Autonome Drohne übertrifft erstmals Piloten

22. Juli 2021 10:12

Zürich - Autonome Drohnen können einen Parcours erstmals schneller durchfliegen als durch menschliche Piloten gesteuert. Dies gelang mithilfe eines neuartigen Algorithmus, der von einer Forschungsgruppe der Universität Zürich entwickelt wurde. Er berechnet die optimale Flugbahn.

Zum ersten Mal hat ein autonom fliegender Quadrotor, eine Drohe mit vier Propellern, in einem Rennen zwei menschliche Drohnenpiloten übertroffen. „Unsere Drohne ist die schnellste Runde geflogen und hat dabei zwei Weltklassepiloten auf einer experimentellen Rennstrecke geschlagen“, berichtet Davide Scaramuzza in einer Medienmitteilung der Universität Zürich (UZH). Angesichts der begrenzten Akkulaufzeit müssen Drohnen schnell sein, etwa bei der Suche nach Überlebenden in einem Katastrophengebiet oder bei der Inspektion unzugänglicher Räume.

Der Professor lehrt sowohl an der Fakultät für Informatik der UZH als auch am Institut für Neuroinformatik von UZH und Eidgenössischer Technischer Hochschule Zürich. Dort leitet er die Gruppe Robotik und Wahrnehmung, die dieses Experiment durchführte. Im Jahr 2018 hat ein von ihm geführtes Team das IROS 2018 Autonomous Drone Race gewonnen. Ein Jahr später war es Vize-Weltmeister der AlphaPilot Drone Racing World Championship. Ausserdem leitet Scaramuzza die Rescue Robotics Grand Challenge des Nationalen Forschungsschwerpunkts Robotik, der diese Forschung finanziert hat.

Ein neu entwickelter Algorithmus ist die Basis für diesen aktuellen Erfolg, den ein Video dokumentiert. „Dieser Algorithmus ist der erste, der die schnellstmöglichen Flugbahnen generiert und gleichzeitig die Limiten der Drohne wirklich berücksichtigt“, so Scaramuzza. Bisher, so erklärt er, habe man die Flugbahn in Abschnitte aufgeteilt und bestimmten Wegpunkten zugeordnet. „Die neue Schlüsselidee ist, dass unser Algorithmus der Drohne nur sagt, dass sie alle Wegpunkte durchfliegen soll, aber nicht, wie oder wann sie das tun soll“, ergänzt Philipp Föhn, Doktorand und Erstautor der Studie. Sie wurde am Mittwoch im Fachmedium „Science Robotics“ veröffentlicht.

Hat der Algorithmus einmal die beste Flugbahn gefunden, kann er sie im Gegensatz zu menschlichen Piloten identisch reproduzieren. Zur Berechnung des jeweiligen Drohnenstandorts setzten die Forschenden externe Kameras ein. Um einer kommerziellen Nutzung näherzukommen, wollen sie nun Onboard-Kameras integrieren. Zudem muss der Algorithmus rechnerisch vereinfacht werden. Aktuell braucht er noch bis zu einer Stunde, um die schnellstmögliche Flugbahn zu berechnen. mm

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