{"id":227379,"date":"2020-06-24T09:00:50","date_gmt":"2020-06-24T07:00:50","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=227379"},"modified":"2020-06-24T09:00:50","modified_gmt":"2020-06-24T07:00:50","slug":"drohnen-durch-selbstaendige-akrobatische-manoever-effizienter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/drohnen-durch-selbstaendige-akrobatische-manoever-effizienter\/","title":{"rendered":"Drohnen werden durch selbst\u00e4ndige akrobatische Man\u00f6ver effizienter"},"content":{"rendered":"

Seit der Mensch das Fliegen entdeckt hat, gibt es Piloten, die mit ihren Flugzeugen an die Grenzen der Physik gehen und in akrobatischen Man\u00f6vern zeigen, was m\u00f6glich ist. Das gleiche gilt auch f\u00fcr ferngesteuerte Modellflugzeuge aller Arten. Und mittlerweile auch f\u00fcr Drohnen. All diese Unternehmungen haben aber eines gemeinsam: Ein Mensch muss die Flugger\u00e4te steuern. Sei es direkt aus dem Cockpit oder per Fernsteuerung. Wissenschaftler der Universit\u00e4t Z\u00fcrich<\/a> gehen nun einen Schritt weiter und lassen Drohnen Dank eines Navigationsalgorithmus selbst\u00e4ndig akrobatische Man\u00f6ver ausf\u00fchren. Sie trainieren die autonomen Flugger\u00e4te durch Simulationen so, dass sie schneller, wendiger und effizienter werden.<\/p>\n

Das Forscherteam hat gemeinsam mit dem Mikroprozessoren-Hersteller Intel einen Quadrokopter gebaut, der lernen kann, autonom akrobatische Figuren zu fliegen. Zwar sei ein \u201ePower Loop\u201c oder ein \u201eMatty-Flip\u201c bei einem herk\u00f6mmlichen Drohneneinsatz wohl kaum erforderlich, eine Drohne, die in der Lage ist, diese akrobatischen Man\u00f6ver auszuf\u00fchren, sollte aber viel effizienter sein, betonen die Wissenschaftler. Sie k\u00f6nnten bis an ihre physikalischen Grenzen gehen, ihre Wendigkeit und Geschwindigkeit voll ausnutzen und innerhalb ihrer Batterielebensdauer l\u00e4ngere Strecken zur\u00fccklegen.<\/p>\n

Mit Hilfe des neu entwickelten Navigationsalgorithmus kann eine Drohne, die lediglich mit Sensorik und Berechnung an Bord ausgestattet ist, selbst\u00e4ndig diverse Flugman\u00f6ver ausf\u00fchren. Um zu beweisen, dass dieser Algorithmus funktioniert, flogen die Drohnen unterschiedliche Elemente wie \u201ePower Loop\u201c, \u201eBarrel Roll\u201c und \u201eMatty Flip\u201c. Bei all diesen Man\u00f6vern muss das Flugger\u00e4t sehr hohem Schub und extremen Winkelbeschleunigungen widerstehen. \u201eMit dieser Navigation haben wir eine weitere Stufe zur Integration autonomer Drohnen in unseren Alltag erreicht\u201c, sagt Davide Scaramuzza, Professor und Direktor der Gruppe f\u00fcr Robotik und Wahrnehmung an der Universit\u00e4t Z\u00fcrich.<\/p>\n

Mensch trotzdem noch immer im Vorteil<\/h3>\n

Im Zentrum des neuen Algorithmus ist ein k\u00fcnstliches neuronales Netz, \u201edas die von der Bordkamera und der Tr\u00e4gheitssensoren gelieferten Inputs direkt in Steuerbefehle umsetzt\u201c. Das Training dieses neuronalen Netzes geschieht, indem akrobatische Man\u00f6ver simuliert werden. Das hat laut Aussagen der Forscher mehrere Vorteile. Die Man\u00f6ver lie\u00dfen einfach durch Referenzflugbahnen simulieren und es seien keine teuren physischen Testl\u00e4ufe n\u00f6tig. Au\u00dferdem k\u00f6nne das Training einfach skaliert werden und f\u00fcr den Quadrokopter g\u00e4be es kein Risiko.<\/p>\n

\u201eUnser Algorithmus lernt akrobatische Man\u00f6ver mit einer Genauigkeit zu fliegen, die mit dem K\u00f6nnen von professionellen menschlichen Piloten vergleichbar ist, so Scaramuzza. Daher reichen auch nur wenige Stunden an Simulationstraining aus, bis der Quadrokopter einsatzbereit ist. Eine weitere Feinabstimmung mit realen Daten ist nicht n\u00f6tig, da der Algorithmus die gelernten Inputs aus den Simulationen abstrahiert und sie auf die physische Welt \u00fcbertr\u00e4gt.<\/p>\n

Trotz allem seien Menschen gegen\u00fcber den Drohnen aber noch immer im Vorteil, geben die Forscher zu. \u201eSie k\u00f6nnen unerwartete Situationen und Ver\u00e4nderungen in der Umwelt schnell interpretieren und sich rascher anpassen\u201c, betont Scaramuzza. Er ist aber sicher, dass Drohnen bei Such- und Rettungsmissionen oder bei Lieferdiensten \u201edavon profitieren, gro\u00dfe Entfernungen schnell und effizient zur\u00fccklegen zu k\u00f6nnen\u201c.<\/p>\n

Titelbild<\/strong>: Ein Quadrokopter macht einen Matty Flip. (Bild: Elia Kaufmann)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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