Wie eine KI-Drohne künftig bei Blackouts helfen soll

Der Schnee liegt meterhoch, ein umgestürzter Baum versperrt die Straße – Einsatzfahrzeuge kommen im Schneesturm schwer voran. Zu allem Überfluss ist auch noch die Stromleitung ausgefallen. Bis die Haushalte im Tal wieder mit Strom versorgt werden, dauert es: Zuerst müssen Einsatzkräfte vor Ort nachschauen, was die Ursache für den Stromausfall ist.

KI meldet Schadensart

Thomas Georg Jantos forscht an Drohnen, die diese Aufgabe übernehmen könnten. „Wir könnten in Zukunft überall wo es gefährlich ist, Roboter und Drohnen hinschicken. Ein Menschenleben ist unbezahlbar. Aber wenn mal eine Drohne verloren geht, ist das weniger schlimm“, erklärt der Robotik-Experte. 

Gemeinsam mit seinem Team forscht er an der Universität Klagenfurt, wie Drohnen mit Künstlicher Intelligenz (KI) an Bord selbstständig zu ausgefallenen Strommasten fliegen könnten, dort den Grund für den Schaden feststellen und ihn melden.

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Jantos Aufgabe ist, dem KI-Programm in der Drohne das Erkennen der Strommasten durch Kameraaufnahmen beizubringen. Das ist nicht einfach: „Strommasten aus Kärnten und der Steiermark sehen sehr ähnlich, aber doch ein bisschen anders aus. Diese kleinen Unterschiede können die KI verwirren“, erklärt Jantos. Auch Umwelteinflüsse wie schlechte Lichtverhältnisse erschweren die Schadenserkennung. Die KI lernt mit vielen Bildern, auf denen eingezeichnet ist, wo sich bestimmte Teile wie die Isolatoren des Strommastes befinden. „Auf Thermal-Bildern sieht man etwa, wenn ein Stück weggebrochen ist“, erklärt er.

Computer Vision für die Luft

In der Fachsprache heißt diese Art von Künstlicher Intelligenz „Computer Vision“. Sie spielt z.B. bei selbstfahrenden Autos eine wichtige Rolle: „Die Autos analysieren ihre Umgebung konstant: Da werden unzählige Informationen gefiltert – andere Autos, Verkehrsschilder oder Passanten auf der Straße“, erklärt Jantos. 

Bei dem FFG-Forschungsprojekt MUKISANO von Jantos und seinem Team stand die Entwicklung des Algorithmus im Fokus. Er soll die Strommasten und Schadenfälle zuverlässig analysieren und beim Fliegen die richtigen Flugkoordinaten beibehalten.

Die Drohnen stammen von der Tiroler Twins GmbH. Auch bei anderen FFG-Projekten, bei denen es um den Katastropheneinsatz von Drohnen geht, ist das Unternehmen aus Ampass beteiligt.   

Wind- und wetterfeste Drohnen aus Tirol

Die Entwicklung dieser Katastrophen-Drohnen für Schneestürme oder Waldbrände ist eine Herausforderung. „Die Hitze- und Wasserbeständigkeit von Drohnen ist begrenzt“, erklärt die Geschäftsführerin Katharina Samwald. Gemeinsam mit der Bezirksfeuerwehr Kufstein entwickelte Twins eine solche Spezialdrohne. „Sehr viel Wert haben wir auf die IP-Beständigkeit gelegt: Also Spritzwasserschutz von unten, Regenschutz von oben und Akkus, die auch bei winterlichen Temperaturen funktionieren. Dass sie z.B. auch fliegen können, wenn es schneit“, erklärt Samwald. „Mit unseren Geräten kann man bis etwa 60 km/h Windstärke fliegen. Die Drohnen haben eingebaute Sensoren, die gegensteuern und so stabilisieren“. Allerdings verbrauche die Drohne bei Wind mehr Strom und könne deshalb nicht so weit fliegen wie sonst.

Schon jetzt werden Drohnen bei Katastrophen eingesetzt, etwa von Feuerwehren oder dem Bundesheer. Bis sie das ohne menschliches Zutun können, wird es allerdings noch dauern. Dazu muss das von Jantos entwickelte KI-Programm erst noch zur Marktreife gebracht werden. 

Noch gibt es Hürden: „Die Rechenleistung der Drohnen ist begrenzt, weil sie keinen schweren Computer tragen kann“, erklärt Jantos. In ein Auto könne vergleichsweise viel mehr Technik gepackt werden als auf eine kleine Drohne. Auch das Bildmaterial für das Training der KI sei nicht einfach zu bekommen.

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Inspektionen der Zukunft

„Meine Vision wäre, dass unser System irgendwann auf der Welt genutzt wird“, sagt Jantos. Nicht nur bei Schneestürmen könnten die Drohnen zum Einsatz kommen, auch Alltagsinspektionen würden so sicherer: „In Österreich stehen viele Strommasten auf dem Feld, in den Bergen oder im Wald. Mit Drohnen ist man da sicherer unterwegs und muss Menschen nicht unnötigen Gefahren aussetzen“, erklärt Jantos.

Diese Serie erscheint in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG).