Quadrocopter-Trio baut selbstständig stabile Hängebrücke
Drohnen können auch im Team. Zum Beispiel eine begehbare Hängebrücke bauen. Das haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH) jetzt auf eindrucksvolle Weise demonstriert. Zwischen zwei Stahlgerüsten spannten drei Quadrocopter Seile aus besonders widerstandsfähiger Kunstfaser derart gekonnt, dass am Ende eine stabile Konstruktion entstand.
Hält: Die Drohnen haben alles richtig gemacht. Mit dem Bau der Hängebrücke haben die Fluggeräte bewiesen, dass sie im Team auch komplexe Aufgaben ausführen können.
Foto: ETH Zürich
Sie summen wie ein ganzer Schwarm Bienen, und doch erinnert das, was die drei Quadrocopter vollbringen, eher an das filigrane Werk von Spinnen. Mit einer Spule auf der Unterseite bestückt, fliegen die Drohnen zwischen zwei, knapp acht Meter voneinander entfernten Stahlgerüsten umher und umwickeln sorgfältig die jeweils vorderen Streben mit Dyneema-Seil – eine besonders zugfeste aber zugleich verhältnismäßig dünne Synthetikfaser.
Ist der Anfang vollbracht, wird es erst richtig kunstvoll. Die fliegenden Roboter spannen drei lange Verbindungsseile zwischen den Gerüsten: zwei verlaufen parallel mit etwa einem Meter Abstand, das dritte befindet sich, mittig angeordnet, etwa 80 cm darunter. Ein Dreieck also – das Grundgerüst für eine Hängebrücke.
Bislang erleichtern ausgelagerte Kameras den Drohnen die Arbeit
In an Synchrontanz erinnernden Flugmanövern ziehen anschließend zwei Drohnen die Querverbindungen zwischen den Halteseilen oben und dem unteren Laufseil. Außerdem wird Letzteres durch mehrfaches Umwickeln mit einem zusätzlichen Strang verdickt, sodass später die Füße der Brückennutzer ordentlichen Halt finden.
Die Drohnen sind mit einer Spule auf der Unterseite bestückt.
Quelle: ETH Zürich
Programmiert wurden die drei Drohnen alleine von einem Computer, der zuvor eine Art Bauplan für das filigrane aber stabile Tragwerk entwickelt hat. Einzig die genaue Ausmessung der beiden Baugerüste wurde von Menschen übernommen. Auch während des Brückenbaus bekommen die Quadrocopter ihre Anweisungen von jenem externen Rechner. Mit ihrer Flying Machine Arena hat die ETH Zürich einen Raum zur Verfügung gestellt, der eine Versuchsdurchführung unter absoluten Idealbedingungen ermöglicht.
Ganz schön gut organisiert: Die Drohnen haben zwar einen Bauplan für die Hängebrücke vorgegeben bekommen, doch das ist fast schon alles. Sie müssen sich im Flug selbst orientieren und etwaigen Hindernissen ausweichen. Parallel müssen sie darauf achten, welche Arbeiten ihre Roboterkollegen gerade verrichten und sich mit diesen abstimmen.
Quelle: ETH Zürich
Grund: Ausgelagerte Kameras in der Halle und ein ausgeklügeltes Motion-Capturing-System verschaffen dem steuernden Computer stets einen perfekten Überblick. Auf derart gute Bedingungen wird man beispielsweise in einem Naturschutzgebiet wohl vergeblich hoffen. Und um Hängebrücken tatsächlich in der Wildnis spannen zu können, müssten die Drohnen über gleich mehrere eigene Kameras verfügen, deren Bilder einem externen Steuerungs-Computer den nötigen Überblick bieten. Doch daran arbeiten die ETH-Forscher bereits.
Den Beweis, dass die Brücke auch hält, was sie verspricht – nämlich echte Menschen –, gibt es schließlich am Ende des Videos: Drei Projekt-Mitarbeiter überwinden problemlos die 7,40 Meter lange künstliche Schlucht.
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