In einem bedeutenden Fortschritt für autonome Flugrobotik haben Ingenieure der Universität Hongkong eine Drohne entwickelt, die die bemerkenswerte Fähigkeit von Vögeln nachahmt, komplexe Umgebungen mit hoher Geschwindigkeit zu durchqueren.
Der Safety-Assured High-Speed Aerial Robot (SUPER) kann mit über 20 Metern pro Sekunde (72 km/h) fliegen und dabei Hindernisse von nur 2,5 Millimetern Dicke – wie Stromleitungen oder Zweige – erkennen und ausweichen. Möglich wird dies allein durch bordeigene Sensoren und Rechenleistung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Drohnen, die auf GPS oder vorab kartierte Routen angewiesen sind, agiert SUPER vollkommen autonom in unbekannten Umgebungen.
Das kompakte System misst nur 28 Zentimeter im Durchmesser und wiegt beim Start 1,5 Kilogramm. Es nutzt einen leichten 3D-LiDAR-Sensor, der Hindernisse bis zu 70 Meter entfernt mit höchster Präzision erfassen kann. Besonders innovativ ist das ausgeklügelte Planungsframework von SUPER: Während des Fluges werden zwei Flugbahnen berechnet – eine, die auf Geschwindigkeit optimiert ist und unbekannte Bereiche erkundet, und eine zweite, die auf Sicherheit setzt und ausschließlich bekannte, hindernisfreie Zonen nutzt.
„Stellen Sie sich einen ‚Robotervogel‘ vor, der blitzschnell durch den Wald manövriert und dabei mühelos Ästen und Hindernissen bei hoher Geschwindigkeit ausweicht. Es ist, als hätte die Drohne die Reflexe eines Vogels und kann so Hindernissen in Echtzeit ausweichen, während sie ihrem Ziel entgegenrast“, erklärt Professor Fu Zhang, der das Forschungsteam leitete.
In Praxistests erreichte SUPER eine nahezu perfekte Erfolgsquote von 99,63 Prozent in verschiedensten anspruchsvollen Szenarien – darunter Hochgeschwindigkeitsflüge, das Ausweichen von Stromleitungen, die Navigation durch dichte Wälder und Flüge bei Nacht. Die Drohne zeigte zudem hervorragende Objektverfolgung und konnte etwa einem Jogger durch dichten Wald folgen – ein Szenario, an dem handelsübliche Drohnen scheiterten.
Die Technologie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten, insbesondere bei Such- und Rettungsmissionen: MAVs mit SUPER-Technologie könnten Katastrophengebiete – wie eingestürzte Gebäude oder dichte Wälder – Tag und Nacht schnell durchqueren, Überlebende orten oder Gefahren effizienter einschätzen als bisherige Drohnen. Die Forschung, veröffentlicht in Science Robotics, markiert einen Meilenstein auf dem Weg, hochschnelle autonome Navigation aus dem Labor in reale Anwendungen zu bringen.