Wie bewegen sich mobile Geräte gemeinsam durch den Raum – und wann entsteht aus vielen einzelnen Einheiten plötzlich ein geordnetes Muster? Um diese Fragen geht es beim Technik-Salon „Kolonnen und Schwärme“ am 3. Dezember an der Leibniz Universität Hannover.

Mobile Geräte können heute ihren Standort bestimmen, regelmäßig aktualisieren und bei Bedarf übermitteln. Das klingt im Alltag fast unspektakulär, steckt aber hinter ziemlich vielen Dingen: Man kann die eigene Position bestimmen, Paketboten oder gestohlene Smartphones orten, Bewegungen und Routen aufzeichnen sowie Fitnessdaten und Reisezeiten verfolgen.

Wenn Geräte miteinander reden

Spannender wird es, wenn mobile Geräte direkt miteinander kommunizieren. Dann können sich autonome Fahrzeuge zu Kolonnen zusammenschließen. In Krisensituationen lassen sich Warn- und Meldeketten aufbauen. Drohnen wiederum können wechselnde Schwarmmuster bilden – mal dicht, mal weit auseinander, je nachdem, was die Umgebung verlangt.

Monika Sester aus dem Bereich Kartografie und Geoinformatik der Leibniz Universität Hannover und Amr Rizk aus dem Fachgebiet Verteilte Echtzeitsysteme der LUH sprechen über die Organisation mobiler Objekte im Raum und über mögliche Formen spontaner Selbstorganisation. Also darüber, wie aus vielen einzelnen Geräten eine Art gemeinsames Verhalten entstehen kann, ohne dass ständig jemand von außen jeden Schritt vorgibt.

Ein aktuelles Beispiel kommt von der Technischen Universität Delft. Dort entwickelte ein Forschungsteam einen Algorithmus, mit dem mehrere kleine autonome Drohnen gemeinsam schwere, an Seilen aufgehängte Lasten tragen und steuern können. Die Arbeit wurde am 29. Oktober 2025 in Science Robotics veröffentlicht. Ihr Titel: „Agile and Cooperative Aerial Manipulation of a Cable-Suspended Load“. Forschungsleiter war Dr. Sihao Sun, beteiligt war die Fakultät für Maschinenbau und Robotik der TU Delft.

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Vier Drohnen, eine Last

Der Clou: Die Drohnen werden nicht zentral gesteuert und brauchen keine zusätzlichen Sensoren an der Nutzlast. Jede Einheit reagiert selbstständig auf Sensordaten und auf die Kräfte im eigenen Kabel. Die TU Delft beschreibt diesen Ansatz als verteilte Intelligenz.

Gemeinsam tragen die Fluggeräte nicht bloß das Gewicht. Sie beeinflussen auch die Orientierung der Last – etwa beim Durchfliegen enger Passagen oder beim Ausweichen vor Hindernissen. Das System berechnet in Echtzeit Flugbahn, Position, Neigung und Kabelzugkräfte und passt die Steuerung laufend an. Die physische Verbindung über die Seile hilft dabei, gegenseitige Abweichungen und Störungen, zum Beispiel durch Wind, automatisch auszugleichen.

Zum Einsatz kommt ein INDI-Controller, der innerhalb weniger Millisekunden auf Veränderungen der Fluglage und der Last reagiert. In Laborversuchen trugen bis zu vier Quadrokopter eine 1,4 Kilogramm schwere Nutzlast; zeitweise transportierten sie auch einen beweglichen Basketball. Die vier Fluggeräte wogen jeweils 0,6 Kilogramm, die Last hing an drei jeweils ein Meter langen Seilen. Vorgegeben wurde lediglich eine Zielkoordinate – eine zentrale Steuerung gab es nicht.

Stabil blieb das System bei simuliertem Wind bis Windstärke 7 nach Beaufort. Auch Pendelbewegungen, ungleichmäßige Lastverteilung und Geschwindigkeiten von über fünf Metern pro Sekunde brachten den Verbund laut Artikel nicht aus dem Takt. Die Positionsabweichung lag bei etwa 13 Zentimetern, die Abweichung der Lastausrichtung bei etwa 7,5 Grad. Für vier kleine Fluggeräte ist das schon eine ziemlich anschauliche Demonstration davon, was Zusammenarbeit in der Luft heißen kann.

Vom Labor in schwer zugängliche Regionen

Nach Einschätzung von Dr. Sihao Sun können mehrere Drohnen durch Kooperation größere Lasten transportieren als eine einzelne Drohne und dabei stabiler bleiben. Als mögliche künftige Anwendungen nennt die TU Delft Rettungseinsätze, Transporte in unzugänglichem Gelände, Bauarbeiten in schwer erreichbaren Regionen, Landwirtschaft und die Wartung von Offshore-Anlagen. Auch schwere Werkzeuge oder Versorgungsgüter könnten auf diese Weise bewegt werden.

Der Ansatz soll zeigen, dass kooperierende Kleindrohnen eine Alternative zu einzelnen Schwerlastdrohnen, Helikoptern oder Kränen sein können. Im internationalen Vergleich setzt die TU Delft laut Artikel auf kooperierende Drohnenschwärme, während andere Projekte – etwa Chinas T1400 – große Einzelplattformen entwickeln.

Der Technik-Salon ist ein öffentliches Kulturpodium für Technik an der Leibniz Universität Hannover. Die Veranstaltungen reichen von Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft über Gesellschaft, Kunst, Kultur, Arbeit und Freizeit bis zu Technikgeschichte, Gegenwart und Zukunft. Eine Voranmeldung ist grundsätzlich nicht erforderlich; Ausnahmen gelten für Exkursionen und Besichtigungen.

Getragen wird der Technik-Salon von der Leibniz Universität, ihren ingenieurwissenschaftlichen Fakultäten, Kooperationspartnern und einem Förderverein. Wer nicht vor Ort dabei sein kann, findet Videos der Leibniz Universität Hannover über die Mediathek der Initiative Wissenschaft Hannover.

Weitere Informationen zum Technik-Salon „Kolonnen und Schwärme“