Mo, 20. August 2018

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23.01.2018 11:43

Algorithmus soll Drohnen sicher durch Stadt lenken

Kommerzielle Drohnen navigieren mithilfe von GPS, was in großer Höhe gut funktioniert. Zwischen Gebäuden und im Stadtverkehr, wo Fußgänger oder Radfahrer plötzlich den Weg kreuzen, müssen Drohnen hingegen schnell auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren können. Dazu waren sie bisher nicht in der Lage. Ein in der Schweiz entwickelter Algorithmus soll die Flugobjekte diesem Ziel nun näherbringen.

Statt komplizierter Sensoren nutzt die Drohne der Universität Zürich und des nationalen Forschungskompetenzzentrums NCCR Robotics eine normale Kamera und einen sehr leistungsstarken Algorithmus für künstliche Intelligenz, der die beobachteten Situationen auswertet. Der Algorithmus besteht aus einem sogenannten Deep Neural Network. Er lernt komplexe Aufgaben anhand von zahlreichen Trainingsbeispielen zu lösen. "Das ist ähnlich wie bei Kindern, die von ihren Eltern oder Lehrern lernen", erklärte Davide Scaramuzza, Professor für Robotik und Wahrnehmung der Universität Zürich.

Eine der größten Herausforderungen des Deep Learning ist es, mehrere tausend solcher Trainingsbeispiele zu sammeln. Das Forschungsteam trug Fahrten von Autos und Fahrrädern zusammen, die in städtischen Umgebungen navigierten und die Verkehrsregeln beachteten. Durch Imitation lernte die Drohne schließlich, automatisch diese Regeln einzuhalten, wie zum Beispiel "Wie folge ich der Straße, ohne in den Gegenverkehr zu geraten?".

Selbständig navigierende Drohnen für alle Bereiche
Die Drohne navigierte aber nicht nur sicher durch die Straßen. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass ihre Drohne sich auch in komplett anderen Umgebungen zurechtfand, für die sie nie trainiert wurde, etwa in Parkhäusern oder Bürofluren. "Mit diesem Algorithmus sind wir dem Ziel einen Schritt nähergekommen, selbstständig navigierende Drohnen in unseren Alltag zu integrieren", so Scaramuzza.

"Noch viele Probleme zu lösen"
Künftig könnten solche Drohnen für Paketlieferungen, Überwachungsaufgaben oder Rettungseinsätze bei städtischen Katastrophen Verwendung finden. Allerdings warnte das Forschungsteam, das seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift "IEEE Robotics and Automation Letters" publizierte, vor übertriebenen Erwartungen an leichte und günstige Drohnen: "Es müssen noch viele technologische Probleme gelöst werden, bevor die ehrgeizigsten Anwendungen Realität werden können", wird Doktorand Antonio Loquercio in der Mitteilung zitiert.

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