Drohnenflug
Uni Graz/Kernasenko
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Wissenschaft

Heuschrecke als Vorbild für sichere Drohnen

Der zunehmende Einsatz von Drohnen erhöht auch die Gefahren im Luftverkehr. Entsprechend streng sind die Luftfahrtregeln, aber auch die Drohnen selbst sollen künftig sicherer werden. Forscher der Uni Graz nehmen dafür die Heuschrecke als Vorbild.

Erst vergangenen Sommer wurde die Steiermark zum Testgebiet für unbemannte Luftfahrzeuge erkoren, aber auch im Straßenbau kommen Drohnen zum Einsatz – mehr dazu in Drohne für Straßen- und Brückeninspektion (3.7.2019). Künftig sollen mit Drohnen sogar Pakete bis zur Haustür geflogen werden.

Heuschrecken zeigen Anti-Kollisionsverhalten

Der zunehmende Drohnen-Verkehr macht es notwendig, die Fluggeräte möglichst sicher zu machen, um Kollisionen in der Luft zu vermeiden. Forscher der Universität Graz nehmen sich hier die Natur zum Vorbild, konkret das Flugverhalten von Heuschrecken, das künftig auf das Flugverhalten von Drohnen übertragen werden soll.

Erforscht wird dieses Zukunftsszenario aktuell im Projekt „BioKollAvoid“, kurz für Bionic Kollision Avoid, am Institut für Biologie der Universität Graz. Das Team rund um den Zoologen Manfred Hartbauer bedient sich dabei an den visuellen Fähigkeiten der Insekten. „Die bewegungsempfindlichen Augen der Wanderheuschrecken besitzen beinahe einen Rundumblick. Sie reagieren auf die rasche Kantenexpansion von sich annähernden Objekten reflexartig. So weichen einzelne Individuen in Schwärmen mit bis zu zehn Millionen Insekten gekonnt Hindernissen aus, ohne dabei zu kollidieren“, erklärt Hartbauer.

Forscher Uni Graz
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Konstantinos Kostarakos und Manfred Hartbauer arbeiten an einem Anti-Kollisionsdetektor für Flugdrohnen.

Naturreflex soll auf Chip gespeichert werden

Dieses Anti-Kollisionsverhalten kann durch das Anbringen von Elektroden an den Kollisionsdetektorneuronen von Wanderheuschrecken abgeleitet werden. „Über zwei gekrümmte Monitore werden den Insekten verschiedene Szenen vorgespielt, vergleichbar wie in einem IMAXX-Kino. Droht eine Kollision, werden bestimmte Nervenfasern aktiviert, was eine Abfolge von elektrischen Potentialen erzeugt. Die werden von uns abgenommen und die Daten weiterverarbeitet“, beschreibt der Bioniker den Ablauf des Versuchs.

Erster Prototyp im Herbst 2021 erwartet

Derzeit befindet sich das Projekt im Anfangsstadium. Im Oktober 2021 soll ein erster Prototyp vorgestellt werden, der zuverlässig Ausweichmanöver ausführen kann.

Die so gewonnenen biologischen Daten sollen von der FH Joanneum als Projektpartner auf einen Chip gespeichert werden. In einem weiteren Schritt soll die Drohne dann in eine Testphase an der TU Graz gehen, zunächst in virtueller Umgebung, ehe sie den Erstflug in der Natur absolviert. In Zusammenarbeit mit der Grazer Firma Drone Rescue Systems Inc. soll außerdem eine Art Bremsfallschirm entwickelt werden, der auslöst, wenn eine Kollision dennoch unvermeidbar ist und der für einen kontrollierten Absturz sorgen soll.