Clever getarnt: "Phantom Twist"-Drohne verschmilzt mit ihrer Umgebung
Forscher der Northwestern University haben mit "Phantom Twist" eine Drohne gebaut, die sich durch schnelle Rotation optisch quasi im Hintergrund auflöst. Das Prinzip der Bewegungsunschärfe sorgt für den Effekt; die Drohne hat aber auch noch Luft nach oben.
Wie tarnt man eine Drohne, ohne sie überhaupt zu tarnen? Forscher der Northwestern University haben darauf eine ungewöhnliche Antwort gefunden: Statt auf Tarnfarbe oder lichtbrechende Materialien zu setzen, lassen sie ihre Drohne namens "Phantom Twist" einfach so schnell rotieren, dass sie vor dem menschlichen Auge verschwimmt.
Anders als ein klassischer Quadrokopter mit vier Rotoren besitzt "Phantom Twist" nur einen Motor und einen Propeller. Der Propeller dreht sich in eine Richtung, der Rest der Drohne in die andere - dadurch gibt es keine stillstehenden Bauteile, an denen sich das Auge festhalten kann.
Das Prinzip der Bewegungsunschärfe
Im Grunde wird lediglich das Konzept der Bewegungsunschärfe auf die Drohne übertragen. So rotiert "Phantom Twist" mit bis zu 25 Umdrehungen pro Sekunde, was für das menschliche Auge schlicht zu schnell ist.
"Bei einem typischen Quadrokopter drehen sich zwar die Propeller, der Rest des Roboters steht aber still - man sieht also weiterhin seinen Körper", erklärt Projektleiter Michael Rubenstein in der Mitteilung der Northwestern University. Bei "Phantom Twist" rotiere hingegen die gesamte Drohne, sodass keine stillstehenden Teile mehr übrig blieben.
Computer-Vision-Expertin Emma Alexander ordnet den Effekt so ein: Das menschliche Auge benötige Zeit, um visuelle Signale zu sammeln - vergleichbar mit der Belichtungszeit einer Kamera. Dreht sich ein Objekt schnell genug, verschwimmen seine Konturen und mischen sich mit dem Hintergrund zu einem leichten Schleier, wie er auch im zugehörigen Video zu sehen ist.
Zehnmal schwerer zu erkennen als ein Quadrokopter
Damit die Drohne trotz Rotation stabil fliegt und dabei unauffällig bleibt, ließen die Forscher zunächst ein Rechenmodell rund 20.000 mögliche Konfigurationen erzeugen. KI- und Optimierungsalgorithmen ordneten anschließend Bauteile wie Motor, Platine und Akkus immer wieder neu an. Laut dem Sichtbarkeitsmaßstab der Forscher ist "Phantom Twist" am Ende rund zehnmal schwerer zu erkennen als ein vergleichbarer Quadrokopter.
Mögliche Einsatzfelder sehen die Forscher bei der Beobachtung von Wildtieren oder der Inspektion von Infrastruktur - überall dort, wo eine sichtbare Drohne das natürliche Verhalten von Tieren oder Menschen verändern könnte.
Noch hört man die Drohne kommen
Ganz unsichtbar ist "Phantom Twist" bislang nicht. Der Propeller erzeugt weiterhin hörbaren Lärm, zudem bleiben Kabel und Trägerstreben aus Karbon teilweise sichtbar. Der Prototyp ist zudem noch auf ein externes Trackingsystem angewiesen, was ihn auf kontrollierte Umgebungen beschränkt. Rubensteins Team plant daher künftige Versionen mit transparenteren Materialien und leiserem Antrieb.
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Quelle: Northwestern University
