(c) Jonas Withelm

Studentische Initiative AKAMAV forscht an Drohnen

Drohnen verfügen über Technologien, die in den letzten Jahren immense Fortschritte gemacht haben. Sie sind benutzerfreundlicher und erschwinglicher geworden, können komplexe Bewegungsabläufe mit hoher Präzision teilweise selbstständig ausführen und bieten sowohl privat als auch gewerblich großes Potential. Der Markt boomt. Anwendungsgebiete im zivilen Bereich reichen vom Spielzeug bis zur autonomen Arbeitsdrohne und ständig werden neue erschlossen. Jedoch birgt die erhöhte Nutzung der Flugobjekte auch Risiken und Gefahren. Auch in unserer Region sind die Fluggeräte ein Thema: An der Technischen Universität Braunschweig forschen Studenten mit dem Ziel, autonome Kleinstfluggeräte zu entwickeln. Ihre Ergebnisse stellt die Studenteninitiative AKAMAV bei internationalen Wettbewerben vor. Jonas Withelm, erster Vorsitzender der AKAMAV und Student des Maschinenbaus im Bachelor mit der Vertiefung Luft- und Raumfahrt, und Lara Jüschke, Wirtschaftsingenieurin und bald Studentin der Informations-Systemtechnik, im Interview.

Stellt euch doch bitte kurz vor. Wer ist AKAMAV, seit wann gibt es euch und welches Ziel verfolgt ihr?
Die Akamav, kurz für Akademischer Arbeitskreis Micro Air Vehicle, ist eine studentische Initiative an der TU Braunschweig, die im Jahr 2009 gegründet wurde. Wir sind eine gemeinnützige Vereinigung mit dem Schwerpunkt der Wissenschaft und Forschung. Unser Ziel ist die Entwicklung, Konstruktion und Konfiguration von unbemannten Flugrobotern.

Welche konkreten Anwendungsgebiete gibt es für eure MAVs?
Die Anwendungsgebiete unserer MAVs oder Micro Air Vehicle sind im zivilen Bereich und im Bereich der Forschung zu finden. Bisher nutzen wir unserer MAVs für den Transport kleiner Objekte, zum autonomen Fliegen von Missionen, zum Test eigener Designs und für diverse Computer-Vision-Aufgaben. Unter Computer Vision fallen Tätigkeiten wie Mapping (Kartographierung), Target detection (Erkennung von bestimmten Zielobjekten) und die Anwendung von SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)-Algorithmen zur (teil)autonomen Exploration von unbekannten Gebieten. Die Anwendungsgebiete, die sich daraus ergeben, sind vielfältig. Wobei sich selten Gelegenheiten ergeben, die MAVs entsprechend einzusetzen. Wir setzen unsere MAVs in der Regel für Tests, Luftaufnahmen und in Vorbereitungszeit für Wettbewerbe ein. Im Sommer planen wir meist einen Flugtag ein, um gemeinsam zu fliegen. Der Spaß soll schließlich nicht zu kurz kommen.

Letztes Jahr konntet ihr den zweiten Platz bei der IMAV Outdoor Competition machen. Worum ging es da bewiehungsweise welche Prüfungen mussten bestanden werden?
Die International Micro Air Vehicles Conference and Flight Competition, kurz IMAV, ist ein jährlich ausgetragener Wettbewerb und richtet sich an Studenten weltweit. Der Wettbewerb setzt sich in der Regel aus den zwei Hauptbereichen Indoor- und Outdoor-Competition zusammen. Für beide Anwendungsbereiche werden hypothetische Katastrophenszenarien erdacht und mehrere Aufgaben basierend auf diesen Szenarien gestellt. Die Akamav hat auf der IMAV 2017 an der Outdoor-Competition teilgenommen. In dem gestellten Szenario wurde ein Brand an einem Flughafen simuliert, natürlich ohne echtes Feuer. Als Wettbewerbsgelände wurde ein ungenutzer Flughafenbereich gewählt. Wie bei einem echten Brand sollten die MAVs Aufgaben erfüllen, um die Einsatzkräfte zu unterstützen. Die Aufgaben waren: Kartografierung des betroffenen Gebiets, Detektion von roten Objekten, kooperatives Tragen eines Rahmens und einem Ausdauerflug um Pylonen. Alle Aufgaben mussten innerhalb von 15 Minuten absolviert werden. Die Bewertung der Teams ist nach der Anzahl der erfüllten Missionselemente, der Autonomie, Größe, Anzahl und Effizienz der MAVs erfolgt.

Was waren sonstige Anforderungen und Herausforderungen?
Eine Herausforderung war der Zeitdruck in der Vorbereitung der IMAV. Oftmals unterschätzt man den benötigten Arbeitsaufwand für die Vorbereitung und arbeitet in den letzten Wochen vor dem Wettbewerb. Dazu treten häufig noch kurzfristig Probleme auf, sodass es bis zum Wettbewerbstag spannend bleibt. In solchen Momenten braucht es kreative Lösungen und gute Nerven. Aber genau das macht an der IMAV so viel Spaß. Genauso, wie zu sehen, wie andere Teams die Probleme gelöst haben. Eine weitere Herausforderung bestand aus dem vergleichsweise kleinen Flugbereich auf dem Wettbewerbsgelände, gepaart mit der kurzen Missionszeit von nur 15 Minuten. Beide Gegebenheiten haben eine gut abgestimmte Missionsplanung erfordert, um das Risiko eines Zusammenstoßes unserer MAVs zu minimieren. Glücklicherweise hatten wir am Wettbewerbstag gutes Wetter und der Ablauf hat fast perfekt funktioniert.

(c) Markus Bobbe

(c) Markus Bobbe

Nehmt ihr dieses Jahr wieder teil? Wie bereitet ihr euch darauf vor, was habt ihr letztes Jahr gelernt?
Wir möchten auch dieses Jahr sehr gerne wieder an der IMAV teilnehmen. Die IMAV bietet eine tolle Möglichkeit, die Anwendungsgebiete von MAVs zu zivilen Einsatzzwecken praktisch zu erforschen und ist im Bereich unbemannter Flugroboter in dieser Form einzigartig. Die Vorbereitungen dafür laufen bereits. Allerdings ist die Teilnahme dieses Jahr besonders von der Finanzierung abhängig, da die IMAV in Melbourne, Australien stattfindet.

Ab wann braucht man einen Drohnen-Führerschein (braucht ihr einen)? Was muss beim Fliegen beachtet werden?
Wer sich genau informieren möchte schaut am besten auf der Seite des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur, kurz BMVI, nach. Hier eine kleine Zusammenfassung ohne Anspruch auf Garantie. Nach der momentanen Gesetzeslage sind die Drohnen in verschiedene Gewichtskategorien eingeordnet. Dabei spielt das Gewicht eine entscheidende Rolle. Alle Fluggeräte über 250g sind mit einer feuerfesten Plakette mit Namen und Anschrift zu versehen. Für Fluggeräte ab 2kg ist zusätzlich ein Kenntnisnachweis erforderlich. Ab fünf Kilo ist eine Erlaubnis der Landesluftfahrtbehörde einzuholen. Hinzu kommen weitere Bestimmungen etwa über die Nutzung in bestimmten Lufträumen. In jedem Fall sollte keine Gefährdung von einer Drohne ausgehen. Für Nutzer von Drohnen ist es wichtig, über eine Haftpflichtversicherung zu verfügen, die Schäden durch Drohnen abdeckt.

In Wolfsburg wird derzeit über ein Drohnen-Verbot für Hobby-Piloten diskutiert. Wie schätzt ihr die Lage ein?
Dieses Verbot bezieht sich, soweit es uns bekannt ist, auf öffentliche Parks, insbesondere den Allerpark, und auf Spielplätze. Die Situation ist uns persönlich nicht bekannt, daher können wir uns nur allgemein dazu äußern. Zunächst einmal bieten die gesetzlichen Bestimmungen eine Orientierung. Die Diskussion ist aber durchaus legitim, wenn Parkbesucher in bestimmten Gebieten regelmäßig durch Drohnen gestört oder sogar gefährdet werden. Andererseits sollte es Plätze geben, in denen das Fliegen von Drohnen gefahrlos möglich ist. Eine offene Diskussion und die Einbeziehung aller Parteien sind in solch einem Fall wünschenswert.

Umstritten sind vor allem Drohnen, die die Privatsphäre ausspionieren oder durch Abstürze Unfälle riskieren. Wie kann man Missbrauch entgegenwirken?
Das BMVI regelt die Nutzung von Drohnen. Die Vorschriften regeln die Kennzeichnungspflicht, den Kenntnisnachweis, die Erlaubnisfreiheit und Erlaubnispflicht. Daneben spielt die Aufklärung über mögliche Gefahren und die ordnungsgemäße Nutzung eine wichtige Rolle. Kommerzielle Drohnen, von Parrot oder DJI, sind, was das betrifft, bereits fortschrittlich entwickelt. Für selbstgebaute Drohnen ist jeder Nutzer selbst verantwortlich. Ein Hinweis auf Gefahren und Gesetze auf Verkaufsplattformen wäre vorstellbar, um die Nutzer selbstgebauter Drohnen besser zu erreichen. Eine 100-prozentige Sicherheit gibt es natürlich nie.

(c) Jonas Withelm

(c) Jonas Withelm

Mit welchen Neuentwicklungen ist in nächster Zeit zu rechnen, was sollten Drohnen in Zukunft noch können?
Drohnen sind zunehmend in der Lage, ihre Umgebung besser wahrzunehmen und sich darin autonomer zu bewegen. Dadurch können Drohnen intelligente Entscheidungen treffen und autonome Missionen erfüllen. Auf dem Bereich Energieversorgung, also etwa bei Batterien und alternativen Antrieben, ist ebenfalls mit einer Weiterentwicklung zu rechnen. Bisher ist die Flugdauer von Multicoptern auf etwa 20 Minuten begrenzt. Welche konkreten neuen Möglichkeiten sich aus erhöhter Flugdauer und Autonomie ergeben, ist schwer vorherzusagen.

Woran arbeitet ihr, was möchtet ihr in Zukunft gerne umsetzen?
Momentan bereiten wir uns auf die IMAV vor und erweitern unseren Bestand an VTOLs. Das bedeutet Vertical Take Off and Landing, bezieht sich also auf senkrechtstartende Flugzeuge. In naher Zukunft wollen wir die Autonomie unserer UAVs verbessern. In ferner Zukunft wollen wir alternative Antriebe entwickeln und erproben.

Mehr Informationen gibt es unter www.akamav.de.

Katharina Holzberger (SUBWAY Magazin – oeding magazin GmbH) / Fotocredit: Markus Bobbe, Jonas Withelm

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