Schwarm-Steuerung für Drohnen

Eine Software, die Informatiker an der britischen Cranfield University entwickelt haben, steuert aus großer Distanz gleich eine ganze Schar unbemannter Flugobjekte.

Wissenschaftler an der britischen Cranfield University haben eine neuartige Softwarelösung entwickelt, die die Steuerung unbemannter Flugobjekte vereinfachen soll. Die Technik erlaubt es einem einzigen Operator, bis zu einem Dutzend Drohnen gleichzeitig von einem einzelnen Stützpunkt aus zu dirigieren.

Im militärischen Bereich sind unbemannte Drohnen, auch UAVs für "Unmanned Aerial Vehicle" genannt, nicht mehr aus dem täglichen Einsatz wegzudenken. In Kampfgebieten wie Afghanistan oder dem Irak bieten sie eine für die Soldaten ungefährliche Aufklärung von oben mit Live-Videobildern. Und auch im zivilen Sektor wird die Technik immer interessanter: zur Verkehrsüberwachung beispielsweise oder für die Suche nach interessanten geologischen Formationen für die Erdölförderung.

Das Problem dabei ist allerdings stets die Bilderflut, die die Fluggeräte liefern. Denn für die Sichtung des Materials auf interessante Erkenntnisse und die Kontrolle der UAVs ist immer noch der Mensch zuständig. Der soll nun zumindest teilweise entlastet werden: Bei der Software der Cranfield-Forscher, deren Projekt vom britischen Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) mit rund 940.000 Euro gefördert wird, werden den Drohnen zunächst konkrete Zielvorgaben gemacht, etwa das Abfliegen bestimmter Bereiche oder die Suche nach bestimmten Objekten per Bilderkennung. Innerhalb dieser Kennwerte sollen die Drohnen autonom entscheiden können, wie sie am besten navigieren – auch untereinander nach dem Prinzip der Schwarmintelligenz.

Projektleiter Dr. Antonios Tsourdos betont, dass man besonders genaue Algorithmen auf Basis von Software-Agenten entwickelt habe. Die Steuerung sei so aufgebaut, dass einzelne Drohnen bestimmte Parameter nie verletzen könnten – etwa bestimmte Flughöhen überschreiten oder der kommerziellen Luftfahrt ins Gehege kommen. Dazu sind die Drohnen mit Kameras, Positionssensor und Radar ausgerüstet. Ein einzelner Experte am Boden kann so eine ganze Zahl der Flugobjekte gleichzeitig kontrollieren, ihm werden jeweils nur die wichtigsten Informationen vorgelegt.

Zu den Anwendungsszenarien, die die Forscher bereits getestet haben, gehört das Abfliegen von Verschmutzungswolken nach Chemieunfällen, außerdem soll bald das Auffinden vermisster Personen in weitläufigen Gebieten erprobt werden. "Das Verhalten der Drohnen wird dabei ständig überprüft. Sie sind so programmiert, dass sie sich eher selbst zerstören, als eine Missionsvorgabe zu verletzen."

Tsourdos rechnet damit, dass erste kommerzielle Systeme in fünf Jahren auf den Markt kommen könnten. Zuvor müssen allerdings noch die Aufsichtsbehörden von der Idee überzeugt werden. "Denen werden wir beweisen, dass sie Vertrauen in das System haben können." Was dabei vielleicht helfen könnte: Die Cranfield-Forscher gewannen 2008 den Preis des britischen Verteidigungsministeriums für neuartige Sicherheitstechnologien und gelten weltweit als führend bei Drohnen-Software.

Zur Kommerzialisierung der Technik arbeitet das Team unter anderem mit dem italienisch-britischen Sicherheits- und Luftfahrtunternehmen SELEX Galileo zusammen. Neben dem zivilen Einsatz ist natürlich auch ein militärischer denkbar. Die Drohnen sollen immer dann eingesetzt werden, wenn ein bemanntes Flugzeug zu stark gefährdet wäre, sagt Tsourdos. "Missionen müssen manchmal wegen schlechten Wetters oder der Sicherheitslage abgebrochen werden, aber Flugobjekte ohne Piloten sind problemlos auch in einem herausfordernden Umfeld einsetzbar." (bsc)