Selbstfliegende Drohne macht Rettungsdienste effizienter

Noch vor wenigen Jahren befanden sich die Entwickler von Drohnen in einer modernen Version des Wilden Westens, da es keine klaren Richtlinien oder Vorschriften gab. Inzwischen haben sich Drohnen – auch von der Ausstattung her – so weit entwickelt, dass sie Leben retten können, und zwar auf vielfältige Weise. Zum Beispiel durch die Lieferung von Medikamenten, die Entdeckung eines Waldbrandes oder einer Person in Seenot. Außerdem können sie dies nun autonom tun, während sie mit den nächstgelegenen Rettungsdiensten in Kontakt bleiben.

Das niederländische Unternehmen Avy hat ein Konzept für ein Drone Response Network entwickelt, das die autonom fliegende Drohne Aera und ihre Andockstationen umfasst. Die Drohnen können senkrecht starten und landen. Sie können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, vom Transport von Medikamenten bis hin zur Unterstützung der Rettungsdienste bei Unfällen.

Mehrere Unternehmen sind bereits an Avy herangetreten – darunter der Hafen von Rotterdam, die niederländische Post und die Sanquin-Blutbank -, um das Unternehmen bei der Weiterentwicklung von Anwendungen für die Drohne zu unterstützen und sie für den Einsatz in der Praxis fit zu machen.

Wilder Westen

“Als wir das Unternehmen gründeten, herrschte in der Welt der Drohnen noch ein wenig Wildwest. Es gab keine Vorschriften, und die auf dem Markt erhältlichen Teile waren nicht gut genug. Es war nicht einfach, diese Idee in die Tat umzusetzen, aber es ist uns gelungen”, sagte der Gründer und CEO von Avy, Patrique Zaman, gegenüber Innovation Origins.

Nachdem das System in verschiedenen Umgebungen und mit verschiedenen Anwendungen getestet wurde, kündigte das Unternehmen an, dass die ersten Flüge im nächsten Jahr stattfinden werden.

Kameras

Das Design des Avy Aera erinnert an das eines Flugzeugs. Seine Flügel sind 2,4 Meter breit, während das gesamte Fluggerät eineinhalb Meter lang ist. Die Drohne kann unbelastet bis zu 100 Kilometer weit fliegen und hat eine Nutzlast von 3 Kilogramm. Es kommuniziert über ein Mobilfunknetz: 4G oder 3G LTE. Aera nimmt Fotos und Videos mit einer normalen und einer Wärmebildkamera auf. Diese Funktionen ermöglichen viele weitere Anwendungen, z. B. das Aufspüren von Menschen in Seenot oder das Erkennen von Waldbränden.

Das Drohneneinsatznetzwerk muss zunächst über den Standort und die Art des Einsatzes, den es durchführen soll, informiert werden. Nach Erhalt dieser Informationen hebt das Fluggerät von der Andockstation ab. Wenn es den Ort erreicht, kommuniziert es mit den Rettungsdiensten und gibt einen Überblick über die Situation und die Koordinaten des Brandherdes oder des Aufenthaltsortes der in Not geratenen Person.

“Die beiden Kameras können sich überschneiden und in unterschiedlichen Situationen eingesetzt werden. Tagsüber schneidet die visuelle Kamera besser ab, da sie Rauchsäulen leichter erkennen kann. Die Wärmebildkamera ist vor allem nachts nützlich”, erklärt Zaman. Durch maschinelle Lernalgorithmen lernt die Drohne, Dinge immer besser zu erkennen.

Medikit

Wenn die Drohne für medizinische Lieferungen eingesetzt wird, ist sie mit dem Avy Medikit ausgestattet. Ein Kühlsystem im Frachtraum des Flugzeugs hält Impfstoffe, Blut oder andere Medikamente auf der gewünschten Temperatur.

“Die Vorteile des Einsatzes von Drohnen für diesen Zweck sind enorm, denn nun kann die Krankenversorgung an Orte gelangen, die vorher kaum erreichbar waren”, sagt Zaman.

Avy testete das System in Afrika, perfektionierte es und machte es widerstandsfähig für wärmere Umgebungen. “In diesen Gebieten ist der Transport von Impfstoffen und Blut eine Priorität, aber die Außentemperaturen sind hoch. Deshalb haben wir das Flugzeug so konstruiert, dass es die Fracht 100 Minuten lang in einer Umgebung von 40° C kühl hält.”

Eine der wichtigsten Aufgaben, die die Drohne übernehmen kann, ist die Lieferung von Blutplasma. Während der Entbindung können Frauen viel Blut verlieren. Der Transport medizinischer Flüssigkeiten ist nicht so einfach, da die Gesundheitssysteme nur über eine begrenzte Infrastruktur verfügen. Daher kann die Unterstützung von Frauen in den Wehen durch die Lieferung von Blutplasma per Drohne eine umfassende Wirkung haben – und nicht nur Leben retten.

“Ihnen zu helfen bedeutet, ihre Überlebenschancen zu erhöhen. Die Anteil der gesunden jungen Frauen wird steigen, und sie können eine wichtigere Rolle in ihren Gemeinden spielen. In gewisser Weise werden damit auch ihre Kulturen progressiver”, betont Zaman.

Fliegen in Afrika

Die Erprobung der Technologie in Afrika bedeutete auch, dass andere Herausforderungen bewältigt werden mussten. Ein großes Problem waren die mangelhaften Internetverbindungen. Dies veranlasste Avy, die Satellitentechnologie in das Drohneneinsatznetzwerk zu integrieren.

Zaman: “Es gibt immer noch Probleme mit der Übertragung und dem Transfer – wir fliegen in einem Gebiet zwischen zwei Satelliten. Aber wir glauben, dass die Technologie weltweit eingeführt werden kann. Vor allem mit dem Aufkommen neuer Anbieter, die Satellitensysteme in der niedrigen Erdumlaufbahn nutzen – wie Starlink oder Certus.”

Je nachdem, wie schnell die Verbindung ist, kann Aera Videos mit einer Auflösung von bis zu 4K senden. Bei schlechtem Signal ist es immer noch in der Lage, ein paar Bilder hintereinander zu senden. “Man bekommt immer ein paar Bilder”, fügt Zaman hinzu.

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Das Fliegen in Afrika kann aufgrund der weniger strengen Vorschriften einfacher sein. Aber der Mangel an Satellitendaten in größeren Höhen war eine weitere Herausforderung, der sie sich stellen mussten. In diesem Fall hat das niederländische Unternehmen selbst recherchiert und alle gesammelten Informationen in sein System integriert.

Bluttransport

In Europa können die Drohnen von Avy medizinische Notfalltransporte durchführen. In den Niederlanden – wie in vielen anderen westlichen Ländern – werden Blutkonserven auf der Straße transportiert, manchmal sogar in Begleitung der Polizei. “Diese Art von Transporten kann auch auf dem Luftweg durchgeführt werden”, sagt Zaman. Der Einsatz von Drohnen zu diesem Zweck würde den Dienst optimieren, da Staus und die daraus resultierenden Verzögerungen vermieden werden könnten. Außerdem wirkt es sich positiv auf die CO2-Bilanz aus.

Perfektionierung

“Aera ist aus Verbundwerkstoffen hergestellt. Die Teile des Fluggeräts, die dem größten Druck ausgesetzt sind, bestehen aus Kohlefaser, der Rest aus Glasfaser”, erklärt Zaman weiter. Ursprünglich wurde die Drohne ausschließlich aus Kohlefaser entwickelt. Dieses Material lässt jedoch keine Strahlung hindurch. Infolgedessen mussten die Antennen außen angebracht werden, was einen großen Luftwiderstand verursachte und die Effizienz des Flugzeugs verringerte. Durch die Kombination dieser beiden Materialien hat Avy ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Stabilität gefunden. Das Ergebnis: Das Fluggerät ist leistungsfähiger und kann in fast jeder Situation eingesetzt werden.

“Wenn man ein Gerät baut, das fliegen kann, ist das großartig. Aber wenn man eine Drohne bauen kann, die rund um die Uhr fliegt, ist das eine wirklich großartige Leistung. Dann muss man herausfinden, wie man nachts fliegt, wie man mit einem Flughafen kommuniziert, wenn man in der Nähe fliegt, und so weiter. Diese Aspekte nahmen den größten Teil unserer Arbeit in Anspruch”, betont Zaman.

Zur Perfektionierung des Systems entwickelte Aera die gesamte Technologie selbst, da der Markt nicht die richtigen Materialien und Komponenten bot. “Wir brauchten auch etwas Glück, ein solches System aufbauen zu können. Aber es hat uns sehr geholfen, dass wir es selbst gemacht haben. Da wir von niemandem abhängig waren, konnten wir Dinge sehr schnell verbessern und entwerfen”, so Zaman abschließend.

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