UFO über dem Schwarzwald
Studenten an der Hochschule Furtwangen University tüfteln an einer kleinen, unbemannten Drohne. Diese kann mit Kameras ausgestattet werden. Das spinnenähnliche Metallgebilde soll so künftig Sicherheitskräfte bei der Überwachung von Großveranstaltungen unterstützen.
"Sie hören den Selbstcheck. Der MikroKopter, beziehungsweise die Hauptplatine, guckt jetzt, ob alle Motoren da sind, ob alle Regler beziehungsweise Motorsteuerungen anwesend sind. Das heißt: Wir können eigentlich loslegen."
Lukas Merz studiert an der Hochschule Furtwangen University Online-Medien. Doch statt im Hörsaal steht er, mit einer Modellbau-Fernsteuerung in der Hand, vor einem spinnenähnlichen, metallischen Gebilde. Auf den vier Metallarmen, die aus dem Inneren herausragen, befinden sich vier nach oben ragende Propeller.
"Jetzt schalten wir die Motoren mal ein. – Brummen – Das ist jetzt erst einmal Lehrlaufdrehzahl .So, dann fliegen wir mal ne Runde ..."
Auf Knopfdruck hebt das spinnenähnliche Metallgebilde vom Boden ab. Die vier Propeller scheinen sich nach oben in die Luft hinein zu schrauben. "MikroKopter" nennen die Fachleute dieses unbemannte Fluggerät, das viel manövrierfähiger ist als beispielsweise Modellbau-Hubschrauber – aufgrund der vier Propeller.
"Wenn Sie sich einen normalen Hubschrauber vorstellen, dann haben Sie einen Hauptrotor. Dieser muss durch einen Drehmomentausgleich stabilisiert werden. Deshalb brauchen sie einen Heckmotor. Damit wirbelt er nicht um die eigene Achse. Dieser Heckmotor nimmt praktisch Energie vom Haupttriebwerk weg. Das ist beim MikroKopter nicht der Fall: Wir haben vier Propeller. Jeweils zwei drehen sich immer in die gleiche Richtung. Und dadurch bekommen sie einen Drehmoment-Ausgleich. Und damit haben sie die volle Leistung der Rotoren in Auftrieb umgesetzt."
Damit ist der MikroKopter mit seinen vier Propellern viel wendiger und viel sparsamer unterwegs als ein herkömmlicher Mini-Hubschrauber.
Per Fernsteuerung kann Lukas Merz den MikroKopter Zentimeter um Zentimeter nach rechts- oder nach links bewegen, mal schnell, mal langsam. Ebenso lässt sich das "UFO aus dem Schwarzwald" in den verschiedensten Höhenniveaus fliegen, bis derzeit etwa 100 Meter. Dabei ist das Ganze mehr als ein Spielzeug für Studenten.
Die Überwachung großer Sportveranstaltungen per MikroKopter aus der Luft ist, so Projektleiter Michael Waldowski, ein wichtiges Anwendungsszenario:
"Im Moment werden sie schon eingesetzt bei den Sicherheitskräften. Bei Polizei und Feuerwehr, und sollen erstmalig in größerem Umfang auch publikumswirksamer für die breite Öffentlichkeit vorgestellt und eingesetzt werden bei der Fußball-Europameisterschaft 2008 für Überwachungsaufgaben. Diese MikroKopter können ja ausgestattet werden mit einer Kamera, mit einer Funkkamera, die drahtlos Bilder zu einer Bodenstation funken kann - gerade bei Fußballspielen."
MikroKopter gibt es bereits zur kommerziellen Nutzung auf dem Markt, allerdings erst seit etwa zwei Jahren. Zwei Voraussetzungen waren dafür erforderlich: Zum einen, so Professor Michael Waldowski, die Entwicklung einer neuen Elektro-Motoren-Generation:
"Da gibt es die so genannten bürstenlosen Außenläufer-Motoren. Früher gab es immer Elektromotoren mit Schleifkontakten, so wie man es vielleicht von seinem Auto noch kennt, vom Generator her. Die Motoren sind wesentlich verbessert worden. Man kann mit diesen neuen Motoren wesentlich schneller direkt antreiben mit einem enormen Wirkungsgrad. Und der Wirkungsgrad ist sehr hoch. Und der zweite Technologiesprung sind die Akkumulatoren: Das sind Lithium-Polymer-Akkus, die seit cirka vier Jahren erhältlich sind. Und wenn man beides zusammen nimmt, dann kann man leichte Modelle bauen, die eine entsprechende Flugzeit erreichen."
Das Forscherteam an der Hochschule Furtwangen University hat es sich zum Ziel gesetzt, die MikroKopter in ihren Funktionen zu optimieren und neue Anwendungsmöglichkeiten auszutesten. So laufen Experimente, die kleinen "UFOs" mit Kamera und GPS-Empfängern auszurüsten. Ein Nutzer kann über das Internet-Portal ‚Google Earth’ vier in der Nähe zueinander liegende Punkte aufrufen. Ein weiterer Mausklick genügt und der MikroKopter fliegt diese vier Punkte ab. Lukas Merz:
"Sie stellen sich jetzt Google Earth vor. Sie sehen eine Draufsicht aus der Satelliten-Perspektive. Mittels fünf Koordinatenpunkten, die Sie in Google Earth setzen, können sie den MikroKopter diese Punkte abfliegen lassen. Und über die Video-Übertragung können Sie im nächsten Fenster nebendran das direkte Live-Bild anschauen."
Ab und an lassen die Tüftler aus dem Schwarzwald ihre kleinen UFOs auch um Häuser herumfliegen – nicht ohne Hintergedanken, weiß Professor Michael Waldowski:
"Denken Sie nur daran, wenn man die Video- mit den Positionsdaten verknüpft, dann könnte man sich vorstellen, dass man auch Objekte vermessen kann, dreidimensional, zum Beispiel Gebäude, man umfliegt ein Gebäude und kann dann durch die Verknüpfung der Videodaten und der Positionsdaten des MikroKopters ein Gebäude dreidimensional vermessen – ein völlig neues Anwendungsbeispiel."
Auf seinem Labortisch startet Michael Waldwoski ein Demonstrationsvideo. Dem Zuschauer wird es fast schon schwindelig: Zu sehen ist der Flug eines MikroKopters aus der Perspektive der integrierten Video-Kamera.
"Derjenige, der das Modell steuert, guckt das Modell gar nicht an. Der sitzt da zusammengekauert auf dem Boden mit seiner Videobrille."
So eine Videobrille ist die ideale Ergänzung zum MikroKopter. In diese Brille hinein wird das Signal der aufgesetzten Kamera übertragen. Florian Götz studiert in Furtwangen Medieninformatik und hat das schon einmal ausprobiert.
"Und somit ist es möglich, dass man nur per Videobrille den MikroKopter steuert. Man sieht dann das Bild von der Kamera über die Videobrille direkt und kann dann einfach fliegen, als ob man in dem Modell sitzt. Das ist natürlich ein ganz anderes Gefühl. Es macht zum Teil mehr Spaß, weil man einfach denkt, man fliegt jetzt selbst und kann die Gegend erkunden. Wenn man unten steht, sieht man ja nicht so viel, als wenn man selbst drin sitzt."
Eines sei den jungen Testpiloten aus dem Schwarzwald allerdings empfohlen: Beim Landen tut man gut daran, die Videobrille rechtzeitig abzusetzen.
"... nicht gerade die sanfteste Landung. Aber sollte noch drin sein."
Näheres zu der verwendeten Mikrokopter-Technologie unter www.mikrokopter.de.
Lukas Merz studiert an der Hochschule Furtwangen University Online-Medien. Doch statt im Hörsaal steht er, mit einer Modellbau-Fernsteuerung in der Hand, vor einem spinnenähnlichen, metallischen Gebilde. Auf den vier Metallarmen, die aus dem Inneren herausragen, befinden sich vier nach oben ragende Propeller.
"Jetzt schalten wir die Motoren mal ein. – Brummen – Das ist jetzt erst einmal Lehrlaufdrehzahl .So, dann fliegen wir mal ne Runde ..."
Auf Knopfdruck hebt das spinnenähnliche Metallgebilde vom Boden ab. Die vier Propeller scheinen sich nach oben in die Luft hinein zu schrauben. "MikroKopter" nennen die Fachleute dieses unbemannte Fluggerät, das viel manövrierfähiger ist als beispielsweise Modellbau-Hubschrauber – aufgrund der vier Propeller.
"Wenn Sie sich einen normalen Hubschrauber vorstellen, dann haben Sie einen Hauptrotor. Dieser muss durch einen Drehmomentausgleich stabilisiert werden. Deshalb brauchen sie einen Heckmotor. Damit wirbelt er nicht um die eigene Achse. Dieser Heckmotor nimmt praktisch Energie vom Haupttriebwerk weg. Das ist beim MikroKopter nicht der Fall: Wir haben vier Propeller. Jeweils zwei drehen sich immer in die gleiche Richtung. Und dadurch bekommen sie einen Drehmoment-Ausgleich. Und damit haben sie die volle Leistung der Rotoren in Auftrieb umgesetzt."
Damit ist der MikroKopter mit seinen vier Propellern viel wendiger und viel sparsamer unterwegs als ein herkömmlicher Mini-Hubschrauber.
Per Fernsteuerung kann Lukas Merz den MikroKopter Zentimeter um Zentimeter nach rechts- oder nach links bewegen, mal schnell, mal langsam. Ebenso lässt sich das "UFO aus dem Schwarzwald" in den verschiedensten Höhenniveaus fliegen, bis derzeit etwa 100 Meter. Dabei ist das Ganze mehr als ein Spielzeug für Studenten.
Die Überwachung großer Sportveranstaltungen per MikroKopter aus der Luft ist, so Projektleiter Michael Waldowski, ein wichtiges Anwendungsszenario:
"Im Moment werden sie schon eingesetzt bei den Sicherheitskräften. Bei Polizei und Feuerwehr, und sollen erstmalig in größerem Umfang auch publikumswirksamer für die breite Öffentlichkeit vorgestellt und eingesetzt werden bei der Fußball-Europameisterschaft 2008 für Überwachungsaufgaben. Diese MikroKopter können ja ausgestattet werden mit einer Kamera, mit einer Funkkamera, die drahtlos Bilder zu einer Bodenstation funken kann - gerade bei Fußballspielen."
MikroKopter gibt es bereits zur kommerziellen Nutzung auf dem Markt, allerdings erst seit etwa zwei Jahren. Zwei Voraussetzungen waren dafür erforderlich: Zum einen, so Professor Michael Waldowski, die Entwicklung einer neuen Elektro-Motoren-Generation:
"Da gibt es die so genannten bürstenlosen Außenläufer-Motoren. Früher gab es immer Elektromotoren mit Schleifkontakten, so wie man es vielleicht von seinem Auto noch kennt, vom Generator her. Die Motoren sind wesentlich verbessert worden. Man kann mit diesen neuen Motoren wesentlich schneller direkt antreiben mit einem enormen Wirkungsgrad. Und der Wirkungsgrad ist sehr hoch. Und der zweite Technologiesprung sind die Akkumulatoren: Das sind Lithium-Polymer-Akkus, die seit cirka vier Jahren erhältlich sind. Und wenn man beides zusammen nimmt, dann kann man leichte Modelle bauen, die eine entsprechende Flugzeit erreichen."
Das Forscherteam an der Hochschule Furtwangen University hat es sich zum Ziel gesetzt, die MikroKopter in ihren Funktionen zu optimieren und neue Anwendungsmöglichkeiten auszutesten. So laufen Experimente, die kleinen "UFOs" mit Kamera und GPS-Empfängern auszurüsten. Ein Nutzer kann über das Internet-Portal ‚Google Earth’ vier in der Nähe zueinander liegende Punkte aufrufen. Ein weiterer Mausklick genügt und der MikroKopter fliegt diese vier Punkte ab. Lukas Merz:
"Sie stellen sich jetzt Google Earth vor. Sie sehen eine Draufsicht aus der Satelliten-Perspektive. Mittels fünf Koordinatenpunkten, die Sie in Google Earth setzen, können sie den MikroKopter diese Punkte abfliegen lassen. Und über die Video-Übertragung können Sie im nächsten Fenster nebendran das direkte Live-Bild anschauen."
Ab und an lassen die Tüftler aus dem Schwarzwald ihre kleinen UFOs auch um Häuser herumfliegen – nicht ohne Hintergedanken, weiß Professor Michael Waldowski:
"Denken Sie nur daran, wenn man die Video- mit den Positionsdaten verknüpft, dann könnte man sich vorstellen, dass man auch Objekte vermessen kann, dreidimensional, zum Beispiel Gebäude, man umfliegt ein Gebäude und kann dann durch die Verknüpfung der Videodaten und der Positionsdaten des MikroKopters ein Gebäude dreidimensional vermessen – ein völlig neues Anwendungsbeispiel."
Auf seinem Labortisch startet Michael Waldwoski ein Demonstrationsvideo. Dem Zuschauer wird es fast schon schwindelig: Zu sehen ist der Flug eines MikroKopters aus der Perspektive der integrierten Video-Kamera.
"Derjenige, der das Modell steuert, guckt das Modell gar nicht an. Der sitzt da zusammengekauert auf dem Boden mit seiner Videobrille."
So eine Videobrille ist die ideale Ergänzung zum MikroKopter. In diese Brille hinein wird das Signal der aufgesetzten Kamera übertragen. Florian Götz studiert in Furtwangen Medieninformatik und hat das schon einmal ausprobiert.
"Und somit ist es möglich, dass man nur per Videobrille den MikroKopter steuert. Man sieht dann das Bild von der Kamera über die Videobrille direkt und kann dann einfach fliegen, als ob man in dem Modell sitzt. Das ist natürlich ein ganz anderes Gefühl. Es macht zum Teil mehr Spaß, weil man einfach denkt, man fliegt jetzt selbst und kann die Gegend erkunden. Wenn man unten steht, sieht man ja nicht so viel, als wenn man selbst drin sitzt."
Eines sei den jungen Testpiloten aus dem Schwarzwald allerdings empfohlen: Beim Landen tut man gut daran, die Videobrille rechtzeitig abzusetzen.
"... nicht gerade die sanfteste Landung. Aber sollte noch drin sein."
Näheres zu der verwendeten Mikrokopter-Technologie unter www.mikrokopter.de.