Drohnentechnologie: Aktuelle Forschungstrends und ihre Anwendungsbeispiele – Interview mit Professor Wolfram Hardt (TU Chemnitz)

Donnerstag, 15. Juni 2017, 15:19 Uhr

Presseinformation

Dresden/Chemnitz, 15.06.2017

Drohnentechnologie: Aktuelle Forschungstrends und ihre Anwendungsbeispiele

Interview mit Professor Wolfram Hardt von der TU Chemnitz anlässlich des Silicon Saxony Day am 19. und 20. Juni 207 in Dresden. Professor Hardt leitet die Fachsession „Drone Technologies and Application“ auf dem Kongress.

Frage: Prof Hardt, Kinder spielen mit Drohnen und Multikoptern mit und ohne Kamera. Was halten Sie als Informatiker von dieser Entwicklung?

Prof. Hardt: An Kinderspielzeuge werden immer besondere Anforderungen gestellt. Dies betrifft Sicherheit, Unterhaltungswert und insbesondere technische Neuerungen. Auch bei den Drohnen für Kinder kann man dies wieder sehen. Aktuelle Neuerungen werden spielerisch zugänglich gemacht. Damit wird die Anwendung der Technik selbstverständlich und ein riesiger Anwendungsmarkt öffnet sich.

Frage: Sie meinen den Spielzeugsektor für Kinder?

Prof. Hardt: Nein, ich meine durch den spielerischen Umgang mit Kinder-Drohnen lässt sich erkennen, dass mit professionellen Drohnen ganz neue Märkte geschaffen werden. Dazu gehören die automatisierte Inspektion von Gebäuden, Strommasten, Überlandleitungen, Landschaftsbeobachtung, Schädlingsbekämpfung aus der Luft und vieles mehr. Überall wo wiederholt Zugang zu schwer zugänglichen Örtlichkeiten notwendig ist, lassen sich Drohnen hervorragend einsetzen. Dies ist ein richtiger Mega-Trend.

Frage: Mega-Trend? Wie meinen Sie das?

Prof. Hardt: Die technologische Basis für faszinierende Anwendungen ist bereits heute vorhanden. In vielen Bereichen können wir darauf aufbauen und professionelle Anwendungen entwickeln. Gebäudeinspektion, Minitransporte, Agra-Beobachtung und Umweltschutz sind nur einige Abwendungsbeispiele. Der Markt ist riesig und wächst durch immer neue Anwendungen rasant. Neue Nutzergruppen werden immer neue Anwendungen auf Basis von Drohnen-Technologie nutzen. Die Drohnen-Technologie wird durch diese Multiplikatoren zum Megatrend.

Frage: Was sind die wesentlichen Faktoren für den Erfolg der Drohnen-Technologie?

Prof. Hardt: Flexibilität, Agilität und künstliche Intelligenz treiben diese Technologie, die wir D.Tec nennen.

  • Flexibilität bedeutet, dass Drohnen nicht an eine Infrastruktur wie Straßen oder Schienen gebunden sind. Damit können sie überall dort eingesetzt werden, wo eben gerade keine Straßen oder Schienen- oder Wasserwege vorhanden sind. Menschen, Autos, Schiffe und auch Flugzeuge sind bisher an vordefinierte Wege gebunden. Dieses Paradigma wird durch die Drohnen-Technologie durchbrochen.
  • Agilität nennen wir die Fähigkeit auf engstem Raum zu operieren. Drohnen können unter extremen räumlichen Einschränkungen operieren und zwar in drei Dimensionen. Senkrechtstart, Wenden auf der Stelle sowie Unter- oder Überfliegen von Hindernissen sind konkrete Beispiele dafür. Dies ist zwar kein Paradigmenwechsel aber hier wird ein neuer Grad von Agilität erreicht, der es ermöglicht bisher unzugängliche Stellen zugänglich zu machen.
  • Künstliche Intelligenz ist unter dem Aspekt der Flugsteuerung zu verstehen. Aufgrund vielfältiger Sensorik kann eine sichere, automatisierte Flugsteuerung bereitgestellt werden. Dohnen-Piloten werden durch vollautomatische Hinderniserkennung, vordefinierte Flugmissionen und –Manöver unterstützt oder sogar ersetzt. Sensoren liefern die notwendigen Daten. Echtzeitauswertung und schnelle Verknüpfungen dieser Daten sind die Grundlage für intelligente Algorithmen zur Flugsteuerung.

Mit diesen Eigenschaften erschließen wir den riesigen Markt der D.Tec -Anwendungen.

Frage: Dann gibt es wohl keine Einschränkungen für die Drohnen-Technologie?

Prof. Hardt: Aktuell sind die Reichweite und das Gewicht die größten Einschränkungen. Die Reichweite wird durch die Kapazität der Energiespeicher, also des Akkus, begrenzt. Das Gewicht setzt sich aus Eigengewicht und Zuladung (Payload) zusammen. Wird eine Drohne zu Transportzwecken eingesetzt ist dies besonders kritisch. Kürzlich wurde allerdings das Maximalgewicht für Drohnen ohne besondere Fluglizenz auf 10 kg erhöht. Damit lassen sich sehr viele Anwendungen problemlos realisieren.

Frage: Was fasziniert Sie als Informatiker und Wissenschaftler an der Drohnen-Technologie?

Prof. Hardt: Auf Grundlage von Flexibilität, Agilität und Methoden der künstlichen Intelligenz forschen wir an adaptiven Methoden zur Flug- und Anwendungssteuerung. Dabei setzen wir optische Kameras als Sensoren ein, werten die Bilder in der Luft aus und nutzen die Ergebnisse für eine optimale Flugsteuerung. Das Ziel ist eine neue D.Tec Generation, die eine automatische Adaptierung des Flugverhaltens an die Anwendung ermöglicht, und das ganz ohne Piloten. Dazu haben wir unsere eigene Flugplattform Areiom entwickelt. Areiom steht für >>Adaptive Research Multikopter Plattform<<. Die Grundidee ist eine Strukturierung der Flugsteuerung in 5 Kontrollebenen. Diese können einzeln programmiert werden. So trennen wir die eigentliche Flugsteuerung von der Missionssteuerung.

Frage: Können Sie uns ein Beispiel geben?

Prof. Hardt: Im Projekt APOLI inspizieren wir mit unserer Areiom Plattform Hochspanungsleitungen, natürlich ohne diese vorher abzuschalten. Es werden Beschädigungen von Leitungen, Isolatoren und Masten gesucht. Das Kamerabild werten wir im Flug aus, und richten die Drohne so aus, dass das Inspektionsziel immer gut im Bild ist. Die Drohne adaptiert also den Missionsflug an das Kamerabild. Das ist nur auf Grundlage von Flexibilität, Agilität und Methoden der künstlichen Intelligenz in Verbindung mit unserer Flugplattform Areiom möglich.

Frage: Was sind die nächsten Schritte?

Prof. Hardt: In der Expert-SessionDrone-Technologies and Applications“ haben wir zum Silicon Saxony Day in Dresden am 20. Juni 2017 Experten aus verschiedenen D.Tec Bereichen zusammengebracht. Wir werden Trends und Methoden diskutieren und diese potentiellen Anwendern vorstellen. Das ist sozusagen die Initialzündung, mit der wir D.Tec aus der Forschung in die industrielle Praxis bringen.

Im Herbst laden wir Wissenschaftler und Anwender zu einem Workshop ein. Hier werden konkrete Techniken, Anwendungen und Projekte erörtert.

Akteure sind dann in unserem neuen D.Tec Kompetenz-Netzwerk (D.Tec.Kn) herzlich willkommen. Gemeinsam werden wir dem D.Tec Megatrend Flügel geben, zu Anwendungen verhelfen und neue Methoden erproben.

Weitere Informationen zum Silicon Saxony Day und zum Programm der Fachsession „Drone Technologies and Applictions“ am 20. Juni 2017 finden Sie unter:

http://www.gwtonline.de/12-silicon-saxony-day-beyond-horizons-am-19-20-juni-2017/

oder

http://www.silicon-saxony.de/silicon-saxony-day/conference/expert-sessions/drone-technologies/

Prof. Dr. Wolfram Hardt ist Inhaber der Professur Technische Informatik an der TU Chemnitz und Leiter des Transferzentrums „Technische Informatik“ bei der GWT-TUD GmbH. Die GWT-TUD GmbH ist ein mittelständiger Forschungsdienstleister. In enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern sächsischer Hochschulen und Forschungseinrichtungen bringt die GWT-TUD GmbH Forschungsergebnisse in Entwicklungsvorhaben ihrer Partner ein. Die Kernkompetenzen der GWT liegen in der Medizin, speziell in der klinischen Forschung, und in der industriellen Auftragsforschung. Die GWT ist seit 1996 erfolgreich am Markt.

Pressekontakt TU Chemnitz:
Dr.-Ing. Ariane Heller
Fakultät für Informatik
Professur Technische Informatik
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ariane.heller(at)informatik.tu-chemnitz.de

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GWT-TUD GmbH

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Die GWT ist ein mittelständischer FuE-Dienstleister. In enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der TU Dresden sowie anderen Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen bringt die GWT Forschungsdienstleistungen und -ergebnisse in Entwicklungsvorhaben ihrer Industriepartner ein. Die GWT übernimmt wahlweise die unternehmerische Gesamtverantwortung für ein Projekt oder unterstützt die Projektpartner durch Dienstleistungen bei der Projektrealisierung. Die GWT ist seit 1996 erfolgreich am Markt. Die Erlöse der unternehmerisch erfolgreichen Geschäftstätigkeit fließen dabei vollständig zurück in die Förderung der Wissenschaft. Die GWT und ihre Tochtergesellschaften gehören zur TU Dresden AG (TUDAG). Sie ist frei von jeglicher staatlicher Grundfinanzierung. Unsere Kernkompetenzen liegen in der Medizin, speziell der klinischen Forschung, in der Energietechnik und Produktionsoptimierung. Kleinere schnelle Projekte beherrschen wir gleichermaßen wie internationale Vorhaben. Wir agieren überregional von unseren Standorten Dresden (Hauptsitz), Dresden-Rossendorf, Chemnitz und Berlin.