Fliegender Einkaufswagen schwebt über Hindernisse
Ein fliegender Einkaufswagen hat viele Vorteile: Er schwebt über Hindernisse hinweg und lässt sich einfacher manövrieren. Ganz so einfach ist es aber nicht.
Lasten können mit dem Palletrone Cart einfach über Treppen transportiert werden.
(Bild: 박건우 (Screenshot))
Ein Forschungsteam der Seoul National University of Science and Technology (SeoulTech) in Südkorea hat eine als Palletron Cart bezeichnete Multirotor-Plattform entwickelt, die als fliegender Einkaufswagen genutzt werden kann. Zu transportierende Gegenstände können auf der Oberseite positioniert und frei im Raum bewegt werden.
Der Vorteil einer fliegenden Transportplattform liegt auf der Hand: Räder können etwa an Hindernissen hängen bleiben und so das Fortkommen erschweren. Eine fliegende Transportplattform lässt sich dagegen mit wenig Kraft im dreidimensionalen Raum über ein speziell entwickeltes Mensch-Roboter-Interaktionssystem bewegen. Das Überwinden von etwa Treppen stellt so kein Problem mehr dar.
Die koreanischen Forscher greifen bei dem Palletrone Cart auf ein multirotor Unmanned Aerial Vehicle (mUAV) zurück, wie sie in ihrer wissenschaftlichen Studie "The Palletrone Cart: Human-Robot Interaction-Based Aerial Cargo Transportation" (PDF) beschreiben, die in IEEE Robotics and Automation Letters erschienen ist. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um einen rechteckigen Käfig, der so konzipiert ist, dass Aktuatoren einen kontinuierlichen, gleichmäßigen Luftstrom erzeugen können, der die Plattform zum Schweben bringt. Vier Servomotoren mit Propellern sind dazu in dem Käfig zentral aufgehängt. Die Plattform verfügt an der Oberseite über eine gitterartige Auflagefläche, auf der Transportgüter abgelegt werden können. Wie bei einem Einkaufswagen ist an einer der schmalen Seiten ein Griff angebracht, über den der Palletrone Cart vom Benutzer über Schiebe-, Dreh- und Kippbewegungen gesteuert wird.
Steuerungskräfte separieren
Den Einkaufswagen zum Fliegen zu bringen, ist die eine Sache, ihn mit unterschiedlicher Beladung stabil fliegen zu lassen und dabei auch noch ansteuern zu können, eine andere. So kann etwa die Verteilung der Ladung auf der Ladefläche zu einem Ungleichgewicht führen, was den Flug beeinträchtigt. Zugleich wirken die Steuerungskräfte des Bedieners auf den Einkaufswagen, die sich so überlagern. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, beide Kräfte voneinander zu unterscheiden, sodass das System zum einen die Auswirkungen einer ungleichmäßigen Beladung ausgleichen und zum anderen die Steuerungskräfte des Benutzers über eine Inertial Measurement Unit (IMU) mit ihren Sensoren erfassen kann. Die einzelnen Rotoren können dazu über bewegliche Propellerarme in verschiedene Richtungen bewegt werden.
Der Palletron Cart ist so konzipiert, dass er weitgehend frei im Raum schwebt, sobald er losgelassen wird. Auch eine vollständige Abdeckung der Oberseite durch Ladung beeinflusst das Flugverhalten kaum. Die Luftströmung soll dann nur um 5 Prozent abnehmen. Die seitlich offene Konstruktion sorge für den nötigen Ausgleich, heißt es vom Forschungsteam.
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Die Zuladung ist bislang mit 2,93 kg jedoch noch überschaubar. Lasten wie gefüllte Einkaufstüten lassen sich damit also noch nicht bewegen. Die Wissenschaftler beabsichtigen aber in einem nächsten Schritt, die Ladekapazität weiter zu erhöhen. Dann soll auch die Steuerung weiter verbessert werden, denn derzeit kann das System nicht auf äußere Störungen, wie sie etwa durch Wind verursacht werden können, reagieren. Diese Störungen müssen aber für einen sicheren Betrieb von den Steuerungsimpulsen des Bedieners separiert erfasst und zur Flugsteuerung ausgewertet werden.
Als reine Transportplattform sehen die Wissenschaftler den Palletrone Cart nicht. Sie stellen sich vor, dass Filmcrews ihn als fliegende Stativplattform einsetzen. Dazu muss jedoch auch noch der Geräuschpegel gesenkt werden.
(olb)