„Phantom Twist“ macht neuartige Drohnen fast unsichtbar
Ein Team der Northwestern University hat einen Fluggeräte-Prototyp entwickelt, der sich nicht tarnt, sondern die Trägheit des menschlichen Sehens ausnutzt: Die gesamte Drohne rotiert bis zu 25 Mal pro Sekunde und wird dadurch zu einem unscharfen Schleier.
Unsichtbare Drohnen wurden bisher meist über Tarnfarben, transparente Materialien oder lichtbrechende Optiken gesucht. Ein Team des McCormick School of Engineering an der Northwestern University in Evanston (Illinois) verfolgt einen anderen Ansatz: Statt das Aussehen des Geräts zu verändern, setzt es bei der Wahrnehmung an. Der Prototyp mit dem Namen „Phantom Twist“ nutzt Bewegungsunschärfe – jenen Effekt, der auch schnell drehende Ventilatoren oder Propeller optisch verschwinden lässt.
Vorgestellt wurde die Arbeit am 16. Juli auf der Konferenz Robotics: Science and Systems (RSS) 2026 in Sydney, unter dem Titel „Computational Design of a Low-Visibility UAV Using Human-Aligned Perceptual Metric“.
Ein Motor, ein Propeller – und ein rotierender Rumpf
Anders als ein herkömmlicher Quadcopter mit vier Rotoren kommt die Drohne mit einem einzigen Motor und einem einzigen Propeller aus. Der Propeller dreht sich in die eine Richtung, der restliche Aufbau in die andere. Das Ergebnis: Es gibt keine stillstehenden Bauteile mehr, an denen sich das Auge festhalten kann.
„Bei unserer Drohne rotiert alles, es gibt keine stationären Teile“, sagt Studienleiter Michael Rubenstein, außerordentlicher Professor für Informatik und Maschinenbau. Bei einem gewöhnlichen Quadrocopter drehten sich zwar die Propeller, der Körper bleibe aber sichtbar.
Emma Alexander, Computer-Vision-Forscherin und Co-Autorin, erklärt den Effekt mit der Funktionsweise des Auges: Es sammle Signale über eine gewisse Zeit hinweg – vergleichbar mit der Belichtungszeit einer Kamera. Dreht sich ein Objekt schnell genug, verliere es für den Betrachter seine Konturen. Da der Prototyp ohnehin fast vollständig durchbrochen ist, verrechnen sich seine wenigen undurchsichtigen Komponenten optisch mit dem Hintergrund zu einem leichten Dunst.
20.000 Konfigurationen, algorithmisch durchgerechnet
Der Entwurf entstand weitgehend automatisiert. Zunächst erzeugte ein Rechenmodell rund 20.000 Konfigurationen, die stabil fliegen könnten. Anschließend ordneten KI- und Optimierungsalgorithmen die Hauptkomponenten – Motor, Propeller, Platine, Gegengewicht und Akkus – immer wieder neu an, um die Sichtbarkeit aus möglichst allen Blickwinkeln zu minimieren, ohne die Flugstabilität zu verlieren.
Vielversprechende Kandidaten wurden im Flug simuliert und über hundert reale Hintergrundaufnahmen gelegt. Ein Wahrnehmungsmodell, das dem menschlichen Sehen nachempfunden ist, vergab dann Sichtbarkeitswerte; die 500 unauffälligsten Entwürfe gingen in eine weitere Optimierungsrunde. Gebaut wurde erst, als ein Design alle Kriterien erfüllte.
Charakteristisch für das Resultat ist, dass die Bauteile auf unterschiedlichen Höhen, in unterschiedlichen Winkeln und mit viel Abstand zueinander verteilt sind – sie sollen sich beim Drehen optisch nicht überlagern. Gemessen an der eigenen Sichtbarkeitsmetrik ist der Prototyp rund zehnmal weniger gut wahrnehmbar als ein herkömmlicher Quadcopter.
Hörbar bleibt sie trotzdem
Unsichtbar ist die Drohne damit nicht. Die Forscher nennen selbst mehrere Einschränkungen: Der Propeller erzeugt hörbaren Lärm, Kabel und Streben bleiben teilweise erkennbar. Künftige Versionen sollen mit transparenteren Materialien und leiserem Antrieb arbeiten.
Als Anwendungsfälle nennt das Team zivile Szenarien, in denen Drohnen das beobachtete Geschehen selbst verändern: Wildtiermonitoring, Umweltbeobachtung und Infrastrukturinspektion. Tiere fliehen, Menschen verhalten sich anders, sobald sie ein Fluggerät bemerken – ein schwerer sichtbares Gerät könnte dieselbe Aufgabe unauffälliger erledigen.
Einzuordnen ist die Arbeit als Grundlagenforschung: Optimiert wurde ausschließlich auf die visuelle Wahrnehmbarkeit durch Menschen und viele Tiere, nicht auf Radar-, Infrarot- oder akustische Signaturen. Finanziert wurde die Studie von der US-Wissenschaftsbehörde National Science Foundation.
