Robotik: Flugzeug fliegt selbstständig durch Tiefgarage

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Modellflugzeug gebaut, das selbstständig und ohne Zugriff auf GPS-Daten durch das Innere von Gebäuden fliegen kann und dabei Hindernissen ausweicht. Das erläuterte das Institut am vergangenen Freitag und lieferte mit einem dazugehörigen Video auch gleich Anschauungsmaterial. Darin ist zu sehen, wie das Flugzeug durch eine größere Halle fliegt und dabei scheinbar mühelos Hindernissen ausweicht, die durch Vorhänge dargestellt werden. Weiterhin ist der Flug durch eine Tiefgarage zu sehen, bei dem Wände und Pfeiler teilweise sehr nahe kommen, aber nicht touchiert werden.

Grundlegend neu sei, dass dies mit einem Flugzeug und keinem Helikopter gelungen sei, wird in dem Bericht weiter ausgeführt. Im Vergleich zu einem Helikopter sei ein Flugzeug eine kompliziertere und interessantere Herausforderung. Genau deshalb habe man sich auch dafür entschieden. So ist es mit rund 37 Kilometer pro Stunde nicht nur deutlich schneller unterwegs, sondern auch nicht in der Lage, spontan die Richtung zu wechseln. Außerdem kann es nicht seitwärts fliegen oder über einem Punkt schweben.

Vorteilhaft gegenüber Helikoptern ist jedoch die deutlich längere Flugzeit. Außerdem sei ein Helikopter bereits stark damit beschäftigt, sich überhaupt in der Luft zu halten und wenn er es schaffe, sei er doch deutlich langsamer als ein Flugzeug ähnlicher Größe.

Um ihre Pläne nun in die Tat umzusetzen, mussten die Forscher nicht nur das Programm entwickeln, sondern auch das passende Flugzeug bauen. Erst so konnten sie sichergehen, dass es ihren Anforderungen in größtmöglichem Umfang entspricht. Das fertige Fluggerät mit einer Spannweite von knapp 2 Metern habe deswegen ungewöhnlich kurze und breite Flügel, die es ihm erlauben, langsam zu fliegen und gleichzeitig die nötige Elektronik zu schultern.

Als Vorteil gegenüber einem Helikopter mit ähnlichem Anforderungsprofil hat das Steuerungsprogramm des Flugzeugs Zugriff auf eine Umgebungskarte. Trotzdem müsse aber in Echtzeit bestimmt werden, wo genau sich das Flugzeug gerade befindet. Dazu werden die Daten aus einem Laser-Entfernungsmesser und mehrerer interner Sensoren ausgewertet. Aus den insgesamt 15 verschiedenen Variablen wird die jeweilige Position berechnet (PDF-Datei). Dazu werden unter anderem zwei Algorithmen kombiniert, ein sehr genauer und ein sehr effizienter. Erst in diesem Zusammenspiel entstehe dann schnell genug das genaue Bild der aktuellen Umgebung.

In einem nächsten Schritt will das Team nun das Programm dahingehend erweitern, dass während des Fluges eine Karte der Umgebung generiert werden kann. Dazu könnte die Möglichkeit hinzugefügt werden, auch visuelle Informationen zu verarbeiten. Bereits jetzt sei das Projekt aber sehr wertvoll, nicht nur wegen der Antworten, die es liefere, sondern auch wegen neuer Fragen, die aufgeworfen wurden, erläuterte Paul Newman, der Leiter der Mobile Robotics Group an der Universität von Oxford. (mho)