Ein Forschungsteam hat autonome Mini-Drohnen entwickelt, die wie Fledermäuse durch Rauch und Dunkelheit navigieren. Die Technologie könnte Rettungskräfte bei Katastrophen entscheidend unterstützen.
Ultraschall ersetzt Kamera in Extremsituationen
Forscher des Worcester Polytechnic Institute (WPI) präsentierten am Mittwoch einen Durchbruch in der Robotik. Ihre handflächengroßen Drohnen nutzen biologisch inspirierte Echolot-Navigation – eine Weltneuheit für Rettungseinsätze. In dichtem Rauch, bei Nebel oder in völliger Dunkelheit versagen herkömmliche Kamera- und Lidar-Systeme regelmäßig. Die neuen Roboter hingegen „sehen“ mit Schall.
„Herausfordernd war vor allem der eigene Propellerlärm“, erklärt Projektleiter Nitin J. Sanket. Der Krach der Rotoren übertönt normalerweise die schwachen Ultraschall-Echos. Die Lösung kombiniert eine spezielle Schallabschirmung mit einer KI namens Saranga. Dieses neuronale Netz filtert die Nutzsignale aus dem Störgeräusch – ähnlich wie das Gehirn einer Fledermaus.
Getestet unter realistischen Katastrophen-Bedingungen
In über 180 Versuchen bewiesen die Drohnen ihre Tauglichkeit. Sie navigierten durch Parcours mit Metallstangen, durchsichtigen Plastikwänden und natürlichem Bewuchs – bei künstlichem Rauch, Nebel und sogar Schneefall. Die Erfolgsquote lag zwischen 72 und 100 Prozent.
Ein besonderer Vorteil: Glas und Plexiglas, die für Infrarotsensoren nahezu unsichtbar sind, reflektieren den Ultraschall zuverlässig. So erkennen die Roboter Fenster oder Glaswände, die für andere Systeme eine tödliche Falle wären. Schwierigkeiten bereiten lediglich sehr dünne Objekte wie Drahtseile oder dünne Äste.
Leicht, günstig und vielseitig einsetzbar
Während heutige Rettungsdrohnen oft schwer, teuer und stromhungrig sind, setzt das „PeAR Bat“-System auf einfache Ultraschallsensoren. Diese sind so günstig wie Bauteile aus dem Elektronikhandel. Die Drohne wiegt nur etwa 450 Gramm und ist mit rund 15 Zentimetern Durchmesser extrem kompakt.
„Diese Technologie könnte als erste Aufklärungsstufe in unzugängliche Bereiche vordringen“, so ein Branchenexperte. Im Vergleich zu großen Transportdrohnen wie der DJI Flycart 30 sind die Mini-Roboter für enge Hohlräume in Trümmern oder Bergwerksstollen prädestiniert. Ihr größter Vorteil: Sie kommen komplett ohne GPS oder Licht aus.
Der Weg in die praktische Anwendung
Bis zum Serieneinsatz sind noch Hürden zu nehmen. Die Flugzeit beträgt derzeit nur fünf Minuten pro Akkuladung. Die Forscher arbeiten an leichteren Sensoren und einer verbesserten KI für schnellere Umgebungserkennung.
Langfristig könnten Schwärme dieser Drohnen große Katastrophengebiete akustisch kartieren. Assistant Professor Sanket rechnet mit ersten realen Einsätzen in drei bis fünf Jahren. Die Technologie hat auch Potenzial jenseits der Rettungsrobotik – etwa für Hindernisvermeidung in autonomen Fahrzeugen oder Lagerrobotern.
Für jetzt markiert der erfolgreiche Testflug in Rauch und Dunkelheit einen Meilenstein: Roboter, die die Welt endlich so gut erfassen können wie die natürlichen Vorbilder aus der Tierwelt.
