Technische Innovation

Innovative Drohnentechnik: Das sind die Trends für 2017

Eddie Codel Director, Flying Robot International Film Festival

Die Drohnentechnik setzt 2017 zu neuen Höhenflügen an. Innovative Modelle und Features schaffen neue Einsatzmöglichkeiten für Privatgebrauch und Industrie.

Der Umsatz mit unbemannten Luftfahrzeugen (engl. Unmanned Aerial Vehicle, UAV) wird sich in den nächsten drei Jahren nahezu verdreifachen. Das prognostiziert die US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration. Für dieses Wachstum ist vor allem innovative Drohnentechnik verantwortlich, die den fliegenden Robotern immer mehr Fähigkeiten verleiht und neue Nutzungsmöglichkeiten schafft, die weit über den Unterhaltungsbereich hinausgehen. Besonders für die Industrie entwickeln sich Drohnen zu einem wichtigen Hilfsmittel, mit dem sich bisherige Probleme lösen lassen.

Das neue Jahr begann mit einer Fülle an Drohnen-Neuheiten, die auf der Consumer Electronics Show (CES) angekündigt wurden. Die meisten davon lassen sich einer dieser drei Hauptkategorien zuordnen: Drohnen für industrielle Einsätze, Selfie-Drohnen für Endverbraucher sowie Sport-UAVs für Drone Racing-Wettkämpfe. Einige der Multicopter sind kleiner und flinker geworden, andere hingegen intelligenter – zum Beispiel mit autonomen Navigationssystemen und Virtual-Reality-Funktionalität.

sehende und denkende Drohnentechnik

„2016 war das Jahr, in dem Drohnen lernten, zu sehen und Hindernissen auszuweichen“, sagt Anil Nanduri, Vice President der New Technologies Group und General Manager des UAV-Segments bei Intel. Diese Techniken werden bei zukünftigen Modellen Standard werden. „Dieses Jahr werden wir zunehmend Systeme mit redundanten Komponenten sehen, die eine hohe Ausfallsicherheit bieten, falls beim maschinellen Sehen Probleme auftreten“, erklärt er. „Die neue Sensortechnik wird Drohnen helfen, auch bei Nebel und allen anderen widrigen Wetterbedingungen zu fliegen.“

Die Drohnentechnik setzt zu neuen Höhenflügen an.
Die Drohnentechnik setzt zu neuen Höhenflügen an.

Eine Drohne, die bereits über solche Technik verfügt, ist die Yuneec Typhoon H, die dank Intel RealSense-3D-Kamera Hindernissen ausweichen kann. Anhand der Aufnahmen erstellt sie in Echtzeit eine 3D-Karte und ist so in der Lage, Objekte auf ihrem Weg zu umfliegen. Weitere Modelle wie die vom Hersteller DJI 2016 eingeführten Mavic Pro und Phantom 4 nutzen visuelle Sensoren, die nach vorne und nach unten gerichtet sind, um Hindernisse zu erkennen. DJIs neueste Drohne für professionelle Filmaufnahmen, die Inspire 2, übertrifft dies noch mit nach oben gerichteten Infrarotsensoren, die Kollisionen auch in kleinen und geschlossenen Räumen verhindern.

drohnen werden zunehmend autonom

Auf diese Weise machen maschinelles Sehen und Künstliche Intelligenz (KI) das Fliegen von Drohnen einfacher und sicherer. „Die Automatisierung wird weiterhin zunehmen“, so Nanduri, „und vom Starten und Steuern einer Drohne über die Erfassung von Daten bis hin zur Übertragung und automatischen Analyse dieser Daten reichen.“ Da Drohnen immer autonomer werden, sinken auch die Anforderungen an die Drohnenpiloten.

Die für Lichtshows entwickelte Intel Shooting Star Drohne.
Die für Lichtshows entwickelte Intel Shooting Star Drohne.

Zu den wichtigen Weiterentwicklungen der kommenden Jahre zählen dem Fachmann zufolge die Steuerung ohne Sichtverbindung und Innovationen bei Starrflüglern und mehrrotorigen Hybrid-Drohnen.  Wie für jedes mit dem Internet verbundene Gerät werden aber vor allem Sicherheitsaspekte eine entscheidende Rolle spielen. „Das Gute daran ist, dass Sicherheitstechnik bereits in anderen Bereichen existiert“, so Nanduri. „Sie muss nur übernommen werden.“

Innovationen bei industriellen Drohnen

Anfang des Jahres gab der Drohnen-Pionier DJI bekannt, dass er eine Mehrheitsbeteiligung am schwedischen Kamerahersteller Hasselblad erworben hat. Die Technik des vor 75 Jahren gegründeten Unternehmens wurde bereits von der NASA für die Merkur- und Apollomissionen verwendet. Das Bündnis zwischen der legendären Kamerafirma und dem weltweit größten Hersteller von Consumer-Drohnen ist ein klares Zeichen dafür, dass die Luftbilderfassung weiterhin immens an Bedeutung gewinnen wird.

Auch Autel Robotics, ein Hersteller von mehrrotorigen Drohnen und Starrflüglern, führte für seine Quadrocopter-Produktreihe X-Star Premium zwei neue Kameras ein. Die für professionelle Nutzungszwecke konzipierte Wärmebildkamera FLIR Duo soll beispielsweise für Feuerwehren und Bauunternehmen große Vorteile bieten. Daneben bringt Autel eine 4K-Kamera mit CMOS-Sensor im 1-Zoll-Format (2,54 cm) auf den Markt, deren Auflösung und Bildschärfe nochmals deutlich besser als bei den jetzigen Kameramodulen sein werden.

flugzeug-inspektion per UAV

Solche Innovationen im Drohnen-Bereich eröffnen stetig neue Möglichkeiten für industrielle Einsätze. Airbus verwendet zum Beispiel für die Inspektion seiner Flugzeuge eine AscTec Falcon 8 von Ascending Technologies, einer Tochtergesellschaft von Intel. Diese nimmt hochauflösende Bilder einer Maschine auf, die sofort von Computern analysiert werden, um Mängel zu finden.

Airbus verwendet Drohnen für die Inspektion von Flugzeugen.
Airbus verwendet Drohnen für die Inspektion von Flugzeugen.

„Drohnen, Sensoren, Datenbanken, Cloud-Computing und maschinelles Lernen spielen für unser Projekt eine entscheidende Rolle“, betont Ronnie Gnecco, Innovation Manager for UAV Development and Applications bei Airbus. Die Qualitätsprüfung eines neuen Airbus-Flugzeugs erfordere normalerweise zwei Personen à zwei Arbeitsstunden. Eine mit Kamera ausgestattete Drohne macht in rund 10 Minuten 150 HD-Aufnahmen, die noch bessere Ergebnisse liefern, so Gnecco.

Innovationen bei Selfie-Drohnen

Selfie-Drohnen sorgten auf der CES 2015 mit der Nixie erstmals für Aufsehen. Die fliegenden Fotografen wurden seither immer besser und beliebter. Die 2017 auf der CES vorgestellten Modelle punkten vor allem mit ihrer geringen Größe. Einige lassen sich sogar zusammenfalten und in der Hosentasche verstauen, wie die Dobby von Zerotech.

Mit ihrer 4K-Kamera, die über einen elektronischen Bildstabilisator verfügt, nimmt die Dobby automatisch Foto- und Video-Selfies auf. Gesteuert wird sie über eine Smartphone-App. Sie verfügt über unterschiedliche „intelligente“ Funktionen wie Gesichtserkennung, Tracking und Gestensteuerung. Dank dieser ist es dem Benutzer möglich, den Controller aus der Hand zu legen und zuzusehen, wie die Drohne eigenständig navigiert.

multitalente im taschenformat

Andere Modelle wie die Wingsland S6 entwickeln sich durch neues Zubehör in eine ganz neue Richtung: Die Foto-Drohne soll demnächst über eine „Bomb Gun“ verfügen, die kleine Schaumstoffprojektile verschießt. Dank Optical-Flow-Sensoren und GPS-Funktionalität ist die Wingsland S6 sowohl für die Indoor-Verwendung als auch für das Fliegen im Freien geeignet.

Des Weiteren verfügt sie über zahlreiche Features, die bei den High-End-Drohnen von DJI bereits zur Standardausstattung gehören. Dazu zählen beispielsweise eine 4K-Kamera, autonome Flugmodi und eine Return-to-Home-Funktion. Die sorgt dafür, dass die Drohne selbständig nach Hause fliegt, falls die Signalverbindung unterbrochen wird oder die Akkureserven dem Ende zugehen.

Innovationen bei Racing-Drohnen

Was einst ein Hobby für eine kleine Gruppe von Adrenalin-Junkies war, ist heute ein großes Geschäft. Um bei Drohnenrennen in der ersten Liga mitzuspielen, mussten Piloten früher wissen, wie eine erstklassige, für Rennen geeignete Drohne gebaut wird. Heute wimmelt es im Handel von Modellen, die direkt flugbereit sind.

Ein solches ist der Highend-Quadrocopter UVify Draco, der für anspruchsvolle Rennen aus der Ich-Perspektive (engl. First Person View, FPV) entwickelt wurde. Die Drohne mit Rahmen aus Karbonfaser beeindruckt mit einer Spitzengeschwindigkeit von rund 160 Kilometern pro Stunde. Sie verfügt über modulare Komponenten, die sich einfach austauschen lassen, sowie ein latenzfreies digitales HD-FPV-Live-Video-Übertragungssystem. Letzteres ist besonders bemerkenswert, da die meisten von Hobbypiloten und Profi-Wettkämpfern verwendeten FPV-Systeme auf Analogtechnik basieren. Es gibt zwar bereits Digitalsysteme, aber die sind wesentlich teurer und weisen bei Videofeeds eine gewisse Verzögerung auf.

abheben mit dem papierflugzeug

Einen etwas anderen Ansatz verfolgt die Papierflugzeug-VR-Drohne PowerUp FPV, die über die Crowdfunding-Plattform Kickstarter finanziert wurde. Das Rennflugzeug ist ein aus Papier gefertigter Starrflügler. Der FPV-Videofeed wird auf ein Smartphone übertragen, das – in einen Google-Cardboard-Viewer eingesetzt – dem Benutzer ein VR-ähnliches Erlebnis bietet. Die Drohne wird über die Kopfbewegungen des Benutzers gesteuert, der das Headset trägt.

Als Starrflügler reagiert PowerUp wesentlich empfindlicher auf Wind als ein typischer Racing-Quadrocopter. Deshalb wird sie wahrscheinlich zu keinem ernsthaften Rivalen für Wettkämpfe. Doch solche Anwendungen, bei denen der den Nutzer sozusagen direkt im Cockpit eines Papierflugzeugs sitzt, sind ein weiterer Beweis für den einzigartigen Innovationsreichtum im Bereich der Drohnentechnik.

Erfahren Sie mehr über innovative Drohnentechnik mit Intel Inside® und News rund um das Thema Drohnen.

Dieser Artikel entstand unter Mitwirkung von Ken Kaplan.

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