An der FH Kufstein wird an einer neuen Drohnengeneration geforscht. Nicht nur sorgt ein Wasserstoffantrieb für eine längere Flugzeit, eine künstliche Intelligenz soll zudem bewirken, dass Drohnen automatisierter arbeiten.

Das Surren kündigt sie an. Drohnen, die ferngesteuerten Flugobjekte, sind mittlerweile bei PrivatnutzerInnen angekommen. Wer aber schon mal selbst eine in Betrieb genommen hat, wird die Situation kennen. Den batteriebetriebenen Geräten geht nach kurzem Flug schnell der Saft aus. Das mag für private NutzerInnen kein großes Hindernis darstellen, einige Runden sind schon drinnen. Unter anderen Umständen stellt die geringe Flugdauer aber ein Problem dar. Bei Feuerwehreinsätzen, wenn es etwa um Suchflüge in abwegigen Geländen geht, kommen diese in ihrer derzeitigen Form rasch an ihre Grenzen.

Leistungsschau

„Wenn Feuerwehren mit den Drohnen fliegen, ist eine Flugzeit von maximal 20 Minuten semioptimal“, erklärt Mario Döller von der FH Kufstein Tirol. Als Projektleiter hat er sich gemeinsam mit seinem Team zum Ziel gesetzt, die Flugkörper effizienter zu gestalten. Drei Stunden soll sich die neue Drohnengeneration in der Luft halten können. Wie das gehen soll? Die Antwort dafür liegt in der Betankung. Denn im Gegensatz zu den bis dato verbauten aufladbaren Batterien, wie man sie etwa auch in Smartphones findet, kann hier Wasserstoff die bisherigen Einschränkungen aufbrechen.

Wasserstoff als Energielieferant habe eine wesentlich höhere Energiedichte, die sich positiv auf den Wirkungsgrad auswirkt, führt Döller an. Das heißt, mehr der produzierten Energie kann direkt in Motor und Elektronik fließen und diese zum Laufen bringen. Ein weiterer Vorteil: Durch den Wegfall der schweren Batterien wird zudem Gewicht eingespart, was sich positiv auf die Flugzeit auswirkt, denn leicht fliegt besser und vor allem länger.

Unbemanntes Flugobjekt

Neben einer verlängerten Flugzeit forscht das Team noch an einem zweiten Aspekt, der Suchmissionen in Zukunft verbessern soll – Stichwort Automatisierung. Ein Szenario: Am Wilden Kaiser ist ein Wanderer abgestürzt. Man hat den Bereich eingegrenzt, wo man den Verunglückten vermutet. In Situationen wie dieser können Drohnen Rettungseinsätze gut unterstützen. Bis dato muss man in einer solchen Situation der Drohne ihren Pfad vorgeben, also vor Start klarmachen, wie der Flugweg auszusehen hat, führt Projektleiter Döller aus. Besonders benutzerfreundlich ist dies aber nicht. Spontane Kurskorrekturen etwa sind nur schwer möglich. Zudem wird nur der zuvor vorgeschriebene Kurs starr abgeflogen, blinde Flecken bei der Flugplanung bleiben so unerschlossenes Terrain.

Mehr Eigenständigkeit

Als Lösung dieser Probleme soll künstliche Intelligenz dienen. Über ein eigenes Programm möchte man der Drohne beibringen, selbstständig zu denken. Konkret heißt das, dass bestimmte Abläufe automatisiert ablaufen sollen. „Die Drohne soll dann die Intelligenz haben, zu merken, welche Orte sie bereits abgesucht hat und welche sie noch absuchen muss“, fasst Döller das System zusammen.

Auch mit mehreren parallel gestarteten Drohnen, die dann untereinander Informationen austauschen, soll das Ganze funktionieren. „In der Praxis würde das dann bedeuten: Die Feuerwehr hat eine gewisse Drohnenanzahl, markiert den Bereich, der abgesucht werden soll, und der Rest geschieht selbstständig.“ Was wie Science-Fiction klingt, sei bereits auf einem guten Weg, so Döller. Über ein Belohnungs- und Bestrafungssystem wird derzeit an einem Algorithmus gearbeitet, der genau diese Herausforderungen bewerkstelligen soll.

Der Bau des Prototyps befindet sich auf der Zielgeraden, erzählt Döller. Nach etwas mehr als einjähriger Bauphase stehen Anfang 2023 die ersten Flugstunden auf dem Plan. Bis 2024, zum Abschluss des Projektes, soll dann die wasserstoffbetriebene Drohne auch programmiertechnisch so weit sein, dass sie mehr kann, als nur privaten Haushalten den Traum vom Fliegen näherzubringen.

Zum Projekt

• Projektlänge:
  November 2021 bis 2024
• Wer nimmt Teil?
  FH Kufstein, Wolftank-Adisa, twins DrohnenbauerInnen und Fen resarch
• Wer finanziert?
  K-Regio Projekt des Landes Tirol

Zur Person

Mario Döller ist Professor an der FH Kufstein Tirol. Nach dem Erlangen des PhD 2004 an der Universität Klagenfurt habilitierte sich Döller im Bereich Informatik an der Universität Passau 2012 im Bereich Informatik. Seit 2012 ist er Professor für multimediale und webbasierte Informationssysteme an der FH Kufstein Tirol und Privatdozent an der Universität Passau.