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pte20201118018 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Drohnen-Anti-Kollisionssystem ahmt Eulen nach

Spezieller Servomotor und Stereokamera werden als "Hals" und "Kopf" auf Rumpf montiert


Eule: Vorbild Natur inspiriert die Wissenschaft (Foto: pixabay.com, TonW)
Eule: Vorbild Natur inspiriert die Wissenschaft (Foto: pixabay.com, TonW)

Shanghai (pte018/18.11.2020/11:30) - Forscher der Shanghai Jiaotong University (SJTU) http://en.sjtu.edu.cn haben ein Anti-Kollisionssystem entwickelt, das fliegende Roboter und Drohnen auch in besonders schwierigen dynamischen Umgebungen sicher ans Ziel bringt. Als Inspiration diente ihnen die Art und Weise, wie Eulen Objekte in ihrer Nähe wahrnehmen: Sie können ihren Kopf soweit verdrehen, dass sie quasi auch nach hinten sehen. Die technische Lösung setzt dasselbe Prinzip mittels Servomotor und Stereokamera um, die auf den Rumpf des Roboters montiert werden.

Bis zu 270 Grad möglich

"Eulen sind zwar nicht in der Lage, ihre Augen in irgendeine Richtung zu bewegen. Dafür verfügen sie aber über einen äußerst flexiblen Hals, den sie in einem Winkel von bis zu 270 Grad verdrehen können", zitiert "TechXplore" die Forscher rund um Wei Dong, Professor an der School of Electronic, Information and Electrical Engineering der SJTU. "Das ermöglicht es den Tieren, sogar Objekte in ihrem Umfeld sehr schnell wahrzunehmen und zu umfliegen, die sich genau hinter ihnen befinden, ohne ihren Oberkörper bewegen zu müssen", so die Experten.

Um dieses Prinzip zu replizieren, haben sie einfach einem handelsüblichen Quadrocopter - einem unbemannten Flugroboter mit vier senkrecht nach unten ausgerichteten Propellern - einen neuen "Hals" und "Kopf" verpasst. Dieser besteht aus einem Servomotor und einer einfachen Stereokamera. "Dank seines leichten Gewichts können sich Kopf und Hals viel schneller bewegen als der restliche Körper des Roboters. Außerdem wird dadurch die Flugqualität kaum beeinflusst", betonen die Erfinder.

Vielversprechende Tests

Wann und wie weit der "Hals" des Roboters jeweils verdreht werden soll, um Hindernisse in seiner Umgebung bestmöglich zu erfassen, regelt ein spezieller Algorithmus. Dieser berechnet kontinuierlich die Position und die möglichen Bewegungsrouten von Objekten und richtet dann über den Servomotor automatisch die Position der Servokamera so aus, dass diese rechtzeitig in einer optimalen Flugbahn umflogen werden können.

Bei ersten Praxistests ließen die Wissenschafter ihr Anti-Kollisionssystem eine Reihe von Experimenten durchlaufen. Ihr umgebauter Quadrocopter-Prototyp musste dabei etwa in Räumen mit vielen Objekten, die sich gleichzeitig dynamisch bewegten, sicher ein bestimmtes Ziel erreichen oder eine künstliche Ratte fangen. "Die Ergebnisse dieser Tests waren sehr vielversprechend. Unser Roboter hat alle diese Aufgaben erfolgreich gemeistert", heißt es.

(Ende)
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