Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

Übersetzung: Elisabeth Skoda Lektorat: Angelika Lueckert Leon

What started as a platform for hobbyists

Was als Plattform für Bastler begann,

is poised to become a multibillion-dollar industry.

steht kurz davor, ein Milliardengeschäft zu werden.

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

Kontrolle, Umweltüberwachung, Fotografie, Film und Journalismus:

these are some of the potential applications for commercial drones,

Das sind einige der möglichen Anwendungen für gewerbliche Drohnen.

and their enablers are the capabilities being developed

Möglich gemacht wird das

at research facilities around the world.

in Forschungseinrichtungen weltweit.

For example, before aerial package delivery

Bevor Luft-Paketzustellung

in unser gesellschaftliches Bewusstsein eindrang,

entered our social consciousness,

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

hat eine autonome Flotte von Flugmaschinen im FRAC Centre in Frankreich

composed of 1,500 bricks

live vor Publikum

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

einen sechs Meter hohen Turm aus 1 500 Ziegeln gebaut.

and several years ago, they started to fly with ropes.

Vor einigen Jahren begannen sie, mit Seilen zu fliegen.

By tethering flying machines,

Durch Aneinanderbinden

erreichen Fluggeräte hohe Geschwindigkeit und Beschleunigung auf engstem Raum.

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

They can also autonomously build tensile structures.

Sie können auch selbstständig zugbelastbare Strukturen bauen.

Skills learned include how to carry loads,

Sie haben gelernt, Lasten zu tragen,

how to cope with disturbances,

mit Turbulenzen umzugehen

and in general, how to interact with the physical world.

und generell auf Naturgesetze zu reagieren.

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

Heute möchten wir Ihnen ein paar unserer neuen Projekte zeigen.

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

Unser Ziel ist es, die Grenzen des Möglichen im autonomen Flug

with autonomous flight.

zu überschreiten.

Now, for a system to function autonomously,

Damit ein System autonom funktioniert,

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

muss es kollektiv Bescheid wissen, wo im Raum sich die mobilen Objekte befinden.

Back at our lab at ETH Zurich,

In unserem Labor an der ETH Zürich

we often use external cameras to locate objects,

verwenden wir oft externe Kameras, um Objekte zu finden.

which then allows us to focus our efforts

Das ermöglicht uns dann,

on the rapid development of highly dynamic tasks.

uns auf die rasche Entwicklung dynamischer Tasks zu konzentrieren.

For the demos you will see today, however,

Für die heutigen Demos verwenden wir

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

eine neue Lokalisierungstechnologie von Verity Studios,

a spin-off from our lab.

einem Ableger unseres Labors.

There are no external cameras.

Es gibt keine externen Kameras.

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

Jede Flugmaschine hat interne Sensoren, um die Position im Raum zu bestimmen,

and onboard computation to determine what its actions should be.

Berechnungen an Bord bestimmen, was die Maschine tun sollte.

The only external commands are high-level ones

Externe Befehle gibt es auf höchster Ebene.

such as "take off" and "land."

z. B. “starten” und “landen”.

This is a so-called tail-sitter.

Dies ist ein sogenannter Heckstarter,

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

ein Fluggerät, das versucht, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen.

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

Wie andere Starrflügler ist es im Vorwärtsflug effizient,

much more so than helicopters and variations thereof.

viel effizienter als Hubschrauber in all ihren Variationen.

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

Im Gegensatz zu den meisten Starrflüglern

it is capable of hovering,

kann es schweben,

which has huge advantages for takeoff, landing

und hat damit groβe Vorteile bei Start und Landung,

and general versatility.

und ist sehr vielseitig.

There is no free lunch, unfortunately.

Allerdings gibt es immer eine Kehrseite.

One of the limitations with tail-sitters

Eine Einschränkung von Heckstartern ist,

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

dass sie empfindlich auf Turbulenzen wie Windböen reagieren.

We're developing new control architectures and algorithms

Wir entwickeln neue Steuerungen und Algorithmen,

that address this limitation.

um dies zu verbessern.

The idea is for the aircraft to recover

Die Idee dahinter ist, dass das Fluggerät

no matter what state it finds itself in,

egal in welcher Lage die optimale Position wiedererlangt

and through practice, improve its performance over time.

(Applause)

(Applaus)

OK.

Okay.

When doing research,

Während unserer Forschung

we often ask ourselves fundamental abstract questions

stellen wir uns oft grundlegende abstrakte Fragen,

that try to get at the heart of a matter.

die zum Kern der Sache vordringen.

For example, one such question would be,

Eine solche Frage wäre zum Beispiel:

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

Was ist die kleinstmögliche Zahl beweglicher Teile für kontrollierte Flüge?

Now, there are practical reasons

Es gibt praktische Gründe dafür,

why you may want to know the answer to such a question.

die Antwort auf eine solche Frage wissen zu wollen.

Helicopters, for example,

Hubschrauber sind etwa

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

als Maschinen mit tausend beweglichen Teilen bekannt,

all conspiring to do you bodily harm.

die sich zusammentun, um Sie zu verletzen.

It turns out that decades ago,

Vor Jahrzehnten konnten ausgebildete Piloten

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

ferngesteuerte Fluggeräte fliegen,

that had only two moving parts:

die nur zwei bewegliche Teile hatten:

a propeller and a tail rudder.

Einen Propeller und ein Heckruder.

We recently discovered that it could be done with just one.

Unlängst entdeckten wir, dass Fliegen mit nur einem funktioniert.

This is the monospinner,

Das ist der Monospinner,

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

das mechanisch einfachste fernbediente Fluggerät.

invented just a few months ago.

Es wurde vor Kurzem erfunden.

It has only one moving part, a propeller.

Es hat nur einen beweglichen Teil, einen Propeller,

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

keine Klappen, Scharniere und Querruder,

no other actuators, no other control surfaces,

keine weiteren Stellantriebe oder Kontrolloberflächen,

just a simple propeller.

nur einen Propeller.

Even though it's mechanically simple,

Obwohl es mechanisch simpel ist,

there's a lot going on in its little electronic brain

passiert im Innenleben sehr viel,

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

damit es stabil fliegen kann, und sich im Raum überallhin bewegen kann.

Even so, it doesn't yet have

Dennoch verfügt es nicht

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

über den eleganten Algorithmus des Heckstarters.

which means that in order to get it to fly,

Um es zum Fliegen zu bringen,

I have to throw it just right.

muss ich es genau richtig werfen.

And because the probability of me throwing it just right is very low,

Die Wahrscheinlichkeit, es genau richtig zu werfen,

given everybody watching me,

wenn mir alle zusehen, ist gering,

what we're going to do instead

deshalb zeige ich Ihnen

is show you a video that we shot last night.

ein Video, das gestern Abend gefilmt wurde.

(Laughter)

(Lachen)

(Applause)

(Applaus)

If the monospinner is an exercise in frugality,

Wenn der Monospinner eine Übung in Genügsamkeit ist,

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

ist diese Maschine hier, der Omnikopter mit seinen acht Propellern,

is an exercise in excess.

eine Übung in Überfluss.

What can you do with all this surplus?

Was tun mit all diesem Überfluss?

The thing to notice is that it is highly symmetric.

Sie sehen, dass er äuβerst symmetrisch ist.

As a result, it is ambivalent to orientation.

Deshalb ist er ambivalent in seiner Ausrichtung.

This gives it an extraordinary capability.

Dadurch erhält er die die auβerordentliche Fähigkeit,

It can move anywhere it wants in space

sich im Raum in alle Richtungen zu bewegen,

irrespective of where it is facing

egal in welche Richtung er gedreht ist

and even of how it is rotating.

oder sogar wie er rotiert.

It has its own complexities,

Natürlich ist er komplex,

mainly having to do with the interacting flows

hauptsächlich im Bereich der interaktiven Flüsse

from its eight propellers.

von den acht Propellern.

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

Einiges ist in Modellen darstellbar, der Rest wird direkt beim Fliegen erlernt.

Let's take a look.

Sehen wir uns das an.

(Applause)

(Applaus)

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

Wenn Flugmaschinen einmal Teil unseres Alltags sein sollen,

they will need to become extremely safe and reliable.

müssen sie extrem sicher und verlässlich werden.

This machine over here

Diese Maschine hier

is actually two separate two-propeller flying machines.

besteht aus zwei separaten Zweipropeller-Flugmaschinen.

This one wants to spin clockwise.

Diese dreht sich im Uhrzeigersinn

This other one wants to spin counterclockwise.

und die andere gegen den Uhrzeigersinn.

When you put them together,

Wenn man sie zusammenbaut,

they behave like one high-performance quadrocopter.

verhalten sie sich wie ein Hochleistungs-Quadrocopter.

If anything goes wrong, however --

Geht allerdings etwas schief --

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

ein Motor oder Propeller fällt aus, die Elektronik oder ein Akku --

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

kann die Maschine weiter fliegen, wenn auch eingeschränkt.

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

Wir werden das nun demonstrieren, indem wir eine Hälfte flugunfähig machen.

(Applause)

(Applaus)

This last demonstration

Die letzte Demonstration

is an exploration of synthetic swarms.

untersucht synthetische Schwärme.

The large number of autonomous, coordinated entities

Die groβe Zahl an autonomen, koordinierten Einheiten

offers a new palette for aesthetic expression.

ermöglicht eine Palette an ästhetischem Ausdruck.

We've taken commercially available micro quadcopters,

Wir nahmen handelsübliche Micro-Quadcopter --

each weighing less than a slice of bread, by the way,

jeder einzelne wiegt weniger als eine Scheibe Brot --

and outfitted them with our localization technology

und statten sie mit Lokalisierungstechnologie

and custom algorithms.

und Algorithmen aus.

Because each unit knows where it is in space

Jede Einheit weiss, wo im Raum sie ist

and is self-controlled,

und ist selbstgesteuert.

there is really no limit to their number.

Darum gibt es keine Obergrenze.

(Applause)

(Applaus)

(Applause)

(Applaus)

(Applause)

(Applaus)

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

Hoffentlich motivieren Sie diese Demonstrationen dazu,

new revolutionary roles for flying machines.

sich neue revolutionäre Ideen auszudenken.

That ultrasafe one over there for example

Die besonders sichere Maschine da drüben

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

möchte am Broadway ein fliegender Lampenschirm werden.

(Laughter)

(Lachen)

The reality is that it is difficult to predict

Natürlich ist es schwierig,

den Einfluss dieser Technologie vorherzusagen.

the impact of nascent technology.

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

Für Typen wie uns liegt der Lohn in der Entwicklung und dem Schaffensakt.

It's a continual reminder

Es dient als Erinnerung,

of how wonderful and magical the universe we live in is,

wie wunderbar und zauberhaft unser Universum ist,

that it allows creative, clever creatures

und dass es kreativen, klugen Geschöpfen erlaubt,

to sculpt it in such spectacular ways.

sie auf so spektakuläre Weise zu formen.

The fact that this technology

Die Tatsache, dass diese Technologie

has such huge commercial and economic potential

solch massives gewerbliches und wirtschaftliches Potential hat,

is just icing on the cake.

ist das Tüpfelchen auf dem i.

Thank you.

Vielen Dank.

(Applause)

Applaus