Was haben ein Karpfen und eine hochmoderne Unterwasserdrohne gemeinsam? Für Maximilian B. aus der Jahrgangsstufe 10 ist die Antwort klar: Die perfekte Strömungsdynamik. Mit seinem beeindruckenden Projekt „DIY-Unterwasserdrohne“ hat er nicht nur die Jury beim diesjährigen Wettbewerb „Jugend forscht“ begeistert, sondern sich auch den 1. Platz in der Kategorie Technik auf dem Regionalwettbewerb gesichert. Eine herausragende Leistung, auf die das St. Michael Gymnasium sehr stolz ist!

Warum eine eigene Drohne bauen?

Wer die Unterwasserwelt erforschen will, stößt schnell auf Probleme: Professionelle Unterwasserdrohnen kosten oft mehrere tausend Euro – für viele Schulen oder Umweltprojekte schlicht unbezahlbar. Maximilian wollte diese Lücke schließen. Sein Ziel: Eine kostengünstige, leistungsstarke Drohne entwickeln, die biologisches Monitoring (also das Beobachten von Gewässern) auch mit kleinem Budget ermöglicht.

Die Technik dahinter

Doch eine Drohne unter Wasser zu steuern, ist deutlich komplizierter als in der Luft. Funkwellen funktionieren unter Wasser kaum, weshalb Maximilian auf ein kabelgebundenes System (ein sogenanntes „Tethering“) setzte. Hier sind einige der cleveren Features seines Prototyps:

• Vom Fisch inspiriert: Das Gehäuse wurde biomimetisch gestaltet, also der strömungsgünstigen Form eines Karpfens nachempfunden. Das sorgt nicht nur für Effizienz im Wasser, sondern wirkt auch weniger störend auf die Tiere, die er beobachten will.
• Intelligentes Gehirn: Im Inneren steuert ein Pixhawk-Flightcontroller die präzisen Bewegungen, während ein Raspberry Pi 4 als „Companion Computer“ fungiert. Er verarbeitet das Live-Videosignal der Kamera und sendet es in Echtzeit an einen Laptop an Land.
• High-Tech aus dem 3D-Drucker: Um Kosten zu sparen, wurde der Rahmen der Drohne im 3D-Druckverfahren hergestellt. Dabei kam ein modulares „Wetframe“-Prinzip zum Einsatz: Die Elektronik sitzt trocken in einem Acrylzylinder, während der Rest der Drohne vom Wasser durchflossen wird.
• Wartung leicht gemacht: Ein besonderes Highlight ist das Ladekonzept. Die Akkus können geladen werden, ohne das wasserdichte Gehäuse jedes Mal mühsam öffnen zu müssen – ein echter Vorteil für den späteren Einsatz im Biologieunterricht.

Der Regionalerfolg bei „Jugend forscht“ ist der verdiente Lohn für monatelange Tüftelarbeit, Programmierung und konstruktive Planung. Wir gratulieren Maximilian B. ganz herzlich zu diesem herausragenden Erfolg!

Text und Bilder: Herr Nebe