Der Einsatz unbemannter Boden- und Luftfahrzeuge gewinnt in zivilen Anwendungsfällen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere im Bereich des Krisenmanagements könnten ganze Schwärme unbemannter Boden- und Luftfahrzeuge die Einsatzkräfte in vielfältiger Weise unterstützen. Die koordinierte Führung von heterogenen Schwärmen stellt das Krisenmanagement jedoch aktuell noch vor viele Herausforderungen, da zentrale Fähigkeiten fehlen. Hier setzt das DLR-interne Projekt Swarming an. Das institutsübergreifende DLR-Projekt Swarming (Coordination and guidance of unmanned swarms) widmet sich der Erforschung, Entwicklung und Validierung neuer Technologien und Algorithmen zur Führung von Schwärmen unbemannter Boden- und Luftfahrzeuge.
Das Ziel der DLR-Forschenden ist die ganzheitliche Koordination von mehreren unbemannten Boden- und Luftfahrzeugen, die zentral über eine Leitstelle im Verbund geführt werden. Im Mittelpunkt stehen dabei die Durchführung gemeinschaftlicher Missionsaufgaben für Anwendungen im Bereich der zivilen Sicherheitsforschung (z.B. Krisenmanagement) sowie die Erprobung von Schwarmführungstechnologien unter realen Bedingungen, beispielsweise am Nationalen Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme am DLR-Standort Cochstedt. Das DLR wird so eine effiziente Lösung für das Krisenmanagement entwickeln, mit der sich komplexe Missionsszenarien bewältigen lassen. Der Einsatz von unbemannten Schwärmen gewinnt in zivilen Anwendungsfällen, wie z.B. dem Krisenmanagement, zunehmend an Bedeutung. Dies liegt vor allem an ihrer hohen Verfügbarkeit sowie ihrer Einsetzbarkeit auch in sehr schwer zugänglichen oder risikoreichen Einsatzregionen.
Im Krisenmanagement können solche Schwärme bei dem Eintreten großflächiger (Natur-)Katastrophen Rettungs- und Einsatzkräften schnell einen umfassenden und aktuellen Überblick über die Situation und des Ausmaßes der Katastrophe verschaffen. Des Weiteren können unbemannte Schwärme benötigte Güter zur ersten Hilfe zu lokalisierten Opfern einer Katastrophe transportieren oder auch ein Kommunikationsnetzwerk im Krisengebiet mit beeinträchtigter Kommunikationsinfrastruktur aufbauen.
Der koordinierte Einsatz von mehreren unbemannten Schwärmen im Verbund, geleitet aus einer zentralen Leitstelle, verspricht dabei eine Vielzahl an Vorteilen für Einsatzkräfte. Ein wichtiger Aspekt ist die Möglichkeit, bemannte Systeme (z.B. Helikopter) im Verbund mit unbemannten Systemen zu betreiben, auch Manned-Unmanned Teaming genannt. Durch die Kombination von Schwarm-Systemen und bemannten Helikoptern können Einsatzkräfte auch komplexe Missionsszenarien effizient bewältigen.
Eine optimale Aufgabenverteilung sowie optimierte Missions- und Pfadplanungsverfahren sind wichtige Elemente, um einen möglichst effizienten Einsatz von einzelnen oder auch im Schwarm agierenden unbemannten Boden- und Luftfahrzeugen zu gewährleisten. Die schnelle Ersatzbereitstellung eines ausgefallenen Systems (z. B. eines UAS) durch das Aussetzen eines Ersatzsystems aus einem Helikopter ist eine wichtige Fähigkeit, um die Effizienz von Kriseneinsätzen zu steigern. Um die Systemresilienz zu erhöhen, müssen Schwarmführungsfähigkeiten auch ohne Satellitennavigation (GNSS) verfügbar sein. Diese derzeit bestehende Lücke im Krisenmanagement soll im Projekt gezielt erprobt und demonstriert werden.
Eckdaten
Projekt
Swarming
Mitwirkende
DLR-Institut für Flugführung (Koordinator)
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik DLR-Institut für Flugsystemtechnik
DLR-Institut für Kommunikation und Navigation
DLR-Institut für Robotik und Mechatronik
DLR-Institut für Weltraumforschung
Nationales Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme
