TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2013 (A)

Man kann sagen, daß in diesem Jahr wirklich die (Luft)Post abgeht. Um die Fülle des Materials nicht allzu unübersichtlich werden zu lassen, werde ich die verschiedenen Flieger unterteilen – und mit den kleinsten, den Drohnen, beginnen.

Zum einen: Es gibt immer mehr von den Dingern, in den unterschiedlichsten Größen und Formen, wobei der Schwerpunkt eindeutig bei Quadrokoptern liegt.

An zweiter Stelle kommen deltaförmige Flugzeuge, wie das eBee UAV von senseFly, das Anfang des Jahres für 10.600 $ angeboten wird - und ein etwas größeres und optimiertes Folgemodell der 2010 vorgestellten Swinglet CAM ist (s.d.).

Ich hebe dieses Modell hier insbesondere hervor, weil es mehrere Exemplare dieser Drohnen sind, mit dem im Oktober eine auf 20 Zentimeter genaue Vermessung des gesamten Matterhorns durchgeführt wird. Mit der Datengrundlage aus den 2.188 HD-Aufnahmen, die im Zuge von 11 Einzelflügen gemacht werden, ist es möglich, ein äußerst exaktes 3D-Modell des Berges zu schaffen.

Ein ähnlich aussehendes, wenn auch technisch nicht ganz so fortschrittliches Modell, gibt es aber auch wesentlich günstiger: Der Deltaflügler LA100 der französischen Firma Lehmann Aviation kostet nämlich nur 1.338 $. Auch für die größen Modelle LA200 und LA300 fallen 2.490 € bzw. 4.990 € an - allerdings ohne Kameras und Tablets. Und im März 2014 stellt das Unternehmen dann die LA100 Version 2 vor, die über Wi-Fi-Konnektivität und eine app als Steuerschnittstelle verfügt, welche auf dem neuen Windows Phone 8 basiert.

Im Juli 2012 hatte der französische Drohnenhersteller Parrot übrigens kräftig in zwei Spinoffs der EPFL investiert: in senseFly (5 Mio. SFR) und Pix4D (2,4 Mio. SFR), die schon seit einiger Zeit zusammenarbeiten, um die Drohnen von senseFly mit der Software von Pix4D zu verbinden, welche aus 2D-Luftbildern 3D-Karten erstellt. Mit der Investition sichert sich Parrot auch die Mehrheit von senseFly und wird damit deren Muttergesellschaft.

Einer Meldung vom Oktober zufolge 2016 werden die Drohnen zwischenzeitlich auch mit einem neuen Sensor für präzisere Abbildungen sowie einer auf 110 cm gewachsenen Spannweite für längere Flugzeiten bis zu 59 Minuten angeboten.

Die eBee Plus sieht genauso aus wie ihr Vorgänger, ist aber mit einen S.O.D.A. (Sensor Optimized for Drone Applications) genannten Projektionssensor und einer RGB-Kamera ausgestattet, die aus einer Flughöhe von 122 m Bilder mit einer räumlichen Auflösung von 2,9 cm machen kann. Die Preise belaufen sich je nach Ausstattung auf 17.990 $ bis 26.990 $.

Im Juli 2016 stellt die Firma eine weiterentwickelte L-A Serie des Nurflüglers vor, die eine Reichweite von 25 km bei einer Flugzeit von bis zu 45 Minuten hat. Die Preise liegen zwischen 3.490 € für das Basismodell, 5.890 € für das RTK-Modell, das für Vermessung und Bergbau konzipiert wurde, und 7.990 € für ein spezielles, für die Landwirtschaft entwickeltes Modell, das mit einer Sequoia-Kamera bestückt ist.

In den meisten Fällen sind die grundlegenden technischen Aspekte ähnlich, wenn nicht sogar identisch. Damit erübrigt sich auch eine weitere Auflistung der ständig neu auf den Markt kommenden Varianten.

Es gibt aber auch Entwicklungen, die interessant genug sind um hier genannt zu werden. Ein wesentliches Element sind dabei die zunehmend ausgefeilteren Algorithmen, mit denen die Flugobjekte fähig werden, selbständig immer kompliziertere Operationen durchzuführen. In Norwegen nutzen Wissenschaftler der Universität Bergen die unbemannten Fluggeräte bespielsweise, um geologische Informationen aus der Luft zu erfassen und potentielle Ölfelder aufzuspüren.

Bereits im Januar stellt Always Innovating (AI) unter dem Namen MeCam den bislang kleinsten Miniatur-Quadrokopter vor. Er ist mit 14 Sensoren ausgestattet, die ihn davor bewahren sollen, an Wänden oder anderen Hindernissen anzuecken.

Details über die integrierte Kamera liegen derzeit noch nicht vor, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, daß AI den Quadrokopter lizenzieren, und nicht selber bauen möchte. Der erste Mini-Flugroboter soll 2014 im Handel erhältlich sein und weniger als 50 $ kosten.

Wer nicht solange warten und lieber selber basteln will, kann sich einen sogar nur 19 g schweren Crazyflie Nano Quadrokopter der schwedischen Firma Bitcraze AB bauen, der als Basic-Bastelbausatz für 149 $ angeboten wird.

Im Februar führen die beiden Lego-Tüftler Tyler Westmoreland und Chris Shepard eine Selbstbau-Drohne vor, die sie mit Lego-Mindstorms und ein paar Luftballons gebaut haben. Nett, aber kaum praktikabel. Doch es führt dazu, daß im März des Folgejahrs die Firma GenCode Systems Inc. aus Tampa, Florida, eine Kickstarter-Kampagne startet, um tatsächlich Lego-Drohnen in verschiedenen Varianten anzubieten.

Das Einstiegspaket mit den nötigen Bausteinen sowie einigen Vorlagen für 3D-Drucker soll 130 $ kosten. Das Projekt wird jedoch gestoppt, da nur 10 % des erhofften Startbetrags zusammenkommen.

Viel interessanter, leider jedoch ohne die gebührende Resonanz zu erlangen, ist die Meldung über eine Gruppe von Master-Studenten der Queen Mary University of London, denen es gelingt, einen solarbetriebenen, ferngesteuerten Solar-Copter zu konstruieren, der auch wirklich fliegt.

Mit Hilfe des Solar-Paneels auf dem Quadrokopter kann der Energieverbrauch im Flug ausgeglichen und auch die Ladezeit reduziert werden. Die Gruppe möchte daraus einen Hubschrauber für Mehrzweck-Anwendungen entwickeln und in den Folgemonaten an einer erweiterten Version arbeiten, was bislang allerdings nicht geschehen ist, denn neuere Informationen darüber sind nirgendwo zu finden.

Es ist bemerkenswert, daß etwa zeitgleich auch der litauische Techniker Aleksey Zaitsevsky behauptet, das „weltweit erste mit Solarenergie betriebenes Bodeneffektfahrzeug“ konstruiert zu haben. Unter dem Namen Ecilop Solar (Ecilop-8) zeigt er einen nur 290 g schweren, 80 x 80 cm großen und aus Balsaholz und Depron bestehenden funkgesteuerten Multikopter mit acht Rotoren, der seine Energie aus Solarzellen mit einer Nennleistung von 43 W bezieht. Eine eingebaute Batterie gibt es nicht.

Das Fluggerät bleibt aufgrund des Bodeneffekts in der Luft und hält automatisch eine horizontale Lage ein. Es kann ebenso über eine ruhige Wasseroberfläche gleiten. Indem ein Spiegel verwendet wird, um die Sonnenenergie zu bündeln, läßt sich das Fahrzeug höher vom Boden abheben. Auf den Detailaufnahmen ist zu sehen, wie akribisch und präzise das Gerät zusammengebaut ist.

Später baut Zaitsevsky verschiedene weitere solare Flugdrohnen – und das Thema scheint ihn nicht mehr loszulassen, denn noch 2022 zeigt er eine Reihe neuer solarbetriebener Drohnen der unterschiedlichsten Formen, die man sich unter seinen Projekten auf lamat.me ansehen kann.

Ebenfalls etwas besonders ist der AirBurr der Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), der mit ausfahrbaren Füßen ausgestattet ist, mit denen er sich wieder aufrichten kann, um neu zu starten, falls er gegen ein Hindernis prallt. Dieses Hindernis wird außerdem mittels Sensoren registriert, sodaß selbst bei schlechter Sicht aufgrund von Dampf, Nebel, Staub oder Rauch ein erstes Bild des abgeflogenen Gebiets aufgenommen werden kann.

Dabei ahmt das Fluggerät den Flug der Fliege nach, taumelt durch die Luft, torkelt gegen Wände, donnert gegen Fenster und setzt seinen wenig zielgerichteten Flug unbeirrt solange fort, bis es den Ausgang gefunden hat.

Das Team der EPFL kommt seinem Ziel, einen robusten, flexiblen und autonomen Flieger zu entwickeln, der durch den Kontakt mit seiner Umgebung Informationen gewinnt, dann mit einem Folgemodell namens GimBall näher, das im Oktober vorgestellt wird.

Diese Drohne hat einen Durchmesser von 34 cm, wird von zwei Rotoren angetrieben und mit Hilfe zweier Flossenpaare gesteuert. Die Antriebs- und Steuerungseinheit ist kardanisch in einem sphärischen Käfig aufgehängt, der den Roboter schützt, wenn er gegen ein Hindernis fliegt. Daher auch der Name, denn Gimbal – mit einem L – ist die englische Bezeichnung für eine kardanische Aufhängung.

Durch ihre besondere Konstruktionsweise bleibt die Drohne stabil und auf Kurs, wodurch auf eine aufwendige Sensorik verzichtet werden konnte. Ohne diese Sensoren und aufgrund der Leichtbauweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff wiegt sie daher nur etwa 370 g. Sie wird uns Anfang 2015 wieder begegnen - mit überraschenden Neuigkeiten.

Als ,technologische Eskalation’ könnte man bezeichnen, was im März als Ergebnis einer gemeinsamen Anstrengung der Labore der Stanford University, der University of Maryland und des MIT vorgestellt wird: Eine Spionagedrohne, die Dank eines Trockenklebstoffs und einer ausgeklügelten Federmechanik an Wänden und Decken haften, und sich später auch wieder davon lösen kann. Paten dafür standen der Gecko und die Fliege.

Über die Vorarbeiten des Stanford-Teams hatte ich bereits 2010 berichtet (s.d.).

Elementar ist bei dem neuen Ansatz, daß dieser Prozeß keine zusätzliche Leistung erfordert, da der Quadkopter sowohl zur Aktivierung als auch zu Ablösung nur seine eigene kinetische Energie verwendet. Der große Vorteil der Klebedrohne gegenüber einer konventionellen Flugdrohne ist daher: Wenn sie erst einmal an der Wand klebt, benötigt sie keinen Strom und verursacht in dieser Position auch keinerlei Geräusche mehr.

Finanziert wird das nicht nur militärtechnisch ausgesprochen interessante Projekt teilweise der National Science Foundation (NSF) und dem Programm Micro Autonomous Systems and Technology (MAST) des U.S. Army Research Lab (ARL).

Forscher der University of Pennsylvania in Philadelphia präsentieren im März wiederum einen fliegenden Roboter, der wie ein Adler Gegenstände packen und mit ihnen davonfliegen kann. Die Geschwindigkeit des Quadrokopters erreicht aber noch nicht die seines lebendigen Vorbilds. In den Videos des Experiments schnappt er bei einem Tempo von 3 m/s zu, was knapp 11 km/h entspricht.

Regelrecht genial finde ich den fliegenden Roboter Pars, den das iranische RTS Lab aus Tehran entwickelt hat, und der Ertrinkenden Rettungsringe zuwirft. Der ferngesteuerte Quadrokopter, der erstmals im April vorgestellt wird und auch als Life Guard Drohne bekannt wird, kann mit drei Rettungsringen beladen werden und verfügt über eine Vorrichtung, diese auch einzeln fallen zu lassen. Durch ein Onboard-System mit Beschleunigungsmesser, Gyroskop, GPS, Barometer und einen elektronischen Kompaß kann sich der Roboter ebenso selbst steuern.

Die Vorteile sind den Machern zufolge zahlreich. So können durch den Roboter gleich mehrere Personen auf einmal gerettet werden, wobei die Rettungsringe genau dorthin fallen, wo sie benötigt werden. Außerdem behindert starker Wellengang die Rettung ebensowenig wie Dunkelheit, und durch die eingebaute Kamera kann der Roboter den Rettungskräften Bilder der Situation auf offener See liefern.

Starten soll der Roboter von schwimmenden Plattformen oder Landeplattformen im Strandbereich, die mit Solarpaneelen auch die Energieversorgung der Drohnen sicherstellen.

Im August werden am Kaspischen Meer die ersten Tests erfolgreich durchgeführt. Der aktuelle Prototyp erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von etwa 35,5 km/h und schafft eine Reichweite von 4,5 km. Auch als der fliegende Retter gegen einen regulären Rettungsschwimmer antritt, kann sich das Ergebnis sehen lassen: Die Drohne erreicht den 75 m vom Ufer entfernt ,Ertrinkenden’ in 22 Sekunden – während der Schwimmer fast 50 Sekunden länger braucht.

RTS testet die Drohne ebenfalls in der Nacht, wo sie mit integrierten LED-Leuchten dabei hilft, Schwimmer zu finden und ihnen zu helfen. Noch ist das Projekt in der Entwicklungsphase, aber spannend und sinnvoll ist es auf jeden Fall. Ein Nachfolgemodell soll sogar bis zu 15 Rettungsringe transportieren können.

Im April 2013 stellt die australische Firma Unmanned Aerial Systems Pty Ltd. aus Sydney einen neuen Ansatz vor, die vertikalen Start- und Landefähigkeit eines Hubschraubers mit der hohen Geschwindigkeit und der langen Reichweite eines Starrflüglers zu kombinieren. Das hybride RotorWing (Hybrid RotorWing, HRW) Design ist durch einen Hauptrotor gekennzeichnet, der mitten in der Luft vom feststehenden Rotor zu festen Flügel umschaltet und daher treffend StopRotor Technologie genannt wird. Erfinder des patentierten Systems ist der professionelle Pilot und Unternehmensgründer Rowan John Watkins, Anmelder seine Firma StopRotor Technology Pty Ltd. (AU-Nr. 2013360005, erteilt 2015).

Das Design verfügt über einen angetriebenen Hauptrotor, ein Anti-Drehmoment-System und Vortriebsmotoren. Damit kann der Hybrid RotorWing in fünf verschiedenen Flugmodi betrieben werden: Starrflügelflug (mit gesperrtem RotorWing, um als fester Flügel zu fungieren); Drehflügelflug (der RotorWing dreht sich wie ein Hubschrauberrotor mit andauernder Schwebefähigkeit); Verbund-Drehflügelflug (wo der Bedarf nach Rotoren, um Hub und Schub zu erzeugen, auf andere Auftriebsflächen oder Antriebsmotoren übertragen wird); Autogiro-Flug (eine Form des Drehflügelflugs, bei dem der Rotor von dem relativen Luftstrom und nicht durch den Motor angetrieben wird); und Übergangsflug (hier erfolgt die Verwandlung vom Starrflügel- zum Drehflügelflug oder umgekehrt).

Um den Hybrid RotorWing weiter zu entwickeln, damit er in das im Februar gestartete VTOL X-Plane-Programm der DARPA aufgenommen wird, will das Unternehmen mit führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen zusammenarbeiten. Dem Team zufolge eignet sich das Design für eine Hochskalierung bis zu bemannten Anwendungen. Als erster Schritt für die Technologie wird aber der unbemannte und ferngesteuerte Luftfahrzeugmarkt gesehen.

Man konzentriert sich daher auf die Entwicklung einer 20 kg schweren MTOW-UAS-Plattform, die als Prototyp für größere Flugzeuge dienen soll. Im August 2013 kann der Inflight-Übergang vom Starrflügel- zum Drehflügelflug erstmals erfolgreich demonstriert werden – mit einem elektrisch betriebenen, ferngesteuerten, 2 m langen und 7 kg schweren Prototyp. Dem folgen Testflüge mit verschiedenen weiteren Prototypen.

Im Juli 2014 erhält StopRotor einen Zuschuß vom australischen Industrieministerium, und ab 2015 arbeitet die Firma mit dem Defence Science Institute in Melbourne zusammen um zu ermitteln, wie die Technologie kommerzialisiert werden kann.

Auch das Thema der verletzten Privatsphäre durch Drohnen kommt wieder in die Öffentlichkeit. Im Mai 2013 wird von John M. Franklin und Brian P. Hearing, die im Folgejahr die Firma DroneShield Ltd. (DRO) mit Sitz in Sydney und Virginia gründen, ein Gerät vorgestellt, das ein Array von Parabol-Mikrofonen nutzt, um Überwachungsdrohnen an der verräterischen Signatur ihrer Rotorblätter zu erkennen.

In dem gleichnamigen Drohnenwarngerät, das aus einem Raspberry Pi-Minicomputer besteht, an welchen ein Mikrofon und ein Signalverarbeitungsprozessor gekoppelt sind, ist eine Datenbank mit den Geräuschen verschiedenster Drohnen gespeichert. Wird eines davon erkannt, schlägt der Wächter, der kaum größer ist als eine Zigarettenschachtel, per E-Mail und/oder SMS Alarm.

Die Firma, die sich bereits als ein weltweit führender Anbieter von Drone Detection-Technologie bezeichnet, soll mit ihren hochspezialisierten Technologien eine Präzision und Empfindlichkeit bei der Abwehr von Spionage aus der Luft erreichen, die mit anderen Methoden nicht möglich sind. Mit einer sogenannten High-Tech-Listening-Technologie sollen zudem falsche Alarme eliminiert werden. Kosten soll der Mini-Computer rund 69 $ – und langfristig sogar nur rund 20 $ –, doch dies erweist sich bald als unrealistisch.

Im Mai startet die Firma eine Crowdfunding-Kampagne auf indiegogo.com, die statt der erhofften 3.500 $ mit 8.708 $ das zweieinhalbfache einbringt. Was belegt, daß es einen vermehrten Kreis von Personen gibt, die aufgrund der zunehmenden Drohnen-Dichte um ihre Privatsphäre fürchten.

Der Versand scheint dann Ende des Jahres zu beginnen – dem Stand von Anfang 2014 zufolge allerdings nun zu einem Preis von 99 $. Im Juni bestellt sogar J. J. Abrams für das Filmset von Star Wars Episode VII ein DroneShield, um es vor Spionen in der Luft zu schützen. Vom Set in Großbritannien sollen möglichst wenige Informationen vorab bekannt werden, um die Spannung auf den für Dezember 2015 geplanten Filmstart zu halten. Nun steht die Anbieterfirma vor dem Problem, daß sie bislang noch keine Ausfuhrgenehmigung erhalten hat und das System vorerst nur in den USA eingesetzt werden darf.

Im November 2015 meldet die Presse, daß DroneShield jüngst eine Finanzierung von über 1 Mio. $ erhalten haben und bisher schon ungefähr 300 Einheiten verkauft hätte, deren Preis ab 2.000 $ beginnt. Was etwas irritiert – denn von den obigen Ankündigungen ist nirgends mehr etwas zu finden.

Zudem wird im Jahre 2016 mit Sitz in Herndon, Virginia, die Firma DroneShield LLC gegründet – von völlig anderen Personen. Der Erfinder des Systems Franklin wird nur noch als Chefwissenschaftler erwähnt, Hearing verschwindet völlig.

Aus einem längeren Bericht von Anfang 2017 ist dann zu erfahren, daß das System in den letzten zwei Jahren beim Boston-Marathon eingesetzt wurde. Außerdem wird nun auch erklärt, was weiter geschieht: Ist eine unerwünschte Drohne entdeckt, feuert ein Mitarbeiter vom Boden aus das DroneShield-Gewehr ab, das keine Munition, sondern Funkwellen verschießt, welche die Kommunikation zwischen der Drohne und ihrem Piloten stören und den Kontakt unterbrechen (bei einer Vorstellung der Technik auf CNBC Ende 2015 hatten die ursprünglichen Innovatoren noch einen Fangnetz-Werfer der Firma M.A.L.O.U. Tech genutzt).

Das Gewehr wiegt knapp 6 kg, und ein weiteres Kilogramm der Akku mit einer Laufzeit von zwei Stunden, der während der Nutzung auf dem Rücken getragen wird. Ein Preis wird nicht mitgeteilt.

Das Blockieren von Signalen (jamming) erfordert in den USA jedoch die Zustimmung der Federal Communications Commission (FCC), weshalb das Funkgewehr, dessen Reichweite 2 km beträgt, zwar schon erfolgreich in Australien und der Türkei eingesetzt wird, in Amerika bislang aber auf den Secret Service und das Militär beschränkt ist.

Im November 2016 erscheint das Gewehr ein weiteres mal in den Blog – doch diesmal unter der neuen Namen DroneGun.

Zudem wird mit der Version DroneSentry ein erweitertes System vorgestellt, das die Funktionalität von Long-Range Sensoren und der DroneGun  vereint. DroneSentry detektiert Drohnenschwärme und wehrt diese effektiv mittels Einflußnahme auf die Steuerung und die Navigation ab. Der Wirkradius beträgt bis zu 2 km.

Wie dann im Februar 2017 zu erfahren ist, habe nun auch das Verteidigungsministerium eines nicht genannten Landes im Nahen Osten einen Drohnen-Jammer gekauft, nachdem der sogenannte ,Islamische Staat’ im vergangenen Monat offiziell die Gründung einer ,UAV-Luftwaffe der Mujahidin’ bekannt gegeben hatte, die mit Bomben tragenden Drohnen in einer Woche bereits 39 irakische Soldaten getötet oder verwundet haben soll. Ein genauer Preis der DroneGun ist nicht zu erfahren, soll aber im Bereich einiger zehntausend Dollar liegen.

Im Juli folgt die Meldung, daß die Firma nun mit einem erweiterten System auf den Markt kommen will: DroneSentinel wird unautorisierte UAVs aufspüren – und wenn die lokalen Gesetze es erlauben, wird das zugehörige DroneSentry-System ihre Signale blockieren, um sie zu Boden zu zwingen. Beide Systeme beruhen auf der gleichen Basistechnologie, die Drohnen mit Radar-, Radiofrequenz-, akustischen, thermischen und optischen Sensoren erkennt und ihre Signaturen mit einer internen Datenbank abgleicht, bevor der Benutzer alarmiert wird.

Wie die DroneGun kann auch dieses System einen Eindringling aus bis zu 2 km Entfernung erfassen und das Signal zwischen der Drohne und dem Controller durcheinander bringen. Das Problem ist allerdings, daß es in vielen Teilen der USA immer noch verboten ist, diese Signale zu blockieren. DroneShield geht davon aus, daß die Produktion der DroneSentrys bis Ende 2017 beginnen wird.

Eine Firma mit ähnlichem Ansatz ist im Übrigen die im Juli 2014 von Zain Naboulsi gegründete DroneLabs LLC mit Sitz in Oregon. Diese entwickelt und verkauft portable sowie stationäre Systeme namens DroneDetector, welche die typischen Drohnen-Sensoren, ihre IR- und Kamera-Fähigkeit, effektiv blockieren.

In diesem Monat berichtet die Presse auch von Plänen der Deutschen Bahn, mit Hilfe von Wärmebildkameras an kleinen Kameradrohnen Graffiti-Sprüher zu jagen. Immerhin hat die Beseitigung von Graffiti das Unternehmen im vergangenen Jahr satte 7,6 Mio. € gekostet.

Der  Hightech-Flieger mit dem Logo der Bahn kostet 60.000 € und kann in 150 m Höhe mehr als 80 Minuten lang mit bis zu 54 km/h fast geräuschlos Ausschau halten. Per Autopilot sind bis zu 40 km lange Strecken möglich.

Die neue Technik soll bereits in den kommenden Wochen getestet werden. Aus Datenschutzgründen soll das Gerät allerdings vorerst nur über Bahn-Gelände eingesetzt werden. Bis November werden die Testflüge zwar erfolgreich abgeschlossen, doch die Luftsicherheitsbehörden erteilen keine Nachtflugerlaubnis, so daß die Drohnen vorerst nur tagsüber eingesetzt werden können... wenn niemand am Sprayen ist.

Ausgesprochen innovativ ist ein Kickstarter-Projekt des in Großbritannien ansässigen polnischen Doktoranden Witold Mielniczek, das ebenfalls im Mai gestartet wird. Bei seiner Erfindung handelt es sich um ein Quadrokopter-Rennauto, das den einfachen Namen B trägt, technisch aber sicherlich auch ein A verdient hätte.

Das batteriegetriebene Rennauto mit vier Propellern, das sich auf dem Boden ganz klassisch mittels seiner vier Räder bewegt, überwindet Hindernisse, indem es seine 7-Zoll Rotoren anwirft und senkrecht in die Luft steigt.

Das schnittige Gehäuse besteht aus Polycarbonat, und die 2.200 mAh Lithium-Polymer-Batterie sorgt für eine Fahr- und Flugzeit von bis zu 15 Minuten. Die Räder werden bei harten Landungen oder Abstürzen durch einen Sicherheitsmechanismus geschützt. Und eine Kamera an der Front macht sogar Aufzeichnungen auf einer Micro SD card.

Ein Patent auf seine Erfindung – die Propeller innerhalb der Reifen – hat Mielniczek bereits eingereicht. In Zukunft hofft er, die Produktreihe weiterentwickeln zu können, beispielsweise durch ein Solarmodul auf dem Rücken des Hybrids, das die Batterie laden und längere Expeditionen ermöglichen könnte. Die Idee kommt jedenfalls gut an: Statt der benötigten 86.500 £ kommen bis Juli von 417 Interessenten 122.366 £ zusammen – worauf Mielniczek meldet, daß die ersten Geräte schon im Dezember dieses Jahres ausgeliefert werden sollen.

Da sich Fähigkeit des B, rauhes Gelände zu durchqueren, letztlich als doch nicht so phänomenal erweist, tauscht der zwischenzeitliche Produktdesigner im Jahr 2015 die Räder durch Neopren-Ketten als Laufflächen aus und nennt sein neues Gerät B-Unstoppable.

Der patentierte Panzer/Kopter-Hybrid ist etwa 23,5 cm lang und wird mit einem runden 900 mAh Li-Poly-Akku betrieben, der im Mischbetrieb in der Luft und auf dem Boden etwa 12 – 15 Minuten hält. Die 84 g leichte Kreuzung kann auf dem Boden eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 8 – 10 km/h und in der Luft von 35 km/h erreichen. Und im Gegensatz zu der vorherigen Rad-Version kann er sich um 360° auf der Stelle drehen – und hat natürlich viel mehr Zugkraft. Eine Kamera gibt es optional.

Die schräge Kombination kommt allerdings nicht so gut an, wie erhofft. Auf Kickstarter, wo die Basisversion des B-Unstoppable im Juni für 55 £, die DVR-Version für 79 £ und ein FPV-Paket mit 4,5 Zoll-Monitor und Kamera für 89 £ angeboten wird, schlägt die Finanzierung im Juli knapp fehl, als statt dem Ziel von 49.000 £ nur 46.629 £ zusammenkommen.

Ein erneuter Anlauf im September auf der Indiegogo geht noch weniger gut aus. Hier werden nur 21.360 $ eingesammelt, erhofft hatte sich Mielniczek 77.000 $. Trotzdem wird versprochen, daß die Hybrid-Drohne im Mai 2017 auf den Markt kommt, Vorbestellungen für das nun X-TankCopter genannte Gefährt werden bereits angenommen – der Preis beträgt 199 $.

Im April 2019 starten Mielniczek und seine zwischenzeitlich gegeründete Firma Xerall eine weitere Indiegogo-Kampagne mit einem Ziel von 30.000 $, das diesmal mit einem Ertrag von 48.354 $ deutlich übertroffen wird. Die neue Ausführung der X-TankCopter Drohne mit Neopren-Kevlar-Ketten wiegt 125 g, ist mit einer HD Kamera ausgestattet, läßt sich mit Gesten steuern und wird für einen Sonderpreis von 99 $ angeboten.

Um auch für Nachtfahrten gerüstet zu sein, verfügt der Hybrid aus Panzer und Drohne über zwei helle LEDs, die den Weg ausleuchten. Und natürlich wird auch der Einsatz eines VR-Headsets unterstützt.

Im Zuge dieser Sache wird zudem bekannt, daß der Innovator an einer personentragenden Version seines Kopters arbeitet, bei der statt Ketten allerdings Räder für die Bewegung am Boden vorgesehen sind. Mehr als eine erste Designgrafik scheint es aber noch nicht zu

Die wohl interessanteste Meldung im Juni lautet, daß es Studenten der University of Minnesota in Minneapolis unter der Leitung des Biomedizintechnikers Bin He gelungen sei, einen Parrot-Quadrokopter vom Typ AR Drone 1.0 nur mittels Gedankensteuerung durch die Luft zu manövrieren. Allerdings nicht telepathisch oder telekinetisch - das wäre wohl zu einfach -, sondern mit Hilfe von Hirnströmen über ein Hirn/Computer-Interface. Letztendlich hoffen die Entwickler, ihre nicht-invasive Technologie für die Steuerung von künstlichen Roboter-Gliedmaßen und anderen medizinischen Geräten einsetzen zu können.

He hatte bereits im Oktober 2011 gemeinsam mit Kollegen einen Bericht über ihre Arbeiten an der kontinuierlichen, dreidimensionalen Steuerung eines virtuellen Hubschraubers berichtet (,Continuous Three-Dimensional Control of a Virtual Helicopter Using a Motor Imagery Based Brain-Computer Interface’). Bei den Versuchen, in denen die Probanden das Fluggerät durch zufällig in einem dreidimensionalen Raum positionierte Ringe fliegen müssen, wird eine Erfolgsrate von 85 % erreicht.

Die Steuerimpulse werden über eine Kopfhaube abgenommen, die auch der Elektroenzephalographie (EEG) basiert und 64 Elektroden besitzt, welche die winzigen Ströme der elektrischen Aktivität im Gehirn aufzeichnen. Als besonders praktikabel erweist sich dabei die körperliche Imagination: Stellt man sich vor, die linke Hand zur Faust zu ballen, bewegt sich die Drohne in die entsprechende Richtung. Selbiges geschieht auch mit der rechten Seite. Soll das Flugvehikel höher in die Lüfte empor steigen, schließt man beide Hände, oder stellt es sich zumindest vor.

Das Prinzip klingt sehr einfach, erfordert tatsächlich aber höchste Konzentration und monatelanges Training. Die Ausbildung umfaßt z.B. Simulatoren, die einem alten Pong-Spiel aus den 1970er Jahren gleichen. Die Teilnehmer lernen, einen Cursor auf einen Bildschirm nach links und rechts, und dann auch nach oben und unten zu bewegen.

Haben sie dies gemeistert, dürfen sie als nächstes einen simulierten Quadrokopter in einer virtuellen Umgebung steuern. Im letzten Experiment werden zwei große Ballonringe an der Decke aufgehängt, durch die ein realer Quadrokopter hindurchfliegen soll. Die Betreiber sitzen vom Geschehen abgewandt, so daß sie nur durch die Kamera des Fluggeräts sehen können, um Feedback zu bekommen. Die Ergebnisse zeigen eine über 90 %-ige Erfolgsquote bei der Navigation des Kurses, sobald die Probanden sich mit dem Layout vertraut gemacht hatten und das System kalibriert worden war.

Bei einer vertiefenden Recherche zeigte sich allerdings, daß der Kopter von He nicht das erste Fahrzeug ist, das mittels Gehirnsteuerung geflogen wurde. Ein Team an der University of Illinois in Urbana-Champaign um Prof. Timothy Bretl hatte bereits im Jahr 2010 über ein unbemanntes Flugzeug berichtet, das in einer festen Höhe fliegt, seine Schwenks nach links oder rechts aber als Reaktion auf die Gedanken eines Benutzers macht, der den Flugweg in Echtzeit auf dem Bildschirm verfolgt. Eine weitere Veröffentlichung des Teams stammt vom März 2013, betrifft allerdings ein simuliertes Flugzeug.

Im Jahr 2012 demonstrieren wiederum Forscher der Zhejiang University in China eine per Gedanken gesteuerte Drohne, indem sie die Gehirnwellen der Probanden ebenfalls mit einem EEG-Headset abnehmen. Auch sie setzen einen Parrot-Quadrokopter vom Typ AR Drone 1.0 ein, den sie ,Flying Buddy 2’ nennen.

Ein Rechner verarbeitet die vom EEG empfangenen Daten und wandelt sie in Steuerbefehle um, die über eine Wi-Fi-Verbindung an die Drohne gesendet werden. Nach dem veröffentlichten Video zu urteilen, scheint die Latenz des Systems relativ gering zu sein. Die Drohne ist zudem so konfiguriert, daß sie ein Foto macht, wenn der Benutzer blinzelt.

Die hier beschriebene Technik wird uns später bei den Drohnen-Rennen wieder begegnen (s.d.).

Ebenfalls ab Juni soll der Nano Falcon des japanischen Herstellers CCP erhältlich sein, der zu diesem Zeitpunkt als der kleinste Helikopter der Welt gilt und es sogar ins Guiness Buch der Rekorde geschafft hat. Das ferngesteuerte Leichtgewicht ist 65 mm klein, wiegt nur 11 g und soll rund 46 $ kosten.

Technisch ist es identisch mit den vielen Spielzeug-Helis unterschiedlichster Preisklassen, die sich immer mehr verbreiten (auch ich habe inzwischen so ein Teil - zum üben).

Außerdem werden in diesem Monat mehrere Marketingaktionen mit Drohnen durchgeführt, wie z.B. durch den US-Pizzadienst Domino’s, der sich mit der Werbeagentur T + Biscuits zusammentut und einen Quadrokopter der Firma AeroSight so umbaut, daß er das Gewicht von zwei Pizzas tragen und dabei etwa 100 m über dem Boden fliegen kann.

Der erste Testflug erfolgt im britischen Guildford in der Grafschaft Surrey, wo der DomiCopter zwei große Pepperoni-Pizzas ausliefert, die in einer isolierten Tasche verpackt sind, um den 10-minütigen, etwa 6,4 km weiten Flug in einer Höhne von rund 100 m zu ihrem Ziel warm zu überstehen. Die Drohne wird von einem Piloten auf dem Boden gesteuert, könnte in Zukunft aber auch GPS verwenden, um ihr Ziel ohne die Hilfe eines menschlichen Betreibers zu erreichen.

Nachdem sich das Experiment bewährt hat, arbeiten die beteiligten Ingenieure nun daran, das Gewicht zu erhöhen, das die Drohne tragen kann, damit diese neben den Pizzas auch noch Getränke transportieren kann. Ob es einmal zu einem regulären Einsatz kommt, ist noch ungewiß.

Eine weitere Aktion erfolgt zu dieser Zeit seitens der Londoner Franchise-Kette Yo!Sushi, die in einem Modellversuch das Essen per iPad-betriebener iTray Flugdrohne serviert und diese Art der Bedienung 2014 für alle 64 Filialen übernehmen will (wovon später aber nichts mehr zu hören ist).

Der Incake-Bäckerei in Shanghai, die bereits Tests mit drei Hexakoptern mit einer Spannweite von 1,1 m und einem Gewicht von 10 kg durchführt, die 50 m hoch fliegen und eine Reichweite von ein paar Kilometern haben, untersagen die Stadtbehörden im Juli die weitere Drohnen-Auslieferung von Kuchen, da dies eine Gefahr für die Öffentlichkeit darstellen könnte.

Ebenfalls im Juli macht in Philadelphia, Pennsylvania, die Trockenreinigung Manayunk Cleaners von Harry Vartanian von sich reden, als sie ein (leichtes) Kleidungsstück mit einem DJI Phantom Quadrokopter bis direkt an die Haustür des Kunden ausliefert.

Vartanian will nun eine monatliche Lotterie veranstalten, bei welcher der glückliche Gewinner ihr oder sein gereinigtes Stück von der Drohne geliefert bekommt. Diese ist zwar nur in der Lage, bis zu 1 kg über eine kurze Strecke zu tragen, doch zukünftige Modelle sollen bis zu 5 kg transportieren können.

Daß die französische Post Drohnen als Briefträger einsetzen will, entpuppt sich später zwar als Aprilscherz, doch UPS gibt bekannt, daß man die Option, Paketauslieferungen mit Drohnen durchzuführen, tatsächlich im Blick habe.

Und unter Vorwegnahme der Chronologie: Im September testet die Firma SF Express in der chinesischen Stadt Shenzhen die Paketauslieferung mittels Drohnen, die mit einem Navigationssystem selbständig die Kunden finden sollen; im Oktober macht das Drohnen-Startup Flirtey in der australischen Stadt Sydney von sich reden, das gemeinsam mit einem weiteren lokalen Startup namens Zookal Bestellungen von Studenten entgegennehmen und ihnen die bestellten Lehrbücher binnen weniger Minuten nach Hause liefern will; und auch die Deutsche Post AG führt mit ihrem Paketservice DHL im Dezember in Bonn einen Versuch durch, bei dem vier Tage lang Medikamente mit einem Quadrokopter vom Typ microdrones md4-1000 an Mitarbeiter der Deutschen Post ausgeliefert werden.

Eine Drohne genau diesen Typs, die mit einer HD-Kamera ausgerüstet ist, überquert im Juni die Alpen über den legendären Gotthardpass zwischen Hospental und Airolo. An dem primär medialen Experiment beteiligten sich mehrere Unternehmen – darunter auch Mercedes-Benz. Der knapp 25 Minuten währende Rekordflug wird von einem professionellen Filmteam überwacht und dokumentiert.

Wer sich für die vorgefertigten Quadrokopter nicht begeistern kann, kann sich ab Juli ein Set zum Eigenbau mit dem 3D-Drucker selbst erschaffen. Mit dem DIY V.1.0 Kit (für Drone it Yourself) des Designers und Hobbybastlers Jasper van Loenen können alle möglichen Gegenstände in kuriose Flugobjekte verwandelt werden – vorausgesetzt sie sind leicht genug. Als Beispiele werden fliegende Tastaturen und ähnliche Gimmicks gezeigt.

Etwas ernsthafter ist der Ansatz von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich, die schon mehrfach mit ihren Drohnen in die Presse gekommen sind, und die nun ein unbemanntes Fluggerät präsentieren, das sich selbst zusammenbaut.

Die Einzelelemente des Distributed Flight Array (DFA), kleine 3D-gedruckte sechseckige Module mit Rotor und Steuereinheit, werden einfach auf dem Boden verstreut. Durch Selbstorganisation rollen sie aufeinander zu, docken mittels Magneten aneinander an – und heben dann als Multirotor-Helikopter ab. Ein einzelnes Modul kann nicht richtig fliegen, es würde nur unkontrolliert durch den Raum trudeln. Damit die Drohne stabil in der Luft liegt, müssen sich mindestens vier Rotoren zusammenschließen. Nach oben gibt es dagegen keine Grenze.

Der Franzose Eric Dupin aus Lyon wiederum gründet in diesem Monat unter dem Namen Dronestagram das erste soziale Netzwerk für Flugroboter-Fotografie, in das die Nutzer ihre Luftbilder hochladen können. Dupin möchte mit den Drohnenfotos eine Gesamtansicht der Erde zusammenbauen. Später sollen auch Videos dazukommen. (Achtung: Bei dem Namensvetter Dronestagram handelt es sich um ein Anti-Militärprojekt von James Bridle auf Tumblr, bei dem die Einsätze der militärischen Kampfdrohnen des US-Militärs dokumentiert werden).

Recht erfolgreich ist in diesem Monat auch der Einsatz eines Hexakopters in Kanada. Dort hat  die Stadt Ottawa ein Problem mit Gänsen, die in großer Zahl entlang des Ottawa River landen und mit ihrem Kot nicht nur die Strände und Freizeitanlagen verschmutzen, sondern auch den Fluß mit Escherichia coli verunreinigen. Bisher erwiesen sich alle nicht-tödlichen Option, wie ausgebildete Hunde, Lärmerzeugung, Lockvögel u.ä. als ziemlich erfolglos.

Bis nun Steve Wambolt, der sich mit Drohnen-Luftbildern beschäftigt, von dem Problem hört und auf die Idee kommt, mit seinem ferngesteuerten Hexakopter die Arbeit zu tun. In rund zwei Wochen baut er diesen um, entfernt die Kameras und installiert statt dessen Lautsprecher, welche die Schreie von Raubvögeln abspielen, die in niedriger Höhe über den Strand fliegen. Die Stadt erhält von den Naturschutzbehörden sogar eine spezielle ,Erschreck-Erlaubnis’, um die geschützten Vögel zu stören.

Durch den Einsatz der Drohne sinkt die Zahl der Gänse in der Gegend von Hunderten auf ein paar Dutzend, und der Strand muß nicht einmal geschlossen werden. Ein voller Erfolg ist es aber nicht, denn ebenfalls die renitenten Möwen zu vergraulen, gelingt der kleinen Drohne nicht.

Nun ein kurzer historischer Abriß: Seit 1990 fordert die International Aerial Robotics Competition (IARC) Hochschul-Teams mit Missionen heraus, bei denen Roboter komplexe, autonome Verhaltensweisen beweisen müssen, die oft sogar über die Möglichkeiten der anspruchsvollsten Militär-Roboter hinausgehen. Die erste Mission bestand beispielsweise darin, eine Metallscheibe durch einen völlig autonomen Flugroboter von einer Seite der Arena zur anderen zu transportieren. Dies gelingt erst im Jahr 1995 einem Team der Stanford University.

Die dritte Mission, die 1998 beginnt, ist eine Such- und Rettungsmission, bei der ein vollständig autonomer Roboter selbständig zu starten und in ein Katastrophengebiet zu fliegen hat, wo er inmitten tobender Brände, defekter Wasserleitungen, Wolken aus giftigen Gas und dem Schutt zerstörter Gebäude nach Überlebenden und Toten suchen soll.

Eine Drohne der Technische Universität Berlin ist im Jahr 2000 in der Lage, alle Hindernisse zu vermeiden (von denen viele den Roboter selbst zerstört hätten), alle Toten und Überlebenden auf dem Boden zu identifizieren (die Unterscheidung zwischen den beiden Gruppen erfolgt auf Basis ihrer Bewegung), sowie den Hilfskräften Bilder von den Überlebenden nebst deren Standorteen zu übermitteln.

Jetzt, im August 2013, kann das Team der Tsinghua-Universität in Peking die seit drei Jahren offene sechste Mission erfolgreich abschließen. Diesmal muß der Roboter bei einem aufwendigen Spionageeinsatz eine Öffnung in einem Gebäude finden und dort eindringen, während eine Überwachungskamera gerade nicht aktiv ist, durch enge Flure navigieren, Sicherheitssysteme vermeiden, eine Beschilderung in Arabisch interpretieren (was ich auf dem entsprechenden Video allerdings nicht sehen konnte), und schließlich ein bestimmtes Zimmer erreichen, ohne auf seinem Weg an Wände anzustoßen oder zu landen.

Dort hat er dann heimlich einen USB-Stick aufzunehmen und aus dem Gebäude heraus zu schmuggeln. Der chinesische Roboter, dessen Flugapparat auf dem AscTec Pelican Quadrokopter der deutschen Firma Ascending Technologies GmbH aus Krailling basiert, schafft die Mission in weniger als 9 Minuten.

In diesem Monat ist erstmals zu erfahren, daß sich die in Hamm beheimatete deutsche Non-Profit-Organisation Definetz e.V. mit dem Bielefelder Technologieunternehmen Height Tech und dem Defibrillatorhersteller Schiller zusammengetan hat, um einen Oktokopter zu entwickeln, der Leben retten könnte. Der geplante Defikopter trägt einen per Fallschirm abwerfbaren Defibrillator bei sich, kann bei nahezu allen Wetterverhältnissen fliegen, erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von 70 km/h und ist für einen Radius von 10 km ausgelegt.

Mit der Erste-Hilfe-Drohne sollen dem Entwicklungsteam zufolge viele der insgesamt 100.000 verhinderbaren Tode durch Herzstillstand in Deutschland vermieden werden können, da das wichtigste Kriterium bei der Rettung der Betroffenen schnelles Handeln ist. Rettungsdienste, die auf Straßen angewiesen sind, sind oft erst nach mehreren Minuten vor Ort - wenn es für einen positiven Ausgang schon oft zu spät ist.

Interessanterweise fordert der Arbeiter Samariter Bund (ASB) im Juli 2015 die Einbindung der Defikopter in den Rettungsdienst.Vor allem in ländlichen Gegenden oder in Waldgebieten, die für Rettungsfahrzeuge nur schwer zugänglich sind, könnten Drohnen in Zukunft als Lebensretter eingesetzt werden. Ihr Stückpreis wird mit 26.000 $ angegeben.

Die involvierten Organisationen appellieren nun an den deutschen Gesetzgeber, die rechtlichen Voraussetzungen zu schaffen, d.h. die Flugerlaubnis für vollautomatische Flüge von Drohnen sowie die entsprechende Abwurfgenehmigung, damit das System ca. 2018 einsatzfähig wird. Hilfreich dabei ist möglicherweise, daß das Projekt Defikopter und der gemeinnützigen Verein Definetz e.V. beim Human Telematik Award 2015 im September mit dem Sonderpreis für die beste Innovation ausgezeichnet werden (ein vergleichbares Gerät namens Ambulance Drone wird übrigens im Oktober 2014 von der TU Delft vorgestellt, s.d.).

Anzumerken wäre noch, daß zu den 15 Finalisten des James Dyson Award des Vorjahres Stefan Riegebauer aus Österreich und sein Projekt Smart Aid gehört, ein interaktives Notruf System, das Ersthelfer und in Not geratene bis zum Eintreffen der Rettung unterstützt. Die Idee des Service besteht aus einer Smartphone-App, die es einer Person ermöglicht, eine Drohne zu rufen, die einen Erste-Hilfe-Kasten und einen Defibrillator liefert. In diesem Fall bleibt es allerdings bei der reinen Idee.

Während dem Oppikoppi Music Festival im August 2013 in der Provinz Limpopo in Südafrika können die Besucher von ihrem Smartphone aus Bier bestellen, das dann von einer Drohne per Fallschirm über dem District 9 Campingplatz abgeworfen wird.

Die zuvor getestete und gegenwärtig von Hand gesteuerte Bierdrohne könnte zukünftig auch per GPS fliegen. Allerdings ist der Hexakopter nur fähig, eine einzelne Bierdose zu tragen. Dafür wird der Trank kostenlos auf Werbebasis versandt, da es keine Garantie dafür geben kann, daß der Besteller auch derjenige ist, bei dem das vom Himmel fallende Bier letztlich landet.

 

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