Beißender Rauch liegt in der Luft und versperrt die Sicht, Autos stehen quer: ein Unfall in einem Tunnel, über die Menge der beteiligten Fahrzeuge und die Zahl der Verletzten ist nichts bekannt. Wie auch? Für die großen Feuerwehrfahrzeuge gibt es kein Durchkommen, das Ausmaß ist entsprechend schwer zu beurteilen. Bei einem Einsatzwagen mit Blinklicht steht ein Mann und blickt konzentriert auf einen Bildschirm in seinen Händen.

Neben ihm steht ein Gerät auf dem Boden, gerade einmal einen knappen Meter im Durchmesser. Ein Knopfdruck, langsam und laut surrend steigt es in die Luft. Es ist eine Art Hubschrauber, aber einer mit vier Rotorblättern anstelle eines einzigen, daher der Name Quadrokopter. Die vier Rotoren sitzen auf seitlich abstehenden Armen. Diese Konstruktion verleiht dem Vehikel in der Luft Stabilität: Präzise kann der Quadrokopter an einer Position verharren, und er lässt sich zielgenau fliegen. Meter für Meter steuert der Pilot den Roboter über die Unfallstelle, neben einem Auto lässt er ihn absinken. Der kleine Scheinwerfer des Fluggeräts leuchtet durch das Seitenfenster. Die Videokamera erfasst einen Mann auf dem Fahrersitz; er ist offenbar bewusstlos, wie der Feuerwehrmann auf seinem Bildschirm erkennen kann.

Dies sind Szenen einer Übung, die sich im Juli abspielte. Es handelt sich um eine Simulation der Feuerwehr Dortmund, die in einer Halle wirklichkeitsgetreu den Massenunfall inszenierte, inklusive Rauchmaschinen, verkeilter Fahrzeuge und Statisten, die Verletzte spielten. »Der erste Einsatz in der Praxis ist nun in greifbare Nähe gerückt«, sagt der Feuerwehrmann Dirk Aschenbrenner. Seit vergangenem Jahr nimmt seine Dortmunder Mannschaft an dem EU-Forschungsprojekt Nifti (Natural Human-Robot Cooperation in Dynamic Environments) teil, das vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz in Saarbrücken koordiniert wird. Dessen Ziel ist es, Roboter in Rettungsteams zu integrieren.

Im Dortmunder Fall soll das fliegende Auge dem Einsatzleiter wertvolle Informationen liefern. Damit die Technik ihn aber tatsächlich ent- und nicht belaste, müssten die Handhabung und die Darstellung möglichst einfach sein, sagt Aschenbrenner. Und aussagekräftig. So trägt der Quadrokopter neben seiner Kamera Wärmesensoren, um Menschen leichter ausfindig machen zu können; gerade wird eine automatische Gesichtserkennung erprobt. Am Boden rollen Roboter zur Unterstützung. »Das große Ziel ist, dass mehrere Roboter selbstständig das Gelände erkunden und uns die aufbereiteten Informationen bereitstellen«, sagt der Feuerwehrmann.

Unbemannte, ferngesteuerte Fluggeräte – das war bis vor Kurzem obskure Hochtechnologie und fast ausschließlich den Militärs vorbehalten. Doch mittlerweile ist die Entwicklung so weit fortgeschritten, dass Hubschrauber-Drohnen massentauglich werden. Ein gutes Indiz: Mittlerweile gibt es sie sogar als Spielzeuge. Und im professionellen Einsatz wird die Technologie in einem breiten Spektrum erprobt, vom Rettungseinsatz bis zum Industriejob, von wissenschaftlicher Feldforschung bis zum Naturschutz.

So verkauft das Siegener Unternehmen Microdrones , von dem die Drohnen für die Dortmunder Übung stammen, schon seit mehreren Jahren Quadrokopter an Wind- und Solarparkbetreiber. Deren Ingenieure nehmen mit den fliegenden Kameras Orte in Augenschein, an die sie sonst nur unter großem Aufwand gelangen könnten: Sind die Rotoren einer Windmühle beschädigt? Wie sehr hat die Witterung die Oberfläche von Photovoltaikpanels aufgeraut? In welchem Zustand ist das Dach einer Industrieanlage? Auch Denkmäler oder historische Gebäude lassen sich so erkunden, ohne dass Industriekletterer sich eigens abseilen müssen. Und nach der Katastrophe im japanischen Fukushima wurde zu Recht gefordert, mit gefährlichen Messflügen über strahlende Reaktorruinen doch lieber ferngesteuerte Roboter zu betrauen, als Piloten oder Soldaten der Strahlung auszusetzen.

Deutsche Studenten siegen bei der Flugroboter-Olympiade

Deutsche Studenten siegten bei der Flugroboter-Olympiade

Die Bundespolizei hat eigene Drohnen angeschafft und nutzt sie vor allem für Aufklärungsflüge ihrer Spezialeinheit GSG9. Aber auch bei Geiselnahmen und während Demonstrationen oder anderen Großveranstaltungen sollen die kleinen Flugroboter aktiv werden. Die sächsische Polizei setzte im vergangenen Jahr sogar schon eigene Minihubschrauber bei Fußballspielen ein, mit Erfolg, wie Innenminister Markus Ulbig Ende des Jahres resümierte: »Die Drohne sorgt für mehr Sicherheit.« Sie schließe eine Lücke zwischen den Videoaufnahmen aus einem Polizeihubschrauber und den Kameras am Boden. Straftaten ließen sich besser aufklären, befand der Minister, daher werde man die kleinen Flugroboter dauerhaft einsetzen. Nun steht gerade der Freistaat Sachsen seit dem Skandal um die massenhafte Erfassung von Handydaten friedlicher Demonstranten im Ruf, es angesichts neuer technischer Möglichkeiten mit dem Datenschutz nicht so genau zu nehmen. Dieselbe Ambivalenz wohnt auch vielen Anwendungsbereichen der fliegenden Kameras inne: Sie sind vielleicht ein Schritt zu mehr Sicherheit, ganz sicher aber ein Schritt in Richtung umfassender Überwachung.

Auf Tuchfühlung zum Menschen zu gehen, darin werden die kleinen Flieger immer besser. Wie, das konnte man beim internationalen Studentenwettbewerb iCAN in Peking beobachten, einer Art Olympiade der Flugroboterbastler. Ein Saarbrücker Team um Jens Michael Peter konnte die Jury und das Publikum mit einer einfachen wie eindrucksvollen Vorführung überzeugen: Nachdem sie ihren Quadrokopter gestartet hatten und ihn in Augenhöhe auf der Stelle fliegend in der Luft stehen ließen, ging einer von ihnen auf die Drohne zu. Näherte sich der Mensch, wich der Roboter zurück. Näherten sich zwei Menschen von vorne und hinten, wich der Roboter seitlich aus. »Unser Antikollisionssystem für Quadrokopter besteht aus Ultraschallsensoren, die ständig die Umgebung abtasten«, sagt Peter. Und lenkt der Mensch mit der Fernsteuerung in der Hand die Drohne gefährlich nahe an ein Hindernis heran, korrigiert das System selbsttätig, um eine Kollision zu vermeiden. So könnten Drohnen künftig auch durch kleinere Räume und in unübersichtlichem Terrain gesteuert werden. Auf diese Weise ließen sich etwa brennende Häuser von der Feuerwehr leichter erkunden.

Fortschritte wie diese verbreitern das Spektrum möglicher Einsätze. So berichtet Microdrones von ständig neuen Anfragen aus aller Welt: von arabischen Energieunternehmen, niederländischen Feuerwehren, Forschungsabteilungen. Angeblich hat sich sogar Google bei den Siegenern erkundigt, inwiefern man mit den fliegenden Augen aus Nordrhein-Westfalen Bilder für die Luftbilddienste Google Maps und Google Earth schießen könnte. Allerdings ist Microdrones hier schmallippig. (Auch zum Einsatz ihrer Geräte bei den US-Streitkräften in Afghanistan will sich die Firma nicht äußern.) Viele Möglichkeiten, die diese Technik eröffnet, bieten Anlass zur Kontroverse.

Pinguine zählen, Rehkitze retten – das sind die sympathischen Szenarien

Nicht jeder Einsatz ist so unstrittig wie jene antarktische Premiere, für die ein Quadro-Hubschrauber in diesem Jahr sorgte. 2010 war eine Mitarbeiterin des amerikanischen National Institute of Biology in Siegen zu Gast gewesen, um sich am Herstellungsort die Steuerung einer Drohne beibringen lassen. Kürzlich kehrte sie mit einem Wissenschaftlerteam aus der Antarktis zurück, wo sie mithilfe ihrer Drohne den Bestand der Pinguine erfasst hatte – bequem vom Forschungsschiff aus. Mit dem ferngesteuerten Kameraauge konnte sie Eisberge einfach überfliegen und unzugängliche Winkel erkunden.

Ähnlich kann ein Einsatz in der Landwirtschaft aussehen. In der Schweiz setzen Bauern bereits Drohnen ein, um Felder abzufliegen, bevor sie diese mit dem Mähdrescher abernten. Das soll dem Naturschutz dienen: Mithilfe der Flugroboter will man Rehkitze oder Rebhühner entdecken, bevor diese der Mähmaschine zum Opfer fallen – ein Schicksal, das nach einer Hochrechnung der Deutschen Wildtierstiftung hierzulande etwa 500.000 Tiere im Jahr ereilt.

Ein anderes landwirtschaftliches Drohnenprojekt hat den Boden zum Ziel: An der Landwirtschaftlichen Fakultät der Berliner Humboldt-Universität sollen in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Vorhaben ferngesteuerte Minihelikopter Äcker abfliegen und hochauflösende Fotos machen, die später zu einem Übersichtsbild zusammengesetzt werden. Anhand der Strukturen und Muster lässt sich ableiten, wie viel Düngemittel welcher Bereich braucht – im Idealfall analysiert ein Computerprogramm die Aufnahmen von der Oberfläche und zeigt gleich den Nährstoffbedarf an. »Überdüngung kann zu erheblichen Schäden in der Umwelt führen«, sagt Fritz Brickwedde von der DBU. Längst werden daher Satelliten- und Luftbildaufnahmen eingesetzt, um exakter zu dosieren, bloß ist das teuer und aufwendig. Mit Minihelikoptern vor Ort soll es preiswerter und rascher gehen. Derzeit wird das System auf ausgewählten deutschen Bauernhöfen getestet .

Für all diese Versuche gilt: Sie könnten scheitern, und der Quadrokoptereinsatz würde sich damit als nicht praktikabel herausstellen. Im Erfolgsfall aber dürften die Vehikel den Arbeitsalltag verändern – indem es plötzlich normal wird, sich aus der Luft einen Live-Überblick zu verschaffen. Ein spannender Moment in der Genese dieser Technik.

Längst arbeiten die Ingenieure in den Laboren am nächsten Schritt. In dem Projekt Air Shield der TU Dortmund werden Flugroboter für systematische Schadstoffmessungen fit gemacht. Auf diese Idee kamen die Forscher um Christian Wietfeld vor vier Jahren. »In Bochum gab es 2007 einen großen Brand in einem Recyclingwerk, als eine enorme Menge alter Reifen und Kunststoffe in Flammen aufging«, erzählt er. Damals konnte niemand das genaue Ausmaß und die Konzentration der entstandenen Rauchwolke angeben. »Nun arbeiten wir daran, solche Schadstoffwolken künftig von einem Schwarm Drohnen ausmessen und beobachten zu lassen« – der sich selbstständig an die Wolke herantastet, um deren Dimension, Zusammensetzung und Zugrichtung zu ermitteln. Der Mensch an der Fernsteuerung soll überflüssig werden. In eine ähnliche Richtung zielen Forscher am Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik . Sie arbeiten ebenfalls mit Quadrokoptern und lassen sich durch den Formationsflug von Vögeln inspirieren.

Autonome Quadrokopter in einem »intelligenten Schwarm« – auch so eine Technologie, die bis vor Kurzem noch nach obskurer Hightech klang.