Drohnenschwärme werden bald für Such- und Rettungsoperationen eingesetzt

2010 erlitt Haiti ein verheerendes Erdbeben der Stärke 7,0, das einen Großteil seiner Infrastruktur dezimierte und viele unter Trümmern ließ. Eine außergewöhnliche Gruppe von 62 Teams, die sich rund 1.800 Personen näherten, konnte 132 Opfer in elf Tagen retten. Obwohl diese Bemühungen erstaunlich lobenswert sind, gibt es eine Zukunft, in der Drohnen diese Missionen unterstützen können.

Aber nicht nur eine Drohne: Stellen Sie sich einen Schwarm vor.

„Stellen Sie sich vor, Sie haben ein großes Gebiet, das Sie so schnell wie möglich überwachen sollten, um nach Überlebenden oder Opfern zu suchen. Die Verwendung vieler UAVs anstelle einer einzigen Drohne hilft Ihnen in diesem Fall sehr “, erzählt Carmine Recchiuto, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für Informatik, Bioingenieurwesen, Robotik und Systemwissenschaften (DIBRIS) der Universität Genua Inverse. In der Tat können Sie einige Strategien für die Geländeüberdeckung anwenden, die ein kooperatives Verhalten zwischen den Robotern beinhalten. Sie können sich eine gemeinsame Karte teilen, die die bereits überwachte Position miteinander teilen und in Echtzeit die nächste zu besuchende Position auswählen. “

Recchiuto ist auf den Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen für die Bewertung nach einem Katastrophenfall spezialisiert, was im Wesentlichen bedeutet, dass er Flugroboter verwenden möchte, um Menschen zu helfen, die in eine Katastrophe geraten sind. Wir sind nicht weit von einer Zukunft entfernt, in der diese Drohnen mit thermischen Sensoren oder anderen Tracking-Geräten ausgestattet sind, die Teams vor Ort bei Such- und Rettungsaktionen helfen könnten.

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Eines Tages hofft Recchiuto, dass diese Systeme völlig autonom sind, so dass sie ohne menschliche Überwachung selbstständig laufen könnten. Die Technologie entspricht jedoch noch nicht diesem Standard, sodass Forscher wie Recchiuto ein System entwickeln müssen, mit dem ein Mensch ein System mit vier bis 50 Drohnen auf einfache Weise steuern und überwachen kann.

Ein Team der Naval Postgraduate School im kalifornischen Monterey hatte genau dieses Ziel erreicht, im vergangenen Herbst 50 Drohnen gleichzeitig zu fliegen, aber die Drohnen folgten den Hundekämpfen im Himmel und nicht einer Überwachungsformation.

In einem Bericht mit dem Titel Visuelles Feedback mit mehreren Kameras in einer UAVs Human-Swarm-Schnittstelle Das von Recchiuto sowie von Antonio Sgorbissa und Renato Zaccaria verfasste Team beschreibt zwei Hauptformen der Verwendung von Schwarmdrohnen. Die erste ist, wie die meisten sich einen Schwarm vorstellen können, eine vogelartige Formation, die durch den Himmel schneidet und den Boden mit mehreren Kameras abtastet. Der andere nutzt eine kleinere Anzahl von Drohnen, die individuelle Pfade nutzen, um ein Bereichsraster zu scannen.

In jedem dieser Szenarien gibt es ein inhärentes Problem: Wo setzen Sie die perspektivischen Kameras ein, die ein menschlicher Bediener überwachen würde? Der Blick auf 50 Ego-Kameras ist zu verwirrend, weshalb das Team nach der Möglichkeit einer separaten Drohne suchte, die sich vom Rudel losreißen und über den Schwarm fliegen würde. Ein Drohnenführer, wenn Sie so wollen.

"Experimentelle Tests haben gezeigt, dass der Einsatz von First-Person-Kameras zu Fehlern bei der Erkennung von Gefahren, zur Verschlechterung des Situationsbewusstseins und zur Desorientierung führen kann, und zwar in einem größeren Ausmaß als bei der Verwendung externer Kameras", sagt Recchiuto. Sie fanden es am besten, vier Kameramonitoren zu verwenden: zwei am Drohnenanführer, die nach vorne und unten zeigen, sowie zwei separate am äußeren Rand des Schwarms.

Diese vogelartigen Formationen wären für die wissenschaftliche Überwachung und den täglichen Gebrauch in der Landwirtschaft sehr erwünscht, aber Charlton Evans, Projektmanager für gewerbliche Luftfahrtprojekte bei Insitu, der unabhängigen Drohnen-Tochter von Boeing, sagt, dass die Vorschriften dies noch nicht erlauben.

"Die FAA ist noch nicht zufrieden mit dem Konzept, dass ein Pilot mehrere Flugzeuge im nationalen Luftraum kontrolliert", erzählt Evans Inverse. „Die Welt der Landwirtschaft will das, Such- und Rettungsdienste wollen das. Es ist kostengünstig, wenn wir mehrere Flugzeuge von einem Mann aus fliegen können. Das macht für jeden Sinn. Aber wenn man dies im nationalen Luftraum auf eine Art und Weise macht, die das Risiko nicht erhöht, müssen wir durch den Reifen springen."

Laut Evans ist die Technologie für eine automatisierte Plattform für ein Flugsicherungssystem in Bezug auf die Regulierung vielversprechend. Die Such- und Rettungsforschung von Recchiuto funktioniert ähnlich, da sie einen Algorithmus und eine Kommunikation zwischen den Drohnen verwendet, um das Gitter eines Katastrophengebiets abzutasten.

"Das ist wahrscheinlich ein Bereich, in dem die größten Fortschritte erzielt wurden", sagt Evans. "Innerhalb der nächsten paar Jahre wird die Technologie dazu beitragen, die Vorschriften zu schreiben, da dies die Art und Weise, wie wir Geschäfte machen, auf unter 400 Fuß (400 Fuß) verändert."