Dank Origami-Stacheln kann Forscher-Drohne Baumdaten sammeln

Was sich in hohen Baumkronen tut, können Forscherinnen und Forscher bislang nur mit grossem Aufwand untersuchen. Jetzt entwickelt ein Schweizer Team spezielle Drohnen, die sich im dichten Astwerk für eine längere Beobachtung richtiggehend einnisten können.

Eine erste Drohne mit dem Namen «Hedgehog» hat das Team der eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und der ETH Zürich bereits entwickelt, wie die die beiden Institutionen am Freitag mitteilten.

Wälder, die etwa einen Drittel der Erdoberfläche bedecken, seien von enormer Bedeutung für die Artenvielfalt, die Klimaregulierung und das ökologische Gleichgewicht, heisst es in der Mitteilung. Um Schutzmassnahmen und waldbauliche Entscheidungen treffen zu können, seien Daten aus den Baumkronen erforderlich.

Die Drohne wird zum Umwelt-Roboter

Damit Forschende nicht mehr Schwindelfreiheit und Klettertalent mitbringen oder teure Gerüstbauten erstellen müssen, setzt das Entwicklungsteam nun auf spezielle Drohnen, die es als «eigentliche Umweltroboter» bezeichnet.

Diese unterscheiden sich von den üblichen Drohnen, die bislang nur in der Lage waren, Informationen während eines Überflugs zu sammeln. Dabei setzten aber die begrenzte Akkudauer und die lärmenden Motoren der Nutzung gewisse Grenzen, wie WSL und ETH schreiben.

Der neue «Hedgehog»-Prototyp imitiert demgegenüber das Verhalten der Lebewesen, die in den Baumkronen leben. Ihre besonderen Fähigkeiten verdankt sie zwei Elementen: einem Schutzgitter und Stacheln.

Das zylindrische Schutzgitter deckt die Propeller ab. «Dies erlaubt selbst dann einen sicheren Flug, wenn die Berührung mit Blättern und Ästen unvermeidlich ist.» Zudem diene es als Träger für Akkus, Mikrophone, Kameras und weitere Sensoren.

Mit den Stacheln, die von der japanischen Origami-Falttechnik inspiriert sind, kann sich die Drohne an einem Ast festhalten: Berühren die Stacheln einen Ast, öffnen sich deren seitliche Faltklappen, um sich der unregelmässigen Astoberfläche anzupassen.

Ein lautloster Beobachter

Hat sich der Umwelt-Roboter eingenistet, kann er in einen Standy-Modus versetzt werden. Er kann dann mit seinen eingebauten Instrumenten über längere Zeit unauffällig das Geschehen in der Baumkrone beobachten, bis er wieder geweckt und zur Basis zurückgeholt wird.

Den Prototyp der Drohne «Hedgehog» hat Steffen Kirchgeorg an der WSL in Birmensdorf ZH gebaut und getestet. Dies erfolgte im Rahmen des Projekts «CYbER (CanopY Exploration Robots)», mit dem halbautonome Drohnen entwickelt werden sollen, die sich im Kronendach von Wäldern bewegen.

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