TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2015 (F)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Am genau anderen Ende des Spektrums tut sich aber auch etwas. Im Januar 2015 stellt die Chengdu Aviation Corp. (AVIC), die einige der größten UAVs Chinas entworfen hat, eine viel kleinere, aber genauso tödliche Drohne vor, die von einer 155 mm Artillerie-Kanone oder einem 300 mm Raketenwerfer abgefeuert werden kann, um mit ihren Sensoren feindliche gepanzerte Fahrzeuge zu finden und mit ihrem Laser zu markieren. Diese werden dann durch Laser-gesteuerte Artillerie zerstört.

Die AVIC-Drohne kann in eine Artilleriegranate oder einen Raketensprengkopf eingebaut werden, der nach ihrem Abschuß mitten im Flug aufplatzt, um die Drohne freizusetzen, welche dann ihre eingezogenen Flügel entfaltet. Kurz vor der Entfaltung setzt die Granate einen Bremsfallschirm frei, um das Geschoß verlangsamen, so daß sich die Hülle ohne Gefahr für die Drohne spaltet. Die Drohne nutzt dann ihre vier Flügel, um in der Luft zu bleiben, während sie nach feindlichen Fahrzeugen sucht.

Die von der Artillerie gestartete Drohne besteht aus sechs Abschnitten, darunter Leitflossen, Flügel zum Gleiten, eine Kommunikationsverbindung und die Sensor/Laser-Merkierungs-Nutzlast.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Nicht ganz erst zu nehmen ist der Bericht über einen Drohnen-Einsatzbereich, der passend zum 1. April in den Blogs erscheint.

Die Katzenstreufirma Tidy Cats soll demnach beschlossen haben, eine Katzenstreu schaufelnde Drohne mit dem Namen Clump Claw 2000 herzustellen. Diese besteht aus einer kleinen Flugmaschine mit einer darunter befestigten geschlitzten Schaufel.

Der gelb-schwarze Prototyp, von dem drei Exemplare gebaut werden, schafft es zwar nicht, tatsächlich Abfall zu schaufeln, bringt dem Unternehmen aber eine Menge werbewirksamer Lacher.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Mitte 2015 beginnt die schwedische Start-Up-Firma Inkonova von Pau Mallol und Ahmed Al Nomany mit Sitz in Stockholm mit den Verkauf von Kipp-Rotor-Systemen für Rennsport-Drohnen. Es gelingt damit, eine der schnellsten Drohnen der Welt zu schaffen, die sogar einen Lamborghini schlägt. Danach richtet das Unternehmen seinen Fokus neu aus und wird zum weltweit ersten Entwickler von Drohnen-Lösungen für den Bergbau unter Tage.

Der TILT Ranger soll zwei essentielle Bedürfnisse decken: Laser-Scanning und Zugang sowohl durch die Luft als auch über den Boden. Diese Notwendigkeit tritt oft auf, wo terrestrischer Zugang oder Video-Scans alleine nicht anwendbar sind. Die hybride Land/Luft-Drohne fliegt, rollt auf dem Boden und klettert Steigungen hoch, wie es in unterirdischen Minen und ähnlich engen Umgebungen erforderlich ist.

Mit einer Einzelbatterie-Konfiguration sind Flugzeiten bis zu 20 Minuten möglich, die Nutzlast beträgt bis zu 1 kg. Ein früher Prototyp des TILT Ranger sei zudem erfolgreich auf Wasserbeständigkeit getestet worden

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

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

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

 

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

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

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

Wesentlich ist dabei, daß auch Sicherheits- und Datenschutzbestimmungen in das Betriebssystem eingebaut werden, die immer die oberste Priorität haben. Im Januar 2016 wird  die erste Finanzierungsrunde A bekannt geben, bei der 25 Mio. $ eingenommen werden sollen, wiederum angeführt von Horowitz und Accel und unter Teilnahme einer Gruppe sogenannter Engel-Investoren. Mehr über Skydio gibt es erst 2018 zu erfahren.

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

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

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

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

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

Die weitere Entwicklung des Mars-Helikopters wird in der Jahresübersicht 2021 dokumentiert (s.d.).

Im Juli 2015 erscheint ein weiterer Bericht der NASA, in dem es um eine neue Art von Roboter-Fahrzeug geht, das auf anderen Welten Proben von Orten sammeln soll, die für Rover nicht zugänglich sind.

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

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

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

Ebenfalls im Juli 2015 wird berichtet, daß Techniker der NASA um den Programmdirektor Al Bowers den Prototyp eines unbemannten Flugzeugs entwickelt haben, das in den 2020er Jahren von einem hoch fliegenden Ballon über dem Mars gestartet werden soll. Der Prototyp hat die Form eines Bumerangs und wird noch in diesem Jahr in der Atmosphäre der Erde getestet. Der erste Start von einem Ballon soll erstmals von einer Höhe von knapp 30 km über dem Erdboden erfolgen. In dieser Höhe entspricht die Dichte der Erdatmosphäre in etwa der des Mars.

Das Flugzeug namens Prandtl-m könnte essentiell für weitere Marsmissionen sein, da es sich perfekt dafür eignet, die optimalen Orte für die Landung von Raumfahrzeugen zu erkunden. Das Kohlfaser-Flugzeug ist mit seinen 500 g leicht genug, um zusammen mit einem Mars Rover von der Erde Richtung Mars entsandt zu werden.

Das Flugzeug wäre Teil des Ballastes, das aus dem Aeroshell-Gehäuse ausgestoßen würde, das den Marsrover auf den Planeten bringt. Es ist in der Lage sich zu entfalten und in der Mars-Atmosphäre zu gleiten und zu landen. Der Flugplan sieht eine Flugphase von knapp 10 Minuten vor, in denen Prandtl-m mehrere sehr detaillierte, hochauflösende Bilder potentieller Landeorte machen soll. Dabei soll das Flugzeug eine Strecke von knapp 32 km zurücklegen.

Im Februar 2017 folgt die Meldung, daß auf Grundlage der Prandtl-m zwischenzeitlich ein Starrflügler-Segelflugzeug namens Weather Hazard Alert and Awareness Technology Radiation Radiosonde (WHAATRR) entwickelt wurde, das als luftgestützte Wissenschaftsplattform fungieren soll. Das Team ist noch dabei, die Konstruktionsdetails des WHAATRR-Gleiters zu finalisieren, der aus Kohlefaser gefertigt eine Spannweite von etwa 91 cm haben wird.

Mit Sensoren, Instrumenten und Software zur Flugsteuerung ausgestattet, soll der Gleiter dem National Weather Service genauere und zeitnahe Informationen zu Ereignissen wie Hurrikanen zur Verfügung stellen - und das viel billiger als mit den gegenwärtigen Methoden. Sobald das Design fertiggestellt ist und das Segelflugzeug gebaut ist, wollen die Forscher es auf die Probe stellen, indem sie es in einer Höhe von 6.000 m von einem Wetterballon aus starten. Später sollen die eingebauten Sensoren und Instrumente auf Herz und Nieren geprüft werden, wenn der Gleiter aus 30.000 m Höhe bis zu einem vorbestimmten Ort fliegt.

Zurück zum Mars-Helikopter, über den es im Mai 2018 neue Informationen gibt. Demnach soll das Gerät nun rund 1,8 kg wiegen, während sich seine zwei Rotor-Paare mit rund 3.000 U/min drehen sollen (andere Quellen: 30.000 U/min). Nach einer 30-tägigen Testphase auf der Erde, bei der der Hubschrauber mehrere Flüge absolvieren wird, ist geplant, ihn im Juli 2020 im Rahmen der Mission ‚Mars 2020‘ der NASA zusammen mit dem neuen Forschungs-Rover Perseverance zu unserem Nachbarplaneten zu schicken, wo er im Februar 2021 landen soll.

Tatsächlich wird im April 2019 gemeldet, daß der Marscopter Anfang des Jahres seine ersten Flugtests in einer Vakuumkammer bestanden hat, in welcher die dünne Atmosphäre auf dem Mars simuliert wird. Um das Fliegen auf dem Mars realistisch zu simulieren, müssen aber auch zwei Drittel der Erdschwerkraft entfernt werden, was durch eine spezielle Aufhängung gelingt, die den Bewegungen der Drohne im Flug folgt und einen Teil ihrer Last trägt.

Nach Angaben der NASA absolviert der Mini-Hubschrauber, der aus über 1.500 Bauteilen aus Kohlefaser, Aluminium, Silizium, Kupfer, Folie und Schaumstoff besteht, in den ersten beiden Testtagen in der Vakuumkammer zwei Flüge mit einer Gesamtflugzeit von einer Minute bei zu einer Flughöhe von 5 cm, was den Ingenieuren reicht um festzustellen, daß der Helikopter auch auf dem Mars fliegen würde.

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

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

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

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

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

Im Rahmen des Projekts HABLEG (High Altitude Balloon Launched Experimental Glider) gelingt es Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Juni 2015, einen autonomen, unbemannten Gleiter von einem Höhenforschungsballon aus 20 km Höhe zu starten.

Der Gleiter hat eine Spannweite von 3 m, sein Gewicht beträgt 7,4 kg, und nach dem Ausklinken meistert das Fluggerät den kritischen Übergang vom freien Fall in den Gleitflug und kehrt dann im Laufe von gut drei Stunden selbständig zum Startpunkt in 70 km Entfernung zurück.

HABLEG gilt als ein neues System für den Transport wissenschaftlicher Nutzlasten in große Höhen, wo unbemannte Solarflugzeuge, die schnell positioniert werden können, flexibel einsetzbar sind und eine große Reichweite erzielen, künftig Lücken zwischen Flugzeugen und Satelliten schließen können. Es läßt sich allerdings nichts darüber finden, daß das Projekt später weitergeführt worden ist.

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

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

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

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

Die im Jahr 2015 von dem kanadischen Ingenieur Stefan Weissenberg in Whitehorse gegründete Firma Riderless Technologies stellt im Februar 2016 einen patentierten Quadrokopter namens Sentry vor, der eine Lücke auf dem Markt der erschwinglichen und leistungsfähigen Drohnen für HD- und thermische Infrarot-Luftbeobachtung schließen will. Als Zielgruppe werden Sicherheits- und Rettungskräfte genannt, die in den Wäldern verlorene Menschen suchen. Weissenberg begann sein Projekt als er 2013 seinen Abschluß zum Luftfahrt-Ingenieure an der University of Sydney in Australien machte.

Die Arme des leichten und robusten UAV sind aus einem Stück Flugzeug-Aluminium gefräst, während Glasfaser-Sandwichplatten den Hauptkörper bilden. Die Zelle schützt vor Stürzen, welche die meisten UAVs in Stück zerlegen würden, und das patentierte Propellerschutz-Kabel sichert die Propeller von der Mehrzahl schädlicher Einwirkungen. Zudem kann die Sentry Drohne in Wasser getaucht werden und schwimmt sogar. Zu einem kompakten Zylinder zusammengefaltet läßt sie sich bequem in der Seitentasche des Rucksacks transportieren.

Zum Start wirft der Pilot die 1 kg schwere zylindrische Drohne einfach die Luft und übernimmt dann die Kontrolle. Das Video der HD-Kamera wird live gesendet. Optional kann eine Infrarotkamera mitgeführt werden, um in der kalten Natur nach verborgenen, warmen Körpern zu suchen. Die Flugzeit beträgt 15 Minuten. Im März soll die Drohne von den Rettungsorganisationen Kaslo Search and Rescue und North Shore Rescue in Britisch-Kolumbien bei der Suche nach einem Dummy getestet werden.

Mit Infrarotkamera soll der Preis der Sentry bei etwa 5.000 kanadischen Dollar liegen, eine Sentry-Version, die mit eigener Flugelektronik und Kamera ergänzt werden muß, gibt es aber schon für knapp 2.000 $.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Im März 2015 startet der Drohnen-Designer und -Entwickler Alejandro ,Alex‘ Arturo Rodriguez gemeinsam mit Ryan Perez in Fort Lauderdale in Florida eine Kickstarter-Kampagne, um eine erschwingliche wasserdichte Drohne auf den Markt zu bringen, an welcher er und sein Team seit dem Vorjahr arbeiten. Die 2011 gegründete Firma Urban Drones in Coral Springs, Florida, ist das offizielle Vertriebs- und Servicezentrum für die Drohne.

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

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

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

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

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

Im Mai 2017 initiiert das SwellPro-Team, wie es sich inzwischen nennt, eine weitere Kickstarter-Kampagne, um die Splash Drone 3 zu realisieren. Diese verfügt über eine motorstabilisierte 4K/25fps-KameraSplash Drone 3, verbesserte Flugsteuerungs- und Antriebssysteme sowie (wieder) ein Nutzlast-Ausklinksystem, mit dem innerhalb eines maximalen Kontrollbereichs von 1 km beispielsweise Angelköder oder Schwimmwesten geliefert werden können.

Videos und 14-Megapixel-Standbilder vom Kameramodul werden auf einer integrierten SD-Karte aufgezeichnet und auch live auf einen 5-Zoll-Bildschirm auf der Fernbedienung gestreamt. Das Nutzlastmodul kann ein maximales Frachtgewicht von 1,1 kg bewältigen und enthält eine eigene HD-Kamera mit fester Position, so daß der Benutzer sehen kann, wie nahe die Nutzlast ihrem Ziel kommt, sobald sie freigegeben wurde. Eine Ladung der Lithium-Polymer-Batterie der Drohne soll für 16 – 18 Minuten Flugzeit ausreichen.

Auch diesmal ist die Kickstarter-Kampagne erfolgreich, bei der die Modellvariante Fisherman zu einem Preis ab 1.149 $, und die Variante Auto ab 1.399 $ angeboten wird. 135 Unterstützer bieten zusammen 195.273 $ auf, um das Projekt umzusetzen. Die Auslieferung der Splash Drone 3, die in China von der Firma SwellPro Technology Co. Ltd. hergestellt wird, soll bereits im Juli starten.

Eine weitere flug- und schwimmfähige Drohne wird im August 2018 vorgestellt. Diesmal handelt es sich um den Quadrokopter Spry, der tatsächlich kurze ‚Flüge‘ unter der Oberfläche durchführen kann und nun Gegenstand einer neuen Kickstarter-Kampagne der inzwischen SwellProUSA genannten Firma mit Sitz in Miami ist.

Basierend auf einem Renndrohnen-Design ist der Spry in der Lage, mit Geschwindigkeiten von bis zu 70 km/h durch die Luft zu fliegen, wobei er pro Ladung der austauschbaren Batterie 17 Minuten in der Luft bleibt. Er kann über eine mitgelieferte Funkfernbedienung – die ebenfalls wasserdicht ist – in Echtzeit gesteuert werden, oder mit seinem GPS autonom einen vorprogrammierten Flugweg verfolgen.

Zusätzlich gibt es Flugmodi wie Follow, in dem er über einem sich bewegenden Ziel fliegt; Object Orbit, in dem er ein Ziel umkreist, während er es im Fokus hält; und Auto Return, in dem er automatisch zum Anwender zurückfliegt, auch wenn sich dessen Standort seit dem Start geändert hat. Außerdem kann die Drohne ihre Daten an eine unbegrenzte Anzahl von Geräten senden, so daß auch andere Personen als der Pilot sehen können, was sie sieht.

Der Unterwasserflug geschieht durch die Wahl der manuellen Steuerung. Dabei läßt sich der Spry kopfüber auf dem Wasser landen und dann seine jetzt nach unten gerichteten Propeller aktivieren, um ihn kurz in die Tiefe zu ziehen. Anschließend schwimmt er wieder mit der richtigen Seite nach oben, so daß er beim Auftauchen wieder abheben kann.

Die Kickstarter-Kampagne, bei der die Drohne für 729 $ offeriert wird, während der geplante spätere Verkaufspreis 989 $ beträgt, ist mit einem Ertrag von 238.538 $ durch nur 252 Unterstützer sehr erfolgreich, woraufhin die Auslieferung im Dezember beginnen kann. Im Jahr 2019 folgt ein Modell Spry+.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Auf der Unmanned Systems 2015 Show (AUVSI) im Mai in Atlanta ist eine kugelförmige Drohne der Firma Unmanned Cowboys LLC zu sehen, einer im Vorjahr erfolgten Ausgründung der Oklahoma State University (OSU) durch Ben Loh, der das Gerät im Rahmen seiner Dissertation entwickelt hat und nun vermarkten will. Mitgründer sind der ehemalige US-Luftwaffenoffizier Dyan Gibbens und die OSU-Professoren Jamey Jacob und Girish Chowdhary.

Das All-Terrain Land und Air Sphere (Atlas) genannte Fluggerät erinnert vom Aufbau her an die GimBall Drohne der EPFL von 2013, die später den Wettbewerb Drones for Good gewinnt. Ebenso wie jene kann der Atlas fliegen, schweben und auf dem Boden rollen, was ihn ideal für Nothelfer-Einsatzkräfte, das Militär und viele private Unternehmen macht. Weitere Schritte scheint die Firma bislang aber noch nicht gemacht zu haben.

Ein weiteres Fluggerät, das auf der AUVSI gezeigt wird, stammt von der im Jahr 2002 gegründeten Firma Radeus Labs Inc. in Poway, Kalifornien, die ansonsten professionelle Engineering-Dienstleistungen anbietet und ein Hersteller von Hochleistungs-Systemen für die Verteidigungs- und SATCOM-Märkte ist.

Das scheibenförmige RL-5 besitzt bürstenlose Elektromotoren mit zwei Sätzen von gegenläufig rotierenden Verstellpropellern, während zwei an der Oberseite des Fluggeräts montierte kleine Impeller als Autogyro wirken. Die Drohne verwendet die Drehbewegung der Blätter, um den Luftstrom um die Scheibe herum zu ziehen und einen Coanda-Effekt auszubilden, der den Hub für den Senkrechtstart und das Schweben erzeugt.

Bislang sind nur Flugversuche in geschlossenen Räumen durchgeführt worden. Mit der Vorstellung auf der AUVSI will die Firma nun Unterstützung und Investoren gewinnen, um auch Tests im Freien machen zu können. Dies scheint bisher aber nicht gelungen zu sein.

Ebenfalls auf der AUVSI zeigt die Firma Design Intelligence Inc. LLC (DII) aus Norman, Oklahoma, das Modell einer 210 cm breiten Drohne namens Eturnas D, die zum Teil Solarstrom nutzt, um sechs Stunden lang in der Luft zu bleiben und dabei Geschwindigkeiten von bis zu 43 km/h zu erreichen. Mit 72 km/h ist eine Flugzeit von 1,2 Stunden möglich.

Über die von James L . Grimsley gegründete Firma ist ansonsten kaum etwas herauszufinden, ihr primärer Fokus liegt laut eigener Aussage auf Technologien, die kleinen UAVs längere Einsatzzeiten zu ermöglichen. Dabei kommen solarbetriebene Systeme und fortschrittliche Power-Management-Technologiem zum Einsatz.

In den Jahren 2004 – 2010 hatte DII mehrere Finanzierungen in Gesamthöhe von rund 1,7 Mio. $ vom Department of Defense bzw. der U.S. Air Force bekommen. Dabei ging es um das ,Energy Harvesting for Small Air Vehicles,, was u.a. die Nutzung von mechanischen Schwingungen umfaßt, sowie um die Entwicklung einer ,Perching Micro Air Weapon’, die ebenfalls Methoden des Energy Harvesting nutzt.

Zudem meldet Grimsley 2012 das Patent für ein ,Solar Assembly and Method of Forming Same’ an, bei dem die Solarzellen innerhalb transparent überzogener Flügel plaziert werden (US-Nr. 9.595.910, erteilt 2017). Eine weitere Patentanmeldung unter dem Titel ,Unmanned aerial vehicle with inter-connecting wing sections’ nennt als Erfinder neben Grimsley noch einen Jacob R. Weierman (US-Nr.  20150014482, veröffentlicht 2015).

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

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

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

Dabei handelt es sich möglicherweise um die Thrust Vectoring Multiwii Dualcopter, deren Videos ebenfalls ab 2015  im Netz kursieren (YouTube-Kanal: Mclay).

Bei diesen Fluggeräten handelt es sich um senkrecht aufgebaute Drohnen, die in verschiedenen Größen und Konfigurationen gezeigt werden – darunter auch als unmotorisierte Leichtbau-Version, die von aufgedrillten Gummibändern angetrieben wird.

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

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

Im November 2021 berichten die Fachblogs, daß Ascent Aerosystems eine weitere Drohne mit einem zylindrischen, modularen Gehäuse auf den Markt gebracht hat. Wie der Sprite verfügt auch das neue Modell NX30 über zwei gegenläufig rotierende, übereinander angeordnete Rotoren. Diese lassen sich zusammen mit den vier Landestreben in die Seiten der Drohne einklappen, wenn sie nicht gebraucht werden. Dadurch läßt sich die NX30 wie eine Thermoskanne transportieren und einfach in einen Rucksack oder eine Tasche stecken.

Eine Ladung des Standardakkus reicht für eine Flugzeit von über 60 Minuten ohne Nutzlast bzw. 22 Minuten mit maximaler Ladung. Dabei kann die Drohne bis 6 kg an Ausrüstung tragen, wie eine kardanisch stabilisierte HD-Kamera, einen Infrarotsensor oder einen zusätzlichen Akku. Um eines oder mehrere der systemspezifischen Module hinzuzufügen, wird eine Staubkappe von einem der beiden Enden des Fluggeräts abgedreht und dann das gewünschte Modul aufgedreht und an seinem Platz verriegelt.

Die Höchstgeschwindigkeit im Vorwärtsflug beträgt 105 km/h – und dank ihrer wasserdichten Konstruktion kann die NX30 (die in der Presse teilweise noch als Spirit geführt wird) auch bei Regen oder Schnee geflogen werden. Ein Preis wird noch nicht genannt.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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