Durchbruch im Paarflug: Wie SpecDrone Methan sichtbar macht

04.02.2026
Forschung

Zwischen Code und Technik: Julian Bialas arbeitet an den Algorithmen, die den präzisen Paarflug der SpecDrone ermöglichen.

Mit dem Forschungsprojekt SpecDrone gelang der FH Kufstein Tirol ein technologischer Durchbruch: Zwei präzisionsgesteuerte Drohnen messen Methan aus der Luft – erstmals im synchronen Paarflug. Wir haben mit dem Data-Science-Experten Julian Bialas über die Hintergründe gesprochen.

2025 ging an der FH Kufstein Tirol ein außergewöhnliches Forschungsprojekt zu Ende: Unter dem Titel SpecDrone wurde ein Drohnensystem entwickelt, das erstmals im präzisen Paarflug Methan detektieren kann.

Die Projektleitung lag bei Prof. (FH) PD Dr. Mario Döller, der die Arbeiten an der Hochschule koordinierte und den Verbund mit den Partnerinstitutionen verantwortete. Gemeinsam mit Virtual Vehicle, HiWitronics und Twins wurde eine Technologie realisiert, die Umweltmonitoring künftig auf ein neues Level heben könnte.

Wie alles begann

Methan ist einer der zentralen Treiber des Klimawandels – und seine Quellen sind oft schwer zugänglich oder großflächig verteilt. Genau hier setzt das Projekt an: Zwei Drohnen fliegen parallel zueinander, eine sendet einen Laserstrahl aus, die andere empfängt ihn. Zwischen den beiden entsteht ein freier Messraum – ein sogenannter offener Pfad (engl. open path). Das bedeutet: Der Laser durchquert nichts außer der Luft selbst. Alles, was sich in dieser Strecke befindet, wie zum Beispiel Methan, verändert das Licht ein klein wenig.

Diese Messmethode gehört zur Spektroskopie, also einer Technik, bei der analysiert wird, wie ein Stoff Licht verändert. Aus diesen winzigen Veränderungen lässt sich die Methankonzentration über Distanzen von bis zu 50 Metern präzise bestimmen. Bisher war diese sogenannte Open-Path-Spektroskopie vor allem stationär möglich; nun gelang sie erstmals mobil und hochpräzise.

Die Rolle der FH Kufstein Tirol

Für die FH Kufstein Tirol war Julian Bialas, MSc, als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Data Science & Intelligent Analytics am Projekt beteiligt. Seine fachlichen Schwerpunkte in Mathematik, Datenanalyse und Steuerungslogik flossen insbesondere in die algorithmische und analytische Arbeit ein.

Gemeinsam mit seinen Kolleg:innen Simone Walch und Robert Kathrein, MSc, entwickelte er die Algorithmen für den koordinierten Paarflug. Das Team implementierte das Leader–Follower-Konzept, bei dem eine Drohne den Kurs vorgibt und die zweite präzise ihre Position hält. „Die größte Herausforderung war es, Latenzen, Vibrationen und äußere Einflüsse so auszugleichen, dass der Laserstrahl über viele Meter stabil bleibt“, beschreibt Bialas.

Eine besondere Herausforderung stellte die Integration des entwickelten Algorithmus in die bestehende Hardwareumgebung dar: Dieser musste auf demselben Mini-Computer laufen wie die Gimbal-Steuerung und weitere Systeme. Die erfolgreiche Umsetzung basierte auf intensiver Abstimmung mit den Projektpartnern und mehreren Testreihen, unter anderem am Fluggelände der FH.

Momente des Durchbruchs

Die Integration der Teilmodule aller Partner war ein Kraftakt. Mehrfach mussten Fehler gesucht werden, die nur im Zusammenspiel der Systeme sichtbar wurden – elektromagnetische Störungen, Firmware-Bugs oder fehlerhafte Kompassdaten. Besonders einprägsam war für das Team der Moment, als beim zweiten großen Testtreffen der gesamte Paarflug erstmals stabil funktionierte. „Da war klar: Wir haben etwas erreicht, das technisch wirklich anspruchsvoll ist“, so Bialas.

Neue Perspektiven für Umwelt und Industrie

Das Potenzial der Technologie reicht weit über Methanmessungen hinaus: Brandgasdetektion, Pipeline-Inspektionen, industrielle Emissionsüberwachung oder Anwendungen in der Forstwirtschaft sind perspektivisch denkbar. Durch die Mobilität der Drohnen lassen sich große Flächen effizient, sicher und berührungslos untersuchen.

Ein Forschungsprojekt, das verbindet

Für Bialas war SpecDrone nicht nur technisch, sondern auch menschlich ein Gewinn: „Die Zusammenarbeit mit den Partnern war extrem professionell. Jeder brachte seine Expertise ein – und am Ende stand ein funktionierendes Gesamtsystem.“ Dass die FH mit dem eigenen Flugplatz, dem Maker Space und einer aktiven Forschungscommunity ideale Rahmenbedingungen bietet, bestätigte sich erneut.