Drohnen sind unbemannte, fliegende Geräte, die für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Als sie entwickelt wurden, waren diese Geräte manuell ferngesteuert. Heute sind Drohnen jedoch oft mit künstlicher Intelligenz ausgestattet und automatisieren einige oder alle Vorgänge.
Die Einbindung von KI ermöglicht es Drohnenherstellern, Daten von Sensoren, die an der Drohne angebracht sind, zu nutzen, um z.B. Sicht- und Umweltdaten zu sammeln und umzusetzen. Diese Daten ermöglichen einen autonomen oder assistierten Flug, was die Bedienung erleichtert und die Zugänglichkeit erhöht.
Als Ergebnis sind KI basierte Drohnen Teil der intelligenten Mobilitätsangebote geworden, die nun kommerziell für Unternehmen und Verbraucher verfügbar sind.
Wie funktionieren KI basierte Drohnen?
KI-basierte Drohnen setzen größtenteils auf Computer Visualisierung. Diese Technologie ermöglicht es Drohnen, Objekte während des Fluges zu erkennen und erlaubt die Analyse und Aufzeichnung von Informationen am Boden.
Computer Vision funktioniert durch eine leistungsstarke, onboard Bildverarbeitung, die mit einem neuronalen Netzwerk durchgeführt wird. Ein neuronales Netzwerk ist eine geschichtete Architektur, die verwendet wird, um Algorithmen im maschinellen Lernen zu implementieren.
Neuronale Netzwerke ermöglichen es Drohnen, Objekte zu erkennen, zu klassifizieren und zu verfolgen. Diese Informationen werden in Echtzeit kombiniert, damit die Drohnen Kollisionen vermeiden und Ziele lokalisieren und verfolgen können.
Um neuronale Netze in Drohnen zu implementieren, müssen Forscher die Algorithmen des maschinellen Lernens zunächst darauf trainieren, Objekte in einer Vielzahl von Kontexten zu erkennen und richtig zu klassifizieren. Dies geschieht, indem speziell markierte Bilder in den Algorithmus eingespeist werden.
Diese Bilder bringen dem neuronalen Netzwerk bei, welche Eigenschaften die Klassen von Objekten haben und wie man eine Art von Objekt von einer anderen unterscheiden kann. Fortgeschrittenere neuronale Netze lernen während des Betriebs ohne Aufsicht weiter und verbessern die Erkennung und Analyse mit der Nutzung.
Die anderen wichtigen Komponenten für KI basierte Drohnen sind Sensoren. Sie werden verwendet, um alle Daten zu sammeln, die von Drohnensystemen verarbeitet werden, einschließlich Sicht-, Positions- und Umgebungsdaten.
Diese Daten werden dann in maschinelle Lernmodelle eingespeist, um zu bestimmen, wie eine Drohne auf Umweltbedingungen reagieren sollte, welche Objekte sie priorisieren oder vermeiden sollte und wohin sie fliegen kann.
Oft werden Sensordaten auch nach der Landung einer Drohne für nicht flugbezogene Analysen verwendet. Zum Beispiel, um potenzielle Minenstandorte zu finden oder um die Wasserqualität von Stauseen zu bewerten.
Real-Time Daten und verbesserte menschliche Bedienung
KI ermöglicht die Verarbeitung von Echtzeit-Datenströmen während des Fluges. Dies liefert kontinuierliches Feedback an Betreiber und interne Systeme und ermöglicht automatische Korrekturen des Flugbetriebs oder eine vollständige Automatisierung.
Diese Fähigkeit, Daten in Echtzeit anzuwenden, ist besonders nützlich, wenn Drohnen eingesetzt werden, um Bereiche zu beurteilen, die für Menschen unsicher sind. KI ermöglicht es Drohnen, sich an Bedingungen anzupassen, die den Menschen nicht möglich sind.
Zum Beispiel können sie Hochgeschwindigkeitsberechnungen durchführen, um sich an Luftströmungen anzupassen, wenn sie Gebäude inspizieren. Außerdem können sie es den Betreibern ermöglichen, Informationen zu erfassen, die von menschlichen Betreibern übersehen werden könnten, wie zum Beispiel kleine Bewegungen in dunklen Bereichen.
Wenn eine KI in Drohnensysteme eingebaut wird, kann sie genutzt werden, um die Effizienz zu messen und Daten über die Betriebsbedingungen zu sammeln. Diese Daten können dann genutzt werden, um Trainingsprogramme zu entwickeln.
Durch die Identifizierung der Eigenschaften, die einen geschickten Betrieb ausmachen, können Drohnen sicherer und effizienter betrieben werden.
Zusätzlich können KI-Programme durch die Simulation schwieriger Bedingungen uns beibringen, wie sie Schäden an den KI basierten Drohnen oder Verluste an der Ausrüstung minimieren können, was den ROI verbessert.
Einsatz von künstlicher Intelligenz bei Drohnen
Es gibt viele Anwendungsfälle für Drohnen, die künstliche Intelligenz beinhalten.
- Baustellen: Bauunternehmen können Drohnen einsetzen, um Baustellen kontinuierlich und automatisch zu scannen und zu überwachen. Diese Geräte können es Unternehmen ermöglichen, Bereiche zu bewerten, die für Menschen gefährlich sind.
- eCommerce: Giganten des eCommerce arbeiten an der Entwicklung von Drohnen, die Bestellungen an Kunden ausliefern können. Unternehmen wie Amazon testen bereits ihre Drohnen und versorgen einige ihrer Kunden mit Drohnenlieferungen.
- Landwirtschaftliche Möglichkeiten: Wie auch im Baugewerbe können landwirtschaftliche Unternehmen Drohnen zur Überwachung des Betriebs einsetzen. Zum Beispiel, indem sie Daten über den aktuellen Zustand der Pflanzen oder Anbaugebiete sammeln und Daten darüber zurücksenden, wann die Pflanzen erntereif sein sollten oder ob Umgebungsänderungen notwendig sind.
- Militär und Verteidigung: Militärische Drohnen sind vielleicht am bekanntesten für die Integration von KI und werden schon seit mehr als einem Jahrzehnt eingesetzt. Oft werden diese Drohnen zur Überwachung oder für offensive Operationen eingesetzt. Durch den Einsatz von KI sind Teams in der Lage, Piloten zuverlässig durch Drohnen zu ersetzen und Gebiete großflächig zu kartieren.
- Suche und Rettung: Drohnen haben das Potenzial, eine große Hilfe zu sein, wenn es um die Suche und Rettung geht, vor allem bei Bedingungen, die für Menschen unsicher sind. So könnten Drohnen zum Beispiel Lawinengebiete mit Infrarot scannen, um verschüttete Skifahrer oder Wanderer zu finden.
Die Vorteile und Nachteile von KI
Künstliche Intelligenz kann genutzt werden, um Maschinen zu erschaffen, die Aufgaben effizienter als Menschen ausführen. Sie kann ermöglichen, auch in anstrengenden Situationen und gefährlichen Umgebungen vierundzwanzig Stunden am Tag zu arbeiten.
Sowie das ganze Jahr über zu arbeiten, ohne Mittagspausen, Krankheitstage oder bezahlten Urlaub. Dies hat bereits zu sonst unmöglichen Leistungen in Bereichen wie Raumfahrt und Medizin geführt und könnte die Antwort auf globale Probleme wie Welthunger und nukleare Holocausts sein.
Während Maschinen das Potenzial entwickeln, die Welt zu verbessern, stellen Wissenschaftler eine wichtige Frage: Was wird passieren, wenn Maschinen ihre kognitiven Fähigkeiten nutzen, um böswillige Handlungen auszuführen, anstatt wohlwollende?
Dies könnte auf eine von zwei Arten passieren. Die KI könnte so programmiert werden, dass sie etwas Nützliches tut, und auf dem Weg dorthin könnten unerwünschte Nebeneffekte auftreten.
Oder sie könnte in die falschen Hände geraten und so programmiert werden, dass sie zerstörerisch wirkt. Da KI die Möglichkeit hat, sich weiterzuentwickeln und sich anzupassen, um ihre Ziele zu erreichen, könnten ihre Handlungen schwer vorherzusagen sein.
KI in Drohnen sind eine vielversprechende Lösung
Künstliche Intelligenz könnte genau das sein, was Drohnen brauchen, um zu einer branchenübergreifenden Lösung zu reifen. Ausgestattet mit Computer Vision und fortschrittlichen Sensoren, können KI basierte Drohnen ihre Umgebung kontinuierlich identifizieren, bewerten und entsprechend reagieren.
Diese Fähigkeiten sind entscheidend für Such- und Rettungseinsätze, sowie für militärische und verteidigungspolitische Anwendungen. Ein weiterer Vorteil ist die Nutzung von KI basierten Big Data für Drohnen.
KI bietet Echtzeit-Datenfähigkeiten, die es den Drohnen ermöglichen, den Flug an die Topographie anzupassen und sich anzupassen, wenn Veränderungen auftreten. Diese Daten können auch gesammelt und analysiert werden, was Organisationen die nötigen Erkenntnisse liefert, um Produkte und Dienstleistungen zu verbessern.
