Drohnen drohnen Drohnen nach
Aus der Forschung — Ein von ETH-Studis entwickelter Mechanismus soll beim Einfangen von Drohnen helfen.
Drohnen haben die Schweiz erobert. Im Jahr 2016 schätzte das Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) die Zahl der Drohnen in der Schweiz auf 20’000. 2019 waren es bereits 100’000. Die Drohnen haben faszinierende neue Möglichkeiten geschaffen, bergen aber auch Risiken für die Öffentlichkeit, zum Beispiel wenn eine Drohne über einer Menschenmenge ausser Kontrolle gerät. In diesen Fällen braucht es eine Lösung, um die Drohnen abzufangen, ohne dass anwesende Personen zu Schaden kommen.
Hier kommt DroGone ins Spiel, eine Drohne, die gefährliche Gegnerdrohnen auffängt. Die Idee wurde vom Autonomous Systems Lab vorgeschlagen, das zum Institut für Robotik und Intelligente Systeme an der ETH gehört. Ein Team aus zehn Bachelor-Studierenden hat die Drohne sodann als Fokusprojekt innerhalb eines Jahres entwickelt.
«Ein Sprung ins kalte Wasser»
«Es ist insofern sinnvoll, eine Gegnerdrohne einzufangen, weil in einer Stadt eine Drohne nicht einfach abgeschossen werden kann, sonst würde sie auf die Passant*innen fallen. Und Signale zu senden, die die Fernbedienung dieser Drohne verunmöglichen, ist nur mit einer Bewilligung erlaubt», sagt Nasib Naimi, der Elektrotechnik und Informationstechnologie an der ETH studiert. «Als wir gestartet sind, hatten wir keine Erfahrung. Wir wollten unsere Drohne unbedingt autonom gestalten, ohne wirklich zu wissen, was das alles mit sich bringt. Es war ein Sprung ins kalte Wasser.»
Einige Herausforderungen säumten den Weg. So sei es zum Beispiel schwierig gewesen, gute und zuverlässige Sensoren zu finden oder die Effizienz des ganzen Systems zu optimieren. «Es soll alles schnell passieren, sonst ist man immer zu spät am richtigen Ort.» Die Selbstständigkeit der Drohne war ein wichtiger Punkt, da die für den Erfolg erforderliche Präzision vom Boden aus nur sehr schwer zu erreichen ist. Glücklicherweise konnte das Team immer mit der Unterstützung der Doktorand*innen im Autonomous Systems Lab rechnen. Auch Sponsor*innen beteiligten sich mit fachkundigem Rat und Finanzmitteln am Projekt. Die Kantonspolizei Zürich war ebenfalls interessiert: Für sie wäre DroGone eine Möglichkeit, Drohnen abzufangen, die illegal in der Luft sind.
Der Bordcomputer übernimmt die Kontrolle
Seit einigen Monaten steht ein Prototyp fest, der aber nicht 100 Prozent autonom ist. Das Gerät befindet sich nach dem Start im «Suchmodus» und ist auf einen Menschen angewiesen, der es fliegt. Wird die Anwesenheit einer Gegnerdrohne im Sichtfeld von DroGone bestätigt, übernimmt der Bordcomputer die Kontrolle, und die Drohne fliegt eigenständig weiter. Die zukünftige Position der Gegnerdrohne wird berechnet und ein Plan erstellt, sodass die Flugbahn der beiden möglichst dicht beieinander liegt. Wenn die zwei Drohnen nah genug sind, kann die Gegnerdrohne mit einem bestimmten Mechanismus eingefangen werden.
Ob das Team mit dem Projekt weitermachen wird, ist noch unklar. «Dieses Semester machen viele von uns ihre Bachelorarbeit oder Praktika, die Frage wird sich also erst nächstes Semester stellen», sagt Nasib. Die Erfahrung sei auf jeden Fall lehrreich gewesen, auch wenn sie manchmal mit langen Arbeitsstunden und wenig Schlaf verbunden war. «Rückblickend sind wir stolz und erstaunt, wie viel in neun Monaten mit genug Entschlossenheit erreichbar ist», so Nasib.