Die Drohne hat einen stromlinienförmigen Körper, um den Kontakt mit Ästen überall wahrzunehmen.
Emanuele Aucone
Umwelt-Monitoring in Gebieten mit dichter Vegetation ist eine grosse Herausforderung für die Wissenschaft, schreibt ein Team von Forschenden der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, der ETH Zürich und der Universität Pisa. Darum haben sie eine neue Drohne entwickelt.
Weil normalerweise würden Drohnen Sträucher und Äste als zu meidendes Hindernis wahr. Doch gerade inmitten dichter Vegetation gebe es wertvolle Daten für das Monitoring der Biodiversität. Mit der Natur als Inspiration hat das Team eine Drohne gebaut, die sich von Hindernissen wegdrücken und durch sie hindurchgleiten kann.
Herausgefordert von flexiblen Hindernissen
«Unsere Arbeit leistet einen ersten Beitrag zum Monitoring von bisher unzugänglichen Gebieten», wird Emanuele Aucone in der Mitteilung der WSL zitiert. Er ist Erstautor der in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie.
Um Biodiversitäts-Monitoring zu machen müsse genetisches Material in Umweltproben gesammelt werden, so Aucone weiter. Diese sogenannte Umwelt-DNA sei besonders wertvoll für das Monitoring. Damit könnten alle Arten bestimmt werden, die in einer Probe vorhanden sind. Das Sammeln der Proben sei jedoch komplizierter im Wald als in offenen Gebieten.
Das Team habe bereits Umwelt-DNA von einzelnen Ästen mit Drohnen gesammelt, konnte aber nicht weiter in die Baumkronen vordringen. Laut Aucone hinderte die Dichte der Vegetation die Drohne daran, weiterzukommen: «Flexible Hindernisse wie Äste sind eine besondere Herausforderung, weil sie die Drohne in Schwingungen versetzen. Daher mussten wir die Drohne spezifischer gestalten.»
Forschende haben eine neue #Drohne entwickelt, die an Ästen vorbeikommen kann, so wie sich Tiere fortbewegen. Das ist ein wichtiger Schritt zum Monitoring der #Biodiversität in abgelegenen Gebieten mit dichter #Vegetation. https://t.co/CyiBN6QenE@ETH
— WSL Umweltforschung (@WSL_research) April 3, 2024
📷 Emanuele Aucone pic.twitter.com/9f2AfaOHg5
Inspiriert von Kakerlaken
Die Forschenden haben sich, wie sie schreiben, darum von Tieren inspirieren lassen. Wenn sich Tiere durch Vegetation fortbewegten, könnten sie den Kontakt am Körper spüren und darauf reagieren. Entsprechend statteten die Forschenden die Drohne mit der Fähigkeit aus, Kontakte mit der Umgebung am ganzen Körper zu erkennen.
Um auf die Kontakte reagieren zu können, erhielt die Drohne ein haptisches Feedback. Das Design des Körpers war an Eigenschaften von Kakerlaken angelehnt: Die Drohne ist stromlinienförmig und besteht aus reibungsarmem Material. Experimente bestätigten, dass diese Eigenschaften der Drohne helfen, Hindernisse zu überwinden und Äste mit und ohne Blätter wegschieben und daran vorbeikommen können:
Der nächste Schritt
Die Experimente wurden mit einzelnen Hindernissen durchgeführt. Der nächste Schritt der Forschenden ist die Entwicklung einer Drohne, die mehrere Objekte wahrnehmen kann. «Je weiter wir in den Wald vordringen, desto mehr Hindernisse trifft unsere Drohne gleichzeitig an.
Um das Innere von Baumkronen zu erreichen, braucht die Drohne zusätzliche Körperfunktionen». Aucone sieht mögliche Anwendungen für eine solche Drohne über das Biodiversitätsmonitoring hinaus, zum Beispiel in der Präzisionslandwirtschaft oder bei Such- und Rettungseinsätzen.
