Drohnen im Inneren meist hohl sind und sich anstatt mit Luft auch mit einem nützlichen Gas füllen lassen, dem Wasserstoff. Ein separater Tank ist nicht erforderlich.

In seinem derzeitigen strukturellen Aufbau kann der Hycopter 120 g Wasserstoff bei 350 bar speichern (was die gleiche Menge an Energie liefert wie 3 kg Li-Io-Batterien). Die Rohre sind nachfüllbar und sollen später einmal als Carbonfasern bestehen.

Nun sollen weitere Tests der Wasserstoff-Drohne erfolgen, da die Firma sie so zügig wie möglich auf den Markt bringen möchte. Man hofft, die erste Version dieses Systems, den HYCOPTER-1, Ende 2016 oder Anfang 2017 zum Versand bringen zu können. Ein Preis wird noch nicht genannt, und bislang gibt es auch keine weiteren Neuigkeiten.

Statt dessen vermarktet das inzwischen als HUS Unmanned Systems Pte Ltd. (o. H3 Dynamics) firmierende Unternehmen seit 2015 unter dem Namen DRONEBOX eine portable und Netz-unabhängige Batterie-Lade- und Datenkommunikations-Station für On-Demand-Sensing-Drohnen, die routinemäßige Inspektionen im Feld durchführen. Auch für hochreaktive 24/7-Perimeter- und Grenzsicherheitslösungen ist das System geeignet.

Das High-Tech-Nest für eine Drohne kann irgendwo in die Wildnis gestellt werden. Der Flieger wird von der Dronebox automatisch über eine Solarbatterie-Anlage mit Energie versorgt, erledigt vorprogrammierte Routineaufgaben und vermittelt die Informationen an den Betreiber, selbst wenn dieser Tausende von Kilometern entfernt ist. Aus den Abbildungen ist zu entnehmen, daß die Plattform nach Landung des Quadrokopters in die Box abgesenkt wird, worauf sich die Solarpaneele als Abdeckung darüber schieben.

Bei den Recherchen stellt sich heraus, daß sich Horizon schon seit längerem mit dem Einsatz von Brennstoffzellen bei UAVs beschäftigt. So lassen sich Meldungen vom Dezember 2010 finden, denen zufolge die Firma ihre Aeropak-Zellen auf dem unbemannten militärischen UAV Skylark I-LE des israelischen Herstellers Elbit Systems testet, das bei mehr als 20 Streitkräften weltweit im Einsatz ist.

Die etwa 150.000 $ teure taktische Starrflügel-Drohne hat eine Spannweite von 2 m und wiegt 5,4 kg, kann eine maximale Nutzlast von 1,2 kg tragen und bis auf eine Höhe von 15.000 Fuß operieren. Das System kann durch Schlinge oder von Hand gestartet werden, wird von einem geräuscharmen Elektromotor und Akkus angetrieben, und landet automatisch.

Die Drohne kann mit einer Geschwindigkeit von 40 – 100 km/h fliegen und hat eine Reichweite bis zu 40 km. Das getestete Aeropak-Brennstoffzellensystem, das bei weniger als 2 kg Eigengewicht 600 W Spitzenleistung und netto 900 Wh nutzbare Energie liefern kann,  erlaubt es die Missionsausdauer des Skylark 1LE auf drei Stunden zu verdoppeln. Noch höhere Steigerungen können bei einer ebenfalls israelischen IAI Birdeye 650LE Drohne erzielt werden (von drei auf sechs Stunden), sowie bei dem experimentellen südkoreanischen Mini-UAV RemoEye-006 (von zwei auf fünf Stunden). Weitere Informationen darüber sind im Kapitel Wasserstoff und Brennstoffzelle zu finden (Update in Arbeit).


Im Dezember 2015 folgt mit den als extrem leicht beschriebenen Wasserstoff-Zellen der britischen Firma Intelligent Energy Ltd. aus Loughborough ein weiteres System, welches die Flugeigenschaften von Drohnen deutlich verbessern soll. Der Prototyp des Brennstoffzellen-Range-Extenders für Drohnen wird öffentlich erstmals auf der CES im Januar 2016 in Las Vegas vorgestellt. Der Vorteil der neuen Energielieferanten ist, daß die Zellen Strom für mehrere Stunden Flugzeit liefern können.

Prototyp der Wasserstoff-Drohne

Wasserstoff-Drohne
(Prototyp)

Im Vergleich zu herkömmlichen Akkus, die Drohnen eine Flugzeit von 20 – 40 Minuten erlauben und anschließend mindestens 1 – 2 Stunden geladen werden müssen, hält der erste Prototyp des Wasserstoff-Zellen-Verbunds zwar auch nur 20 Minuten, die Ladezeit beträgt hingegen nicht mehr als zwei Minuten. In Zukunft soll die Effizienz aber deutlich gesteigert werden, so daß Flugzeiten von mehreren Stunden erreichbar werden.

Durch die Entwicklungen soll vorrangig der kommerzielle Fortschritt beim Einsatz von Drohnen beschleunigt werden, da Drohnen mit leistungsstarken Wasserstoff-Zellen-Antrieben nicht nur für längere Transportwege eingesetzt werden könnten, sondern z.B. auch bei der Wartung von Offshore-Windanlagen. Über die Preisgestaltung und die Verfügbarkeit ist noch nichts bekannt. Im März 2016 folgt die Meldung, der Prototyp die Wasserstoff-Drohne zwischenzeitlich auch zum ersten Mal abgehoben sei, wobei die Flugzeit über zwei Stunden betragen habe.


Eine Drohne, die von leichten, Wasserstoff erzeugenden Pellets angetrieben wird, kann man im Februar 2016 in den Blogs bewundern. Wasserstoff-Brennstoffzellen sind angemessen für lange Flüge, da sie viel längere Laufzeiten als Batterien haben. Allerdings muß der Wasserstoff typischerweise in großen und schweren Druckbehältern gespeichert und mitgeführt werden.

Mitte des Vormonats ließ die Scottish Association for Marine Science (SAMS) eine Elektro-Strarrflügeldrohne vom Typ Raptor E1 einen erfolgreichen Testflug mit einem einzigartigen, neuen System unternehmen, das leichter ist als die Lithium-Ionen-Batterie, die es ersetzt. Zwar dauert der Flug auf einer Höhe von 80 m nur 10 Minuten, doch die Brennstoffzelle hatte angeblich genug Treibstoff, um für zwei Stunden zu fliegen.

Das Besondere an dem neuen System ist, daß der Brennstoff die Form von etwa 100 kleinen und festen Pellets hat, die in einer drucklosen Patrone enthalten sind. Die von der britischen Firma Cella Energy Ltd. hergestellten und jeweils etwa 1 cm2 großen Pellets bleiben auch bei turbulenten Flügen und Temperaturen bis 50°C stabil, während unter Druck stehender Wasserstoff dagegen bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert werden muß.

Die Pellets sind aus einer besonderen chemischen Verbindung zusammengesetzt und produzieren stetig Wasserstoffgas, wenn sie einer geringen Menge an Wärme ausgesetzt werden. Die von der ebenfalls britischen Arcola Energy Ltd. hergestellte Brennstoffzelle wandelt dieses Gas in Elektrizität um, um damit den Motor der Drohne zu versorgen. Hochskaliert soll das kleine Prototyp-System eines Tages sogar Passagierflugzeuge in voller Größe betreiben.


HyDrone 1800


Eine weitere Wasserstoff-betriebene Drohne stellt im April 2016 die von Lu Zhihui gegründete Firma MicroMultiCopter Aero Technology Co. Ltd. (MMC) aus Shenzhen, VR China, vor.

Das Hexakopter-Modell HyDrone 1800 kann Dank seiner Wasserstoff-Brennstoffzelle für bis zu 273 Minuten (d.h. fast fünf Stunden, was einen Weltrekord darstellt) in der Luft bleiben.

Dies gibt der Drohne einen Radius von bis zu 100 km – mitsamt Live-Video-Stream. Außerdem arbeitet das staubdichte und feuerfeste Fluggerät auch noch bei Temperaturen unterhalb von -20°C. Daneben werden die vereinfachte Wartung und aktiv gekühlten Motoren hervorgehoben.

Ein kleinerer Vorläufer, das Modell HyDrone 1550, wurde noch als die weltweit erste, kommerziell erhältliche H2-Drohne bezeichnet. Hier wurde eine Flugzeit von bis zu drei Stunden angegeben, die mit dem 3,1 kg schweren und 9 Liter Wasserstoff beinhaltenden Tank erreicht werden kann.

Daneben bietet MMC auch noch konventionelle batteriebetriebene Hexakopter in unterschiedlichen Baugrößen an, die Nutzlasten bis zu 10 kg befördern können.


Ebenfalls im April 2016 meldet die Firma Protonex Technology Corp. mit Sitz in Southborough, Massachusetts – ein im Jahr 2000 gegründetes Unternehmen, das Mitte 2015 von dem kanadischen Brennstoffzellen-Hersteller Ballard Power Systems übernommen wurde –, daß sie vor kurzem ihre PEM-Brennstoffzellen an die Firma Insitu ausgeliefert habe, einer Tochtergesellschaft von Boeing (seit 2008).

ScanEagle

ScanEagle

Insitu testet nun das Protonex-System in der Hoffnung, im Jahr 2017 eine kommerzielle Version der ScanEagle-Drohne auf den Markt bringen zu können, deren Brennstoffzelle mit mit verflüssigtem Wasserstoff betrieben wird. Die Boeing-Drohne war ursprünglich 2001 unter dem Namen SeaScan für die Fischwirtschaft entwickelt worden, um aus der Luft Thunfischschwärme zu suchen und zu verfolgen. Der Start erfolgt mittels eines pneumatischen Katapults, für die Rückkehr wird ein SkyHook-Systems oder Netzlandeverfahren genutzt. Der Antrieb basiert allerdings auf einem fossilen 1,4 kW Zweitaktmotor. 2002 folgte eine Adaption für militärische Einsätze, die zwei Jahre später in Dienst gestellt wird.

Der pfeilförmige und 1,55 m lange ScanEagle ist als schwanzloses Flugzeug mit Winglets als Seitenruder ausgelegt. Die Spannweite beträgt 3,11 m, das Leergewicht 13,1 kg und als Nutzlast sind maximal 6,5 kg möglich. Während als angegeben werden, können als erreicht werden.

Mit dem Brennstoffzellen/Elektromotor-Antrieb lassen sich zwar nicht die bisherigen Flugzeiten von über 28 Stunden erreichen, sondern nur ca. 8 – 12 Stunden, aber das System bietet dafür andere Vorteile, die besonders bei militärischen Einsätzen interessant sind, wie niedrigere Geräuschpegel und Wärmesignaturen. Zudem vibrieren Brennstoffzellen auch weniger als Verbrennungsmotoren. Flugvorführungen werden für das zweite Halbjahr 2016 geplant.


Und noch eine dritte Wasserstoff-Drohne wird im April 2016 präsentiert. Der Zeitung Iswestija zufolge stellt ein Oktokopter der russischen Firma NELK einen Weltrekord im Dauerflug von Multi-Rotor-Koptern unter freiem Himmel und schwierigen Wetterbedingungen auf, als er drei Stunden und zehn Minuten ununterbrochen in der Luft bleibt. Die 12 kg schwere hat eine Antriebsleistung von 1,3 kW und kann eine Nutzlast von 0,5 kg tragen.

Die eingesetzten Wasserstoff/Luft-Brennstoffzellen der NELK-Drohne sind vom Zentrum für chemische Physik der Russischen Akademie der Wissenschaften entwickelt worden, weitere Details sind bislang nicht zu finden. Dafür etwas über einen anderen Rekord.


Der Quadrokopter H2Quad 400 der 2002 gegründeten kanadischen Firma EnergyOr Technologies Inc. aus Montreal, die leichte und kompakte PEM-Brennstoffzellensysteme für spezielle Nischenmärkte entwickelt, hatte übrigens 2014 einen Flugrekord von drei Stunden 43 Minuten und 48 Sekunden aufgestellt — allerdings in einem geschlossenen Hangar.

Dieses Unternehmen behauptet auch, im Mai 2007 die erste Firma gewesen zu sein, die in Kanada ein Brennstoffzellen-angetriebenes UAVs betrieben hätte. Inzwischen bietet EnergyOr verschiedene Quadrokopter sowie Starrflügler wie den FAUCON H2 und den TRON H2 an, die alle ihren Strom aus Brennstoffzellen beziehen. Das erstgenannte Modell mit einer Spannweite von 3,3 m, einem Gewicht von 10 kg und einer Nutzlast von 1 kg soll eine Geschwindigkeit von bis zu 100 km/h und Flugzeiten bis zu 10 Stunden erreichen.


Zurück zur Chronologie: Um Kollisionen zu vermeiden, sollen größere Drohnen mit einem Sonar-System nachgerüstet werden. Die Innovation stammt von der im Jahr 2014 als Spin-off der Firma Aurora Flight Sciences gegründeten Panoptes Systems Corp. von Ross Allen und Marco Pavone, und basiert auf vier Sonar-Sensoren, die nach vorne, nach oben, links und rechts gerichtet sind.

Die Fähigkeiten der Drohne entspringen einer Form des maschinellem Lernens. Sie ist mit Motion-Capture-Sensoren ausgestattet, die Echtzeit-Daten der Umgebung aufnehmen, die von speziell entwickelten Algorithmen verarbeitet werden, welche bestimmen, ob eine Veränderung in der Umgebung eine Bedrohung für das Fluggerät darstellt. Falls ja, dann legen die Algorithmen passende Ausweichmanöver fest und lassen die Drohne diese ausführen.

Damit das Fluggerät noch schneller und effektiver reagiert, soll es in Zukunft mit einem ganzen Arsenal an Laser-, Ultraschall- und visuellen Sensoren ausgestattet werden. Die Forscher gehen davon aus,, daß ihre Technik in Zukunft in selbstfahrenden Autos, Raumschiffen, Robotern und militärischen Drohnen zum Einsatz kommt.

Um den bis zu 130 g schweren eBumper4, der für Erstbesteller 359 $ kosten soll, in die Produktion zu überführen, startet das Spin-off im März eine Kickstarter-Kampagne, bei der 80.000 $ zusammenkommen sollen. Die Resonanz bleibt bescheiden, und als bis zum April nur 28.885 $ eingehen, gilt die Finanzierung als erfolglos und das Projekt wird eingestellt.


Ein weiteres im April 2015 auf Kickstarter vorgestelltes Projekt namens Ares will die Steuerung von Drohnen über das Smartphone oder Tablet auf eine sehr einfache Art ermöglichen. Alleine durch zeichnen der Flugroute auf einer Karte wird die Route vorgegeben, die an den Kopter gesendet wird. Zusätzlich kann auch die Kameraausrichtung im Voraus bestimmt werden. Das Flugprogramm wird dann automatisch abgearbeitet.

Ein Prototyp existiert bereits bei der verantwortlichen, 2014 gegründeten, Firma Airnest aus State College, Pennsylvania, und die GoPro-Version der nicht näher beschriebenen Drohne wird auf für Kickstarter einen Preis ab 699 $ angeboten – um für die Entwicklung 50.000 $ zusammen zu bekommen. Tatsächlich tragen 105 Unterstützer mit sogar 62.387 $ dazu bei, dieses Projekt zu verwirklichen.

(Hinweis zur Vermeidung von Verwechseleungen: Unter dem Namen Ares läuft auch die 2014 durch die DARPA in Auftrag gegebene Entwicklung eines unbemannten, fossil betriebenen Senkrechtstarters für das Militär).

UAV Coyote mit Abwurfkanistern

UAV Coyote
mit Abwurfkanistern


Speziell für den militärischen Einsatz gedacht ist das Low-Cost UAV Swarming Technology (Locust) System, das die U.S. Navy Presseberichten von April 2015 zufolge neu erhalten hat. Dabei handelt es sich um eine mobile Abschußrampe, die zwar einer Raketenbodenstation ähnelt, aber statt Raketen in Röhren gepackte Drohnen mit eingeklappten Flügeln abfeuert. Sobald abgeschossen, trennen sie sich von den Röhren, klappen Flügel und Leitwerk aus und verwandeln sich in elektrisch angetriebene, fliegende Roboter.

Dank diesem Startmechanismus lassen sich ganze Drohnenschwärme binnen Sekunden in die Luft katapultieren.

Bei den Drohnen selbst handelt es sich um das Modell Coyote der 1989 gegründeten Firma Advanced Ceramics Research Inc. (ACR) aus Tucson, dessen Entwicklung durch das Office of Naval Research (ONR) gefördert wurde. Das 1 m lange UAV wird ursprünglich entworfen, um von dem Standardgrößen-Sonobojen-Rohr eines Hubschraubers oder maritimen Patrouillenflugzeugs aus gestartet zu werden.

Die Drohnen wiegen ca. 5 kg, können eine Nutzlast von 0,5 kg tragen und bis zu 90 Minuten lang mit einer Fluggeschwindigkeit von 110 km/h unterwegs sein, während die Höchstgeschwindigkeit 145 km/h beträgt. Mit einem 2 W Sender können sie Vollbewegungsvideos bis zu 37 km weit übertragen. Die maximale Operationshöhe beträgt 20.000 Fuß, die Landung erfolgt autonom.

Mitte September 2014 waren vier Coyote-Drohnen direkt in das Auge des Hurrikan Edouard über dem Atlantik geflogen. Dabei handelte es sich den ersten entsprechenden unbemannten Testflug der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) überhaupt, der das Ziel hatte, wichtige Informationen zu sammeln, um die Hurrikanprognose zu verbessern. Die Drohnen übertrugen Temperatur-, Luftdruck-, Feuchtigkeits- sowie Windgeschwindigkeits- und -richtungsdaten aus der Nähe der Ozeanoberfläche, wo das warme Wasser den Orkan antreibt.

ACR produziert drei verschiedene UAV-Plattformen: neben einem benzinbetriebenen Modell Manta sind dies eine kleine, benzin-elektrische Hybriddrohne Silver Fox mit bis zu 10 Stunden Flugzeit, sowie die hier beschriebene rein elektrische Coyote. Im Juni 2009 wird die Firma übrigens für 14,7 Mio. $ von dem britisch-multinationalen Rüstungs- und Luftfahrtkonzern BAE Systems aufgekauft. 2014 erwirbt Matt Pobloske, eine ehemalige ACR-Führungskraft, die auch zur BAE gewechselt war, den Geschäftsbereich von BAE und nennt ihn Sensintel Inc.

Bereits im Januar 2015 wird die Sensintel dann zu einem nicht bekannten Preis von dem Verteidigungstechnologie-Unternehmen Raytheon Co. übernommen.

ACR produziert insgesamt drei UAV-Plattformen: neben einem benzinbetriebenen Modell Manta sind dies eine kleine benzin-elektrische Hybriddrohne Silver Fox mit bis zu 10 Stunden Flugzeit sowie die hier beschriebene rein elektrische Coyote. Im Juni 2009 wird die Firma übrigens für 14,7 Mio. $ von dem britisch-multinationalen Rüstungs- und Luftfahrtkonzern BAE Systems gekauft.

Im Mai 2016 veröffentlicht das ONR ein Video mit dem Start- und Flugversuch eines aus 30 Drohnen bestehenden Schwarms, der im Rahmen des Locust-Projekts gemeinsam mit dem Georgia Institute of Technology durchgeführt wird – allerdings mit einem anderen, vom Boden aus startenden Drohnenmodell, das demjenigen ähnelt, das Google für Lieferungen benutzen will (s.u. Projekt Wing). Die Landungen erfolgen übrigens in ein aufgespannten Netzes.

Die Idee dahinter ist, daß die Zukunft des Luftkriegs nicht von Predator- oder Neuron-Drohnen bestimmt wird, sondern von Schwärmen einfacher und weniger teurer Ausführungen, die untereinander kooperieren, um ihre gemeinsame Mission durchzuführen.

NavSonde Grafik

NavSonde (Grafik)


Nach einem ähnlichen Prinzip wie bei der Coyote Drohne erfolgt auch der Einsatz der NavSonde, die von der Firma Latitude Engineering LLC hergestellt wird. Die autonome und antriebslose Wurfsonde (o. Dropsonde, eine Einweg-Wetteraufklärungsvorrichtung) fällt aus einem Zylinder aus einem Flugzeug, entfaltet Servo-betrieben Flügel und Leitwerk und kann dann z.B. durch vulkanische Aschewolken gleiten, was sich für motorisierte Flugzeugen verheerend auswirken würde, um Proben zu nehmen und wissenschaftliche Daten zu sammeln.

Das Unternehmen hatte im Auftrag der NASA im Jahr 2011 damit begonnen, eine fortschrittliche, lenkbare Dropsonde für wissenschaftluche Zwecke zu entwickeln. 2013 folgte ein In-Situ Probennehmer für die Advanced Guided Dropsonde, und 2014 beginnen die Arbeiten, um dieses Konzept zum NavSonde Atmospheric Sampler weiterzuentwickeln. Bei diesem öffnet und schließt sich der Aschesammler an genaue definierten Punkten, so daß die Forscher wissen, wo jede Probe entstand, um nach der Landung Dichte und Asche-Typ analysieren zu können und zu entscheiden, wo es sicher ist zu fliegen.

Ebenso kann die NavSonde alle Arten problematischer Luftpartikel einsammeln, von Staubstürmen über Verschmutzungen bis hin zum Rauch brennender Wälder, ohne daß bemannte Flugzeuge der Feuerlinie nahe kommen müssen.


Im Mai 2015 stellt Prof. Martinez Carranza vom National Institute of Astrophysics, Optics and Electronics (INAOE) in Mexiko  ein neu entwickeltes Drohnen-Navigationssystem vor, das ausschließlich auf visuellen Beobachtungen basiert. Zwar werden die bald erwarteten autonomen Lieferdrohnen wahrscheinlich alle GPS nutzen, um zu navigieren, doch die GPS-Satelliten sind nicht immer verfügbar.

Carranza hatte die Technik, die nicht nur zuverlässiger sei als GPS, sondern deren benötigte Hardware (Kameras, Beschleunigungsmesser und Gyroskope) auch einfacher und kostengünstiger ist als ein GPS-System, während seines Postdoc-Studiums an der University of Bristol entwickelt, als Teil des RAFAGA-Programms (Robust Autonomous Flight of unmanned aerial vehicles in GPS-denied outdoor areas).

Die Benutzer des Systems beginnen mit einem Google Maps-ähnlichen Satellitenbild des Bereichs, den die Drohne durchqueren soll, und zeichnen auf dieser Karte den gewünschten Flugweg. Während die üblichen Drohnen den entsprechenden GPS-Wegpunkten folgen, verwendet eine RAFAGA-fähige Drohne ihre Onboard-Kamera, um Gebäude oder andere Merkmale am Boden zu identifizieren und sie mit den Luftbildern der Satellitenkarte abzustimmen.


Auf großes Interesse stößt das im Juli vorgestellte Konzept einer intelligenten Drohnen-Technologie zum Auffinden von Parkplätzen, die der Student Amir Ehsani Zonouz von der University of Massachusetts Dartmouth entwickelt hat – wofür er auch zum Sieger des ersten Ideenwettbewerbs Mobility IDEA Contest von Siemens gekürt wird, den das Unternehmen 2014 in den USA ausgerufen hat, und zu dem 385 Teilnehmer Ideen eingereicht hatten.

Zonouz schlägt vor, Quadkopter einzusetzen, um schnell unbelegte Parkplätze sowie den kürzesten Weg zur nächsten freien Lücke zu finden. Über eine mobile App oder direkt über das Kommunikationssystem seines Fahrzeugs wird der Fahrer dann schnurstracks zur Parkmöglichkeit gelotst. Die Technologie bietet zudem die Möglichkeit, die Drohnen während nächtlicher Flüge durch Wärmekameras zu unterstützen.

Außerdem ließen sich auch Fahrzeuge mit Behindertenparkausweis aus der Luft erkennen und zu entsprechend gekennzeichneten Parkbuchten leiten, ebenso könnten die UAVs die Parkflächen überwachen und auf verdächtige Aktivitäten aufmerksam machen.


Ebenfalls im Juli berichten die Fachblogs darüber, daß das US-Militär, das Drohnen bereits zur Feindbeobachtung, Erkundung, Sammlung von Daten und als Waffe bzw. Waffenträger einsetzt, ein Problem mit der Vielzahl an verschiedenen Drohnen mit unterschiedlichen Spezifikationen hat, die vorrätig gehalten werden müssen – was in einem Kriegsgebiet aus logistischer Sicht nicht gerade optimal ist.

Die U.S. Navy testet daher die Verwendung von 3D-Druckern auf ihren Schiffen, um benutzerdefinierte Drohnen zu produzieren, die für spezialisierte Missionen ausgerüstet sind. Das Projekt, das von Forschern an der Naval Postgraduate School durchgeführt wird, untersucht, ob moderne Kommunikations- und Fertigungstechnologien kombiniert werden können, um den Seeleuten ein neues Werkzeug zu bieten.

Bereits im April des letzten Jahres war zu diesem Zweck an Bord der USS Essex ein 3D-Drucker installiert worden, mit dem im Dezember eine Quadrokopter-Drohne gedruckt wird, deren Design-Datei per eMail über einen Satelliten-Link an das Schiff übermittelt wurde. Zusammen mit der Elektronik, die bereits an Bord ist (Motoren, Radio, Controller und ein GPS-Gerät) werden die Kunststoffteile anschließend zu einer voll funktionsfähigen Drohne montiert.

Im Dezember ist übrigens zu erfahren, daß 3D-Drucker bereits auf dem alten US-Flugzeugträger USS Harry Truman zum Einsatz kommen, um Ersatzteile wie verloren gegangene Staubschutzkappen, fehlende Verbindungsstück oder besondere Schraubschlüssel zu produzieren. Drohnen werden hier noch keine hergestellt.

3D-gedruckter Jet von Aurora

3D-gedruckter Jet
von Aurora


An dieser Stelle soll auch auf einen aktuellen Meilenstein im Bereich der 3D-Drucktechnologie verwiesen werden – obwohl die dabei hergestellte Drohne mit einem fossilen Jet-Antrieb fliegt. Einer Meldung vom November zufolge stellt die o.g. Aurora Flight Sciences zusammen mit der Stratasys Ltd. (s.u. Smart Wing 2012) auf der Dubai Airshow die weltweit erste Drohne aus einem 3D-Drucker vor, die einen ebenfalls gedruckten, voll funktionsfähigen Jet-Antrieb besitzt.

Über 80 % der Drohne wurden mit dem Schmelzschichtungs-Verfahren (Fused Deposition Modeling, FDM) hergestellt. Der Flugzeugrumpf ist aus Nylon gefertigt, während bei der Turbine selbstverständlich hitzebeständiges Metall zum Einsatz kommt. Die Flügelspanne beträgt 3 m, das Gewicht mitsamt Turbinen-Antrieb 15 kg, und die Fluggeschwindigkeit bis zu 240 km/h. Aurora hat die Jet-Drohne gemeinsam mit Stratasys realisiert um zu zeigen, wie weit die 3D-Druck-Technologie bereits vorangeschritten ist.


Im August 2015 meldet Presse, daß die DARPA kleine Drohnen entwickeln läßt, die von ,Mutterschiffen’ aus starten und nach abgeschlossener Mission wieder zu diesen zurückkehren. Das Projekt mit dem Namen Gremlins fordert eine neue Art von wiederverwendbaren UVAs, die als Flotten von Frachtflugzeugen, Bombern oder anderen Militärflugzeugen für Aufklärungsmissionen über feindlichem Luftraum abgeworfen und bis zu drei Stunden später durch ein C-130 Frachtflugzeug wieder eingesammelt werden.

Nachdem im vergangenen Herbst ein Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen ergangen war, veröffentlicht das Pentagon nun die Namen der vier Unternehmen, die für die Weiterentwicklung der Idee ausgewählt wurden: Composite Engineering, Dynetics, General Atomics Aeronautic Systems und Lockheed Martin.

Bislang gibt es noch keine UAVs, die von anderen Flugzeugen eingesetzt und aufgesammelt werden. Neben dem erheblichen Vorteil, daß die Drohnen keine wertvolle Flugzeit verlieren, um das Zielgebiet zu erreichen, lassen sie sich so auch eher wiederverwenden. Geplant sind 20 Wiederverwendungen während der Lebensdauer der Gremlins, deren Einzelpreis auf rund 700.000 $ geschätzt wird.

Operieren sollen die Drohnen in Schwärmen, um den Erfolg der Mission sicherzustellen, auch wenn mehrere der Drohnen abstürzen oder abgeschossen werden. Im Schwarm kommunizieren sie miteinander, um ihre Arbeit zu koordinieren und Daten über Satellit zurück zur Basis zu übertragen.

Die vier Unternehmen werden ihre Vorschläge im Laufe des nächsten Jahres ausarbeiten, anschließend will die DARPA jene zwei benennen, die ihre Bemühungen weiterführen können. Der endgültige Sieger soll dann bis 2020 ausgewählt werden.


Im Rahmen der Chronologie sind noch zwei Hinweise auf periphere Entwicklungen erforderlich, da diese möglicherweise signifikante Einflüsse auf die Weiterentwicklung der solar-elektrischen Fluggeräte haben werden.

Perowskit-Solarzellen

Perowskit-Solarzellen


So berichten im August 2015 der Forscher Martin Kaltenbrunner und seine Kollegen an der Johannes Kepler Universität Linz (JKU), daß sie eine ultradünne, flexible, dehnbare und leichte Solarfolie produziert haben, um die Einsatzfähigkeit des Materials bei solarbetriebenen Miniaturflugzeugen und Blimps zu demonstrieren.

Die JKU-Wissenschaftler hatten bereits im Jahr 2012 zusammen mit Partnern an der Universität Tokio extrem dünne und dennoch leistungsfähige organische Zellen entwickelt, bei denen die aktiven, energieerzeugenden Elemente 1/3 der Zelle ausmachen, während das darunterliegende Substrat, vorwiegend Plastikfolie, nur noch 2/3 der Zelle in Anspruch nimmt. Bei herkömmlichen Solarzellen dieser Bauart machte das Substrat bisher noch mehr als 99 % der Zelle aus. Die Zellen erzeugen 10 W/g, was zum damaligen Zeitpunkt einen Weltrekord darstellt.

Die neue Entwicklung ist eine nur 3 µm dünnen Solarzelle aus kristallinem Perowskit, wobei eine Trägerschicht aus einem leitfähigen Polymer die Rolle der positiven Elektrode übernimmt. Die Forscher komplettierten die Solarzelle mit einer leitfähigen Zwischenschicht und einer Metallelektrode aus Gold oder günstigerem Kupfer.

Damit das Metall nicht mit der leitenden Zwischenschicht reagiert, wird Chrom hinzugefügt, bei dessen teilweiser Verdunstung Chromoxid entsteht, welches das Metall vor Korrosion schützt und gleichzeitig einen stabil hohen Wirkungsgrad der Solarzelle ermöglicht. Bislang gelingt es der Zwischenschicht allerdings nur, die Effizienz der Zellen für etwa zwei Tage zu bewahren, so daß hier noch weitere Forschungsarbeit nötig ist.

Messungen belegen einen Wirkungsgrad von etwa 12 %, was einem in der Photovoltaik bisher unerreichten Verhältnis von 23 W/g Solarmodul entspricht. Und sogar die effizientesten Düsenantriebe schaffen es nach Angaben der Forscher maximal auf 10 W/g. Kaltenbrunners Team läßt bereits Testflugzeuge und kleine Luftschiffe fliegen, die mit den neuen Zellen ausgestattet sind.


Eine weitere Technologie, die eventuell bei Drohnen zum Einsatz kommen wird, stellen  Forscher der University of California-San Diego (UCSD) um L. Y. Hsu im September 2015 vor: wie man sie nämlich unsichtbar macht. Während man eine Drohne natürlich nicht buchstäblich unsichtbar machen kann, ist es aber möglich, sie in etwas einzuhüllen, das seine Umgebung reflektiert – wie ein flüssiger Spiegel – und damit eine ähnliche Wirkung zu erzielen.

Es ist nicht das erste Mal, daß Wissenschaftler an Geräten arbeiten, die ein gewisses Maß an Unsichtbarkeit verleihen – das militärische Potential ist schließlich enorm – aber alle bisherigen Entwürfe waren sperriger als das Objekt selbst, was dem Zweck zuwiderläuft und die Technik für fliegende Objekte kaum anwendbar macht.

Die neue Unsichtbarkeits-Vorrichtung der UCSD-Forscher ist hingegen ein unglaublich dünnes Teflon-Blatt, das mit kleinen Kreisen aus hochreflektierender Keramik besetzt ist. Das Design ist nicht nur dünner als alle anderen Entwürfe, es absorbiert auch weniger Licht. Ein weiteres Problem, das die bisherigen Vorrichtungen haben, ist ein Abfall der Helligkeit in dem Bereich, der das umhüllte Objekt umgibt und wie ein umschließender Schatten wirkt, der durch die Absorption von Licht verursacht wird.

Durch die Verwendung von nicht-absorbierendem Teflon anstelle von Metall, gelingt es den Ingenieuren, dieses Problem zu umgehen, so daß das verhüllte Objekt völlig flach aussieht. Insbesondere das Homeland Defense and Security Information Analysis Center ist daran interessiert, die neue Technologie für Drohnen zu nutzen – und nicht nur, weil damit sie visuell ,verschwinden’, sondern auch, weil sie eine elektronische oder Infrarot-Signatur verhindert, so daß es einfacher wird, das feindliche Radar zu unterfliegen. Offiziell ist die Technologie noch nicht im Einsatz.


Zum Abschluß dieses Teiles der Jahresübersicht 2015 sollen noch exemplarisch einige Firmen und Unternehmen erwähnt werden, die mir im Zuge der Recherchen begegnet sind und die sich durch besondere Innovationen auszeichnen.

Dazu gehört beispielsweis der 2006 von Holger Buss und Ingo Busker gegründete deutsche Hersteller HiSystems GmbH in Moormerland in Niedersachsen, der unter der Bezeichnung MikroKopter Hard- und Software für MultiKopter entwickelt und vertreibt.

Big Okto

Big Okto

Das breite Angebot von Drohnen erstreckt sich von Modellen wie dem MK EASY Quadro V3 für Fotoaufnahmen, den es schon für 999 € gibt, bis hin zu kraftvollen, universellen Schwebeplattformen mit umfangreichen Einsatzmöglichkeiten, wie beispielsweise der OktoXL 6S12 mit 8 Rotoren, der 6.499 € kostet. Der Preis der Basisversion MK8-3500 Standard mit Flugzeiten von nahezu 40 Minuten ist nur auf Anfrage erhältlich (Stand Ende 2016).

Zum Einsatz kommen die Drohnen ebenso bei der Überwachung von Schwertwalen vor der Westküste von Nordamerika durch Forscher des Aquariums von Vancouver und der US-Amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), die bereits erwähnt wurde, wie auch in der Antarktis, wo das Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (ThINK) im Forschungsauftrags des Umweltbundesamtes Veränderungen in der Artenzusammensetzung von Pinguin-Kolonien mit einem OktoKopterXL untersucht.

Auch die Frauen und Männer des griechischen Hellenic Rescue Teams (HRT) nutzen die MikroKopter-Technologie um Katastrophenschauplätze und Unfallorte von oben zu observieren. Und die Oktokopter der Tierrechtsgruppe SHARK, der im Februar 2012 in den USA abgeschossen wird, als er Tauben in South Carolina eine Taubenjagd dokumentiert, stammt aus der MultiKopter-Reihe.

Das Beste ist aber wohl die Big-Serie, die in Okto-, Hexa- und Quadro-Bauweise angeboten wird, allerdings nur auf Anfrage. Diese ausdauernden, kraftvollen und schicken Ready-to-Fly- Drohnen von immenser Größe sind mit der neusten Generation der firmeneigenen Flug- und Steuerungselektronik ausgestattet und sind speziell für lange und weite Flüge konzipiert.

Weitreichende Mobilfunk-Modems ermöglichen eine (fast) unbegrenzte Reichweite der Telemetrie und erlauben so z.B. Transportflüge in abgelegene Gebiete. Zudem läßt sich der extrem leichte und stabile Carbon-Rahmen mit wenigen Handgriffen demontieren und in einem kompakten Transportkoffer verstauen. Technische Details sind bislang nicht veröffentlicht worden – zumindest aber ein paar eindrucksvolle Fotos.

CyPhy LVL 1

CyPhy LVL 1


Die Firma CyPhy Works Inc. aus Danvers, Massachusetts, war uns wiederum bereits 2012 mit ihren kabelgebundenen Flugdrohnen EASE und PARC begegnet. Danach hörte man längere Zeit nichts mehr über das Unternehmen der Roomba-Mitdesignerin Helen Greiner.

Erst im Mai 2015 erscheint das Unternehmen wieder in den Blogs, als es eine kleine Kamera-Drohne (ohne Kabel) für Hobby-Anwender zu einem moderaten Preis vorstellt. Der CyPhy LVL 1 hat sechs leicht angekippte Rotoren - wodurch er nicht komplett kippen muß, um sich zu bewegen, was der Bildstabilität zugute kommt - und läßt sich mit einem Wischen über den Smartphone-Bildschirm steuern. Die Aufnahmen aus dem first-person-view werden über ein Wi-Fi-Netzwerk zum Benutzer zurückgestrahlt und können in Echtzeit auf Social-Media-Plattformen geteilt werden, während die Drohne noch in der Luft ist. Die Flugzeit beträgt 20 Minuten.

Die Idee und das smarte Design kommen so gut an, daß das Finanzierungsziel der Kickstarter-Kampagne von 250.000 $ um die kommerzielle Produktion zu starten, mit 882.478 $ weit übertroffen wird. Die für 445 $ angebotene Drohne soll im Februar des kommenden Jahres den Weg zu den Bestellern finden. Tatsächlich wird das Projekt jedoch im April 2016 annulliert und das Geld an die Besteller zurückbezahlt. Als Grund werden Qualitätsprobleme bei technischen Komponenten angegeben.

Anfang November 2015 wird dann auch das zweite, vor drei Jahren vorgestellte,  Modell PARC (Persistent Aerial Reconnaissance and Communications) in den USA auf den Markt gebracht, nachdem die Firma eine Ausnahmegenehmigung für kommerzielle Flüge seiner Kunden erwirken konnte.

Die mit sechs Rotoren ausgestattete Drohne hat eine hochauflösende Kamera an Bord, die auch Infrarot-Aufnahmen in der Dunkelheit machen kann. Die PARC kann unbegrenzt lange Luftaufnahmen machen, weil sie über ein Kevlar-verstärktes Mikrofilament zur Übertragung von Strom und Daten mit dem Boden verbunden bleibt – was andererseits aber auch bedeutet, daß sie keinen großen Aktionsradius hat. Dafür läßt sich so einstellen, daß sie vollkommen automatisch auf einer bestimmten Höhe bleibt.

Einer der ersten Einsätze erfolgt beim Tokio Marathon Ende Februar 2016, als das System einen Live-Video-Feed der Ziellinie an die Offiziere der Tokyo Metropolitan Police vor Ort übermittelt – und an alle, die sich auf YouTube in den Kanal einschalten.

CyPhy/UPS-Lieferdrohne

CyPhy/UPS-Lieferdrohne

Daneben entwickelt CyPhy Works inzwischen eine besondere Art von Lieferdrohne, die dank schwenkbarer Rotoren ähnlich wie ein Flugzeug und damit effizienter fliegen kann. Diese soll sie eine 2,5 kg schwere Ladung bis zu 8 km weit befördern können. Daß dieser Markt, auf den ich weiter unten noch ausführlich zu sprechen komme, immer interessanter wird, bestätigt sich auch durch den Erfolg von CyPhy Works, die im Herbst 22 Mio. $ neues Kapital von mehreren Investoren einsammelt, darunter auch dem Paketdienst United Parcel Service (UPS), der Lieferungen per Drohne durchführen möchte.

Erste gemeinsame Versuche finden im September 2016 statt. Zum Einsatz kommt eine modifizierte Version der PARC Drohne, die ein kleines Pakets über fast 5 km von Beverly nach Massachusetts Bay transportiert. Während die Empfängergruppe ungefähr 30 Minuten braucht, um vom Festland mit dem Boot zur Insel zu gelangen, benötigt der Hexacopter dafür nur acht Minuten. Mehr zum Thema Lieferdrohnen findet sich weiter unten.

Bereits im Juli 2016 hatte die Firma berichtet, nun auch von der U.S. Army den Auftrag für ein kabelgebundenes Luftfahrzeug bekommen zu haben, das tagelang in einer Höhe von bis zu 122 m am Himmel bleiben könnte. Flugtests mit dem PARC finden zudem im September in Colorado Springs statt, um im Rahmen eines Pilotprojekts dem Colorado Department of Transportation (CDOT) zu helfen, den Verkehr im Umfeld eines Musikkonzerts zu überwachen und zu steuern.

Die U.S. Army testete übrigens schon früher im Jahr eine angebundene Drohne mit 360°-Videofähigkeit: Das Tether Eye ist eine Entwicklung der Firma  AeroVironment, die dem Militär ein 24-Stunden-Überwachungswerkzeug zur Verfügung stellen soll. Ausgestattet mit elektro-optischen und Infrarot-Kameras, kann es von seiner tragbaren, während des Transports geschlossenen Basisstation aus auf eine Höhe von 45 m steigen.

Für einen ähnlichen Zweck hatte die U.S. Navy ein automatisiertes Parafoil-Drachen-System namens Towed Airborne Lift Of Naval Systems (TALONS) getestet, das ohne Eigenantrieb über ihren Schiffen schweben soll, wenn diese in Fahrt sind.

Aktuell bietet CyPhy Works auch noch einen kleinen Hexakopter namens Pocket Flyer an, der nicht nur klein und mit 80 g leicht genug ist, um in die Tasche einer Cargo-Hose zu passen, sondern mit einer Flugzeit von mehr als 2 Stunden auch länger und weiter als andere Drohnen fliegen.

Thresher-03

Thresher-03


Eine ganze Reihe interessanter UAVs bietet die indische Firma TechnoSys Embedded Systems (P) Ltd. an, ein im Jahr 2003 gegründetes F&E-Unternehmen mit Sitz in Chandigarh, das zudem Bombenentschärfungsroboter sowie spezielle LED-Displays im Angebot hat.

Die Palette der UAVs reicht von von mehreren Starrflüglern unterschiedlichster Bauart und Antriebsform, wie z.B. dem Modell Thresher-03 – ein professionelles und leistungsstarkes Flugzeug, das vertikal aufsteigt und landet, bevor es für die Dauer der Mission in den Geradeausflug übergeht –, bis hin zu Hexa- und Oktokoptern mit hoher Tragfähigkeit, die aufgrund ihrer exzellenten Flugeigenschaften insbesondere für funkgesteuerte Luftaufnahmen/Kinematographie geeignet sein sollen.


In Schweden wiederum gibt es die seit 2009 bestehende Firma Intuitive Aerial von Jonas Lindqvist und Mårten Svanfeldt mit Sitz in Linköping, die Premium-Luftkameras für den professionellen Einsatz bereitstellt.

Die aktuelle Produktgeneration ist die AERIGON-Serie, die bereits bei Produktionen wie Into The Woods von Disney oder Avengers: Age of Ulturion zum Einsatz gekommen ist.

Während das leistungsstarke Modell AERIGON Mk II schwere, professionelle Kameras und Linsen von bis zu 9 kg tragen kann, wobei eine neuentwickelte Kardan-Technologie das Bild stabil hält, wird das Modell AERIGON IAH 3 als der weltweit erste seriell gefertigte, sechsarmige, unbemannte Hubschrauber für professionelle Kino- und Rundfunkproduktion bezeichnet – und als die einzige Premium-Kino-Drohne auf dem Markt.

Mit einer Hubkapazität von bis zu 23 kg kann es die branchenweit beliebtesten Geräte tragen, und dank seines modularen Gestaltung dauerst es nur 15 Minuten, um ihn aus der Box zu holen und flugbereit zu machen.

 

Transport- und Lieferdrohnen


Über die ersten Ansätze, Lufttransporte mittels Drohnen durchzuführen, habe ich bereits an mehreren Stellen der vorherigen Übersichten berichtet. Als Beispiel sei an die verschiedenen Marketingaktionen oder Tests erinnert, die bereits durchgeführt worden sind, wie z.B. Mitte 2014 durch die französische Post oder Ende des Jahres seitens der DHL. Daß sich gerade solche Institutionen mit Drohnen befassen, sollte nicht verwundern, schließlich lag der Transport von Briefen und Päckchen – was genau den Fähigkeiten der existieren Kopter entspricht – schon immer eine Domäne der Postdienste.

In diesem Jahr 2015 geht es stark voran, was neben der erreichten technischen Fortschritten auch mit den Regeln für den Drohneneinsatz im zivilen Luftraum zusammenhängt, die aktuell überall geändert und angepaßt werden, wenn auch noch etwas zögerlich (s.d.).


Alibaba-Drohne


Anfang Februar meldet die Fachpresse, daß der chinesische Online-Händler Alibaba Group Holding Ltd. in einem dreitägigen Testlauf ausgewählte Kunden per ferngesteuerter Drohne beliefert. Alibaba geht davon aus, daß in Zukunft ein Großteil der Kunden gewillt sein wird, für den schnellen Expreßservice auch einen entsprechenden Aufpreis zu zahlen.

In Peking, Schanghai und Guangzhou kommen insgesamt 450 Kunden des Onlineshops Taobao, die sich für den Test freiwillig gemeldet haben, in den Genuß des exklusiven Lieferservices, bei dem Ihnen eine ganz bestimmte Sorte Ingwertee zugeschickt wird.

Zudem soll eine Drohne von einem Warenhaus, welches sich am Rande Pekings befindet, in weniger als einer Stunde bis zum chinesischen World Trade Center fliegen, um dort das Päckchen einem Zusteller zu überbringen, der dieses dann wiederum an eine Kundin ausliefert.

Die rechtlichen Aspekte bezüglich der Testphase wurden von Alibaba und dem beteiligten Logistikonzern Shanghai YTO Express Logistics vorab mit den chinesischen Behörden geklärt. Über weiterführende Schritte seitens Alibaba ist bislang nichts bekannt.


Im Jahr 2015 gründet Barry Koperberg im holländischen Eindhoven die Stiftung Wings For Aid, welche sich auf die Katastrophenhilfe und die Lieferung von Medikamenten konzentriert und die Überbrückung der schwierigen ,letzten Meile’ durch den Einsatz eines innovativen unbemannten Frachtflugzeugs angehen will. Das geplante System wird als Cargo Internet Development (CID) bezeichnet.

Prinzipskizzen Grafik

Prinzipskizzen (Grafik)

Die rund 300 kg schwere Drohne, die zusammen mit Eric van Dorst von der Designagentur VanBerlo entwickelt wird, muß grundsätzlich in allen Klimazonen und bei allen Wetterbedingungen arbeiten können, eine Reichweite von 150 km haben und 100 kg Katastrophenhilfeprodukte transportieren – aufgeteilt in fünf Pakete von jeweils 20 kg – was dem Bedarf von 200 Personen für einen Tag entspricht. Auf der obigen Abbildung ist ein erster, noch recht konventionell wirkender, Entwurf namens 100-500 Mini Freighter zu sehen.

Die wichtigste Herausforderung ist nun die Entwicklung geeigneter Prototypen durch die Technologiepartner der Stiftung. Neben einigen Mitarbeitern des niederländischen Verteidigungsministeriums sind daran auch Spezialisten und Laboratorien der drei niederländischen Technischen Universitäten (Delft, Eindhoven und Twente) sowie den Firmen i+ solutions, AvioniCS control systems und Selfly beteiligt.

Im Februar 2016 wird die Idee in München mit einem Public Value iF Design Award in der Kategorie ,Fahrzeuge und Mobilität der Zukunft’ ausgezeichnet, und im März 2017 stößt auch noch das Luftfahrt-Beratungsunternehmen To70 zu dem Projektteam, um dieses bei seinen Luftraum-Operationen zu unterstützen. Die Planung sieht derzeit vor, den Prototypen im Laufe dieses Jahr zu entwickeln, um im Jahr 2018 einen funktionierenden Prototypen für Feldtests zur Verfügung zu haben.


Im März 2015 gibt das genau ein Jahr zuvor von Forschern der Draper Laboratories und des MIT gegründete Start-Up Top Flight Technologies Inc. aus Malden, Massachusetts, die Entwickelung einer Hybriddrohne mit Verbrennungs- und Elektromotor bekannt, die mit 9 kg Nutzlast zweieinhalb Stunden in der Luft bleiben kann, wobei sie bis zu 160 km weit kommt. Selbst die Reichweite von ferngesteuerten Helikoptern ähnlicher Größe mit Benzinmotor ist nur halb so hoch wie bei der neuen Drohne. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 64 km/h.

Airborg H6 1500

Airborg H6 1500

Die Effizienz des Airborg H6 1500 Hexakopters, dessen zum Patent angemeldetes Hybridantriebssystem das Unternehmen erstmals im Herbst 2014 demonstriert hatte, basiert auf der Verwendung des Benzinmotors als Ergänzung zu den Batterien, wobei beides einzeln oder gleichzeitig zum Einsatz kommen kann. Bei dem relativ simplen seriellen Hybridantrieb gibt es keine mechanische Verbindung zwischen Benzinmotor und Rotoren – der Verbrenner dient nur als Generator zum Aufladen der Batterien oder zur Stromversorgung der Elektromotoren.

Da der Benzinmotor damit nicht die einzige Antriebsquelle ist, fällt er kleiner und effizienter aus. Der Firma zufolge konnte mit dem Hybridantrieb sogar ein Weltrekord erzielt werden, als die Drohne mit 1 Gallone Benzin (~ 3,8 Liter) über 2,5 Stunden lang fliegt. Kommende Versionen sollen sogar deutlich mehr als drei Stunden lang in der Luft bleiben können.

Das UAV ist mit einen 5 kW Hybridmotor, einen 3-Gallonen-Tank und einem 16.000 mAh Li-Poly-Akku ausgestattet. Mit dem Advance Autopilot System von TopFlight kann der Kopter im manuellen, halbautonomen oder völlig autonomen Modus betrieben werden. Daneben gibt es einen Onboard-Flugdatenrekorder und eine HD-Kamera. Die Reichweite der Fernbedienung beträgt 3,2 km.

Außerdem arbeitet das Unternehmen an Technologien zur Kollisionsvermeidung und anderen Sicherheitsfunktionen, die zumindest in den USA für Drohnen vorgeschrieben werden dürften. Der Verkauf der Hybriddrohne soll noch in diesem Jahr beginnen.

Im November 2015 bekommt Top Flight von ff Venture Capital, dem One Asia Fund, Scrum Ventures, Neoteny Labs und mehreren Angel-Investoren 1,75 Mio. $ als Seed-Finanzierung, um die Kommerzialisierung des Airborg voranzutreiben. Als nach dem Jahreswechsel die Gewinner des Hyperloop-Wettbewerbs von SpaceX bekanntgegeben werden, stellt sich heraus, daß Top Flight zu den Sponsoren des siegreichen MIT-Teams gehört.

Anfang 2017 wird dann mit dem Airborg H8 10K ein weiterentwickeltes, 195 x 160 x 150 cm großes Modell mit 2 x 4 Propellern vorgestellt, das mit bis zu 4 kg Nutzlast eine geschätzte Flugzeit von drei Stunden, und mit bis zu 15 kg Nutzlast von einer Stunde aufweist. Im März startet Top Flight außerdem mit den Verkauf einer ersten Produktlinie von ultra-hocheffizienzen Halbach-Motoren (Ultra High Efficiency Halbach Motors, UHEHM1).


Nachdem sich der US-Onlinehändler Amazon im Dezember des Vorjahres bei der Luftfahrtbehörde FAA über die fehlende Erlaubnis für Drohnen-Tests beschwert und gedroht hatte, die Entwicklung der Geräte in ein anderes Land zu verlagern (der Antrag war im Juli gestellt worden), wird dem Konzern im März 2015 die Genehmigung erteilt, einen Prototyp über ländlichem Gebiet im Bundesstaat Washington im Freien zu erproben. Im Rahmen des geplanten Lieferdienst Prime Air will Amazon in einigen Jahren mit den kleinen Fluggeräten Einkäufe zustellen, indem die Oktokopter die bestellte Ware innerhalb von 30 Minuten zum Empfänger bringen.

Amazon Prime Air

Amazon Prime Air

Wegen der bislang fehlenden Erlaubnis konnte der Versandhändler die automatischen Miniflugzeuge nur auf einem Versuchsgelände in der Nähe des Firmensitzes in Seattle und in Ländern mit weniger strengen Flugverkehrsregeln testen, namentlich in Israel und in England. Die FAA fordert von Amazon nun allerdings, daß die Drohnen nur bei Tageslicht, in Sichtweite ihres Piloten und in maximal 122 m Höhe fliegen dürfen. Die Tester müssen zudem einen privaten Pilotenschein besitzen und bestimmte medizinische Voraussetzungen erfüllen. Außerdem müssen monatlich Angaben zur Zahl der Testflüge gemacht und über etwaige Probleme berichtet werden.

Es ist kein Wunder, daß Amazon mit der Erlaubnis für Drohnen-Tests unzufrieden ist. Während einer Anhörung im US-Kongreß beschwert sich der zuständige Amazon-Vizepräsident Paul Misener darüber, daß das Verfahren so lange gedauert hätte, daß das freigegebene Drohnenmodell inzwischen bereits veraltet sei.

Zudem hat die FAA im Februar eine allgemeine Regulierung für den Betrieb gewerblicher Drohnen vorgestellt, die 2017 verabschiedet werden soll, der zufolge Drohnen bis zu einem Gewicht von 25 kg nur bei Tageslicht maximal bis zu einer Höhe von 152 m und in Sichtweite des Piloten fliegen dürfen. Autonom fliegende oder ferngesteuerte Drohnen zur Auslieferung von Paketen, wie dies Amazon und andere Unternehmen beabsichtigen, wären damit nicht möglich.

Als Resultat der Verzögerung, wie nun zu erfahren ist, hatte der Online-Händler bereits vor einigen Monaten seine Drohung wahrgemacht und war nach British Columbia in Kanada ausgewichen.

Mit Genehmigung der kanadischen Regierung wird auf einem unmittelbar an der US-Grenze liegenden Gelände zusammen mit einem größeren Team von Robotikwissenschaftlern, Programmierern, Luftfahrtexperten und Experten für Fernerkundung – darunter ein ehemaliger NASA-Astronaut und der Designer der Flügelspitze der Boeing 737 – daran gearbeitet, die Technik weiter zu optimieren. Der Innovationsdruck ist so hoch, daß man keine Zeit mehr verlieren will. Amazon möchte eigene Drohnen herstellen, die durch ihre Sicherheit überzeugen sollen.

Möglicherweise unter Zugzwang erteilt die FAA Amazon schon im April eine Genehmigung für das  weiterentwickelte Modell, so daß dieses nun auch in den Vereinigten Staaten im Freien getestet werden darf – allerdings noch immer unter den o.g. einschränkenden Bedingungen.

Amazon hofft letztlich auf eine ,Scheibe’ des Luftraums über 61 m und unter 152 m, wo die bis zu 25 kg schweren Drohnen in einem Radius von 16 km um seine Lagerhallen mit etwa 80 km/h Pakete mit einem Gewicht von bis zu 2,26 kg ausliefern können. Die Technologie dafür ist bereits ausgereift. Die Drohnen werden automatisch beladen, heben selbständig ab und machen sich autonom auf den Weg zum Besteller.

Im April 2015 reicht die Amazon Technologies Inc. einen Patentantrag ein, in welchem ein unbemanntes Fluggerät UAV 200 mit acht Rotoren beschrieben wird, das selbständig Waren ausliefern, Routen festlegen und mit anderen seiner Art kommunizieren kann (US-Nr. 20150120094). Damit soll der Lieferprozeß unabhängig vom Menschen gemacht werden. Und indem die Drohne z.B. die von dem Smartphone des Kunden aus gesendeten aktuellen Standortdaten stets abgleicht, kann die Sendung an den Besteller ausgeliefert werden, egal wo dieser sich gerade befindet. Auch eine Abholung bei Büchereien, Einzelhändlern oder Verpackungsanlagen ist möglich.

Flugzonen nach Amazon

Flugzonen nach Amazon

Um zu zeigen, daß es durchaus möglich ist Drohnen in urbanen Gebieten fliegen zu lassen, legt Amazon-Manager Gur Kimchi im Juli auf einer NASA-Konferenz zur Abstimmung auf dem Gebiet der Drohnenflugkontrollen einen Plan vor, wie eine Luftraumkontrolle funktionieren könnte, die auch Drohnen berücksichtigt.

Demnach sollen die Geschwindigkeiten der Drohnen den entsprechenden Flugzonen angepaßt werden und die Steuerung der Drohnen über eine Bodenkontrolle stattfinden. Für Abweichungen wird auch eine Kommunikation unter den Drohnen ermöglicht, was für mehr Flexibilität sorgt und im Notfall unkomplizierte Kursabweichungen erlaubt.

Das Prinzip der Drohnen-Autobahn ist recht einfach. So soll in einer Höhe von bis zu 60 m nur sehr langsam geflogen werden. Der wesentlich schnellere Langstreckenverkehr findet im Bereich ab 61 bis 120 m Höhe statt, während zwischen 121 und 150 m Höhe eine Flugverbotszone eingerichtet werden soll. Ein Problem stellt dabei noch die punktuelle Verfolgung der Drohnen dar. Die NASA möchte eine Ortung über Mobilfunkmasten realisieren, wofür jedoch noch Absprachen mit den Mobilfunkanbietern getroffen werden müssen.

Im November 2015 stellt Amazon die neue Version seiner Lieferdrohne vor, die an ein kleines Flugzeug erinnert, aber senkrecht starten und landen kann. In dem Werbevideo heißt es, sie könne Strecken von bis zu 24 km zurücklegen, in maximal 120 m Höhe fliegen und dank ihrer Sensoren auch Objekten ausweichen, die sich bewegen.

Als Beispiel wird in dem Video – mit dem Hinweis: not simulated – ein neues Paar Fußballschuhe kurz vor einem Spiel geliefert, weil der Hund der Familie einen der Schuhe zerkaut hatte. Das Paket wird dabei im Garten abgesetzt, wo mit einem kleinen Schild die Landezone markiert wurde.

Um thematisch im Kontext zu bleiben, sollen hier auch die Entwicklungen des Folgejahrs aufgeführt werden. So erklärt Vizepräsident Misener in einem Interview im Januar 2016, daß die aktuelle Zielvorgabe für die Reichweite über 10 Meilen liegt, und die Lieferzeit innerhalb der bereits bekannten 30 Minuten. Die 25 kg schweren Drohnen werden Pakete mit einem Gewicht bis etwa 2,3 kg ausliefern, wobei über 80 % der Dinge, die Amazon verkauft, weniger als das wiegen.

Da die Kunden in den USA in heißen, trockenen und staubigen Gebieten wie Phoenix, aber auch in heißen, nassen und regnerischen Umgebungen wie Orlando leben, in ländlichen Bauernhäusern ebenso wie in städtischen Hochhäusern, mit allem dazwischen an suburbanen und exurbanen Umgebungen – und Amazon alle Kunden bedienen will –, bereitet das Unternehmen eine Vielzahl von verschiedenen Drohnen vor, die jeweils am besten geeignet sind, in den unterschiedlichen Bedingungen zu arbeiten.

Amazon-AFC-Patent Grafik

AFC-Patent (Grafik)

Im April 2016 wird Amazon ein interessantes Patent zugesprochen, das bereits im Dezember 2014 beantragt wurde. Dem zufolge plant der Online-Händler ein fliegendes Lagerhaus als Basis, wobei große und mittelgroße Zeppeline die Lieferdrohnen verwalten (,Airborne fulfillment center utilizing unmanned aerial vehicles for item delivery’, US-Nr. 9.305.280).

In dem kompletten Luftliefernetzwerk gibt es eine Art Mutterschiff, welches Airborne Fulfillment Center (AFC) genannt wird, also luftgestütztes Ausführungszentrum, das im Schnitt in knapp 14 km Höhe schweben und dabei sowohl Waren als auch Drohnen transportieren soll.

Nicht nur, daß solche fliegenden Drohnen-Träger relativ problemlos sogar über dichten urbanen Zentren schweben können, im Rahmen der ausgeklügelten Infrastruktur sind auch die Lieferdrohnen selbst an diese alternative Einsatzform angepaßt worden, indem sie nun mit Flügeln zum energiesparenden Segelflug ausgestattet sind. Was eine gute Methode ist, die geringe Flugzeit zu umgehen, da die Lieferdrohnen erst bei der Landung Strom benötigen.

Ist das Paket am Lieferort abgestellt, fliegt die Lieferdrohne wieder autonom zu einer Relais-Station. Hier treffen die Drohnen auf kleinere Transport-Zeppeline, die wiederum die Versorgung (Drohnen und Waren) der AFCs sichern sollen. Die Shuttles sollen allerdings auch so groß sein, daß sogar Personal mit zum AFC genommen werden kann.

Im Juli 2016 folgt ein weiteres Patent, das ebenfalls im Dezember 2014 beantragt worden war. Unter dem Namen ,Multi-use UAV docking station systems and methods’ wird hier ein System von Docking-Stationen auf Straßenlampen beschrieben, welche die Drohnen automatisch anfliegen sollen um neue Energie zu tanken (US-Nr. 9.387.928).

Die Idee, Straßenlaternen mit einer Ladestation für Drohnen zu versehen, würde das große Problem lösen, daß die Drohnen generell Flugzeiten von nur 20 bis 30 Minuten haben. An der vorgeschlagenen Drohnen-Lade-Infrastruktur auf Basis des bereits vorhandenen Straßenlampen-Netzes können die unbemannten Fluggeräte ihre Batterien per Steckverbindung oder auch kabellos auffüllen. Damit würde sich der Lieferumkreis weit ausdehnen lassen.

Alternativ werden auch Mobilfunk- und Telefonmasten, Kirchtürme und Parkhäuser in Betracht gezogen, die an dort bestehende Stromnetze angeknüpft oder mit Solarpaneelen ausgestattet werden könnten. Zudem sollen die Docking-Stationen Informationen über die Wetterlage und Windrichtung liefern und den Drohnen über über ein zentrales Kontrollsystem stets die momentan effizienteste Route nennen. Die Drohnen selbst sind ebenfalls mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, um in Erfahrung bringen zu können, wo gerade ein Ladeslot frei ist oder wann die nächste Station wieder frei wird.

Die einzelne Ladeplattform soll dabei auch mehrere Drohnen gleichzeitig beherbergen können. So können die Drohnen nicht nur zum Aufladen landen, sondern auch Zwischenstopps einlegen, um auf weitere Instruktionen zu warten. Ebenso können sie den Paket-Transfer zwischen einzelnen Drohnen-Modellen ermöglichen und als sicherer Unterschlupf bei Schlechtwetter dienen.

Drohnen-Assistenten Patent Grafik

Drohnen-Assistenten Patent
(Grafik)

Doch damit nicht genug, kursiert in den Fachblogs im Oktober ein weiteres neu erteiltes Amazon-Patent, bei dem es um winzige, per Sprachbefehl und App gesteuerte Drohnen-Assistenten mit Kamera geht, die so klein sind, daß ihre Docking-Stationen auf den Schulterhalterungen von Funkgeräten Platz finden, wie sie bei der Polizei in den USA verbreitet sind (US-Nr. 9.471.059, angemeldet 2015).

Bei einer Verkehrskontrolle könnte die Drohne z.B. die Autokennzeichen aufnehmen und mit zentralen Servern abgleichen, während sich der Polizist mit dem Fahrer und dessen Papieren befaßt. Ebenso könnte die Minidrohne dank ihres GPS-Moduls auch zur Verfolgung und Lokalisierung von Verdächtigen eingesetzt werden. Daneben hat Amazon aber auch eine zivile Nutzung im Blick: So sollen die Drohnen beispielsweise das Auto des Nutzers wiederfinden können, wenn dieser vergessen hat, wo es abgestellt wurde – was, so befremdlich es klingt, sogar meinem Vater einmal passiert ist, der daraufhin aufgeregt von einem Diebstahl des Wagens ausging, bis dieser, friedlich in einer kleinen Nebenstraße stehend, wiedergefunden wurde.

Anfang Dezember 2016 wird dann erstmals die Bestellung eines Kunden mit Hilfe einer autonom fliegenden Prime Air Drohne ausgeliefert, als ein Mann in Cambridge innerhalb von 13 Minuten nach Abgabe der Order einen Fire-TV-Videostreaming-Stick und eine Tüte Popcorn erhält. Wie man auf dem Foto erkennt, handelt es sich bei der zur erfolgreichen Erstauslieferung eingesetzten Drohne schon wieder um ein anderes Modell, in diesem Fall um einen Quadrokopter.

Das Unternehmen hatte bereits im Juli die notwendigen Genehmigungen der Luftverkehrsaufsicht UK Civil Aviation Authority (CAA) erhalten, um gemeinsam mit der Flugaufsicht Drohnenflüge in ländlichen Gegenden und Vorstädten auch außerhalb der Sichtweite der Piloten zu testen. Geprüft werden sollte dabei auch, wie gut die Sensoren Hindernisse erkennen können. Teil des Feldversuchs ist auch, daß ein Pilot mehrere hochautomatisierte Drohnen beaufsichtigt.

Großflächig kommt die Technik allerdings auch in England noch nicht zum Einsatz: Aktuell beliefert Amazon nur drei ausgewählte Testkunden per Drohne, auf deren Grundstücken eine extra ausgerüstete Landefläche installiert wird.

Verlaufen die Versuche erfolgreich, sollen nach und nach immer mehr Kunden in ländlichen Gebieten mit der entsprechenden Vorrichtung ausgestattet werden. Amazon hat dazu in Cambridgeshire eigens ein neues Verteilzentrum errichtet, wo die Drohnen von menschlichen Mitarbeitern beladen werden und sich dann selbständig auf den Weg zum Kunden machen. Weitere dieser Drohnenverteilzentren existieren bereits in Österreich, den Vereinigten Staaten und Israel.


Die Schweizer Behörden, die Luftpostauslieferungen mit Drohnen anscheinend ein wenig lockerer sehen als ihre amerikanischen Kollegen, geben im April 2015 bekannt, daß bereits im Sommer die erste Tests mit der neuen Auslieferungsmethode starten werden. Die  Schweizer Post begrüßt den zukunftsträchtigen Dienst und blickt dem Versuch optimistisch entgegen.

Die Lieferungen der ersten Testrunde übernehmen Quadrokopter des US-Drohnenherstellers Matternet, die in der Lage sind, mit einer Akkuladung bis zu 1 kg schwere Lieferungen etwas mehr als 10 km weit zu befördern. Gekennzeichnet sind die Drohnen als Typ ONE, die bereits speziell für den Transport kleinerer Fracht ausgelegt sind und besonders be- und entladen werden können.

Mit dem Test soll insbesondere herausgefunden werden, welches Potential Lieferungen per Drohne haben und welche rechtlichen Rahmenbedingungen es in Zukunft zu schaffen gilt. Ob nach der Testphase regelmäßige Auslieferungen per Drohne stattfinden werden, ist noch unklar. Die Verantwortlichen gehen gegenwärtig davon aus, daß die Drohnen frühestens in fünf Jahren kommerziell breit eingesetzt werden könnten.

Im Flug

Im Flug

Die offizielle Ankündigung des gemeinsamen Versuchs der Schweizer Post, Swiss WorldCargo (die Luftfrachtdivision von Swiss International Air Lines) und Matternet folgt im Juli 2015. Demnach fliegt die Drohne autonom und folgt dabei definierten, sicheren Flugrouten, die durch eine von Matternet entwickelte Cloudsoftware erstellt werden.

Details über die Test im Kanton Bern für den Transport hochprioritärer Sendungen oder für die Paketzustellung in abgelegenen Regionen sind bislang nicht zu finden. Zwar wird dabei der Machbarkeitsnachweis erbracht, doch laut Post Logistics-Chef Dieter Bambauer muß die Drohne 10 kg laden können, um sinnvoll eingesetzt werden zu können, weshalb man erst einmal nach neuen Drohnenanbietern sucht.

Und auch in der Schweiz scheint man sich nicht gerade zu überschlagen, denn es dauert bis zum November 2016, als endlich zu erfahren ist, daß die Schweizer Post die ersten kommerziellen Transporte per Drohne nun für die erste Hälfte 2017 plant. Dabei soll es um einen Firmenkunden gehen, der eine ständige Luft-Shuttle-Verbindung zwischen zwei Standorten installiert bekommt.

Die aktuelle Post-Drohne kann Pakete bis zu einem Höchstgewicht von 5 kg transportieren, ist mit einer Geschwindigkeit von maximal 60 km/h unterwegs und hat eine Reichweite von 20 km. Von wem dieses Modell stammt, ließ sich bislang noch nicht herausfinden.


Der genannte Drohnenhersteller Matternet, über den ich bereits im August 2011 berichtet habe (s. d.), und dessen Quadrokopter-Modell die Grundlage der o.e. Lieferdrohne der Schweize Post bildet, wurde bereits im Frühjahr 2014 von der humanitären Organisation Ärzte ohne Grenzen angesprochen, die einen alternativen Weg brauchte, um in Papua-Neuguinea dringend benötige Tuberkulose-Diagnoseproben zu transportieren. Es sei dort unmöglich, dies auf traditionelle Weise zu tun, weil die Straßen, wo sie überhaupt existieren, sehr schlecht und in der Regenzeit völlig blockiert sind.

Im September 2014 laufen die Tests in Papua-Neuguinea, bei denen Speichelproben für die Tuberkulose-Tests von Malalaua ins Krankenhaus von Kerema transportiert werden, wobei die Drohne eine eintägige Überlandreise auf eine Stunde  verkürzt. Der ständige Einsatz soll 2015 erfolgen.

Nach dem Ersteinsatz in Haiti im Januar 2010 hatte Matternet seine Quadrokopter gemeinsam mit der Weltgesundheitsorganisation im August 2014 in Bhutan eingesetzt, um aus dem Krankenhaus der Hauptstadt Thimphu in einer Höhe von 2.320 über dem Meeresspiegel Antibiotika zu einer abgelegenen Klinik in den Bergen zu tragen – und auf dem Rückweg Diagnoseproben. Die UAVs mit einer Reichweite von bis zu 28 km tragen Lasten von ca. 1 kg und fliegen nach Eingabe der Ziele autonom. Auch hier ist eine allgemeine Einführung für 2015 geplant.

Matternet-Chef Andreas Raptopoulos berichtet in einem Interview im Januar 2015 über die aktuellen Bemühungen, die Zuverlässigkeit der Drohnen zu steigern. Man will einen Verlust von nicht mehr als einer Mission bei tausend garantieren, was beim Transport von potentiell ansteckenden medizinische Proben aber nicht gut genug sein könnte. Die Firma plant, ihre ersten, speziell für die Entwicklungsarbeit gedachten Serien-UAVs ab diesem Frühjahr zu verkaufen, zu einem Preis von 5.000 $ das Stück.

Matternet-Drohne in Malawi

Matternet-Drohne
in Malawi

Im März 2016 startet ein Einsatz in Malawi, der mit den neuen Drohnenmodellen durchgeführt wird. Hier geht es um die Prüfung einer experimentellen Hochgeschwindigkeitslieferung für die HIV-Diagnose. Beim ersten formalen Test fliegt eine Drohne erfolgreich von einer ländlichen Klinik in Lilongwe zum Labor des Kamuzu-Krankenhauses in Malawis Hauptstadt, mit simulierten Blutproben an Bord. Für die 10 km weite Reise braucht die Drohne nur 15 Minuten.

Es soll sich um die erste bekannte Verwendung von Drohnen in Afrika für die Verbesserung der HIV-Dienste handeln. Was auch dringend nötig ist, denn derzeit dauert es durchschnittlich elf Tage, um Blutproben per Motorrad oder Krankenwagen aus den lokalen Gesundheitszentren zu einem zentralen Labor zu schaffen – und dann dauert es noch einmal rund acht Wochen, bis die Ergebnisse zurückgegeben werden.

Diese extremen Verzögerungen durch schlechte Straßen, hohe Treibstoffkosten und Fahrzeugknappheit können aber den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten, da einige von dem Virus betroffene Menschen während des langen Wartens woanders hinziehen oder den Kontakt mit den Gesundheitsbeamten verlieren.

Das Drohnenprojekt wird vom Kinderfonds der Vereinten Nationen (UNICEF) und der Regierung Malawis gesponsert, da es darauf abzielt, in erster Linie Kindern mit HIV zu helfen, die andauernd geboren werden, da etwa 10 % der erwachsenen Bevölkerung von Malawi HIV hat. Die UN-Agentur gibt in Malawi jährlich bis zu 1,5 Mio. $ für den Transport von HIV-Blutproben aus. Die Drohnen dagegen kosten nur 7.000 $ (wie nun gesagt wird) und auch die Betriebskosten sind niedrig, weil sie ja batteriebetrieben sind.

Dafür gibt es eine andere Tatsche zu berücksichtigen: Da es traditionellen Überlieferungen von fliegenden Kreaturen gibt, die bösen Zauber auf Menschen werfen, ist es wichtig die Gemeinschaften zu überzeugen, daß die Drohnen nichts damit zu tun haben. Die  UNICEF-Kommunikationsspezialisten veranstalten daher im Vorfeld der Testflüge Demonstrationstage, in denen sich die Dorfbewohner versammeln, um die Drohnen aus der Nähe zu sehen und zu berühren, die auch auseinander genommen werden, um zu zeigen, wie sie die Ladung befördern.

Im April genehmigt der multilaterale Investmentfonds (MIF), Mitglied der Interamerikanischen Entwicklungsbank (IDB), eine Summe von knapp 540.000 $, um ein Drohnen-Transportsystem für Gesundheitseinsätze in ländlichen Gebieten der Dominikanischen Republik zu schaffen, bei dem es primär um die Verteilung von Laborproben und Medikamenten zwischen ländlichen Kliniken und Krankenhauslabors in der nordöstlichen Provinz San Juan de la Maguana geht. In einer zweiten Phase sollen auch Blutproben für Laboruntersuchungen transportiert werden.

Ende Juni erfolgt die Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung zwischen dem MIF, dem lokalen Technologie-Business-Inkubator e-Mprende und dem Technologiehersteller Matternet, der sich mit rund 613.000 $ in Form von Geräte- und Technologietransfer an diesem ersten Projekt seiner Art in Lateinamerika beteiligt. Eine Umsetzung scheint bislang aber nicht erfolgt zu sein.

Im Dezember 2016 meldet die Presse, daß die Regierung von Malawi einen offiziellen Testkorridor für Drohnen eingerichtet hat, in dem vor allem drei Fähigkeiten der unbemannten Flugobjekte weiter erforscht werden sollen: Der Transport (medizinische Versorgung, Proben oder Impfstoffe), die Bildgewinnung (Erfassung und Analyse von Luftbildern während humanitären Krisen wie Naturkatastrophen) und die Sicherstellung der Kommunikation (Erweiterung von Wi-Fi oder Handy-Signalen). Er soll bis zum nächsten April voll funktionsfähig sein.

Der Testkorridor – die erste Einrichtung dieser Art in ganz Afrika – ist rund 40 km lang, 500 m hoch und verläuft über ein eher unzugängliches Gelände. Er soll sowohl privaten Unternehmen als auch Universitäten und anderen involvierten Organisationen zur Verfügung stehen. Die Experten des Projektpartners UNICEF werden dann beurteilen, inwiefern die getesteten Drohnenfunktionen tatsächlich sinnvoll sind – und ggf. auch vertragliche Vereinbarungen über den Einsatz bei Notfällen abschließen.

Bereits im September 2016 gibt Matternet zudem eine strategische Partnerschaft mit Mercedes-Benz Vans samt einer Multi-Millionen-Dollar-Investition durch das Unternehmen bekannt, um eine integrierte Lieferlösung zu schaffen. Bei dieser sollen Transporter und Drohnen gemeinsam die sogenannte Logistik der letzten Meile übernehmen, bei der mit Waren vollgepackte Lkw beispielsweise zu einem Sammelspot fahren und von dort aus die einzelnen Kunden mittels Drohnen beliefern.

Die Meldung erfolgt, da Mercedes zu diesem Zeitpunkt seinen Vision Van als neue End-to-End-Plattform für die Lieferung mit einem vollautomatischen Frachtmanagementsystem und Matternet-Lieferdrohnen präsentiert. Für diese hatte Matternet eine in das Dach des Transporters integrierte Technologie entwickelt, die eine präzise Landung, eine automatische Beladung mit der Nutzlast und einen Batterieaustausch ermöglicht. Zudem ist die Cloud-Technologie von Matternet mit der Van-Routing-Software von Mercedes-Benz integriert , was eine durchgängige Kontrolle der Lieferkette erlaubt.

Matternet M2

Matternet M2

Der Vision Van mit Elektroantrieb ist ein Logistikcenter auf Rädern, und die zwei Drohnen, die auf dem Dach des Autos bereitstehen, übernehmen Frachtaufgaben bis zu einer Entfernung von 10 km. Die Flugleitzentrale ist an Bord des Transporters, womit bei einem Stopp gleich mehrere Kunden bedient werden können – durch die enge Vernetzung über Internet und Cloud-Dienste in vorheriger Abstimmung mit dem Empfänger.

In diesem Zusammenging enthüllt Matternet auch die neue Drohne der zweiten Generation namens M2, die völlig autonom ist, bis zu 2 kg transportieren und pro Batterieladung bis zu 20 km weit kommt. Sie ist zudem mit einem redundanten Flug-Unterbrechungsssystem ausgestattet, das intelligente Software einsetzt und bei Bedarf automatisch einen Fallschirm öffnet, um sicherzustellen, daß das Fluggerät niemals mehr als 5 m von seinem vorberechtigten Weg abweicht.

Die Flugwege im genehmigten Luftraum werden von Matternets Cloud-System ebenfalls automatisch mit Gelände-, Luftraum- und Bevölkerungsdichte-Modellen generiert, um die sichersten Routen zu planen.

Daß es der Daimler AG ernst damit ist, wird dadurch belegt, daß sie für das Projekt Vans und Drohnen 200 Mitarbeiter abgestellt hat und in den nächsten fünf Jahren 562 Mio. $ investieren will, um das System marktfähig zu machen. Im Rahmen der adVANce genannten strategischen Initiative wird zudem an der Integration von ,Smart-Technologien’ wie einem kleinen Computer gearbeitet, mit dem der Lieferwagen Daten über den Fahrzeugstandort, die Lasten und Lieferwege sammeln, verarbeiten und dann an den Vertriebsleiter senden kann.

Außerdem arbeitet Mercedes mit Starship Technologies zusammen, um einen Lieferwagen namens Robovan (o. Mothership) zu entwickeln, der mit autonomen Auslieferungsrobotern ausgestattet ist. Diese sollen leichtere Pakete ausliefern, während der Fahrer ein schwereres Paket zu einem Haus oder Geschäft trägt. Darüber mehr unter den autonomen Fahrzeugen (in Arbeit).


Eine Lieferdrohne, die ihre Nutzlast an einem Seil abläßt, präsentiert das 2013 von Matthew Sweeny gegründete australische Start-Up Flirtey aus Sydney, das sich selbst als den „weltweit führenden unabhängigen Drohnen-Zustelldienst“ bezeichnet und bereits in Neuseeland und Australien Lieferungen mit Drohnen durchgeführt hat.

Flirtey-Auslieferung

Flirtey-Auslieferung

Das Unternehmen setzt einen automatisierten Hexakopter mit einer maximalen Nutzlast von 2 kg und einer maximalen Reichweite von 10 km ein – so z.B. im Oktober 2013, als es gemeinsam mit einem weiteren lokalen Start-Up namens Zookal Bestellungen von Studenten der University of Sydney entgegennimmt und ihnen die bestellten Physik- und Jura-Lehrbücher binnen weniger Minuten nach Hause liefert. Dabei werden über hundert erfolgreiche Testlieferungen durchgeführt.

Im September 2014 geht Flirtey eine Partnerschaft mit der University of Nevada, Reno, ein, die als führendes Forschungszentrum für Unbemannte Autonome Systeme (UAS) gilt. Dies freut auch Brian Sandoval, den bereits erwähnten Gouverneur von Nevada, der als großer Förderer der neuen Technologie gilt und seinen Bundesstaat zum Zentrum der kommerziellen UAV-Industrie machen möchte. Im Austausch gegen eine Beteiligung bietet die Universität Zugang zu ihren F&E-Labors zur Kooperationen bei Forschung, Design und Herstellung – sowie zu ihren Indoor-Flug-Test-Einrichtungen. Dazu gibt es Absolventen, um mit dem Unternehmen zu arbeiten.

Bis es allerdings soweit ist, die Drohnen auf dem Zielmarkt USA einsetzen zu dürfen, nutzt Flirtey die liberalere Regulierung in Neuseeland. Dieses Land hat mit Airshare einen Hub für UAV-Informationen ins Leben gerufen, der es kommerziellen Betreibern ermöglicht, ihre Flüge zu registrieren, um maximale Sicherheit zu gewährleisten. Flirtey ist unter den ersten, die an Airshare teilnehmen, bevor es später im Jahr öffentlich wird.

Ebenso beginnt die Firma, in Neuseeland nach weiteren Partnern zu suchen und Kunden mit dringenden Paketen, Fast Food, Online-Einzelhandel und medizinischen Sendungen zu akquirieren. Lieferungen über Flirtey können innerhalb von zwei oder drei Minuten erfolgen, im Vergleich zu den zwei oder drei Tagen bei traditionellen Versandmethoden. Bei der Ankunft an einem Outdoor-Lieferziel schwebt die Drohne und senkt das Paket mit einem speziellen Liefer-Mechanismus zu Boden, der an einer einziehbaren Schnur befestigt ist. Der Echtzeit-GPS-Standort der Drohne kann über die Flirtey Smartphone App verfolgt werden.

Nachdem Flirtey im November 2014 eine Seed-Investition in Höhe on 50.000 $ von fünf Investoren bekommt, folgt im September 2015 ein nicht näher bezifferter Betrag von zwölf Einzelinvestoren.

Aktuell führt das Unternehmen im Juli 2015 die ersten FAA-zugelassenen Drohnenlieferungen durch, als mehrere medizinische Lieferungen von einer Apotheke an eine etwa 56 km entfernte ländliche Klinik in Wise County, Virginia, stattfinden. Was allerdings nicht vollständig möglich ist, da die Drohne nicht solange in der Luft  bleiben kann.

Flirtey-Drohne in Virginia

Flirtey-Drohne in Virginia

Flirtey arbeitet deshalb mit der NASA zusammen. Diese fliegt das Transportgut zu einem Flugplatz, der etwa eine Meile von der Klinik entfernt liegt – mit einer eigenen experimentellen ,Drohne’, einem modifizierten, einmotorigen Cirrus SR22 Leichtflugzeug das ferngesteuert werden kann. Anschließend folgen von dort aus die neunminütigen Flüge mit der Drohne bis zur jeweiligen Endauslieferung.

Der Versuch ist Teil der Veranstaltung Let’s Fly Wisely und wird – neben der NASA – gemeinsam mit der Remote Area Medical Klinik (RAM) und der Mid-Atlantic Aviation Partnership (MAAP) an der Virginia Polytechnic Institute and State University durchgeführt.

Ende März 2016 kann dann auch die erste vollkommen autonome und von der FAA genehmigte städtische Drohnenlieferung in den USA gemeldet werden, als das Unternehmen in einer (noch unbewohnten) Wohngegend in Hawthorne, Nevada, erfolgreich ein Paket ausliefert, das Flaschenwasser, eine Notration und einen Erste-Hilfe-Kasten enthält. Ein Pilot und mehrere Beobachter stehen während der Auslieferung als Backup für das autonome System bereit, werden aber nicht gebraucht.

Im Juli folgen in Reno die beiden ersten autonomen Lieferungen mit Präzisions-GPS an den Wohnsitz eines Kunden von 7-Eleven, dem weltweit größten Convenience-Händler mit Sitz in Irving, Texas, die diesmal gemeinsam mit dem Nevada Institute for Autonomous Systems (NIAS) durchgeführt werden. Die zwei Lieferungen - inklusive heißer und kalter Speisen – werden in einem 7-Eleven-Shop vorbereitet und innerhalb einiger Minuten geliefert. Zu den Produkten gehören Drinks, ein Hühnersandwich, Donuts, heißer Kaffee und Süßigkeiten.

Aufbauend auf dieser Zusammenarbeit haben die beiden Unternehmen den Plan, die Tests im Jahr 2017 zu erweitern – was ebenso wie die allgemeine Entwicklung des Unternehmens stark unterstützt wird, als Flirtey im Januar 2017 in einer Finanzierungsrunde A 16 Mio. $ von Menlo Ventures, Qualcomm Ventures und vier weiteren Investoren einnehmen kann.


Im Juni 2015 ist erstmals etwas über die 2013 von Yariv Bash gegründete und in Tel Aviv beheimatete israelische Firma Flytrex Aviation Ltd. zu hören, die ab diesem Zeitpunkt Lieferdrohnen zum Senden und Empfangen von kleinen Paketen bis 1 kg über eine Entfernung von rund 18 km anbietet (andere Quellen: bis 25 km).

Der vorgestellte Quadrokopter Sky soll die erste Cloud-verbundene Drohne sein, die ein On-Board-3G-Modul trägt, welches das UAV verfolgt und während des Fluges mit dem Internet verbunden hält. Die Flytrex Sky-Plattform protokolliert dabei alle Flüge in einem Online-Profil, das über das Web und mobile Apps zugänglich ist.

Eine Doppelbatterie liefert eine Flugzeit von 32 Minuten, gesteuert wird über ein installiertes RC-Sende/Empfangsystem oder einen GSM-Anschluß, dazu gibt es einen GoPro-Docking-Schacht, einen Autopiloten und eine automatische Rückkehrfunktion. Ein  Kollisionsvermeidungssysteme fehlt allerdings. Für Lieferungen ist der Sky-Rahmen mit vier Haken auf jeder Seite ausgestattet, zwischen denen mit entsprechenden Bändern kleine und leichte Pakete befestigt werden können – wie auf dem Foto die Flasche Bier. Der Quadrokopter Sky kann für 649 $ online direkt von der Firma bestellt werden.

Mule-Drohne von Flytrex

Mule-Drohne von Flytrex

Im Juni 2016 melden die Fachblogs, daß der ukrainische Postdienst UkrPoshta, noch vor Ende dieses Jahres zusammen mit Flytrex Aviation ein Pilotprojekt in ukrainischen Städten durchführen wird, bei denen eine Mule genannte Drohne von Flytrex zum Einsatz kommt.

Diese Lieferdrohne ist ein Kohlefaser-Oktokopter, der in der Lage ist, Pakete mit einem Gewicht von bis zu 3 kg über eine Strecke von 23 km zu tragen und dabei Geschwindigkeiten von bis zu 70 km/h erreichen. Die Unternehmen schätzen, daß die Sendung in weniger als einer halben Stunde nach Erteilung des entsprechen Auftrags an den Empfänger ausgeliefert werden kann.

Das ebenfalls durch die Cloud betriebe ,Maultier’ hat zudem einen besonderen Freigabemechanismus mit Anti-Manipulations-Fähigkeiten, um zu vermeiden, daß Pakete gestohlen werden. Es wird erwartet, daß die Benutzer in der Lage sein werden, von ihren Smartphones aus Lieferungen an ausgewiesene Absetzbereiche innerhalb ihrer Stadt zu planen. Ein Preis für die Drohne wird nicht genannt. Flytrex gibt an, bereits mehr als 15.000 Stück seines Quadrokopters Sky in über 70 Ländern verkauft zu haben.


Ebenfalls im Juni 2015 erscheinen die ersten Berichte über eine Lieferung von zwei Päckchen mit Abtreibungspillen. Eine Aktivistin der 1999 von der Ärztin Rebecca Gomperts gegründeten Organisation Women on Waves (WoW) steuert die Drohne von Frankfurt/Oder in Deutschland aus über die Oder zum polnischen Ufer, wo zwei Frauen die Ladung in Empfang nehmen und umgehend schlucken.

Die niederländische non-profit-Organisation WoW befürwortet das Recht auf Schwangerschaftsabbrüche und verfolgt das Ziel, insbesondere in Ländern mit beschränkten Abtreibungsgesetzen gesundheitliche Unterstützung bei (ungewollten) Schwangerschaften zu geben bzw. empfängnisverhütende Mittel zur Verfügung zu stellen. Die Hilfe wird ab 2001 auf dem Schiff Aurora angeboten, das als mobile Klinik fungiert, später ist es die Langenort.

Der nun erfolgte Einsatztest einer Drohne zur Lieferung soll vermeiden, daß die von den Betroffenen übers Internet bestellten Pillen vom polnischen Zoll beschlagnahmt werden. In Polen ist es eine Straftat, eine Abtreibung zu ermöglichen, und auch die persönliche Übergabe ist ausgeschlossen, weshalb nur der Luftweg bleibt. Mitorganisiert wird der Drohnenflug von der Gruppe Cocia Basia (Tante Barbara), die Polinnen hilft, in Berlin einen sicheren Schwangerschaftsabbruch durchzuführen. In Polen kostet eine heimliche Abtreibung dagegen um die 1.000 €.

Die medienwirksame Aktion nutzt eine Gesetzeslücke: In Deutschland müssen Drohnen unter 5 kg Gewicht nicht angemeldet werden, solange sie in Sichtweite fliegen. Doch auch die Gegenseite ist präsent: Am Ende der Aktion tauchen etwa zwölf polnische LebensschützerInnen auf, die daumengroße Plastikföten in die Luft halten und Schilder tragen, die ungeborene Babys am Galgen zeigen. Ansonsten bleibt es auf der polnischen Seite ruhig, während die deutsche Polizei die Fernsteuerung konfisziert Strafanzeige und erstattet – wegen eines möglichen Verstoßes gegen das Arzneimittelgesetz, der Flug selbst gilt offenbar als unproblematisch.

Im Juni 2016 folgt ein weiterer Abtreibungs-Drohnen-Flug, der diesmal von der Republik Irland nach Nordirland führt, die der Kopter bei Narrow Waters Castle landet – wahrend die WoW-Aktivistinnen zur gleichen Zeit ein RC-Schnellboot benutzen, um noch mehr Pillen an die irischen Frauen zu senden. Mitbeteiligt an dieser Aktion sind die Alliance for Choice, die Labour Alternative, die Gruppe Rosa und die Abortion Rights Campaign.


Über ein weiteres Projekt in Malawi wird im Juli 2015 berichtet. Diesmal sind es Wissenschaftler der privaten Johns Hopkins University in Baltimore und der Uganda Makerere University in der Hauptstadt Kampala, die im Rahmen einer Machbarkeitsstudie untersuchen, wie sich Blutproben von Patienten an abgelegenen Orten mit einem kleinen unbemannten Flugzeug zu Labors in größeren Zentren liefern lassen.

Unter der Leitung von Prof. Timothy Kien Amukele nehmen die Wissenschaftler von 56 gesunden, erwachsenen Testpersonen jeweils sechs Blutproben. Die Hälfte dieser Proben werden dann sorgfältig in eine von 3DRobotics hergestellte Aero Starrflügel-Drohne verpackt und über Zeiträume von 6 – 38 Minuten geflogen. Anschließen werden sowohl die ,geflogene’ als auch die ,ungeflogenen’ Proben vom Flugfeld zum Labor des Johns Hopkins Hospital gebracht und dort alle denselben 33 Tests unterworfen, die die am häufigsten durchgeführten Bluttests darstellen.

Obwohl es anfänglich Bedenken gibt, daß Beschleunigung beim Start und Vibrationen durch grobe Landungen die Proben beeinflussen könnten, stellt sich bei der Analyse heraus, daß die Testergebnisse beider Probengruppen praktisch gleich sind. In einigen Fällen gemessene Unterschiede im Gesamt-Kohlendioxydspiegel werden auf die Zeit zurückgeführt, die es bis zur Analyse dauerte. Man kommt zu dem Schluß, daß der Transport von Laborproben mit kleinen UAVs die Genauigkeit der Ergebnisse nicht beeinträchtigt.

Amukele hofft nun, Feldtests in Afrika durchführen zu können, wo die Kliniken oft weit entfernt von gut ausgestatteten Labors liegen.

Im September 2016 wird gemeldet, daß das Drohnenexperiment von Amukele auch New Mexico Anklang findet. Dort geben die TriCore Reference Laboratories in Albuquerque, die fast drei Viertel der klinischen Laboruntersuchung des Bundesstaates durchführen, pro Jahr 3,5 Mio. $ aus, um Proben aus dünn besiedelten Gegenden über große Entfernungen zu transportieren. Gemeinsam mit Amukele bereitet Bill Remillard, technischer Leiter von TriCore, eine Pilotstudie mit Drohnen vor, die Laborproben transportieren.

Die Verantwortlichen an der Johns Hopkins University waren anfangs sehr skeptisch gegenüber Amukeles Experimenten – und dachten zuerst sogar, sein Vorschlag sei ein Witz –, doch inzwischen gibt die Universität dem Pathologen Räume und Geld, um einen Drohnen-Ingenieur einzustellen und weiter an medizinischen Versorgungsdrohnen zu forschen.

S900 Drohne von Amukele

S900 Drohne von Amukele

In Seattle wiederum arbeitet Amukele mit Geoff Baird, einem klinischen Pathologen am Harborview Medical Center, sowie Luftfahrtingenieuren der University of Washington zusammen, die einen eigenen Drohnen-Entwurf haben. Hier will man nun testweise 3,2 km lange Flüge zwischen dem Kinderkrankenhaus und dem UW Medical Center durchführen, die damit FAA-konform in Sicht des Piloten bleiben.

Im November 2016 wird berichtet, daß das Team nach den positiven Ergebnissen der ersten Pilotstudie, die sich auf die chemische, hämatologische und mikrobielle Zusammensetzung von kleineren Proben konzentriert hatte, nun einen Schritt weiter geht. Diesmal befaßt man sich mit Proben, die groß genug sind, um für Transfusionen verwendet zu werden. Diese erfordern jedoch eine komplexere Handhabung, Lagerung und Transport, so daß nur eine Anzahl von echten Testflügen sagen kann, ob Drohnen auch diese Aufgabe erfüllen können.

Bei den neuen Versuchen lädt das Team insgesamt 18 Einheiten in einen Kühler und befestigt diesen unter einer S900 Drohne von DJI, welche jeweils zwei oder drei gleichzeitig über Distanzen von 13 – 20 km transportierte, was bis zu 26,5 Minuten dauerte. Die Temperaturen wurden durch den Einsatz von nassem Eis, Trockeneis und Thermalpackungen stabil gehalten. Anschließend werden die Proben im Labor auf Anzeichen von Schäden untersucht, wo festgestellt wird, daß der Drohnen-Transport keinerlei nachteilige Auswirkungen hat.

Die nächsten Schritte sollen nun die Durchführung größerer Studien in den USA und Übersee beinhalten, daneben wird an fortschrittlichen Methoden der Kühlung gearbeitet.


In diesem Kontext ist anzufügen, daß ein weiteres Drohnen-Start-Up namens Vayu, das in Ypsilanti, Michigan, ansässig ist, im Juli 2016 im ländlichen Madagaskar den ,weltweit ersten völlig autonomen’ Demonstrations-Flug veranstaltet, bei dem Proben von einem abgelegenen Dorf in ein Labor zur Analyse transportiert werden.

Unterstützt von der Regierung Madagaskars und der United States Agency for International Development (USAID) setzen Forscher des Global Health Institute der Stony Brook University Drohnen-Flüge ein, um Stuhl- und Blutproben, die in ländlichen Dörfern gesammelt wurden, zur Analyse zur Centre ValBio Forschungsstation der Universität zu fliegen. 

Die Vayu-Drohne ist als Quadrokopter zum vertikalen Start fähig – ein attraktives Merkmal für Krankenhäuser mit begrenztem Landeplatz –, kann aufgrund seiner Starrflügel und Vortriebsmotoren aber auch die langen Distanzen abdecken, die für diese Arbeit erforderlich sind.

Nun geht es darum, das Programm zu erweitern, um die medizinische Versorgung in einigen der ärmsten und am schwersten zugänglichen Gebieten der Welt zu verwandeln. Wobei sicherlich auch Prof. Amukele helfen wird, der im Beraterausschuß der Firma sitzt.

Courier UAV Grafik

Courier UAV (Grafik)

Wie die Drohnen langfristig aussehen könnten, zeigt der leitende Flugzeugdesigner des Unternehmens und Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der Pennsylvania State University Jack Langelaan mit dem Entwurf eines Courier UAV. Die Konstruktion besteht zu 80 % aus Kohlefasern, wodurch ein unglaublich robustes und leichtes Flugzeug entsteht.

Der 12 kg schwere Nurflügler mit einer Spannweite von knapp 3 m und eine Länge von fast 1,6 m ist an der Hinterkante mit zwei Schwenkpropellern ausgestattet, die ummantelt sind, um den Benutzer vor Schaden zu bewahren. Zudem gibt es zwei weitere, in den Körper eingelassene Hubpropeller, die beim Vorwärtsflug von mechanisch betätigten Klappen abgedeckt werden, was aerodynamisch sehr sinnvoll ist.

Die Energie liefern Hochleistungs-Li-Poly-Akkus, die schnell ausgetauscht werden können, um die Zeit zwischen den Flügen zu verringern. Je nach Batterie-Konfiguration kann das Courier UAV 60 – 120 Minuten in der Luft bleiben und mit seiner maximalen Nutzlast eine Strecke bis zu 60 km Länge abfliegen. In der 9 Liter fassenden Ladebucht (Accessory Bay) in der Mitte des Flugzeugs direkt über dem Schwerpunkt können Stuhlproben, Pathogen-Kits, lebenswichtige Medizin, Blutkonserven oder Impfstoffe bis zu einem Gewicht von 2,2 kg transportiert werden.


Über den Anfang des Projekts Wing des Google X research lab hatte ich schon im August 2014 geschrieben (s.d.). Damals war in Australien ein Feldversuch durchgeführt worden, um Kunden mittels Drohnen zu beliefern, die ihre Nutzlast am Zielort an einer hochfesten Schnur ablassen.

Im August 2015 wird berichtet, daß Google ein Schlupfloch gefunden habe, um die Lieferdrohnen auch ohne die sogenannte Ausnahmeregelung 333 der Federal Aviation Administration (FAA) im auch privaten US-Luftraum testen zu können. Zwar beantragt Google aktuell solch eine Ausnahme, doch stellt sich auch heraus, daß es die Drohnen auf privatem Gelände in Kalifornien insgeheim seit über einem Jahr mit einer anderen Genehmigung testet: dem Certificate of Waiver oder Authorization (COA) der NASA, die beim Test mit Drohnen Sonderrechte genießt.

Diese Genehmigung wird in der Regel Militär-, Universitäts-, Feuer- und Polizeidienststellen für Forschungszwecke gewährt, so daß diese Regierungsbehörden mit einem COA sicherheitsrelevante UAV-Experimente durchführen können. Private Unternehmen erhalte die COAs aber nur selten.

Im Zuge der Berichterstattung werden auch einige Spezifikationen der neuen Drohnen bekannt, die demnach 25 kg wiegen und 2,5 kg transportieren können, in einer Höhe von 120 m fliegen und eine Geschwindigkeit von mehr als 160 km/h erreichen. Verliert ein Drohnen-Fernpilot die Kontrolle, kehrt das UAV automatisch in seine Heimatbasis zurück. In einem Video ist die neue Drohnenversion zu sehen, die wie eine Kreuzung aus einem Flugzeug und einem Quadrokopter aussieht und einen Beutel in einen Garten abläßt, bevor sie wieder wegfliegt.

Meldungen im November zufolge habe Alphabet, die seit August bestehende neue Holding von Google, das Ziel, im Jahr 2017 mit dem kommerziellen Drohnen-Lieferservice zu starten. Nach Aussage des Projektleiters David Vos würde Alphabet die Details gemeinsam mit der FAA ausarbeiten.

Im Januar 2016 erhält Google das Patent für einen beweglichen Empfangsbehälter, der Drohnen-Lieferungen entgegennehmen und sichern soll (,Automated package delivery to a delivery receptacle’, US-Nr. 9.244.147, angemeldet 2014); im April ein weiteres für eine Art Notrufsäule, an der eine Drohne mit medizinischer Hilfe gerufen werden soll (,Request apparatus for delivery of medical support implement by UAV’, US-Nr. 9.307.383, angemeldet 2013); und im Juni wird bekannt, daß Google-Gründer Larry Page im Geheimen die Entwicklung fliegender Autos und Start-Ups wie Zee.Aero und Kitty Hawk finanziert (s.u.).

Im August folgt das nächste Patent, das diesmal eine Technik für eine flexiblere Videokonferenz betrifft, bei der eine netzwerkfähige Videokamera sowie ein davor angebrachtes halbtransparentes Display an einem kleinen Quadrokopter befestigt sind – so daß sich die Konferenzteilnehmer gewissermaßen direkt in die Augen schauen können (,Unmanned aerial vehicle for collaboration’, US-Nr. 9.409.645, angemeldet 2015).

Neue Wing-Drohne

Neue Wing-Drohne

Zeitgleich melden die Blogs, daß Google von der Bundesluftfahrtbehörde nun die offizielle Erlaubnis erhalten hat, in sechs bestimmten Gebieten Drohnen als fliegende Lieferanten zu testen. Ausgestattet mit winzigen Transpondern, übertragen die Drohnen Live-Daten über ihren Standort an Bodenstationen und Flugzeuge, was für ein komplikationsloses Miteinander von Drohnen und Flugzeugen wichtig ist.

Bis 2020 sollen nahezu alle Fluggeräte per Gesetz dazu verpflichtet werden, solche Transponder mit an Bord zu haben. Das sich daraus entwickelnde Netzwerk soll in Zukunft auch den sicheren Drohnen-Transport in niedrigen Höhen gewährleisten. Wann Lieferdrohnen final zum Einsatz kommen, ist allerdings auch weiterhin stark von der Gesetzeslage abhängig.

Schon einen Monat später ist zu hören, daß Google die Lieferdrohnen mit der Zustellung frisch zubereiteter Burritos testen wird. Dafür soll das Essen von einem Foodtruck der Firma Chipotle Mexican Grill Inc. auf einem Testgelände der Luftfahrtbehörde und der Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg aus zu den Kunden geflogen werden.

Die Essenszustellung eignet sich besonders gut, weil sie viele Herausforderungen vereint, die andere Testszenarien nicht bieten. So würden etwa viele Bestellungen in einem kurzen Zeitraum ankommen, weshalb über einen Zeitraum von mehreren Tagen Hunderte Flüge geplant sind. Die Tests sollen dazu beitragen, die nächste Wing-Generation bauen zu können.

Im  Oktober berichtet die Presse, daß der Chef der Entwicklung von Lieferdrohnen, Dave Vos, das Unternehmen verlassen habe – ein Streitpunkt seien Pläne für mehr kommerzielle Tests der Technik gewesen. Zudem sind Gespräche mit der Kaffeehauskette Starbucks über Drohnen-Lieferungen gescheitert, da es Differenzen über den Zugang von Alphabet zu Kundendaten gegeben hat. Außerdem werden Einstellungen eingefroren und einige Mitarbeiter gebeten, sich Arbeitsplätze anderswo in der Firma zu suchen. Es ist zu diesem Zeitpunkt fraglich, ob das Projekt Wing weitergeführt wird.  


Ende August werden in den USA die neuen FAA-Vorschriften wirksam (s.u. Regeln).


Im September 2015 kursieren in den Blogs hübsche Grafiken aus dem Büro von Norman Foster, der zu den bekanntesten Architekten der Welt gehört und in Deutschland beispielsweise die gläserne Kuppel über dem Reichstag in Berlin entwarf.

Nun hat Foster sich einem neuen Projekt in Ruanda zugewandt, wo er ein Netz von Drohnenflughäfen – sogenannten Droneports – installieren möchte, die dann von einer Red Line und einer Blue Line regelmäßig angeflogen werden sollen. Die Red Line ist dabei für gemeinnützige Transporte wie Medikamente oder Blutspenden reserviert, während die Blue Line kommerziellen Transporten dient und im besten Fall so viel Geld verdienen soll, daß damit auch der Betrieb der Red Line finanziert werden kann.

Die Droneports dienen dabei nicht nur als Be- und Entladestation, sondern sollen, ähnlich wie bei Flughäfen, auch zu lokalen Wirtschaftszentren werden. So ist in den Entwürfen auch Platz für eine Klinik, eine eine Fabrik zur Herstellung von Drohnen, eine Poststelle und ein lokaler Warenumschlagsplatz vorgesehen. Langfristiges Ziel ist es, das Gesundheitssystem in abgelegenen Regionen zu verbessern und dort gleichzeitig die wirtschaftlichen Aktivitäten zu fördern, was schon beim Bau der Droneports beginnt, der soweit möglich durch lokale Kräfte erfolgen soll.

Initiator und Gründer von Red Line - der Initiative - ist Jonathan Ledgard, Direktor von Afrotech an der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), einer Initiative, die den technologischen Fortschritt in Afrika vorantreiben soll. Ihm zufolge sind für die Red Line 3 m breite Nurflügel-Drohnen mit einer Reichweite von 50 km und einer Nutzlast von 10 kg vorgesehen. Begonnen werden soll mit einer Flotte von 20 – 30 fliegenden Robotern.

Auf der Blue Line sollen hingegen Fluggeräte mit einer Spannweite von 6 m, einer maximalen Flugdistanz von 100 km und einer Ladefähigkeit von 100 kg eingesetzt werden – was zum gegenwärtigen Zeitpunkt aber noch kein elektrisch betriebenes System leisten kann, weshalb hier von einer Implementierung ab dem Jahr 2025 gesprochen wird.

Droneport Prototyp

Droneport Prototyp

Der Start soll nun in Ruanda erfolgen, wo die Regierung willig zu sein scheint, eine Pionierrolle zu spielen. Anvisiert wird der Bau von bis zu 40 Flugplätzen, deren Baukosten jeweils 300.000 $ betragen. Nun hofft man, bis Ende des Jahres genug Geld zu bekommen, damit der Bau des ersten Drohnenflughafens noch vor Ende 2016 beginnen kann, dessen Fertigstellung dann 2020 erfolgen soll. Gleichzeitig soll 2016 aber auch die erste Fluglinie gestartet werden, mit der Blutkonserven aus einer Blutbank an Krankenhäuser geliefert werden. Und natürlich hofft man, mit dem Konzept der Red Line bis 2020 noch weitere Länder wie Äthiopien oder Kongo zu erschließen.

Im Oktober meldet die Presse jedenfalls, daß die Rwanda Civil Aviation Authority (RCAA), die Flugbehörde des Landes, nun möglichst schnell den rechtlichen Rahmen für Drohnenflüge schaffen will.

Tatsächlich wird auf der Biennale in Venedig im Mai 2016 der erste (kleine) Prototyp eines Droneport gezeigt, eine sehr einfache, gewölbte Struktur mit zwei äußeren Lagen von Ziegelsteinen aus einer Mischung aus komprimiertet Erde und Zement, und einer inneren Lage aus Fliesen. Das Pilotprojekt wird voraussichtlich noch in diesem Jahr in Ruanda beginnen und soll bis 2020 drei Gebäude umfassen, die bis zu 44 % des Landes durch Auslieferungsdrohnen abdecken.

Nachfolgende Phasen bauen zusätzliche Droneports in Ruanda, möglicherweise liefern sie medizinische Versorgung an den benachbarten Kongo und noch weiter weg, und schließlich soll sich das Konzept in ganz Afrika verbreiten.


Und um auch weiter im Kontext zu bleiben: Im Februar 2016 unterzeichnet die Regierung von Ruanda ein Memorandum of Understanding mit der Firma Zipline International Inc., um ein erstes autonomes Drohnen-System für die Lieferung von Blutprodukten und und dringenden medizinischen Versorgungen im ganzen Land zu implementieren. Den Pressemeldungen ist zu entnehmen, daß dieses Projekt als Vorstufe zu dem vorgenannten betrachtet wird – zumindest in Ruanda.

Die im Jahr 2011 von Keller Rinaudo und William Hetzler gegründete Firma mit Sitz in San Diego, Kalifornien, scheint 2014 aktiv geworden so sein, nachdem die beiden Gründer einen   Besuch in Dar es Salaam, Tansania, gemacht hatten, wo ihnen der dringende Bedarf nach einer Drohnen-Lösung klar wurde.

Das Start-Up kann bald 18 Mio $ von Investoren wie Sequoia Capital, GV (früher Google Ventures), SV Angel, Subtraction Capital und der Stanford University sowie von Einzelpersonen einschließlich Jerry Yang, einem Gründer von Yahoo, und Paul Allen, einem Gründer von Microsoft einnehmen.

Das Projekt in Ruanda soll nun mit dem Bau von drei Droneports im District Muhanga beginnen, wo bereits ab August diesen Jahres Testflügen stattfinden sollen. Um den Dienst zu beaufsichtigen, wird ein kleines Team von Zipline in einer Stadt in der Nähe der ruandischen Hauptstadt Kigali eine Basis einrichten. Das Drohnen-System basiert auf einer Flotte von 15 kleinen Flugzeugen, jeweils mit Zwillings-Elektromotoren, einer Fuß-Spannweite von 240 cm und einer Nutzlast von 1,6 kg.

Zipline-Team

Zipline-Team

Das neue Drohnensystem wird anfänglich in der Lage sein, täglich 50 – 150 Transporte von Blut und Notfallmedizin an 20 Krankenhäuser und Gesundheitszentren durchzuführen, vor allem in der westlichen Hälfte der Nation. Die Geschwindigkeit des Systems, die 20 mal höher ist als der bodenbasierte Transport, ermöglicht es, die Kühlkette zu erhalten, die für die Bereitstellung von Blut und Impfstoffen zwingend nötig ist, was in Entwicklungsländern sonst oft nicht praktikabel ist.

Die Zipline-Drohnen, die in der Lage sind, auch unter rauhen Wetterbedingungen zu fliegen, verwenden GPS-Empfänger, um zu navigieren, und kommunizieren über das ruandische Mobilfunknetz. Gestartet werden die Starrflügler per Katapult, ihre Fluggeschwindigkeit beträgt bis zu 100 km/h, die Gesamtreichweite 150 km. Wenn sie die Krankenhäuser erreichen, landen sie nicht, sondern lassen ihre kleinen Pakete aus niedriger Höhe fallen, wobei diese an an einfachen Papier-Fallschirme hängen.

Die Flugzeuge kehren dann zu ihrer Heimatbasis zurück, wo sie für eine neue Mission vorbereitet werden, indem sie in eine neue Batterie und einem neuen Flugplan bekommen, der auf einer SIM-Karte gespeichert ist.

Im Mai 2016 meldet die Presse, daß die Lieferfirma UPS die Inbetriebnahme des Drohnenprojekts in Ruanda mit 800.000 $ unterstützen wird, ein weiterer neuer Partner ist Gavi, die Impfstoffe für arme Länder bereitstellt. Die Drohnenflüge sollen im August starten, was sich augenscheinlich aber verzögert. Im September ist statt dessen zu erfahren, daß Zipline auch die Zulassung für drei Projekte mit Drohnen beantragt hat, um medizinische Versorgung zu abgelegenen Gemeinden in den USA zu bringen.

Ein Projekt soll die Drohnenlieferung von Medikamenten mit telemedizinischen Terminen in einer kleinen Klinik im ländlichen Maryland integrieren, während das zweite Zipline-Drohnen verwenden will, um ein großes Gesundheits-Verteilungszentrum mit Krankenhäusern und Stammeskliniken in der Umgebung von Reno in Nevada zu verknüpfen. Beim dritten Projekt würde Zipline mit einer regionalen Blutbank im Staat Washington zusammenarbeiten, um Pläne zu dafür machen, im Falle von Erdbeben und anderen Naturkatastrophen um Blut an verschiedene Krankenhäuser und Kliniken zu verteilen.

Im Oktober beginnen dann die Blutlieferungen, die in den nächsten Monaten auf weitere Hilfsmittel wie Impfstoffe und andere lebensrettende Medikamente ausgeweitet werde soll. Im Jahr 2017 wird das Projekt seine Lieferungen auch an die östliche Hälfte des Landes aufnehmen.


Im Oktober 2015 veröffentlichen die Blog das Design einer Frachtdrohne mit ganz besonderer Ästhetik.

Der Entwurf der Industriedesignerin Raquel Fernández aus London trägt den Namen AIR PACK und soll den Kern eines privaten Drohnen-Liefersystems bilden, das jeder nutzen kann. Die Fluggeräte sollen den alltäglichen Austausch zwischen Nachbarn unterstützen.

In seinem Frachtbehälter kann das Gerät sicher alles von kleinen Päckchen bis zu Briefen tragen. Man lädt einfach den Artikel ein, den man versenden möchte, gibt die Koordinaten auf der entsprechenden Smart App ein und schickt die Drohne auf dem Weg. Technische Details zur Drohne selbst gibt es keine.


Im selben Monat wird bekannt, daß nun auch der US-Einzelhändler Walmart Lieferdrohnen testen will und bei der Luftfahrtbehörde FAA bereits eine Erlaubnis dafür beantragt hat. Das Unternehmen plant, die Fluggeräte sowohl zur Lieferung und Abholung von Waren als auch für die Optimierung von Arbeitsabläufen in seinen Warenlagern einzusetzen. Der Firma zufolge ist ist eine Walmart-Filiale für 70 % der US-Bürger innerhalb von 5 Meilen erreichbar, was interessante Möglichkeiten, die Kunden mit Drohnen zu bedienen.

Kleinere Drohnen testet Walmart schon seit einigen Monaten innerhalb seiner Warenlager, wo diese den Warenbestand kontrollieren. Daß die Technologie bereits einsatzbereit ist, zeigt das Unternehmen der Öffentlichkeit, indem es eine Drohne durch die Gänge des regionalen Lagerzentrums in der Nähe des Hauptsitzes in Bentonville, Arkansas, flitzen läßt.

Die Drohnen, die im Betrieb deutlich günstiger sind als menschliche Mitarbeiter, sollen die zukünftig die Regale abfliegen und Bescheid geben, sobald ein bestimmtes Produkt nicht mehr vorrätig ist oder falsch einsortiert wurde. Während des Fluges ist die Drohne in der Lage, mit ihrer eigens für Walmart entwickelten Kameratechnologie bis zu 30 Bilder pro Sekunde zu schießen.

Die Drohne benötigt aktuell nur rund einen Tag, um das komplette Lager zu überprüfen und gegebenenfalls Nachbestellungen zu initiieren. Ein menschlicher Mitarbeiter braucht für dieselbe Aufgabe aktuell etwa einen Monat. Dem Unternehmen kommt auch entgegen, daß bei Indoor-Flügen nicht für jede Drohne ein eigener Pilot vorgeschrieben ist. Hinzu kommt, daß innerhalb des Warenhauses auch keine unerwarteten Hindernisse auftauchen sollten, so daß die Drohne autonom sicher agieren kann. Nach einer 6 – 9 Monate langen Testphase soll dann entschieden werden, ob die Drohnen in den 190 Distributionszentren in den gesamten USA zum Einsatz kommen.

Nun will das Unternehmen aber auch mit Tests unter freiem Himmel beginnen. Künftig sollen die Drohnen etwa den Kunden Lebensmittel zu einem Abholpunkt am Supermarkt-Parkplatz liefern. Auch die direkte Zustellung ins Heim der Kunden soll getestet werden – wofür aber noch Genehmigungen der Anwohner eingeholt werden müssen, deren Grundstücke dabei überflogen werden. Die Drohnen für die Heimlieferungen könnten dann von einem Lieferwagen nahe dem Zustellort starten. Im Falle einer Zustimmung durch die FAA sollen Drohnen des chinesischen Herstellers DJI zum Einsatz kommen.


Nachdem die DARPA vor zwei Jahren begann, selbstzerstörende Elektronik zu entwickeln, um zu verhindern, daß fortschrittliche militärische Ausrüstung in falsche Hände fällt, ist im Oktober 2015 zu erfahren, daß die Agentur die Idee jetzt mit dem Programm ICARUS (Inbound, Controlled, Air-Releasable, Unrecoverable Systems) erweitert, das die Entwicklung kleiner, unbemannter Fluggeräte vorsieht, die ohne Antrieb für den Einmalgebrauch vorgesehen sind. Sie sollen bei Katastrophen von einem Flugzeug abgeworfen werden und Lieferungen an isolierte Orte bringen – und sich dann in Dampf auflösen, sobald ihre Arbeit erledigt ist.

Die Bereitstellung dringend benötigter Vorräte nach Katastrophen oder für Soldaten auf dem Feld ist nicht immer mit dem Abwurf einer Kiste getan, die einfach an einen Fallschirm hängt. Wenn die Vorräte empfindlich oder verderblich sind, oder wenn sie präzise gelandet werden müssen, ist einiges an anspruchsvoller Hardware und Avionik erforderlich – was genau die Art von Technologie ist, die nicht in feindliche Hände fallen sollte. Und auch wenn das nicht der Fall ist, kann das Zurückholen eines solchen Auslieferungsgerätes mehr logistische Kopfschmerzen bereiten und Kosten verursachen, als es erst dorthin zu bekommen.

ICARUS ist ein zweiphasiges Programm über 26 Monate, das ein Budget von 8 Mio. $ hat. Es nutzt die in dem o.e. Programm VAnishing Programmable Resources (VAPR) entwickelten Produkte einer neuen Klasse von selbstzerstörender Elektronik, wie Polymerplatten, die sich direkt in ein Gas sublimieren, und Elektronik tragende Glasstreifen, die wie den berühmten Bologneser Tränen eine derart hohe innere Spannung haben, daß sie auf Befehl zu Glasstaub zerspringen.

Die vom Programm zu entwickelnden Luftbeförderungsgeräte müssen bestimmte Kriterien erfüllen, zu denen die Möglichkeit gehört, daß sie über eine Distanz von mehr als 150 km fliegen können, wenn sie von einem stationären Ballon auf 10.670 m (35.000 Fuß) freigegeben werden – und dann eine Nutzlast von bis zu 1,4 kg innerhalb von 10 m eines Ziellandungsplatzes absetzen. Anschließend müssen die Geräte innerhalb von vier Stunden nach der Auslieferung ihrer Nutzlast (während des Tages) oder innerhalb von 30 Minuten nach Beginn der Dämmerung, wenn sie nachts fallen gelassen werden, vollständig verschwinden.

Drohne der AusPost

Drohne der AusPost


Ebenfalls im Oktober verkündet Ahmed Fahour, Geschäftsführer der Australischen Post (AusPost), daß man bereits damit begonnen habe, die Anwendung von Drohnen für Paketlieferungen zu testen. Die Drohnen, die jeweils 10.000 $ kosten werden, erlauben es Pakete bis zu 2 kg über eine Distanz von 25 km zu befördern. Sie erfüllen alle Fluganforderungen, haben Reservemotoren und empfangen GPS-Koordinaten, so daß sie direkt auf der Terrasse des Empfängers aufsetzen können.

Im nächsten Jahr sollen die Versuche zusammen mit einem großen Kunden, einem Einzelhändler, der seine Waren über das Internet verkauft, ausgeweitet werden. Es steht dabei auch die Möglichkeit von Transporten mit bis zu 10 kg zur Diskussion.

Im April 2016 meldet die Presse, daß die Post ihre neue Drohnen-Technologie implementieren will, indem kleine Pakete und Sendungen über per Fernbedienung pilotierte Fluggeräte (Remote Pilot Aircraft, RPA) an die Häuser der Kunden geliefert werden. Im Laufe von zwei Wochen will man schrittweise untersuchen, was die Drohnen liefern können, wie weit sie kommen, und letztlich, wie die Kunden ihr Paket in Empfang nehmen.

Um die Zuverlässigkeit, Sicherheit und die operativen Prozesse zu demonstrieren, hat die AusPost mit der australischen Luftfahrtbehörde Civil Aviation Safety Authority (CASA) zusammengearbeitet, um die Drohnen zu betreiben mit dem Start-up ARI Labs in Melbourne. Nun sei das Ziel, in der 2. Hälfte des Jahres mit Kundenversuchen zu beginnen.

An der geplanten Feldstudie werden rund 50 Unternehmen teilnehmen. Dabei sollen die Paketfahrer eine Drohne mit zu den Kunden nehmen, die vereinbart haben, an der Studie ebenfalls mitzuwirken. Die Drohne wird dann für den letzten Schritt der Lieferung verwendet, um das Paket zum Beispiel über ein verschlossenes Tor zu hieven oder über eine lange Strecke vom Tor bis zur Veranda zu fliegen. Die Prototyp-Drohne mit HD-Kamera und Notfallschirm-System kann bis zu 1,2 kg tragen und wird auf Kurzstreckenflügen von 15 - 20 Minuten oder etwa 15 km getestet.

Der nächste Schritt erfolgt dann im Oktober, als die AusPost bei der CASA die Genehmigung für eine zweite Studie beantragt, um im Jahr 2017 weitere Paketlieferungen durchzuführen und neue Fortschritte in der UAV-Technologie zu testen.


Anfang Oktober 2015 meldet auch die Post von Singapur (SingPost) den erfolgreichen Versuch, eine Paketlieferung über Drohnen abzuwickeln, der gemeinsam mit der Infocomm Development Authority (IDA) durchgeführt wird.

Die letzte-Meile-Studie samt Feldtest mit Drohnen-Lieferung erfolgt zwischen Lorong Halus auf dem Festland und der Insel Pulau Ubin. Der Testflug selbst dauert fünf Minuten, führt über eine Gesamtstrecke von 2 km über Wasser, und trägt als Nutzlast einen Briefes sowie ein T-Shirt in einem Versandumschlag.

Bei dem Fluggerät handelt es sich um eine Steadidrone von Pixhawk, die seitens den IDA Labs umgebaut wird, um den Anforderungen der SingPost zu entsprechen und für den Einsatz in einer anspruchsvollen Umgebung wie Singapur geeignet zu sein. Die Drohne hat die Fähigkeit, eine Nutzlast von bis zu 0,5 kg zu tragen, auf einer Höhe von bis zu 45 m zu fliegen und eine Strecke von 2,3 km zu reisen.

Laut Wolfgang Baier, dem Geschäftsführer der SingPost, seid dies weltweit das erste mal, daß ein Postdienst erfolgreich ein UAV für Empfänger-authentifizierte Punkt-zu-Punkt-Briefzustellung verwendet habe. Der Versuch erfolgt mit Genehmigungen und Mitarbeit der IDA, dem Ministerium für Verkehr, der Zivilluftfahrtbehörde, der See- und Hafenbehörde, der Luftwaffe sowie der Polizei von Singapur und wird durch das Unmanned Aircraft Systems (UAS) Komitee unterstützt.


Wilstair-Drohnen (Montage)


Daß die Idee von Will Stavanja und seiner im November 2015 gegründeten Beratungsfirma Wilstair LLC in Graham, North Carolina, so gut sie auch sein mag, von den Adressaten tatsächlich angenommen wird, halte ich für etwas zweifelhaft – aber wer weiß. Das Konzept beinhaltet nämlich Drohnen-Transporte innerhalb von Krankenhäusern.

Um Blutproben und Medikamente hin und her zu schaffen, von Etage zu Etage oder von Gebäude zu Gebäude, werden – neben Lieferungen zu Fuß – in Krankenhäusern bislang nur pneumatische Rohr-Systeme verwendet. Die Erweiterung eines solchen Druckluft-Rohrsystems in wachsenden Kliniken ist allerdings ein kostspieliges Unterfangen. Der Einsatz von Drohnen gibt Krankenhäusern dagegen die Möglichkeit, die Materialien zu sehr niedrigen Kosten zu transportieren.

Mit weiteren Fortschritten der Technologie kann eine kleine Drohne beispielsweise so programmiert werden, daß bestimmte Medikamente um genau 3 Uhr nachmittags in Zimmer X abliefert. Solange jeder der Wegpunkte für den Weg der Drohne programmiert ist, kann diese Operationen ausführen, die ein Pneumatikrohr nicht kann. Es bleibt abzuwarten, ob die Idee bei den Adressaten auf Interesse stößt.


Nachdem nun die Daten ausgewertet sind, welche die DHL International GmbH im letzten Herbst bei knapp 40 Testflügen vom Festland bis zur ostfriesischen Insel Juist gesammelt hatte, gibt das Mutterunternehmen Deutsche Post im Dezember 2015 bekannt, daß man die Paketdrohne demnächst in einer Bergregion testen möchte. Ausgewählt wird der Ort Reit im Winkl in Oberbayern – worauf sich unter einigen der rund 2.350 Einwohner Widerstand regt.

Die Ankündigung des neuen Paketkopter-Projekts versetzt mehrere Hotel- und Restaurantbetreiber so in Sorge, daß sie sich mit Briefen an den Bürgermeister, den Gemeinderat und die Lokalzeitung wenden. Sie beschweren sich darüber, daß die Packstation auf einer landwirtschaftlich genutzten Fläche errichtet werden, die laut früheren Aussagen ausschließlich touristischen Belangen zur Verfügung stehen sollte. Zudem liege das Grundstück gegenüber der Tourist-Information.

Auf die nicht besonders schwerwiegenden Einwände kontert die Post mit der Aussage, daß alle zuständigen Behörden und die Gemeinde schon frühzeitig in die Projektplanung einbezogen wurden, weshalb davon auch nicht abgerückt wird.

Ende Januar 2016 soll der Paketkopter vor laufenden Kameras starten, was dann allerdings wegen schlechter Wetterverhältnisse abgesagt werden muß. Hinter vorgehaltener Hand äußern Insider jedoch, es habe auch technische Probleme mit dem unbemannten Flugobjekt gegeben.

Parcelcopter SkyPort

Parcelcopter SkyPort

Tatsächlich versenden und empfangen Testpersonen anschließend bis Ende März Lieferungen per Drohne. Dafür ist die bereits dritte Generation der Paketkopter der Deutschen Post im Einsatz, die mit einer Tiltwing-Technik funktioniert und sich zudem mit Hilfe einer speziell angepaßten Packstation – dem Parcelcopter SkyPort – selbst be- und entladen können. Hierfür landet der Kopter auf dem Dach der Packstation, welche den Transportteil des Paketkopters abnehmen oder auch anbringen kann. Ankommende Transportstücke werden dann in eines der Fächer für die Abholung befördert.

Während der Testphase erfolgen rund 130 Selbständige Be- und Entladungen. Pro Strecke legt die 12 kg schwere Drohne, die eine Spannweite von 1,8 m hat, eine Distanz von 8 km zurück und überbrückt dabei einen Höhenunterschied von 500 m hinauf zur beliebten Winklmoosalm. Dabei ist sie bis zu 70 km/h schnell und kann Nutzlasten bis 2 kg tragen. In den kommenden Wochen soll nun über mögliche weitere Testgebiete entschieden werden.

Etwas verspätet beschwert sich auch der Deutsche Hängegleiterverband (DHV) beim Bundesverkehrsministerium, da sich die Hobbyflieger von Drachen und Gleitschirmen Sorgen über mögliche Zusammenstöße mit den Paketdrohnen machen. Der Verband kritisiert insbesondere, nicht vorab über die Tests informiert worden zu sein.

 

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