Navigationsalgorithmus der Uni Zürich lehrt Drohnen Kunststücklein

Ein von der UZH trainierter Quadrokopter fliegt dank Algorithmus selbständig - ohne menschliches Zutun - einen Matty Flip. (Pressebild) Elia Kaufmann, UZH sda-ats

(Keystone-SDA) Dank einem Navigationsalgorithmus der Uni Zürich lernen Drohnen, selbständig akrobatische Manöver auszuführen. Die autonomen Fluggeräte werden durch Simulationen so trainiert, dass sie schneller, wendiger und effizienter werden. Spielerei oder nützliches Feature?

Gemäss einer Mitteilung der Universität Zürich (UZH) vom Dienstag ist die Fähigkeit der Quadrokopter, Manöver wie Matty Flip oder Power-Loop zu beherrschen, «auch bei normalen Such- und Rettungseinsätzen» von Nutzen.

Eine Drohne, die diese akrobatischen Manöver ausführen kann, könne viel effizienter sein: «Sie kann hart an ihre physikalischen Grenzen gehen, ihre Wendigkeit und Geschwindigkeit voll ausnutzen und innerhalb ihrer Batterielebensdauer längere Strecken zurücklegen».

Während in speziellen Wettbewerben professionelle menschliche Piloten sich gegenseitig mit Drohnen-Akrobatik zu übertreffen versuchen, ist es bei der an der UZH programmierten Drohne der Flugkörper selbst, der sich Kunststücke beibringt.

Ein bisschen Training ist schon nötig

Die Forschenden entwickelten den Navigationsalgorithmus, mit dem eine Drohne – einzig mit Sensorik und Berechnung an Bord ausgestattet – selbständig diverse Flugelemente ausführen kann. Um die Effizienz des eigenen Algorithmus zu beweisen, flogen sie Manöver wie den Power Loop, das Barrel Roll und den Matty Flip, bei denen das Fluggerät sehr hohem Schub und extremen Winkelbeschleunigungen ausgesetzt ist.

Ein paar wenige Stunden Simulationstraining genügen und der Quadrokopter ist einsatzbereit, ohne dass noch einmal eine Feinabstimmung mit realen Daten vorgenommen werden muss. Denn der Algorithmus abstrahiert die gelernten Inputs aus den Simulationen und überträgt sie auf die physische Welt.

Pizza-Lieferung als Kunstflug-Spektakel?

«Mit dieser Navigation haben wir eine weitere Stufe zur Integration autonomer Drohnen in unseren Alltag erreicht» sagt Davide Scaramuzza, Professor und Direktor der Gruppe für Robotik und Wahrnehmung an der Universität Zürich.

Die Forschenden räumen allerdings ein, dass Menschen immer noch im Vorteil sind: «Sie können unerwartete Situationen und Veränderungen in der Umwelt schnell interpretieren und sich rascher anpassen», sagt Scaramuzza. Dennoch ist er überzeugt, dass Drohnen bei Such- und Rettungsmissionen oder bei Lieferdiensten davon profitieren, grosse Entfernungen schnell und effizient zurücklegen zu können.