Im Gegensatz zu Vögeln, die mühelos durch dichte Wälder und komplexe Umgebungen navigieren, waren herkömmliche Drohnen bislang meist auf externe Leitsysteme oder vorab kartierte Routen angewiesen. Eine bahnbrechende Entwicklung von Professor Fu Zhang und seinem Team an der Universität Hongkong hat dieses Paradigma nun grundlegend verändert.
Ihre Entwicklung, treffend SUPER (Safety-Assured High-Speed Aerial Robot) genannt, ahmt die Flugfähigkeiten von Vögeln so realitätsnah nach wie keine Technologie zuvor. Diese kompakte Drohne – mit einem Radstand von nur 280 mm und einem Gewicht von lediglich 1,5 kg – erreicht Geschwindigkeiten von über 20 Metern pro Sekunde (45 km/h) und weicht dabei selbst Hindernissen so dünn wie Stromleitungen oder Zweigen autonom aus.
Der Durchbruch liegt in der ausgefeilten Integration von Hard- und Software. Das System nutzt einen leichten 3D-LiDAR-Sensor, der Hindernisse bis zu 70 Meter entfernt mit höchster Präzision erkennt. Kombiniert wird dies mit einem fortschrittlichen Planungsframework, das während des Flugs zwei Flugbahnen berechnet: eine, die die Geschwindigkeit optimiert und dabei unbekannte Bereiche erkundet, und eine zweite, die die Sicherheit priorisiert, indem sie in bekannten, hindernisfreien Zonen bleibt.
„Es ist, als hätte die Drohne die Reflexe eines Vogels – sie kann Hindernissen in Echtzeit ausweichen und gleichzeitig auf ihr Ziel zusteuern“, erklärt Professor Zhang. Das System ermöglicht es Mikrofluggeräten (MAVs), komplexe Umgebungen mit bislang unerreichter Sicherheit und Effizienz zu durchqueren – selbst unter schwierigen Bedingungen wie in dichten Wäldern bei Nacht.
Die Auswirkungen auf verschiedene Branchen sind erheblich. Bei Such- und Rettungseinsätzen könnten mit dieser Technologie ausgestattete Drohnen Katastrophengebiete wie eingestürzte Gebäude oder dichte Wälder schnell durchqueren, Überlebende aufspüren und Gefahren effizienter einschätzen als bisherige Systeme. Weitere Anwendungsfelder sind autonome Lieferungen, Inspektionen von Stromleitungen, Umweltüberwachung und die Kartierung unzugänglicher Gebiete.
Da der globale Drohnenmarkt bis 2030 voraussichtlich auf 163,60 Milliarden US-Dollar anwachsen wird und der autonome Sektor jährlich um über 17 % wächst, sind Innovationen wie SUPER prädestiniert dafür, den realen Drohneneinsatz grundlegend zu verändern. Die Forschungsergebnisse wurden in Science Robotics veröffentlicht und markieren einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg, hochschnelle autonome Navigation aus dem Labor in die Praxis zu überführen.