Die Zukunft des Fliegens
Bundesagentur für Sprunginnovationen SPRIND schließt Innovationswettbewerb zum Thema “Autonom fliegende Drohnen” ab
Vollautonomes Fliegen hat das Potenzial, eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen zu transformieren. Diese Entwicklung könnten die Art und Weise, wie Güter transportiert werden, Infrastruktur instandgehalten und auf Notfälle reagiert wird, neugestalten. Vollständig autonome Drohnen könnten Aufgaben wie die Überwachung von Pipelines oder Solarparks übernehmen, bei Rettungseinsätzen unterstütze, Waren ausliefern und vieles mehr. Die Bandbreite an potenziellen Anwendungen könnte den Bedarf an menschlichen Bedienern in gefährlichen Umgebungen reduzieren, die Sicherheit erhöhen und Kosten senken.
Im April 2024 wurden aus den 14 Teams der ersten Stufe neun Teams aus Deutschland und ganz Europa ausgewählt, um an der zweiten Stufe des SPRIND Funke “Fully Autonomous Flight” teilzunehmen. Diese Teams haben eine gemeinsame Mission: den Traum vom Fliegen zu revolutionieren. SPRIND stellte hierfür über zwei Stufen insgesamt bis zu 150.000 Euro pro Team zur Verfügung, um die Grenzen der autonomen Flugtechnologie auszudehnen.
Vom 16. bis 19. September 2024 trafen sich die Teams auf dem Fliegerhorst im bayerischen Erding, um ein System zu demonstrieren, das in der Lage ist, ohne GPS oder manuelle Steuerung völlig autonom über eine 9 km lange Strecke zu fliegen. Die Strecke bestand aus verschiedenen Umgebungen – urbane Gebiete, offene Felder und Wälder – und testete räumliches Bewusstsein, komplexe 3D-Kartierung und die präzise Steuerung der Drohnen. Zusätzlich gab es verschiedene Hindernisse wie Rauch, Nebel und Wasser, die den Drohnen die Orientierung erschweren sollten. 27 Wegpunkte leiteten die Drohnen durch ihre Reise – am letzten Punkt galt es, ein Paket zu identifizieren und aufzuheben. Branchenexperten und potenzielle Investoren verfolgten das Finale des Funkens am 19. September gebannt aus nächster Nähe und kamen mit den Teams ins Gespräch.
Direkt nach Anreise bekamen die Teams eine eigene Garage, die als Werkstatt diente, um die Systeme für die gegebenen Bedingungen anzupassen. Jedes Team besteht aus einer Vielzahl von Experten in den Bereichen Elektrotechnik, Kybernetik, künstliche Intelligenz und viele weitere, die unermüdlich daran arbeiteten, ihre Drohnen bis zum „Take-off“ zu optimieren. Interdisziplinäre Teamarbeit und schnelles Denken sind unerlässlich, um die vielschichtigen Herausforderungen zu bewältigen.
Jede Drohne besteht aus verschiedenen miteinander verbundenen Hard- und Softwarekomponenten, von Sensoren und Kameras über KI-Navigationsalgorithmen bis hin zu Kommunikationssystemen. Um den Erfolg zu gewährleisten, muss jedes System mit nahezu vollständiger Zuverlässigkeit arbeiten. Selbst mit modernster Hardware leidet die Leistung einer Drohne, wenn die Systeme nicht perfekt ausgerichtet sind. Die wechselnden Wetterbedingungen während des Wettbewerbs – Regen und starke Winde in den ersten Tagen – stellten die Stabilität und das Navigationssystem der Drohnen auf eine weitere Probe. Doch selbst nach mehreren Abstürzen gaben die Teams nicht auf.
Nach drei intensiven Tagen und dem finalen Wettbewerb am vierten Tag wählte die Expertenjury – bestehend aus Vertretern aus Wirtschaft und Wissenschaft – drei Gewinnerteams auf der Grundlage ihrer Leistung, ihrer technologischen Innovationen und ihres Potenzials für reale Anwendungen aus. Der herausragende Sieger des Funkens war Fly4Future, ein Spin-out der Technischen Universität Prag. Beyond Vision und KopterKraft (PathStrider) folgten auf dem Podium. Weitere Informationen zu diesem SPRIND FUNKE und zu den teilnehmenden Teams finden Sie hier: https://www.sprind.org/de/challenges/funke-fully-autonomous-flight
Autonomes Fliegen von Drohnen kommt mit Sicherheit und ist bereits an vielen Stellen in Entwicklung. Die Frage ist lediglich, was für Sensoren, Algorithmen, Inertiale Messeinheiten (IMUs) und Kommunikationsmittel zum Einsatz kommen, welche Technologien sich also in diesem Bereich durchsetzen werden. Was aber bedeutet überhaupt autonom? Im Extremfall könnte es bedeuten, dass die Drohne überhaupt keine Informationen von aussen erhält und damit gar nicht kommunizieren kann und es auch nicht muss. In der Praxis bedeutet es wohl eher, dass die Drohne die Umgebung, die sie befliegt, vollständig versteht und dass sie nicht mit Bäumen, Drähten, Masten etc. kollidiert. Wenn die Drohne dann vorbestimmte Wegpunkte erfasst, könnte sie nachfragen, was sie an einem Wegpunkt tun soll. Besser ist eine autonome Drohne, wenn sie robuster ist und sich weniger stören lässt durch sich ändernde Umweltbedingungen. In vielen Fällen könnte es aber auch genügen, wenn die Drohne selbstständig erkennt, wann sie einen Einsatz verweigern muss oder unter welchen Bedingungen sie ihren Einsatz abbrechen muss, so dass sie nicht beschädigt wird, verloren geht oder sich nicht mehr orientieren kann.
“Diese Teams haben eine gemeinsame Mission: den Traum vom Fliegen zu revolutionieren.”
worin soll die Revolution bestehen ?
Der vermehrete Einsatz von Drohnen in Wohngebieten ist abzulehnen bzw. zu verbieten.
Einen Vorteil bietet die Drohne im landwirtschaftlichen Bereich. Bevor ein landwirtschaftliches Fahrzeug z.B. ein Mähdrescher per GPS gesteuert werden kann, sollte der Acker/Feld mit einer Drohen nach Hindernisse abgesucht werden.
auch im Badebereich an der Küste oder an Badeseen kann eine Drohne Badeunfälle mit entsprechender Software Unfälle anzeigen.
Hier sollte die “Revolution” in der Bereitstellung/Entwicklung von Software bestehen.