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Summende Augen – was uns drohnt

Sie sind klein, wendig und unglaublich schnell: Drohnen nach den Vorbildern von Insekten. 

von Norman Kietzmann, 26.06.2014

Sie sind klein, wendig und unglaublich schnell: Insekten können in Bruchteilen von Sekunden Gefahren ausweichen und auch auf unruhigem Untergrund sicher landen. Auf den Spuren der beflügelten Luftakrobaten wandeln nicht nur Hobbybastler mit selbstgebauten Flugobjekten. Auch Militärs und private Sicherheitsdienste benutzen Insekten als Vorbilder für den Drohnenbau.

Ferngesteuerte Flugzeuge und Helikopter waren gestern. Wer in der Bastlerszene etwas auf sich hält, konstruiert längst seine eigenen Drohnen. Hat der Bau der unbemannten Flugobjekte vor Jahrzehnten noch Millionen verschlungen, reichen heute schon wenige hundert Euro für ein eigenes Techno-Insekt. Der Grund: Neben Leichtbaumaterialien wie Karbon sind auch technische Komponenten erschwinglich geworden. Leistungsstarke Bewegungssensoren, mit denen die fliegenden Spione präzise gesteuert werden, sind längst in jedem Smartphone enthalten. Und auch handelsübliche Digitalkameras haben längst eine Kompaktheit erreicht, von der selbst Leinwand-Spione noch vor wenigen Jahren träumen mussten. 

Fliegende Überwachung
Dass Drohnen im Privatgebrauch immer beliebter werden, hat noch einen weiteren Grund. Denn neben der technischen Herausforderung bieten sie viel Potenzial für Schabernack im gesetzlich kaum geregelten Luftraum. „Es mag gruselig klingen, doch es war aus rechtlicher Perspektive absolut legal, als einige Typen eine Drohne vor dem Wohnungsfenster einer Frau in Seattle geflogen haben,  die daraufhin die Polizei alarmierte“, wird in einem Blog-Eintrag auf der Internetplattform DIY Drones verkündet – dem Zentralorgan der Do-it-yourself-Drohnenbauer. Über die gesetzlichen Freiräume scheint sich die Szene sogar zu amüsieren. Zwar müssen Drohnen in den USA ab einer Flughöhe von 130 Meter eine Genehmigung der Luftfahrtbehörde FAA erhalten. Doch dürfen Fotos und Videos von jedem öffentlichen Ort aufgenommen werden – ein Umstand, der Anfang des Jahres sogar per Richterbeschluss für den Einsatz von Drohnen bestätigt wurde. 

RoboBee der Harvard University
Solange keine gesetzliche Einschränkung erfolgt, dürfen die fliegenden Voyeure nicht nur weiter umherschwirren. Sie sollen es sogar. Ein von der Regierung Obama im Frühjahr 2012 unterzeichnetes Gesetz hat dem privaten Drohnen-Einsatz explizit den Weg geebnet. Zehntausende unbemannter Flugobjekte sollen bis 2020 den US-amerikanischen Luftraum erobern und von Sicherheitsfirmen zur Überwachung von Gebäuden und Grundstücken eingesetzt werden. Und auch das US-Verteidigungsministerium bleibt nicht untätig: Allein im Inland wurden, wie die Datenschutzorganisation Public Intelligence auf ihrer Homepage vermeldet, 64 Drohnenstationen eingerichtet. Im Dezember 2013 sorgte der Internethändler Amazon mit der Ankündigung für Aufsehen, bis zu 2,5 Kilogram schwere Pakete innerhalb von vier Jahren mit Drohnen ausliefern zu lassen. 

Extreme Wendigkeit
Als Antrieb für die meisten Selbstbau-Drohnen dienen Rotorblätter, wie man sie von Helikoptern kennt. Mit zwei oder vier kombinierten Antrieben ließ sich die Wendigkeit der Flugobjekte deutlich optimieren. Doch die fliegerische Raffinesse von Insekten blieb bislang noch unerreicht. Ein Durchbruch gelang dem deutschen Unternehmen Festo aus Esslingen, das jüngst die erste künstliche Libelle präsentierte. Der in Zusammenarbeit mit mehreren Hochschulen und Instituten entwickelte BionicOpter kann in alle Richtungen manövriert werden, vermag auf der Stelle in der Luft zu fliegen und kann segeln, ohne mit den Flügeln zu schlagen. Ihre Wendigkeit erhielt die 44 Zentimeter lange und 175 Gramm schwere Robo-Libelle durch eine Entkoppelung des Antriebs. So werden die vier Flügel separat angesteuert und verdrehen sich lediglich zur Seite, anstatt kontinuierlich auf und ab zu schlagen. 
BionicOpter von Festo

Künstliche Fliegengewichte
Welche Fortschritte der Drohnenbau in punkto Kompaktheit erzielt, berichtete das Wissenschaftsmagazin Science vor wenigen Wochen. So ist es Forschern der Harvard University gelungen, eine künstliche Biene zu entwickeln. Mit einer Körpergröße von zwei Zentimetern und einer Flügelspannweite von drei Zentimetern bringt die RoboBee gerade einmal 0,08 Gramm auf die Waage. Zwölf Jahre Entwicklungsarbeit waren nötig, um die beiden Flügel 120 mal in der Sekunde schlagen zu lassen. Der Grund für diese Leistung basiert auf einem neu entwickeltem Keramikwerkstoff, der sich unter Einwirkung elektrischer Spannung zusammenzieht und wieder ausbreitet. Auf Motoren und komplizierte Getriebe konnte somit verzichtet werden. 

Auch wenn die Biene bereits in der Luft zu stehen vermag, muss sie derzeit noch über ein Kabel mit einer externen Stromquelle verbunden werden. Schließlich leidet das Hightech-Insekt unter exakt demselben Problem wie heutige Elektroautos: Die bisher erhältlichen Akkus sind einfach zu schwer. Erst wenn das Gewicht der mobilen Energiespeicher spürbar gesenkt wird, kann die Drohne ihren Einsatz in der Praxis erproben. Der entscheidende Vorteil der Insektengestalt liegt schon jetzt auf der Hand: Denn mit bloßem Auge wird die Drohne als solche nicht mehr zu erkennen sein. Ob die Gesetzeslage dann weiterhin so locker bleiben wird, muss sich zeigen. Immerhin hat sich die US-Luftfahrtbehörde FAA vor wenigen Tagen bezüglich der Amazon-Pläne zu Wort gemeldet. Eine Paktauslieferung durch Drohnen ist in ihren Augen illegal.

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RoboBees Harvard University

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Festo BionicOpter

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