Gefährliche Drohnen per Netz einfangen

01.09.2020

Unbekannte Drohnen können in bestimmten Situationen eine Gefahr sein. Ein Forschungsteam der Uni Würzburg hat nun ein innovatives Abwehrsystem entwickelt, das auf einer relativ simplen Idee basiert.

Ein Forschungsteam der Uni Würzburg hat ein System entwickelt, mit dem potentiell gefährliche Drohnen eingefangen werden können. (Bild: Michael Strohmeier / Uni Würzburg)

Ein vollbesetztes Fußballstadion, ein großes Open-Air-Konzert oder startende und landende Jets am Flughafen – es gibt mehr als genug Szenarien, bei denen Drohnen eine Gefahr darstellen können. Sei es mit einem kriminellen Hintergrund oder auch nur aus Leichtsinn. Doch um Flugverbote von Drohnen effektiv durchzusetzen, benötigen Sicherheitsbehörden das passende Equipment. Und hier kommt ein Forschungsteam der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg ins Spiel.

Forscher des JMU-Lehrstuhls für Informatik VIII haben unter der Leitung von Professor Sergio Montenegro im Verbundprojekt MIDRAS (Mikro-Drohnen-Abwehr-System) zwei Drohnen entworfen, hergestellt und so programmiert, dass sie eine „gegnerische“ Drohne mit einem Netz einfangen können. „Der große Vorteil davon ist, dass wir die Drohnen gezielt einfangen können und sie nicht einfach abgeschossen oder zerstört werden“, erklärt Julian Rothe vom Würzburger Entwicklerteam. Somit hätte beispielsweise die Polizei die Möglichkeit, die Drohne nach ihren Daten oder nach Fingerabdrücken zu untersuchen.

Abfangen auf Knopfdruck

„Unser Ziel ist es, vollautomatische Drohnen zu entwickeln. Das heißt, ich drücke einen Knopf, die Drohnen heben ab und fangen die gegnerische Drohne automatisch ein“, sagt Rothe. Und die ersten Tests zeigen: es funktioniert! Die entwickelten Drohnen sind sowohl einzeln als auch in Formation und auch physikalisch gekoppelt flugfähig. Starten können sie in rund zehn Sekunden. Zwar sind es bislang noch zwei Knöpfe, die man für das Abfangen drücken muss, doch langfristig soll es damit möglich sein, dass jeder das System bedienen kann – auch wenn man kein Drohnenexperte ist.

Eine große Herausforderung für die Entwickler war die permanente Positionsbestimmung der Drohnen in der Luft. „Wir müssen jederzeit zentimetergenau wissen, wo und wie die Drohnen zueinander stehen. GPS reicht dafür nicht aus“, so Rothe. Auch beim Einfangen müssen die Drohnen den Einschlag der gegnerischen Drohne im Netz blitzschnell kompensieren können. Eine präzise Software, die permanent die Positionen berechnet und die Drohnen steuert, musste daher von den Informatikern an der JMU erst entwickelt werden. Genutzt wurde dabei das Echtzeitbetriebssystem Rodos, dass sonst in der Raumfahrt verwendet wird und auch an der JMU mitentwickelt wurde.

Zusammenspiel von mehreren Komponenten

Die beiden Abfangdrohnen wiegen mit dem Netz zusammen knapp acht Kilogramm. Eine Racing-Drohne könnte dem Abfangsystem daher schnell entkommen. Auch eine von Menschen gesteuerte Drohne könnte dem Netz wohl ausweichen. Aber: „Bei unserem System handelt es sich um ein Zusammenspiel von mehreren Komponenten von weiteren Projektpartnern“, erklärt Michael Strohmeier vom JMU-Entwicklerteam. So gehören zum Beispiel auch Störsender zu MIDRAS.

Im Idealfall funktioniert es so: Störsender blockieren die Steuerung der gegnerischen Drohne oder zwingen sie sogar auf einen Kurs. Und die beiden Würzburger Abfangdrohnen fangen dann die gegnerische Drohne mit dem Netz ein. „Wir sind quasi die Torhüter“, sagt Strohmeier. „Wir fangen das Ziel ab, aber wir jagen ihm nicht hinterher.“

Beitrag für die zivile Sicherheitsforschung

MIDRAS ist ein Verbundprojekt von mehreren Forschungseinrichtungen und Partnerfirmen. Beteiligt sind neben der JMU das Bundeskriminalamt, die ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH, das European Aviation Security Center (EASC), das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik Heinrich-Hertz-Institut (HHI), das Ministerium für Justiz und Gleichstellung Sachsen-Anhalt, Optoprecision, die Technische Hochschule Brandenburg und die Vereinigung Cockpit.

Finanziell gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Projekts „Forschung für die zivile Sicherheit“. Alle Projektpartner stellen nun in kürze ihre Ergebnisse vor. Dann wird entschieden, welche Ideen es in ein Anschlussprojekt zur technischen Realisierung schaffen.