Schweizer Forscher wollen Drohnen per Körperbewegung steuern

6.8.2018 - 20:15, dpa/dj

Sich wie ein Vogel bewegen und damit eine Drohne steueren, daran arbeiter Lausanner Forscher.
EPFL

Joysticks könnten bei der Bedienung von Fluggeräten bald überflüssig werden. Bei einer neu entwickelten Methode ziehen sich Piloten einfach einen Anzug mit Sensoren über – und nehmen dann Posen ein, als wären sie «Superman».

Noch wirkt es wie Spielerei. Aber das Potenzial für die Praxis ist enorm: Mit intuitiven Bewegungen des Oberkörpers lassen Forscher aus Lausanne eine Drohne durch die Lüfte gleiten. Zumindest im virtuellen Raum funktioniert die Technik bereits einwandfrei. Schon bald könnte sie daher auch in der realen Welt zum Einsatz kommen - ob bei Rettungsaktionen, in der Landwirtschaft oder bei Dreharbeiten für neue Hollywoodfilme.

Das Hauptziel sei gewesen, «eine Steuermethode zu entwickeln, die leicht zu erlernen ist», sagt Jenifer Miehlbradt vom Translational Neuroengineering Laboratory an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL). Denn wenn die Technik dem Nutzer weniger Aufmerksamkeit abverlange, könne sich dieser besser auf die eigentlich wichtigen Dinge konzentrieren, etwa im Such- und Rettungsdienst.

Sehr präzises Fliegen möglich

Das Schweizer Forscherteam suchte ganz bewusst nach Alternativen zu der bisher weit verbreiteten Handsteuerung per Joystick. Schliesslich kamen sie auf die Idee, dass Bewegungen des menschlichen Torsos, bei geeigneter Übertragung über Sensoren, für die meisten Flugmanöver ausreichend sein müssten. Nicht nur die Augen wären dann – ähnlich wie bei einem Adler auf der Suche nach Beute – von der reinen Steuertätigkeit «befreit», sondern auch die Hände und Finger. Erste Simulationen ergaben zudem, dass die Methode ein sehr präzises Fliegen ermöglichen würde.

Mitte Juli veröffentlichten die Schweizer ihre bisherigen Erkenntnisse in den «Proceedings» der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA. Bevor tatsächlich die ersten Drohnen mit der neuen Steuerungsmethode abheben können, sind demnach zwar noch weitere Entwicklungsschritte zu bewältigen. Aber das Ziel ist in Sicht  – und der Kurs weitgehend klar.

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Jacke und VR-Brille nötig

Kern des Konzepts ist eine mit Sensoren ausgestattete Jacke. Ergänzend ist bislang eine zweite Person erforderlich, die die Geschwindigkeit reguliert. Die «Piloten» müssen zudem eine Virtual-Reality-Brille aufsetzen, wenn sie innerhalb der Räume eines Labors in Lausanne «in die Lüfte steigen» wollen. Ein spezielles Training ist nicht notwendig - das Manövrieren in der virtuellen Welt ergibt sich fast wie von selbst. «Den eigenen Oberkörper einzusetzen, gibt einem das Gefühl, wirklich zu fliegen», sagt Miehlbradt.

Während einer kurzen Vorführung zeigt Matteo Macchini, Robotik-Experte des Teams, wie der Prototyp eines Handschuhs genutzt werden kann, um die Steuerung noch weiter zu verfeinern. «Die Höhe sowie Kursänderungen der Drohne lassen sich mit Bewegungen des Körpers kontrollieren», sagt Macchini. Wenn es komplizierter werde, wie etwa bei Start und Landung oder beim Bremsen und Beschleunigen, komme dann der Datenhandschuh zum Einsatz. 


Körperbewegungen mussten erst vermessen werden

Zunächst mussten die Forscher jedoch herausfinden, wie sich 
verschiedene Körperbewegungen am sinnvollsten in ein Steuerungsmuster
übertragen lassen. Dazu stellten sie Infrarotkameras in einem Kreis
auf. In der Mitte sass eine Versuchsperson, deren Oberkörper mit
 Markern bestückt war. Auf diese Art konnten ausreichend Daten zu
bestimmten Bewegungsabläufen gesammelt werden.



«Um diese Technik zu entwickeln, und dabei so viele Tests machen zu
können, wie wir wollten, haben wir erst einmal in der virtuellen
 Realität angefangen», sagt Miehlbradt, während sie den Aufbau für die 
Infrarottests im benachbarten Genf demonstriert. Später hätten dann 
einige der Kollegen die Bewegungsmuster auf ein System übertragen, 
das sich besser tragen lasse und das noch deutlich einfacher in der
 Bedienung sei.

Schweiz hat Spitzenposition bei Drohnen

Das Forschungsprojekt in Lausanne ist derzeit nicht das einzige dieser Art in der Schweiz - das Land hat sich im Bereich Drohnen-Technologie in den vergangenen Jahren eine internationale Spitzenposition erarbeitet. Nach Angaben der Regierung sind heute insgesamt mehr als 2500 Personen in etwa 80 Unternehmen in diesem Sektor tätig.

Auch beim praktischen Einsatz von Drohnen geht die Schweiz voran. Die unbemannten Flugkörper werden sowohl zur Verbesserung der öffentlichen Sicherheit in Schweizer Städten als auch im Rahmen von humanitären Hilfsaktionen in Katastrophengebieten genutzt. Seit 2017 laufen in Zürich ausserdem Experimente zur Auslieferung von Paketen mithilfe von Drohnen.

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