Forschende der Universität Zürich haben einen neuen Ansatz entwickelt, mit dem autonome Quadrocopter mit hoher Geschwindigkeit durch unbekannte, unübersichtliche Umgebungen fliegen können. Dies geschieht ausschliesslich mithilfe der Sensoren und Berechnungen an Bord der Drohne. Bei Unfällen, Katastrophen oder auf Baustellen könnte dieses Novum Leben retten. Flug ins unbekannte und interessante rollenspiele. Wenn es um die Erkundung komplexer und unbekannter Umgebungen wie Wälder, Gebäude oder Höhlen geht, sind Drohnen kaum zu schlagen. Sie sind schnell, wendig und klein, transportieren Nutzlasten und gelangen mit Sensoren praktisch überall hin. Doch ohne eine Karte können sich autonome Drohnen bisher kaum in einer unbekannten Umgebung zurechtfinden. Um ihr volles Potenzial auszuschöpfen, braucht es derzeit noch erfahrene (menschliche) Piloten. «Beim Manövrieren einer Drohne muss man die Umgebung in Sekundenbruchteilen verstehen, um die Drohne schnell auf kollisionsfreie Bahnen zu lenken», sagt Prof. Davide Scaramuzza, der die Robotics and Perception Group an der Universität Zürich leitet.
ETH-Forscher Simone Brunamonti und Teresa Jorge sind hierfür verantwortlich, gemeinsam mit Kollegen des Deutschen Wetterdienstes. «Unser Hauptanliegen ist die Geophysica in die richtige Höhe zu lotsen. UZH: Künstliche Intelligenz ermöglicht Drohnen den Flug ins Unbekannte. Wir wollen verstehen, wie sich diese Aerosolschicht bildet und wie sie den Monsun beeinflusst. » Herauszufinden, wie der Monsun auf vom Menschen verursachte (anthropogene) Emissionen und Klimaänderungen reagieren wird, ist für die direkt betroffenen Länder in Asien von nahezu existentieller Bedeutung. Der Monsun ist aber auch für das Klima in unserern Breitengraden entscheidend. Er spielt eine wichtige Rolle für die Zusammensetzung der globalen Stratosphäre und hat während unseres Sommers Einfluss auf das Wetter der gesamten nördlichen Hemisphäre.
"Interessanterweise müssen diese Simulatoren keine exakte Nachbildung der realen Welt sein. Mit dem richtigen Ansatz reichen sogar einfache Simulationen aus", fügt Elia Kaufmann hinzu, ebenfalls Doktorand und Co-Autor. Die Anwendungen des Systems sind nicht nur auf Quadrocopter beschränkt: Gemäß den UZH-Forschenden könnte derselbe Ansatz nützlich sein, um etwa die Leistung von autonomen Autos zu verbessern oder sogar KI-Systeme in Bereichen zu trainieren, in denen das Sammeln von Daten schwierig bis unmöglich ist. In einem nächsten Schritt sollen das System verbessert und schnellere Sensoren entwickelt werden, die in kürzerer Zeit mehr Umgebungsinformationen liefern, damit die Drohne auch bei Geschwindigkeiten über 40 km/h sicher fliegt. Antonio Loquercio, Elia Kaufmann, René Ranftl, Matthias Müller, Vladlen Koltun, Davide Scaramuzza: Learning High-speed Flight in the Wild, Science Robotics, October 6, 2021 DOI: 10. Flug ins unbekannte und. 1126/scirobotics. abg5810
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