Flying Machine Arena

Flugroboter spielen Tennis

Schweizer Wissenschaftler haben Flugrobotern das Ballspielen beigebracht. Die Quadrocopter spielen einen ihnen zugeworfenen Ball zurück. Der Ball kann von einem Menschen zugeworfen werden. Die Roboter spielen aber auch zu zweit oder dribbeln den Ball allein.

Türme bauen können sie schon, die Quadrocopter des Unternehmens Ascending Technologies aus Krailling bei München. Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH) haben den Flugrobotern (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) jetzt auch das Ballspielen beigebracht.

Selbstentwickelte Steuerelektronik

Die Quadrocopter basieren auf den Humming Birds von Ascending Technologies. Ein Quadrocopter besteht aus einem kreuzförmigen Rahmen und wird von vier Rotoren angetrieben. Ein solches UAV fliegt bis zu 50 km/h schnell und kann rund 20 Minuten in der Luft bleiben. Zur Datenverarbeitung steht ein ARM7-Prozessor zur Verfügung. Die ETH-Forscher haben die UAVs nach eigenen Angaben jedoch stark modifiziert. Unter anderem haben sie sie mit einer selbstentwickelten Steuerelektronik ausgestattet, die den UAVs mehr Agilität verleiht.

Damit das UAV spielen kann, haben die Forscher es mit einer Art Schlagfläche ausgerüstet, die über dem Kreuzungspunkt der beiden Arme angebracht ist. Wird dem Quadrocopter ein Ball zugeworfen, fliegt er hin und spielt ihn zum Werfer zurück. Das Spiel funktioniert auch mit zwei Quadrocoptern: Ein Mensch wirft einem der beiden einen Ball zu und die beiden Roboter werfen ihn sich gegenseitig zu. Ein Quadrocopter kann auch einen Ball allein dribbeln - praktisch, wenn er mal keinen Artgenossen oder Menschen zum Spielen hat.

Flugarena

Das Robotertennis findet in der Flying Machine Arena der ETH statt. Das ist ein 10 x 10 m großer und 10 m hoher Raum, der an drei Seiten mit Netzen und an einer Seite durch eine Glaswand begrenzt wird. So können die Quadrocopter darin nach Belieben fliegen, ohne Menschen zu gefährden. Der Fußboden ist zudem mit Schaumplatten ausgelegt, so dass ein UAV auch bei einem Absturz nicht zu Bruch geht.

Unter der Decke sind acht Kameras angebracht, die 200 Bilder pro Sekunde und mehr liefern. Damit lassen sich die Roboter millimetergenau in der Flugarena orten. Auf dem Boden befinden sich Ladestationen. Die fliegen die UAVs selbstständig an, wenn ihr Akku leer ist.

Türme bauen

Am Grasp Lab der Universität von Pennsylvania in Philadelphia hatten Wissenschaftler den Flugrobotern beigebracht, Gerüste aus Fertigteilen zu bauen. Die Fertigteile waren mit magnetischen Steckverbindungen ausgestattet. Die Forscher hatten die Bauteile so ausgelegt, wie sie verbaut werden mussten - senkrecht oder waagerecht. Ein Quadrocopter schnappte sich die Teile nacheinander und setzte sie zu einem Gerüst zusammen. Dabei wurden die Flugroboter nicht ferngesteuert, sondern agierten autonom.