TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2015 (B)

Doch auch die 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.d.).

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.

In San Bernardino wird jedenfalls eine Belohnung von 75.000 $ ausgeschrieben, um die verantwortlichen Drohnenbetreiber zu finden.

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 Objekten 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 dem 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.

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 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.

Nur wenige Monate später wird eine Drohne entdeckt, als sie im Oktober ein Handy nebst Batterie, diverse Drogen, Zigaretten und Zigarren, zwei Metallsägeblätter und einen Sekundenkleber von einer Angelschnur in das Oklahoma State Penitentiary Gefängnis in McAlester, Oklahoma, baumeln läßt.

Den Gefängnisbeamten zufolge berührte die Drohne jedoch den Stacheldraht auf Gefängnismauern und stürzte ab, bevor die Insassen die Schmuggelware ergreifen konnten. In diesem Bundesstaat sei es der erste Versuch gewesen, Material mit einem unbemannten Luftfahrzeug in ein Gefängnis zu schmuggeln. Zumindest der erste ertappte, möchte ich anfügen.

Einem Pressebericht vom August 2015 zufolge kämpfen auch westaustralische Gefängnisse mit dem Drohnenschmuggel. So wurden auf der Wooroloo Prison Farm, einer Einrichtung für minimale Sicherheit, mindestens ein Jahr lang mehrfach ferngesteuerte Drohnen genutzt, um den Häftlingen Drogen zu bringen – was nun eine Überprüfung der Sicherheitsmaßnahmen durch die Staatsregierung zur Folge hat.

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 Auto in der Nähe des Gefängnisses entdeckt werden. 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 unbemannte 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.

Ebenfalls im April 2016 wird bekannt, daß die litauische Polizei militärische Drohnen einsetzt, um illegale Alkohol-Brennereien in den Wäldern des Landes aufzuspüren.

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 vorgestellt 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.

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.

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 finden und retten. 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.

Der 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.

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 in Containern - aber 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.

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.

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 Vanuatu ,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 Corp. 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 (s.d.).

Die o.e. Stalker kommt im April 2022 wieder in die Presse, als Lockheed Martin einen neuen Flugausdauer-Weltrekord für eine Drohne der Gruppe 2 (5 bis < 25 kg) aufgestellt, nachdem ein Stalker VXE des Unternehmens Mitte Februar auf der Santa Margarita Ranch in Kalifornien für 39 Stunden, 17 Minuten und sieben Sekunden in der Luft geblieben war.

Die Stalker-Reihe wurde im Laufe der Jahre einer Reihe von Upgrades unterzogen, um ihre Ausdauer und andere Fähigkeiten zu verbessern. Die neueste Version, der Stalker XVE, wiegt nur etwa 20 kg, ist tragbar und läßt sich in zwei großen Plastikkoffern verstauen. Er kann von einer Person zusammengebaut werden und benötigt aufgrund seiner autonomen Avionik nur einen Bediener.

Sein elektrischer Antrieb wird entweder von einer Batterie versorgt, die eine Flugzeit von etwa vier Stunden bietet, oder von einer mit Propan betriebenen Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), die eine Flugzeit von acht Stunden bei einer Nutzlast von 2,5 kg erlaubt. Der Stalker VXE kann per Bungee, Rail oder VTOL gestartet werden, die Höchstgeschwindigkeit beträgt 93 km/h und die maximale Flughöhe wird mit 3.658 m angegeben.

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.

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 oben 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.

An diese Stelle paßt der zeitlich vorgezogene Hinweis auf das im Juli 2016 von Charles Bombardier erdachte und von Abhishek Roy, dem Eigentümer des in Indien ansässigen Designbüros Lunatic Koncepts, entworfene Design mit dem – die deutschsprachigen Leser überraschenden – Namen Doppelgänger.

Dabei handelt es sich um das Konzept einer Infiltrations-/Evakuierungsdrohne, die dafür ausgelegt ist, Soldaten oder Verwundete zu transportieren, indem sie diese in die Luft hebt und über kurze Entfernungen trägt. Sie könnte von militärischen Spezialeinheiten ebenso wie vom Roten Kreuz eingesetzt werden, um ihren Passagier über Entfernungen von einigen Kilometern mit 100 km/h zu transportieren.

Das Fluggerät mit sechs Propellern mit einem Durchmesser von je 1,2 m ausgestattet werden, wobei jeder Propeller mindestens 25 PS hätte, weshalb Bombardier als Antrieb auch an einen Rotax-Schneemobilmotor mit Wasserstoff als Treibstoff denkt. Dabei soll die Drohne ferngesteuert werden, wenn sie eine verwundete Person trägt, oder es könnte eine halbautonome Version entwickelt werden, bei der sich die KI an Bord um das dynamische Fliegen kümmert, während der Passagier wählt, wo er hin will.

Die Form des Flugzeugs könnte verändert werden, um den Auftrieb zu optimieren, und es könnten zusätzliche Mikroturbinen oder kleine Strahltriebwerke eingesetzt werden, um zusätzlichen Schub zu liefern.

Im September 2015 erscheinen auf der Seite flitetest.com Aufnahmen einer selbstgebauten Feuerlösch-Drohne im Einsatz.

Der etwa 4,5 kg schwere Firecopter basiert auf einem Trikopter-Rahmen, in den eine handelsübliche Löschschaum-Sprayflasche eingebaut wird. Die Ausrichtung des Löschstrahls erfolgt über einen Ziellaser. Leider gibt es ansonsten keinerlei Informationen über die Urheber oder über weitere Entwicklungsschritte.

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 einer menschlichen Mannschaft dabei 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 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 der 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 Einsatz von Drohnen bei der Lebensrettung.

Sehr vernünftig klingt 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 Roboter 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.

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 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.

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 Tragfähigkeit von bis zu 70 kg, das 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.

Auf der YODEX 2016 im Taipei World Trade Center im Mai 2016 wird eine aeronavale Rettungsdrohne des Designers Ray Liu aus em Büro Jacob Jensen Design A/S in Kopenhagen ausgestellt, die in der Lage ist, Ertrinkene zu retten, indem sie sie nicht nur ortet, sondern auch in Sicherheit bringt.

Die autonome Drohne Oasis soll Such- und Rettungsteams dabei helfen, in kürzerer Zeit ein größeres Gebiet zu erreichen und abzudecken. Sie verfügt über drei Luftpropeller und einen Wasserpropeller, mit denen sie sich fortbewegen kann. Die Tatsache, daß sie in der Luft fliegen kann, hilft ihr bei den Sucheinsätzen, turbulente Gewässer mit Leichtigkeit zu überwinden. Die optischen und die Wärmebildkameras an Bord der Drohne arbeiten sowohl bei Tag als auch bei Nacht, um während der Suche Lebenszeichen zu erkennen. Um einen höheren Blickwinkel zu erzielen, lassen sie sich aufrichten.

Die Drohne wird in einer Notsituation sofort eingesetzt und fliegt in Gittermustern, um die Gewässer effizient nach Anzeichen von Menschen abzusuchen. Sobald sie diese findet, sinkt sie auf die Wasseroberfläche, landet auf zwei Auftriebskörpern, um auf dem Wasser zu schwimmen, und schaltet ihre Rotoren ab und den Wasserpropeller an. Der Mensch kann sich dann an die Drohne klammern, die im Wesentlichen die Aufgabe eines Schleppers übernimmt und ihn entweder ans Ufer oder zum nächsten Rettungsschiff zieht.

Wenn das Wetter oder die Gezeiten eine Rettung nicht zulassen, erhöht das an Bord befindliche Rettungspaket mit Lebensmitteln, Wasser und Medikamenten, ggf. aber auch Rettungsflöße und sogar Sonar-Geräte die Überlebenschancen, da die Drohne sofort den Standort sowie einen Livestream des Überlebenden an die Rettungsteams sendet. Ob der orangefarbene, mit Solarzellen bestückte Prototyp schon einem Test unterzogen wurde, ist aber nicht bekannt.

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.

Der pinkfarbene Flieger, der eine Steiggeschwindigkeit von 10 m/s und eine Flugzeit von 15 – 25 Minuten hat, wiegt nur 3,9 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 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 werden kann, 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 €.

Im Laufe des Jahres 2016 gründen Farge und Dumartin gemeinsam mit den beiden Programmierern David und Anthony Gavend eine Herstellerfirma mit dem Namen Helper Drone. Das Unternehmen hofft, das Produkt 2018 auf den Markt bringen zu können. Dabei helfen könnten die diversen Preise, mit denen die Firma seit 2015 ausgezeichnet wird.

In einem Interview im Dezember 2016 kündigt Farge an, daß die Rettungsdrohne neu entwickelt wird. Dabei wird mit dem Rettungs-Hubschrauber SAMU 40 und dem Schiller-Labor, einem weltweit führenden Hersteller von halbautomatischen Defibrillatoren, zusammengearbeitet, um einen Erste-Hilfe-Kasten zusammenzustellen, der während des Wartens auf den Rettungswagen an einen Unfallort geschickt wird.

Im August 2017 folgt die Meldung, daß Rettungsschwimmer an drei französischen Atlantikstränden nun Unterstützung durch die 55 km/h schnelle Rettungsdrohne bekommen. Im Südwesten des Landes sind bereits drei Exemplare im Einsatz: in Biscarrosse, Lacanau sowie Messanges. Sinnvoll ist dies allemal: Laut einer Studie ertranken im Jahr 2015 in ganz Frankreich von Anfang Juni bis Ende September 167 Menschen im Meer.

Im August 2016 ist wiederum aus Spanien zu erfahren, daß auch der Katastrophenschutz am Strand von Cunit in Tarragonna in Katalonien mit der neuen Technologie arbeitet. Hier soll die Idee auf den lokalen Polizisten Daniel Olmo zurückgehen, der sich dachte, daß eine Drohne doch leicht eine Schwimmweste zu einer Person in Not tragen könnte. Bei einem Test fliegt die Drohne mit 70 km/h eineinhalb Kilometer weit aufs Meer hinaus und setzt die Schwimmweste genau am gewünschten Zielpunkt ab. Dazu liefert sie Live-Bilder für die Rettungsschwimmer.

Die Rettungsdrohne gewinnt die volle Unterstützung der Regierung und der Rettungskräfte in der Gegend – und Cunit wird das erste Dorf des Landes, welches das Drohnen-Überwachungs- und Rettungssystem dauerhaft übernimmt.

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, kann dann schnell senkrecht über Badenden schweben, die zu weit ins Meer hinaus schwimmen.

Im Falle, daß die Schwimmer 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.

Ebenfalls bislang nur ein Entwurf ist der Beitrag des Designstudenten Ranger Hui King Pun von der Hong Kong Polytechnic University zum James Dyson Award im Sommer 2016. Motiviert wird der Konstrukteur durch den Fakt, daß alleine nur in Hongkong, einer Region mit geringer Fläche, im Laufe von drei Jahren etwa 2.800 Ertrinkungsfälle an den Stränden registriert werden. Einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) der Vereinten Nationen zufolge gilt Ertrinken als die dritthäufigste Ursache für unbeabsichtigte Verletzungen, die jedes Jahr über 370.000 Menschenleben auslöscht.

Das Konzept namens AQUILA, das es in die Top 20 der internationalen Beiträge schafft (und nicht mit der Aquila-Internet-Drohne von Facebook verwechselt werden sollte) ist als öffentliche Dienstleistung zur Unterstützung der Rettungsschwimmer an den Stränden gedacht. Durch die Anwendung einer selbstaufblasenden Rettungshilfe und eines automatisierten, externen Defibrillators (AED) auf dem Drohnenträger bietet es eine alternative Lösung zur Verringerung der Zeit des gesamten Rettungsprozesses.

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 aus, die sogar mit chemischen Heizpatronen versehen sind, um bis zur Rettung einer Unterkühlung vorzubeugen.

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

In diesem Kontext soll noch erwähnt werden, daß der Autohersteller Ford eine Kooperation mit dem Weltmarktführer für kamerabasierte Drohnen DJI eingeht, der seine Modelle künftig für Testflüge zur Verfügung stellen wird. Ford fördert die Entwicklung von Drohnen-Fahrzeug-Konzepten für schnellere Notfallhilfe bei Katastrophen.

Auf der Consumer Electronic Show (CES) in Las Vegas im Januar 2016 zeigt Ford bereits Autos, die mit Drohnen kommunizieren. Gekoppelt an das Sync-System in den F-150 Pickup-Modellen sollen die Drohnen dem Fahrer in unwegsamem Gelände Bilder von der Beschaffenheit der geplanten Route senden.

Zudem rufen Ford und DJI zur DJI Developer Challenge auf: Erfinder sollen neue Software entwickeln, die eine intelligente Echtzeitsteuerung sowie eine verbesserte Kommunikation zwischen Rettungsfahrzeugen und Aufklärungsdrohnen ermöglicht. Ziel der Aktion ist es, Rettungskräften optimale Vorabinformationen bei Einsätzen zu liefern. Auch in Kriegsgebieten oder bei Naturkatastrophen könnte diese Technologie sehr hilfreich sein. Der Wettbewerb ist die jüngste Stufe des bereits auf der CES 2013 vorgestellten Ford Developer Program und soll im Oktober 2016 enden – und der Gewinner ein Preisgeld in Höhe von 100.000 $ bekommen.

 

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