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Forscher am Georgia Institute of Technology (GA Tech) setzen unter anderem auf virtuelle Zylinderhüte, um Abstürze in einem selbstorganisierenden Drohnenschwarm zu vermeiden. Denn das verhindert, dass einer der fünf Quadcopter die Luftsäule eines anderen stört. Derartige Ansätze, wie Drohnen selbständig einen sinnvollen Sicherheitsabstand voneinander halten können, gewinnen angesichts immer stärker beflogener Himmel zusehends an Bedeutung.
"Roboter am Boden haben schon seit langem 'Sicherheitsblasen' um sich herum, um Zusammenstösse zu vermeiden", sagt Magnus Egersted, geschäftsführender Leiter des Institute for Robotics and Intelligent Machines am GA Tech. Sein Team hat ein ähnliches Konzept für den Flugdrohnen-Typ der Quadcopter umgesetzt. Hier reicht es jedoch nicht, einfach nur direkte Zusammenstösse zu vermeiden. Denn wenn eine Drohne zu knapp unter einem anderen Quadcopter vorbeifliegt, stört das die Luftsäule der Rotoren und kann so indirekt einen Absturz verursachen. Damit ein selbstorganisierter Schwarm sicher fliegt, muss auch das verhindert werden.
Der Lösungsansatz, den das Team für seine Drohnen nutzt, scheint eigentlich denkbar einfach. "Sie tragen im Prinzip virtuelle Zylinderhüte", erklärt Egersted. Denn der Doktorand Li Wang hat ermittelt, dass es bei den Quadcoptern immer dann durch die Störung der Luftsäule zu einem Absturz kommt, wenn eine Drohne weniger als 0,6 Meter - das Fünffache des Propellerdurchmessers beim genutzten Modell - unter einer anderen vorbeifliegt. Er hat dann Algorithmen entwickelt, die den fünf Drohnen im Schwarm erlauben, ihre Flugbahn durch möglichst geringe Änderungen so anzupassen, dass es keine derart gefährlichen Annäherungen von unten gibt.
Bei dem Projekt, das im Rahmen der 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation näher vorgestellt werden soll, geht es zwar um einen kompakten selbstorganisieren Drohnenschwarm. Doch dürften solche Ansätze von breiterem Interesse sein. "Der Himmel wird immer voller mit autonomen Maschinen, ob nun für Zustellungen, den Agrarsektor oder Such- und Rettungsmissionen", betont Egersted. Bei dutzenden oder gar hunderten Drohnen auf engem Raum könnte kein Mensch den Verkehr mehr sicher regeln. "Also müssen wir den Drohnen ermöglichen, das selbst zu lösen."
http://robotics.gatech.edu
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