Empa und EPFL testen Drohnen für den Bau aus der Luft

Während der TCS kürzlich seinen Luftlogistikdienst Drops lancierte, haben die Empa und die EPFL an einer anderen Anwendung von Drohnen getüftelt: dem Bau. Wie es in einer Mitteilung heisst, haben die beiden Schweizer Institutionen gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam einen wichtigen Meilenstein bei der Entwicklung autonomer fliegender Roboter erreicht. Das System der luftgestützten additiven Fertigung, auch Aerial AM genannt, ermögliche es Drohnen, in Umgebungen zu bauen, die für andere Maschinen unzugänglich sind - und eröffnet damit neue Möglichkeiten für Arbeiten in der Höhe und in Katastrophengebieten.

Einsätze in Extremsituationen und autonome Reparaturen

Gemäss den Forschern zeigen fliegende Roboter besonders bei Katastropheneinsätzen ihre Stärken. In Überschwemmungsgebieten oder anderen Katastrophenzonen, die mit klassischen Fahrzeugen nicht erreichbar sind, könnten diese Drohnen Materialien transportieren und sogar Notunterkünfte errichten. Auch bei komplexen Reparaturarbeiten, wie etwa bei der autonomen Erkennung und Reparatur von Rissen an Gebäudefassaden oder Brücken, seien sie flexibel einsetzbar - und das ganz ohne Gerüste.

Laut Yusuf Furkan Kaya, dem Hauptautor der Studie, zählen das geringe Gewicht und die hohe Mobilität der Drohnen zu ihren grössten Vorteilen gegenüber massiven, schwer beweglichen Bodenmaschinen. Der industrielle Einsatz dieser Baustellendrohnen befinde sich allerdings noch im Stadium eines Prototyps, da ihr aktueller technischer Stand einen grossflächigen Einsatz noch nicht zulässt.

Die Forscher nennen mehrere technische Hürden, die es zu überwinden gilt, wie etwa geringe Akkulaufzeit, begrenzte Nutzlast sowie noch nicht perfekte Präzision. Daher habe man ein Fünf-Stufen-Framework entwickelt, um Drohnen von einfacher Assistenz hin zu autonomem und adaptivem Bauen zu bringen, bei dem sie selbstständig auf unvorhergesehene Situationen auf der Baustelle reagieren können.

Doch die fliegenden Roboter sollen die Maschinen am Boden nicht ersetzen. Vielmehr wären klassische Baumaschinen weiterhin für Fundamentarbeiten und schwere Logistik zuständig, während Drohnen für Montage- und Reparaturarbeiten zum Einsatz kommen könnten.

Ein spezielles Testzentrum in Dübendorf

Um diese Technologie zu testen und weiterzuentwickeln, hat die Empa das sogenannte Dronehub eröffnet - ein Labor, das in Empas NEST-Gebäude integriert ist. Die Infrastruktur ermögliche die Simulation komplexer Baustellen unter nahezu realen Bedingungen. Dieses Projekt findet in enger Zusammenarbeit mit der EPFL und dem Imperial College London statt.

Noch in diesem Jahr wollen die Forscher diese Technologie im Feldversuch testen - mit dem Ziel, durch den Einsatz fliegender Roboter flexiblere, sicherere und effizientere Lösungen für den Bausektor zu entwickeln.

Der Dronehub im NEST-Gebäude in Dübendorf. (Source: ROK Architects)

Die Empa mischt nicht nur im Bauwesen mit, sondern auch in der Medizin. Erst kürzlich haben Forschende der Institution eine neue Untersuchungsmethode für Schilddrüsenkrebs entwickelt. Wie die neue 3-D-Gewebeanalyse funktioniert, lesen Sie hier.