Drohnen

500 Drohnen erleuchten den Nachthimmel und erzielen neuen Rekord

Ein Jahr nach der spektakulären Lichtshow „Drone 100“ stellte Intel erneut einen Weltrekord auf: Stolze 500 Drohnen erleuchteten gemeinsam den Himmel.

Im deutschen Krailling verdunkelte sich der von Herbstfarben gezeichnete Abendhimmel, als auf einem Fußballfeld Tausende von winzigen Propellern begannen, sich im Einklang zu drehen. Das konstante Brummen der 500 mit LED-Panels bestückten Drohnen erreichte seinen Höhepunkt, als alle gleichzeitig abhoben und wie synchronisierte Glühwürmchen über den Himmel tanzten. Neben verschiedenen 3D-Formen schrieb der Schwarm lesbare Wörter sowie die Zahl 500 in den Himmel.

Die perfekt choreographierte Lichtshow wurde mit 500 Intel-Shooting-Star-Drohnen realisiert, für deren Steuerung nur ein einziges Notebook ausreichte. Intel erhielt dafür am 7. Oktober 2016 einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde für die meisten simultan fliegenden unbemannten Luftfahrzeuge (engl. Unmanned Aerial Vehicles, UAV). „Wir konnten zeigen, wie Drohnen in einem großen Schwarm miteinander kommunizieren und komplexe Aufgaben ausführen können“, sagt Natalie Cheung, Drone Light Show Business Director der UAV Group bei Intel.

ein technisches feuerwerk

Die mit Computertechnik realisierte Lichtshow demonstrierte, wie sich Kunst und innovative Drohnentechnik kombinieren lassen, um Zuschauern ein außergewöhnliches Erlebnis zu bieten, fügt Cheung hinzu. Sie erklärt, dass Drohnen-Lichtshows eine Alternative zu herkömmlichen Feuerwerken sein könnten – und das ganz ohne die mit Pyrotechnik verbundenen Risiken. „Die Technik lässt sich für Unterhaltungszwecke einsetzen oder um Werbung am Himmel anzuzeigen“, so Cheung. Ein Drohnenschwarm könnte auch für industrielle Zwecke oder für Such- und Rettungseinsätze verwendet werden.

Das von Intel entwickelte Drohnen-Lichtshowsystem wurde von der US-Bundesluftfahrtbehörde FAA für Flüge in den USA zugelassen. Cheung war dabei, als Intel Ende 2015 in Hamburg den ersten Guinness-Weltrekord mit einer Lichtshow aus 100 Drohnen aufstellte. Einige Monate später präsentierte Intel im kalifornischen Palm Springs ein Drohnensystem und bereitete damit den Weg dafür, dass die US-amerikanische Regulierungsbehörde solche Flüge gestatten würde.

Von 100 auf 500 Drohnen

Der „Drone 100“-Schwarm absolvierte seinen ersten öffentlichen Auftritt – und zugleich ersten Flug über Wasser – im Sommer 2016 anlässlich des Vivid-Sydney-Festivals in Australien. Die musikalische Begleitung übernahm das Sydney Youth Orchestra. „Drone 100 war bereits faszinierend, aber wenn in einem Luftraum der gleichen Größe 500 Drohnen deutlich enger nebeneinander fliegen, ist dies schlichtweg atemberaubend“, erklärt Cheung.

500 Drohnen steigen gleichzeitig in den Himmel auf.
500 Drohnen steigen gleichzeitig in den Himmel auf.

Auch Daniel Gurdan, der leitende Techniker der Intel Shooting Stars, erklärt, dass sich ein Schwarm aus 500 Drohnen um ein Vielfaches größer anfühlt als 100 UAVs. „Als Zuschauer verliert man den Überblick darüber, wie viele Drohnen tatsächlich in der Luft sind“, sagte er. Von Gurdan stammt auch die Idee, den Drone-100-Schwarm durch Verbesserungen und Vereinfachungen des Systems auf ein neues Level zu heben.

An den Shooting-Star-Drohnen gibt es keine Schrauben.
An den Shooting-Star-Drohnen gibt es keine Schrauben.

Zu diesem Zweck entwickelte das Team den Intel Shooting Star, eine leichte, sichere und robuste Drohne, die speziell für Lichtshows konzipiert wurde. Der Begriff, mit dem sich Intels Shooting-Star-Drohnen am besten beschreiben ließen, sei „optimiert“, so Cheung. „Bei der Entwicklung dachte unser Team an alles – vom Fertigungsprozess über die Effizienz im Betrieb bis hin zu Sicherheitsaspekten aus der Perspektive des Drohnenoperators und des Publikums.“

Optimierte Hardware und Software

Die für Drone 100 verwendeten UAVs wogen fast ein Kilogramm. Die neuen Shooting Stars bringen es auf gerade einmal 280 Gramm. Das als Zuladung fix integrierte LED-Panel befindet sich innerhalb eines weichen Rahmens, der aus zerbrechlichen Materialien – etwa flexiblem Kunststoff und Schaumstoff – besteht. Die Propeller werden durch Käfige geschützt und an der ganzen Drohne gibt es keine einzige Schraube.

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Die Flughöhe ist gesetzlich limitiert und liegt in den USA normalerweise bei einer Höhe von maximal 400 Fuß (etwa 122 Meter). Gurdan erklärt, dass Shooting-Star-Drohnen automatisch fliegen und sogar Windgeschwindigkeiten von bis zu zehn Metern pro Sekunde keine Stabilitätseinbußen verursachen. Da die Drohnen spritzwassergeschützt sind, macht ihnen auch leichter Regen nichts aus. „Der Flug-Controller ist bei Böen extrem präzise und robust und hat sich in der Vergangenheit als zuverlässig bewährt“, sagte Gurdan. Ähnliche Steuerungssoftware kommt auch für die von Intel für kommerzielle Zwecke entwickelte Drohne, den Falcon 8+, sowie für den Volocopter, den ersten für Flüge mit einer Person an Bord zertifizierten Multicopter, zum Einsatz.

von nur einer person gesteuert

Die Vorbereitungsphase für frühere Drone-100-Lichtshows dauerte etwa fünf Monate und für das Event-Management selbst wurden über 15 Personen benötigt. Für jede Show musste eigens ein Flugfeld eingerichtet und die Drohnen vor jedem Flug manuell zurückgesetzt, aktualisiert und geladen werden. Mit dem Intel Shooting Star kann das neueste optimierte Lichtshowsystem innerhalb weniger Tagen vorbereitet werden. Das Management lässt sich mit einer Handvoll Personen bewerkstelligen und, insofern kein Backup erforderlich ist, reicht ein Operator für den Betrieb des Systems.

Die Simulation kann mit einem Klick auf die Drohnen geladen werden.
Die Simulation kann mit einem Klick auf die Drohnen geladen werden.

Das neue System sorgt dafür, dass sich ein Shooting-Star-Schwarm einfach aktualisieren und bedienen lässt. Gurdan erklärt, dass vor den Flügen jede Drohne automatisch überprüft und basierend auf dem Akkuladestand, dem GPS-Empfang und anderen Faktoren die optimalen Drohnen ausgewählt werden. „Komplexe Algorithmen optimieren während der Start- und Landephase den Abstand, um Kollisionen zu vermeiden“, erklärt er. „Die Propellerkäfige sorgen dabei für den Schutz der Fluggeräte.“ Die präzise programmierten Maschinen weisen ein extrem gutes Reaktionsverhalten auf. Nicht einmal hundert menschliche Piloten könnten Hunderte von Drohnen besser steuert, betont auch Cheung.

intelligente drohnen-steuerung

Für die Inszenierung früherer Drone-100-Animationen mussten Programmierer noch den Flugweg jeder einzelnen Drohne kartografieren. Jetzt kann das System beinahe jedes Bild – zum Beispiel das Intel-Logo – als Vorlage verwenden. Anhand dieser Vorlage ermittelt die Software automatisch die schnellste Flugbahn für eine bestimmte Anzahl von Drohnen. „Wir lassen auf einem Notebook eine Simulation laufen und schauen uns an, wie es funktioniert. Anschließend laden wir alles mit einem Knopfdruck auf die Drohnen“, so Cheung.

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Mit der neuen Hardware und Software kann nicht nur eine höhere Anzahl von Drohnen verwendet werden, diese können auch näher beieinander fliegen. „Während der Abstand zwischen den Drohnen früher circa sechs Meter betrug, können sie sich nun in der Luft auf bis zu eineinhalb Meter einander nähern“, erklärte Cheung. „Wenn die Entfernung zwischen den Drohnen geringer ist, lassen sich hellere und schönere Bilder kreieren.“

Je mehr Drohnen, desto heller und beeindruckender die Lichtshow.
Je mehr Drohnen, desto heller und beeindruckender die Lichtshow.

Nachdem die FAA die Protokolle und Sicherheitsrichtlinien der Systeme geprüft hatte, erteilte sie die Zulassung für Intels Shooting-Star-Drohnen, erklärt Cheung. Die Part-107-Sonderfreigabe für Flüge im US-amerikanischen Luftraum der Klasse G, die Intel für „Drone 500“ erhielt, könnte den Weg bereiten, um auch in anderen Ländern eine Flugerlaubnis zu erlangen. „Wir zeigen Regulierungsbehörden rund um den Globus, dass richtig eingesetzte UAV-Technik bei der Ausarbeitung neuer Bestimmungen für bemannte und unbemannte Luftgeräte helfen kann“, betont Cheung.

Hinweis des Redakteurs: Für die Lichtshow werden Intels Shooting-Star-UAVs verwendet, jedoch wird in dem Artikel auch der Intel Falcon 8 erwähnt. Informieren Sie sich über die nächste Falcon-Generation, den Intel Falcon 8+, ein unbemanntes Flugsystem mit vollständig redundanten Elektronikkomponenten. Bei der Entwicklung dieses für die nordamerikanischen Märkte konzipierten Flugsystems standen Sicherheit, Leistung und Präzision im Mittelpunkt. Der Falcon 8 und der Falcon 8+ wurden nicht gemäß den Vorgaben der Federal Communications Commission autorisiert. Diese Produkte dürfen erst zum Verkauf oder zur Vermietung angeboten bzw. verkauft oder vermietet werden, wenn die Autorisierung erfolgt ist. Sicherheitszertifizierungen, die CE-Kennzeichnung und andere landesspezifische Zulassungen wurden bislang nicht abgeschlossen.

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