36C3: Open-Source-Drohne der Hochschule Augsburg sucht Flüchtlinge im Mittelmeer

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Wenn NGOs nach in Seenot geratenen Flüchtlingen im Mittelmeer suchen, können sie vom Boot aus nur eine begrenzte Fläche pro Tag absuchen. "Aufgrund der Erdkrümmung sieht man vom Schiff kaum weiter als 5 km", erklärt Gregor Walter auf dem 36C3 in Leipzig. Zusammen mit seinem Kollegen Friedrich Beckmann hat er das Wissenschaftsprojekt "SearchWing" an der Fakultät für Elektrotechnik der Hochschule Augsburg ins Leben gerufen. Um den Suchradius der Schiffe zu vergrößern, setzen sie auf günstige Flugdrohnen. Die Modellbauflugzeuge können pro Tag eine Fläche von 900 Quadratkilometern absuchen, was in etwa der Fläche entspricht, die das Rettungsschiff "Sea Watch 3" pro Tag abdecken kann.

Da auf dem Markt angebotene Drohnen entweder zu teuer oder nicht leistungsfähig genug waren, entwickelten Beckmann und Walter ihr eigenes System, das später einmal für rund 1000 Euro angeboten werden soll.

Modellbauflieger als Lebensretter

Die Leichtbauflugzeuge sind mit zwei Kameras ausgerüstet, die bei einer Flughöhe von etwa 500 Metern und einer Geschwindigkeit von 50 km/h einen Streifen von jeweils einem Kilometer rechts und links des Flugzeuges abdecken und Objekte mit einer Auflösung von 20 Zentimetern erkennen. Pro Sekunde macht jede Kamera eine Aufnahme, während der Flieger eine zuvor einprogrammierte Route abfliegt.

Nach etwa einer Stunde Flugzeit kehren die Flieger wieder zum Boot zurück. Die Bilder werden dann in einen Laptop ausgelesen und mit einer Software analysiert. Die in Augsburg entwickelte Bilderkennung soll mit Hilfe von KI- und Deep-Learning-Algorithmen automatisch alle Schiffe erkennen.

Die Datenlage ist nach den ersten Testflügen allerdings noch dünn, sodass bislang nur wenige Bilder zum Training der neuronalen Netze vorliegen. Die Software liefert noch viele False-Positives, die die Retter an Bord manuell überprüfen müssen. Der Zeitvorteil ist trotzdem beachtlich: "In der Regel können wir ein Schiff, wenn es von der Drohne entdeckt wurde, in ein bis zwei Stunden erreichen", erklärt Walter.

Wasserdichte Technik

In bisherigen Tests mussten die Forscher die Startprozedur optimieren, bei der die Drohne per Hand in die Luft geworfen wird. Außerdem musste die Elektronik wasserdicht verpackt werden, da die Drohne bei ihrer Rückkehr neben dem Schiff wassert und von einem Beiboot eingeholt werden muss. "Das Problem war, die Drohne so zu konstruieren, dass sie auf einem kleinen Schiff bei begrenztem Platz und Wellengang einfach zu bedienen ist", erläutert Walter.

Eine Direktübertragung der Kamerabilder zum Boot sei nicht möglich, da die Funkverbindung zur Steuerung nur 64 kByte/s schaffe. Limitierend sei sowohl das Gewicht von etwa 2 Kilogramm (der Akku wiegt die Hälfte), als auch die Wärmeentwicklung.

Entwickler bitten um Unterstützung

Inzwischen sind die Forscher mit den Tests aber soweit zufrieden, dass ein erster Einsatz auf dem Rettungsschiff Alan Kurdi bereits im März/April 2020 stattfinden soll. Die Entwickler baten in Leipzig um Unterstützung. Helfen würden sowohl Datenspenden von Booten, die mit privaten Drohnen aus der Luft fotografiert wurden, als auch Gaming-Laptops, die mit ihren GPUs die Bildanalyse beschleunigen. Tipps von professionellen Modellbauern zur Optimierung der Flugeigenschaften seien ebenfalls willkommen, betonten die Wissenschaftler.

Sämtliche Baupläne der Drohne stellen sie als Open Source frei zur Verfügung. Lediglich die Bilderkennungs-Software soll Closed Source bleiben. Damit wollen die Forscher sicherstellen, dass nur NGOs von ihnen Zugang bekommen und verhindern, dass die Technik für militärische Zwecke missbraucht wird. (tiw)