Eine Drohne, die fliegt und taucht

Die �Dual-Roboter�-Drohne hat dabei erfolgreich das Wasser auf Anzeichen von Mikroorganismen und Algenbl�ten untersucht, die eine Gefahr f�r die menschliche Gesundheit darstellen k�nnen; sie k�nnte in Zukunft zur �berwachung von Klimaindikatoren wie Temperaturver�nderungen in arktischen Meeren eingesetzt werden.

Die Forscher haben die Drohne entwickelt, um �berwachungsdrohnen in aquatischen Umgebungen schneller und vielseitiger einsetzen zu k�nnen. Die einzigartige Konstruktion namens �Multi-Environment Dual Robot for Underwater Sample Acquisition� - kurz MEDUSA - k�nnte auch die �berwachung und Wartung von Offshore-Infrastrukturen wie Unterwasserpipelines und schwimmenden Windkraftanlagen vereinfachen. �MEDUSA ist einzigartig in ihrer dualen Roboterkonstruktion, mit einer Flugkomponente, die es erm�glicht, schwer zug�ngliche Bereiche zu erreichen, und einer Tauchkomponente, die die Wasserqualit�t �berwacht�, erkl�rt Mirko Kovac, Direktor des �Aerial Robotics Lab� am �Imperial College� und Leiter des Robotik-Zentrums an der Empa. �Unsere Drohne vereinfacht die robotergest�tzte Unterwasser�berwachung erheblich, indem sie anspruchsvolle Aufgaben �bernimmt, f�r die sonst Boote oder U-Boote erforderlich w�ren.�

Duale Konstruktion

Die Drohne fliegt mit ferngesteuerten Multirotoren - Auftrieb erzeugende Bl�tter, die sich wie Hubschrauberbl�tter um einen zentralen vertikalen Mast drehen.

Constanca Rosa, Forscherin am Imperial College London, bereitet die MEDUSA Drohne f�r den Start vor. /

Dadurch kann MEDUSA grosse Entfernungen mit hoher Nutzlast zur�cklegen, Hindernisse �berfliegen, Nutzlasten tragen und durch schwieriges Gel�nde man�vrieren. Nach dem Aufsetzen auf der Wasseroberfl�che 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 D�sen 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 Wasseroberfl�che ab und fliegt zu ihrem Ausgangspunkt zur�ck. W�hrend 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

�kologen verwenden normalerweise Boote, um abgelegene Meeresgebiete zu erreichen und zu �berwachen. MEDUSA k�nnte das Risiko f�r Menschen an diesen schwer zug�nglichen Orten verringern, etwa im Arktischen Ozean, wo Ver�nderungen der Meerestemperaturen, des S�ure- und Salzgehalts sowie der Str�mungen wichtige Hinweise auf die globale Klimaver�nderung liefern k�nnen.

�Wir k�nnen viel von den Weltmeeren und anderen Gew�ssern lernen: Durch die �berwachung �kologischer Parameter k�nnen wir fr�hzeitig Trends erkennen und die Faktoren besser verstehen, die die Wasserqualit�t und das Klima beeinflussen�, so Mirko Kovac. �Die einzigartige F�higkeit von MEDUSA, schwer zug�ngliche Orte zu erreichen und Wasserbilder, Proben und Messdaten zu sammeln, wird f�r die �kologie und die Wasserforschung von unsch�tzbarem Wert sein und k�nnte unser Verst�ndnis des lokalen Klimas in schwer zug�nglichen Umgebungen wie der Arktis verbessern.� Im Rahmen seines k�rzlich bewilligten �ERC Consolidator Grant� entwickelt Mirko Kovac nun mit internationalen Partnern an der Empa formver�nderliche metamorphe Drohnen.