Test: Drohnenschwarm in einem Hindernisparcours (Foto: Alain Herzog, epfl.ch)

Ingenieure der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben ein System entwickelt, das einen Drohnenschwarm sicher und flott fliegen lässt. Es ermöglicht den kleinen Fliegern, ihr eigenes Verhalten und das ihrer Nachbarn vorherzusagen, um so Kollisionen zu vermeiden. Details wurden in "Nature Machine Intelligence" publiziert.

"Wenn in einem Schwarm eine Drohne ihre Flugbahn ändert, um einem Hindernis auszuweichen, synchronisieren die Nachbarn ihre Bewegungen entsprechend", sagt Dario Floreano, Professor an der School of Engineering der EPFL und Leiter des Labors für Intelligente Systeme (LIS). Wenn also eine Drohne nach links schwenkt, machen allen Nachbarn es ihr nach. "Sie reagieren einfach."

LIS-Doktorandin Enrica Soria hat mit Floreano ein prädiktives Kontrollmodell entwickelt, mit dem Drohnen nicht nur auf andere in einem Schwarm reagieren, sondern auch ihre eigenen Bewegungen antizipieren und die ihrer Nachbarn vorhersagen können. "Mit unserem Modell können Drohnen feststellen, dass ein Nachbar langsamer wird, was aber nicht bedeutet, dass sie ebenfalls abbremsen müssen", verdeutlicht Soria. Das Modell programmiert nach lokal gesteuerten, einfachen Regeln. So müssen Mindestabstände, eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit und eine gemeinsame Flugrichtung eingehalten werden.

Mit der neuen Steuerung sind Drohnen weitaus unabhängiger von Befehlen eines zentralen Computers, der die Flugbahn jedes einzelnen Fluggeräts berechnet, um Kollisionen zu vermeiden. "Bei unserem Modell werden Drohnen jedoch mithilfe lokaler Infos gesteuert und können ihre Flugbahnen autonom ändern", weiss Soria.

Tests hätten gezeigt, dass das System die Geschwindigkeit, Ordnung und Sicherheit von Drohnenschwärmen in Gebieten mit vielen Hindernissen verbessert. Floreano glaubt, dass Vogelschwärme ähnlich agieren. Wen sie auch noch so gross sind: Kollisionen kommen fast nie vor. Und sie bewegen sich so synchron, als würden sie sich wie Kunstflieger mit ihren jeweiligen Nachbarn absprechen.