Eine Drohne, die fliegt und taucht

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Constanca Rosa, Forscherin am Imperial College London, bereitet die MEDUSA Drohn

Constanca Rosa, Forscherin am Imperial College London, bereitet die MEDUSA Drohne für den Start vor. Bild: Empa

Eine neue «duale» Drohne kann sowohl fliegen als auch auf dem Wasser landen, um aquatische Proben zu nehmen und etwa die Wasserqualität zu Überwachen. Die Drohne wurde von Forschenden des «Imperial College London» und der Empa entwickelt und vor kurzem gemeinsam mit Forschenden der Eawag erstmals auf dem Zürichsee getestet.

Die «Dual-Roboter»-Drohne hat dabei erfolgreich das Wasser auf Anzeichen von Mikroorganismen und Algenblüten untersucht, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen können; sie könnte in Zukunft zur Überwachung von Klimaindikatoren wie Temperaturveränderungen in arktischen Meeren eingesetzt werden.

Die Forscher haben die Drohne entwickelt, um Überwachungsdrohnen in aquatischen Umgebungen schneller und vielseitiger einsetzen zu können. Die einzigartige Konstruktion namens «Multi-Environment Dual Robot for Underwater Sample Acquisition» - kurz MEDUSA - könnte auch die Überwachung und Wartung von Offshore-Infrastrukturen wie Unterwasserpipelines und schwimmenden Windkraftanlagen vereinfachen. «MEDUSA ist einzigartig in ihrer dualen Roboterkonstruktion, mit einer Flugkomponente, die es ermöglicht, schwer zugängliche Bereiche zu erreichen, und einer Tauchkomponente, die die Wasserqualität Überwacht», erklärt Mirko Kovac, Direktor des «Aerial Robotics Lab» am «Imperial College» und Leiter des Robotik-Zentrums an der Empa. «Unsere Drohne vereinfacht die robotergestützte Unterwasserüberwachung erheblich, indem sie anspruchsvolle Aufgaben Übernimmt, für die sonst Boote oder U-Boote erforderlich wären.»

Die Drohne fliegt mit ferngesteuerten Multirotoren - Auftrieb erzeugende Blätter, die sich wie Hubschrauberblätter um einen zentralen vertikalen Mast drehen. Dadurch kann MEDUSA grosse Entfernungen mit hoher Nutzlast zurücklegen, Hindernisse Überfliegen, Nutzlasten tragen und durch schwieriges Gelände manövrieren. Nach dem Aufsetzen auf der Wasseroberfläche entkoppelt MEDUSA ihre angebundene mobile Unterwasserkapsel mit angeschlossener Kamera und Sensoren, die bis zu zehn Meter tief absinken kann. Die genaue Tiefe und die dreidimensionale Position der Kapsel im Wasser kann der Drohnenpilot mithilfe von Auftriebskontrolle und Düsen aus der Ferne steuern, wobei er durch Echtzeit-Videos und Sensor-Feedback von der Kapsel geleitet wird.

Nach der Probenentnahme zieht die Drohne die Kapsel wieder ein, hebt von der Wasseroberfläche ab und fliegt zu ihrem Ausgangspunkt zurück. Während die Unterwasserkapsel neu ist, handelt es sich bei der Luftdrohne um einen Industriestandard, MEDUSA-Systeme lassen sich also relativ leicht konstruieren und mit industriellen Drohnen kombinieren.

Hinweise auf das aquatische Klima

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