Bald leisere Drohnen durch neues KI-gestütztes Rotoren-Design?

Drohnen könnten künftig deutlich weniger Lärm machen, denn Forscher des australischen Royal Melbourne Institute of Technology haben zusammen mit dem ebenfalls in Melbourne ansässigen Luft- und Raumfahrtunternehmen XROTOR eine Studie veröffentlicht, in der sie demonstrieren, wie deutlich leisere (Drohnen-)Rotoren entwickelt werden können.

Ein wichtiger Ausgangspunkt für die Forschungsarbeit war die Tatsache, daß die menschlichen Ohren für bestimmte Frequenzen empfindlicher sind und sich diese Schallwahrnehmung auch mit dem Alter ändert. Zentral für die Wahrnehmung von Rotorengeräuschen ist die Zwischenfrequenzmodulation von Hochfrequenzgeräuschen.

Verschiedene vom Algorithmus erzeugte Rotoren-Designs

Das Team nutzte maschinelles Lernen, um ganz unterschiedliche Propellerprototypen zu entwerfen, welche dann per 3D-Druck produziert und akustischen Tests in einem speziellen reflexionsarmen Raum unterzogen wurden. Die Ergebnisse sind erfolgversprechend: sie zeigen, dass die besten Prototypen nicht nur etwa 15 dB weniger Lärm erzeugen, sondern auch ein höheres Schubprofil im Vergleich zu marktüblichen Propellern aufweisen.

Dieser Erfolg wurde durch zwei Schlüsselinnovationen ermöglicht - die speziellen KI Machine-Learning-Algorithmen, die für das Design der Propeller entwickelt wurden, sowie die Berücksichtigung der Geräuschwahrnehmung im menschlichen Gehör als Teil der Tests. Das Team war so in der Lage, per Algorithmus eine Vielzahl von Propellerentwürfen unter Berücksichtigung verschiedener Parametern wie unter anderem Schub, Drehmoment und Schallleitfähigkeit zu optimieren.

Die Forscher hoffen, eines Tages die Geräusche der Rotoren durch ein geschicktes Design so zu verändern, dass diese sogar angenehm zu hören sind.