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Wenn Anhalten keine Option ist

Frachtflugzeug in der Luft (Foto: Lasse Fuss, Wikimedia Commons)
Frachtflugzeug in der Luft (Foto: Lasse Fuss, Wikimedia Commons)

[29|04|2019]

Forschungsprojekt ARCUS entwickelt Lösungen für Systemausfälle beim autonomen Fliegen

 

Gerät ein autonomes Auto aufgrund von Systemausfällen in Unsicherheit, bringt das System das Fahrzeug sicher zum Stillstand. Was aber, wenn ein autonomes Frachtflugzeug sich beispielsweise gerade über dem Atlantik befindet, während Probleme auftreten? Mit Fällen wie diesen beschäftigt sich das Forschungsprojekt ARCUS an der Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik und Flugzeugtechnik, geleitet von Prof. Dr. Alexander Knoll.

 

Tritt die beschriebene Situation ein, muss das Flugzeug selbstständig die Probleme analysieren und eine Entscheidung treffen. Die meisten der Systemausfälle können stur nach fertigen Checklisten bearbeitet werden. So könnte auch zukünftig ein Mensch in einer Bodenstation überprüfen, ob wirklich der beschriebene Ausfall vorliegt oder eine andere Vorgehensweise sinnvoll wäre. Da sich aber nicht völlig ausschließen lässt, dass die Funkverbindung zum Flugzeug ausfällt, muss das Flugzeug auch ohne diese menschliche Unterstützung handlungsfähig sein. Dies setzt aber bei dem Teil der Systemausfälle, die nicht nach Checkliste zu lösen sind, neue Fähigkeiten voraus.

 

Das System muss komplexe Situationen selbstständig analysieren und die richtige Strategie entwickeln. Dies ist besonders schwer, wenn es sich um eine nicht vorhersehbare Situation handelt. Hierzu muss das System auch imstande sein, zu lernen.

 

Löschen im Schwarm

Neben der autonomen Frachtluftfahrt sind autonome Drohnen, die gemeinsam im Verband agieren, ebenfalls ein mögliches Anwendungsgebiet. Greift zum Beispiel ein Waldbrand um sich, hilft meist nur noch eine schnelle Eindämmung des Brandes aus der Luft. Bei dieser gefährlichen Aufgabe können Schwärme von autonomen, unbemannten Luftfahrzeugen die Besatzungen der Löschflugzeuge unterstützen.

 

Auch hierzu brauchen die unbemannten Flugzeuge wieder Intelligenz: Der Schwarm soll sich selbst organisieren und autonom Strategien für unvorhergesehene Situationen entwickeln, wozu er eine gewisse Lernfähigkeit braucht.

 

Systeme mit schneller Auffassungsgabe

In beiden Situationen ist ein Lernen aus einer großen Anzahl von Fällen nicht möglich. Vielmehr muss schnell aus der Entwicklung der aktuellen Situation gelernt werden. Hier setzt das Forschungsprojekt von Prof. Knoll an. Es sollen Systeme entwickelt werden, die in solchen Nicht-Standard-Situationen autonom handeln und schnell lernfähig sind. Auch muss es für den Menschen möglich sein, das Gelernte nachzuvollziehen und bei Gutheißung auf die gesamte Flotte zu übertragen – analog zum Update einer App auf dem Smartphone.

 

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, Projektträger ist das VDI Technologiezentrum in Düsseldorf. Die Projektpartner sind die IABG Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH und Quantum Systems.

 

Interessierte erfahren auf der Forschungsseite der HM mehr zum Projekt.

 

 

Cathrin Cailliau