Diese Drohne ist kaum zu sehen, aber ohrenbetäubend laut
Forschende der Northwestern University nutzen Bewegungsunschärfe, um eine Drohne im Flug nahezu unsichtbar zu machen. Sie könnte für unbemerkte Beobachtungen oder Hologramm-Effekte genutzt werden.
Forschende der Northwestern University im US-Bundesstaat Illinois haben eine nahezu unsichtbare Flugdrohne entwickelt. Statt auf Tarnmuster, transparente Materialien oder Spiegelsysteme setzen sie dafür auf den Effekt von Bewegungsunschärfe: Das menschliche Auge kann sehr schnelle Bewegungen nicht erfassen. Das Objekt wirkt dadurch verschwommen oder gar transparent. Das Prinzip kennst du von Flugzeugpropellern und Hubschrauberrotoren.
Beim Prototyp der Drohne, der «Phantom Twist», rotiert nicht nur der Rotor, sondern das ganze Fluggerät. Mit 15 bis 25 Umdrehungen pro Sekunde erscheint sie im Flug nur noch als verschwommener Fleck und kann deshalb leicht übersehen werden.
Die handtellergroße Drohne sieht auf den ersten Blick nicht nach einem flugfähigen Objekt aus. Sie wird von einem dreiblättrigen Propeller getragen. Über mehrere filigrane Streben ist der Motor mit der Steuerplatine, den Akkus und einem Gegengewicht verbunden. Für die Entwicklung des Prototypen nutzte das Team ein Computermodell: Es berechnete 20 000 Flugdrohnen-Designs, die eine stabile Fluglage ermöglichen. Anschließend analysierte eine KI diese Entwürfe hinsichtlich ihrer Sichtbarkeit im Flug und generierte in mehreren Feedbackschleifen das optimale Design für einen Prototypen.
Fast unsichtbar, aber unangenehm laut
Die Forschenden sehen ihren Roboter beispielsweise als Inspektionsgerät im Einsatz. Sie geben an, dass Tiere, Menschen und «andere Systeme» sich anders verhalten, wenn sie einen Roboter wahrnehmen. Beobachtungen können deswegen verzerrt sein. «Phantom Twist» soll unauffällig beobachten und dadurch valide Daten sammeln.
Um ihre Aufgabe zu erledigen, kann die «Phantom Twist» theoretisch bis zu 40 Gramm Nutzlast tragen. Eine sogenannte Zeilenkamera könnte durch die schnelle Rotation kontinuierlich ein dreidimensionales Bild der Umgebung erfassen. Die Drohne könnte aber auch als fliegendes Display genutzt werden: Ausgestattet mit LEDs könnte sie wie ein Daumenkino mit bis zu 25 FPS ein schwebendes, dreidimensionales Hologramm erzeugen.
Aktuell ist das Gerät in der Luft kaum zu sehen, aber dafür umso besser zu hören: Die Drohne gibt einen unangenehm lauten Pfeifton von sich. Das macht der unbemerkten Beobachtung einen Strich durch die Rechnung. Das Forscherteam gibt in seinem Paper an, dass die Lautstärke zu reduzieren bislang keine Priorität hatte. Für die zukünftige Weiterentwicklung schlagen die Autorinnen und Autoren vor, den Propeller gezielt für einen leiseren Betrieb zu optimieren. Auch alternative Antriebskonzepte ohne bewegliche Teile könnten die Drohne demnach leiser machen.
Bis zu zehn Minuten präziser Schwebeflug
Im Gegensatz zu Hubschraubern und Quadrokoptern kann die «Phantom Twist» nicht aus dem Stand heraus abheben. Ein manuell geführtes Startgerät, das im Video zu sehen ist, versetzt die Drohne in Rotation, bis sie die Drehzahl für einen stabilen Betrieb erreicht. Dann kann sie selbstständig fliegen.
Laut der Forschungsarbeit lässt sich die Position der Drohne mit einer Genauigkeit von bis zu drei Zentimetern kontrollieren. Tests bei starkem Wind haben bislang allerdings nicht stattgefunden. Aktuell hält eine Akkuladung die «Phantom Twist» bis zu zehn Minuten in der Luft.
Fühlt sich vor dem Gaming-PC genauso zu Hause wie in der Hängematte im Garten. Mag unter anderem das römische Kaiserreich, Containerschiffe und Science-Fiction-Bücher. Spürt vor allem News aus dem IT-Bereich und Smart Things auf.
Vom neuen iPhone bis zur Auferstehung der Mode aus den 80er-Jahren. Die Redaktion ordnet ein.
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