Künstliche Intelligenz

Drohnen fliegen autonom in komplexen Umgebungen

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Drohnen suchen selbständig auf Waldwegen nach Vermissten.
Drohnen suchen selbständig auf Waldwegen nach Vermissten. (Bild: UZH, USI, SUPSI)

Eine Software ermöglicht es Drohnen, Waldwege selbstständig zu erkennen und anspruchsvolles Gelände autonom zu durchfliegen. Mit den neuen Drohnen können in Wäldern und Berggebieten vermisste Personen so schneller gefunden und gerettet werden.

Jedes Jahr verlaufen sich tausende von Menschen in Wäldern und Berggebieten. Alleine in der Schweiz gibt es jährlich 1000 Notrufe von Wanderern, die sich verletzt haben oder vom Weg abgekommen sind. Drohnen können Rettungskräfte effizient ergänzen, sie sind in großer Zahl einsetzbar, sind kostengünstig und können sofort reagieren, was die Reaktionszeit und das Risiko einer Verletzung für die Vermissten und das Rettungsteam verkleinert.

Eine Gruppe von Forschern von der Universität Zürich, der Universität der italienischen Schweiz sowie der Fachhochschule Südschweiz haben eine auf künstlicher Intelligenz basierte Software entwickelt, die es einem kleinen Quadrocopter ermöglicht, Waldwege zu erkennen und ihnen selbständig zu folgen.

Das autonome Fliegen innerhalb von komplexen Umgebungen ist eine Herausforderung für Wissenschaftler und Ingenieure. Flugroboter wie Drohnen müssen ihre Umgebung nicht nur selbstständig erkennen, sondern im Rahmen einer autonomen Steuerung auch mit entsprechenden Ausweichmanövern reagieren.

"Während Drohnen, die in großer Höhe fliegen, schon heute kommerziell genutzt werden, ist das autonome Fliegen in komplexen Umgebungen, etwa in dichten Wäldern, noch nicht möglich. In solchen Umgebungen kann jeder noch so kleine Fehler einen Absturz zur Folge haben. Roboter brauchen darum ein leistungsfähiges Gehirn, um die komplexe Welt, die sie umgibt, zu verstehen", sagt Prof. Davide Scaramuzza von der Universität Zürich.

Die Drohne der Forscher nimmt ihre Umgebung mit Hilfe von zwei kleinen Kameras, ähnlich jener in Smartphones, wahr. Anstelle von komplizierten und teuren Sensoren macht ihre Drohne von künstlicher Intelligenz Gebrauch, um vom Menschen gemachte Wege in den Kamerabildern zu erkennen.

Wenn ein Pfad erkannt wird, steuert die Software die Drohne in die entsprechende Richtung. "Für einen Computer ist es extrem schwierig, ein Bild einer komplexen Umgebung wie zum Beispiel einem Wald zu verarbeiten", sagt Dr. Alessandro Giusti vom Dalle Molle Institute for Artificial Intelligence (SUPSI). "Manchmal scheitern sogar Menschen, den Pfad auf dem Bild zu finden."

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