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Elektronische Welten / Archiv | Beitrag vom 18.09.2008

Der autonome Minihubschrauber

Berliner Wissenschaftlerin will aus Spielzeugfliegern schlaue Maschinen machen

Von Susanne Nessler

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Verena Haffner ist Juniorprofessorin für Kognitive Robotik an der Humboldt Universität in Berlin. Sie baut aus ferngesteuerten Spielzeugfliegern autonome Flugroboter. Ihr bevorzugtes Forschungsobjekt: der Quadrocopter - eine Drohne. Ihr will Hafner ein neues Image verpassen, weg von der geheimen militärischen Nutzung hin zum autonomen Minihubschrauber für jedermann.

Kaum hat man den Flur der Fakultät für Informatik betreten, schon sausen zwei Fußball große Flugobjekte über einen hinweg.

Das ist keine Begegnung der dritten Art, das ist kein Science Fiktion, hier wird Wissenschaft betrieben: Kognitive Robotik heißt das Fachgebiet. Zwei Minihubschrauber mit vier Propellern üben gerade das selbständige Navigieren durch Räume.

"In der Höhe ist es ganz gut, hängt wahrscheinlich daran, dass jetzt wenig Wind ist. Der Höhensensor ist Luftdruck abhängig und der reagiert ziemlich auf Wind, auch wenn Türen zu und auf gemacht werden."

Michael Schulz, Student der Informatik greift immer dann ein, wenn der Quadrocopter von der Bahn abzukommen droht. Mit einer Fernsteuerung. Denn die Flugroboter sind zunächst nichts anderes als handelsübliche Minihubschrauber mit vier Propellern. Doch aus dem Spielzeug für Hobbyflieger sollen intelligente Maschinen werden, die eigenständig fliegen.
Verena Hafner, Juniorprofessorin für Informatik ist die Leiterin des Projektes. Sie beobachtet die Flugbahn, gibt Tipps zur Verbesserung.

"Was mich am meisten interessiert an Robotik, ist dass wir versuchen, menschliche Intelligenz und menschliches Verhalten versuchen zu verstehen."

Intelligente Maschinen - für viele Menschen eine gruselige Vorstellung, für Verena Hafner ist es das überhaupt nicht. Seit sie vor einigen Jahren in Großbritannien an der Universität Sussex sechsbeinige Laufroboter kennenlernte, hat sie das Thema künstliche Intelligenz nicht mehr losgelassen.

"Eigentlich wird das nur in unserer westlichen Gesellschaft so stark als Bedrohung wahrgenommen. In Japan ist die erste Assoziation, die man mit Robotern hat, die als Freund und Helfer."

Und wie bringt man der freundlichen Maschine bei, sich ohne menschliche Hilfe durch den Raum zu bewegen? – Das ist die Aufgabenstellung, die die junge Professorin zusammen mit ihren Studenten an den Quadrocoptern testet. Die Lösung liegt in der Natur, sagt Verena Hafner, die besten Strategien kommen aus der Welt der Insekten.

"Als unser Hauptvorbild aus der Biologie könnte man die Honigbiene betrachten. Weil die auch hauptsächlich mit optischem Fluss navigiert und so ihre Flugentfernung und aktuelle Position abschätzt."

Zurzeit werden die Quadrocopter auf das Erkennen roter Punkte trainiert. Sie orientieren sich mit einer kleinen Kamera im Raum. Andere Sensoren messen zum Beispiel den Luftdruck und ermitteln so die notwendige Flughöhe.
Die Programme dafür schreiben Studenten der Informatik. Jeden Dienstag treffen sie sich im Labor neben dem Büro ihrer Professorin.

"Ich schreib hier ein bisschen Quellcode, um die Software nachher auf die Kamera zu spielen. Und am Anfang erstmal die Kommunikation zu testen. Wenn der Quadrocopter und die Kamera angeschlossen sind, müssen die beide reden. Und dann geht es los, dass wir Lande- und Start Algorithmen starten, um den Quadrocopter autonom zu starten."

Hindenburg und Titanic, so haben die Studenten die Quadrocopter spaßeshalber getauft. Doch was zurzeit abstürzt sind die Rechner und nicht die Flugroboter. Die stehen jetzt auf dem Tisch und warten auf ein neues Testprogramm. Die gesamte Elektronik liegt frei. Die empfindlichsten Stellen sind mit der Plastik oder Schaumstoff geschützt.

"Das ist alles Provisorisch. Es sieht noch nicht hoch designd aus, aber es funktioniert."

Verena Hafner guckt durch ihre Rahmenlose Brille auf einen der Laptops im Labor und diskutiert mit einem der Studenten. Sie trägt Jeans und ist nur ein paar Jahre älter als ihre Mitstreiter. Sie gehört zu den wenigen Informatikerinnen hier. Gerade mal zehn Prozent Frauen finden sich in ihrem Fachbereich, in ihrem Flugroboter-Kurs ist keine einzige. Verena Hafner ist das gewohnt, ihre Studenten auch.

"Eine weibliche Professorin zu haben, ist jetzt für mich nichts, wo ich vor lauter Aufregung in Ohnmacht falle oder was ich als ungewöhnlich wahrnehme."

Tatsächlich aufregend dürfte dagegen kommendes Wochenende für die Studenten und ihre Professorin werden. Die erste open scource Meisterschaft für autonome Flugobjekte steht an. Einer der beiden Quadrocopter soll teilnehmen.
Danach werden die Bauanleitung und die Software mit dem die Flugroboter eigenständig fliegen im Internet veröffentlicht. Jeder soll die Informationen nutzen und wenn er will auch verbessern können, sagt Verena Hafner.
Später können die fliegenden Untertassen dann von Kartografen als mobile Landvermesser eingesetzt werden oder bei Rettungseinsätzen gefährliches Gelände selbstständig erkunden. So sollen die kleinen Flugmaschinen endlich ihr unheimliches Image als militärische Geheimwaffe verlieren.

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