Israelische Drohne transformiert sich 27.05.2019, 10:52 Uhr

Transformer-Drohne Fstar fliegt und fährt

Mit der neuen Fstar Drohne bahnt sich eine ungeahnte Dimension in den Bereichen Automatisierung und Robotik an: Es handelt sich um eine Zwitterdrohne, die nicht nur fliegen, sondern auch auf diversen Untergründen fahren und verschiedene Hindernisse überwinden kann. Wer einen solchen Transformer-Roboter nur aus Filmen kennt, wird ihn bald womöglich schon in der Luft und am Boden sehen können.

Das ist die Fstar Transfomer-Drohne.
Foto: Ben-Gurion University of the Negev

Das ist die Fstar Transfomer-Drohne.

Foto: Ben-Gurion University of the Negev

Das kann die Fstar Drohne

Drohnen werden immer häufiger eingesetzt, etwa um spektakuläre Aufnahmen aus der Vogelperspektive zu machen. In ersten deutschen Städten wird bereits getestet, wie Drohnen den Transport an Land ersetzen können.Während der legendären Halbzeitshow im Super Bowl sorgten über 100 Exemplare für eine besondere Konstellation am Nachthimmel über Atlanta. Die hier vorgestellte Fstar Drohne hätte auch eine zusätzliche Performance am Boden abgeben können, denn sie wurde an der renommierten israelischen Ben-Gurion-Universität des Negev nicht nur zum Fliegen entwickelt. Es handelt sich um den ersten Prototypen einer multifunktionalen Hybriddrohne, die sich zu Land und in der Luft fortbewegen kann, und das mit demselben Motor. Das Kürzel Fstar steht für „Flying Sprawl-Tuned Autonomous Robot“.

Fahrender Quadrocopter mit funktionaler Flexibilität

Vorgestellt wurde die Fstar Drohne am 20. Mai in Montreal im Rahmen einer internationalen Konferenz zu Automatisierung und Robotik. Bislang haben die Ingenieure die Drohne ausgiebig auf einer Baustelle auf dem Universitätsgelände getestet. Dabei war der Prototyp in der Lage, sicher in der Luft manövriert zu werden, sich über diverse Untergründe zu bewegen und sogar über Hindernisse zu gelangen. Wenn die Hindernisse am Boden zu groß bzw. unüberwindbar sind, kann Fstar einfach abheben. Alternativ kann sich die fahrende Drohne auch kleiner machen und so viele Hürden nehmen. Aufgrund der handlichen Ausmaße (35 x 25 Zentimeter) ist diese Drohne in der Lage, sich durch Tunnel oder Rorhe zu bewegen. All das eröffnet mit Blick auf Erkundungen in diversen Bereichen völlig neue Perspektiven.

Ein Blick auf die Konstruktion der Zwitterdrohne Fstar

Ein Blick auf diese Drohne macht sofort deutlich, dass sie sich durch eine flache Konfiguration auszeichnet. Die Räder sind nicht senkrecht wie bei einem Auto angebracht, sondern in einem 55 Grad Winkel. Es handelt sich also um einen autoähnlichen Roboter, der seine Breite an Hindernisse flexibel anpassen kann. Die Konstruktion ermöglicht es, dass sich Fstar durch verschiedene Terrains sicher bewegen kann. Die nicht zu steile Stellung der Reifen sorgt für die notwendige Stabilität. Die Art der Fortbewegung kann je nach Untergrund und Beschaffenheit variieren. Fstar kann sowohl kriechen als auch laufen. In der Luft befinden sich die 4 Beine des Fstar Quadrocopter parallel zum Boden, also in derselben Ebene wie der Körper. Die Steuerung übernimmt ein Pilot, der sämtliche Konfigurationen aus der Ferne vornehmen kann.

Innovative Funktionalität steckt in Details

Erhält diese Drohne den Befehl zu landen, dann verwandelt sie sich in ein Auto. Die Beine werden durch den Motor von einer horizontalen in eine vertikale Position gebracht. Durch die geneigte Position der Räder gleicht diese hybride Drohne optisch einer Spinne. Die Rotoren, die für Auftrieb sorgen, werden vom gleichen Motor wie die Räder angetrieben. Genauso sorgen die Propeller in der Luft und auf dem Boden für effizienten Vortrieb. Der Stromverbrauch ist in der Luft deutlich höher als auf dem Boden. Das war für die Forscher der Ben-Gurion-Universität ein konstruktionsspezifischer Grund, eine Zwitterdrohne ins Leben zu rufen. Das Forscherteam erklärt, dass gekippte Räder grundsätzlich besser funktionieren als vertikale, wenn es auf eine stabilere Straßenlage und eine höhere Geschwindigkeit auf glatten Oberflächen ankommt. Zur Konkretisierung sei darauf hingewiesen, dass Fstar auf dem Boden bis zu 2,6 Meter pro Sekunde zurücklegen kann. In der Luft sind es sogar 15 Meter. Durch die hybride Konstruktion eignet sich diese zukunftsorientierte Drohne für länger andauernde Einsätze, da sie sich am Boden deutlich energiesparender fortbewegen kann.

Anwendungsgebiet der hybriden Drohne

Eine aktuell ohnehin diskutierte bzw. erprobte Anwendung zeigt sich in der Zustellung von Paketen. Den größten Teil der Strecke kann die Drohne fliegend zurücklegen, während die letzten Meter direkt bis zur Haustür fahrend absolviert werden. Hierfür müssten allerdings entsprechende Reichweiten und Ladekapazitäten geschaffen werden, damit sich die Anwendung nicht nur auf sehr kleine Pakete begrenzt. Forscher sehen in dieser innovativen Drohne aber vor allem ein multifunktionales Aufklärungsinstrument, das in Krisengebieten wertvolle Dienste leisten kann. Das gilt insbesondere für Such- und Rettungsarbeiten, da mit integrierter Kameratechnik auch entlegene Gebiete bzw. zerstörte Gebäude schnell durchsucht werden können. Auch Ruinen könnte diese Drohne mit ihrer flexiblen Wendigkeit erkunden. Im Privatbereich dürfte der Unterhaltungswert hinzukommen. Abgesehen von der Vogelperspektive können nach der Landung Fotos und Videos aus einer anderen Perspektive gemacht werden. Durch die Fähigkeit, erkunden zu können, eignet sich diese Drohne ferner für Wartungs- und Reparaturarbeiten. Besonders in luftiger Höhe wird es schnell möglich sein, sich einen aussagekräftigen Überblick zu verschaffen.

Fazit: Wer wird denn gleich abheben?

Bei Fstar handelt es sich derzeit um einen Prototypen. Nichtsdestotrotz liegt das zukünftig nutzbare Potenzial klar auf der Hand. Künstliche Intelligenz wird die Anwendungsoptionen weiter „beflügeln“. Das Forscherteam in Israel hat jedenfalls den Plan geäußert, Fstar mit künstlicher Intelligenz auszustatten, sodass die Drohne autonomer navigieren kann. Mit Blick auf nutzbare Ressourcen sollen zudem größere Modelle entwickelt werden. Zur Orientierung: Der erste Prototyp kann lediglich 400 Gramm transportieren.

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