Foto:EMPA/Imperial College London

Vielerorts sind ohnehin schon die Forstbestände am Sterben. Jetzt werden die Bäume auch noch beschossen: Von Drohnen, die mit Sensoren bestückte Pfeile an ihnen befestigen. Wissenschaftler der Empa und des «Imperial College London» wollen direkt am Astwerk Umweltschäden besser erkennen.

Schon jetzt sind mehr Sensoren in Wäldern stationiert, als der Normalverbraucher glauben möchte: Sie erfassen Temperaturen, Luftqualität und Feuchtigkeitsgehalt der Stämme. Mit derartigen Sensoren lässt sich zudem das Verhalten von Waldtieren verfolgen, Waldbrände und Schadinsektenbefall können registriert werden, und der Einfluss menschlicher Aktivitäten auf den Wald wird erkennbar. Allerdings ist das Positionieren der Sensoren an Bäumen ein aufwändiges und nicht selten riskantes Unterfangen.
Flugroboter übernehmen das jetzt. «Die Flugapparate können mit Sensoren bestückte Pfeile selbst bei dichtem Waldbestand platzieren», sagt Mirko Kovac, Leiter des «Aerial Robotics Laboratory» am Imperial College und des «Materials and Technology Center of Robotics» an der Empa in Dübendorf.

«Einen besonderen Vorteil bieten die Drohnen, wenn es um schwer zugängliche Regionen, etwa das Amazonasgebiet, geht», so Kovac. «Mit Hilfe der Drohnen lassen sich grosse Mengen sehr präziser Daten von Umweltschäden im Wald gewinnen», erklärt Kovac. «Ich sehe die Drohnen als künstliche Waldbewohner, die den Lebensraum kontrollieren, damit wir ihn auf Basis der gewonnenen Daten besser schützen können.»

Grafik: EMPA/Imperial College London
Für ihren Dienst im Wald sind die Drohnen mit einer Kamera ausgestattet und einer Startvorrichtung für die Sensorpfeile. Dank Shape-Memory-Metallen – «intelligente» Materialien, die auf Hitze reagieren und nach einer Verformung in ihre Ausgangsstruktur zurückfinden – lässt sich das Absetzen der Pfeile präzise steuern. Zusätzlich können die Drohnen als mobile Sensoren eingesetzt werden, und selbst Daten sammeln, wenn sie sich auf Ästen niederlassen. Bei Flugexperimenten in der Indoor-Flugarena im NEST experimental robot testing space der Empa in Dübendorf und dem Testgelände am Imperial College konnten die Forscher die Fähigkeiten der Drohnen bereits testen.
Derzeit steuern Menschen die Drohnen. Über das Kamerabild wählen die Forscher die geeigneten Bäume als Ziel aus und schiessen die Pfeile ab. In einem nächsten Schritt sollen die Flugroboter schliesslich lernen, ihre Arbeit autonom auszuführen, damit sie auch an noch so abgelegenen Orten eingesetzt werden können.

 

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