Drohnen nach Naturvorbild: Fliegen ohne Kollision

Habichte sind die wahren „Kampfflieger“: Auf der Jagd sausen sie selbst in dichten Wäldern im rasanten Zickzack durchs Unterholz, ohne je zu kollidieren. Diese Fähigkeit würden Ingenieure gerne auch ihren kleinen Flugmaschinen verleihen. Jetzt hat ein Team aus Physikern und Biologen festgestellt, dass es dafür eine theoretische Höchstgeschwindigkeit gibt, je nach Dichte der Hindernisse: Fliegen die Vögel schneller als dieses Tempolimit können sie drohende Zusammenstöße in der Luft kaum noch vermeiden.

„Wenn man langsamer fliegt als dieses kritische Tempo, dann gibt es eine echte Chance, ewig weiter zu fliegen und immer die Bäume zu vermeiden“, berichtet Emilio Frazzoli, Professor für Luft- und Raumfahrt am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Fazit der Forscher ist: Für jede Dichte etwa eines Waldes oder auch eines Großstadtdschungels existiert eine sogenannte „unendliche kollisionsfreie Flugbahn“ – solange eine jeweils kritische Geschwindigkeit nicht überschritten wird.

Doch Drohnen sind bisher auf ein Flugtempo programmiert, das sie so schnell stoppen lässt, wie das Blickfeld ihrer Sensoren reicht. „Wenn ich nur fünf Meter weit sehen kann“, erklärt Frazzoli, „dann kann ich nur bis zu einem Tempo gehen, das mir erlaubt, innerhalb von fünf Metern zu stoppen. Was nicht sehr schnell ist.“ Habichte hingegen gingen weit darüber hinaus – vermutlich kombinierten sie Erfahrungen und blitzartige Reaktionen, so die Forscher. Sie wüssten offenbar intuitiv, dass sie bei einer bestimmten Walddichte und daran angepasstem Tempo immer eine Öffnung zwischen den Bäumen finden könnten.

Die Ergebnisse dürften auch Ingenieure beim Drohnenbau zu neuen Strategien inspirieren. wsa